Project MARCH X: Az exoskeleton újradefiniálása

Project MARCH X – Eurocircuits

A Delfti Műszaki Egyetemen a hallgatói csapatokat gyakran „álomcsapatokként” emlegetik, és ezek közé tartozik a Project MARCH is. 2015 óta minden évben 27 elhivatott hallgató egy évre felfüggeszti tanulmányait, hogy teljes figyelmükkel egy exoskeleton tervezésére, fejlesztésére és megépítésére összpontosítson. Az exoskeleton egy motoros, robotikus ruházat, amely lehetővé teszi a gerincvelő-sérüléssel élő, kerekesszékhez kötött emberek számára, hogy ismét felálljanak és járjanak. Az idei exoskeletont 28., és egyben legfontosabb csapattagunkkal, Daan van der Heyden pilótánkkal együttműködve terveztük. Daan teljes gerincsérüléssel él, és az idei volt a második éve, hogy a Project MARCH csapatát erősítette.

Az MX célja

A Project MARCH célja, hogy az exoskeleton technológiai határainak feszegetésével javítsa a gerincsérültek életminőségét. Ennek érdekében évről évre egy új, innovatív külső vázat építünk. Az elmúlt évek során leginkább a dinamikus járás fejlesztésére koncentráltunk, hogy eszközünk minél jobban alkalmazkodjon a mindennapi élet kihívásaihoz. Exoskeletonunk már képes kamerák segítségével érzékelni környezetét, és a megfelelő helyekre lépve, javaslatokat tenni a pilóta számára. A tavalyi csapat (MIX) munkájának középpontjában a CYBATHLON 2024 versenyen való részvétel állt, amely a világ egyik legjelentősebb bionikai megmérettetése. Az idei évben célunk az exoskeleton szociális helyzetekben való alkalmazhatóságának bővítése volt. Különösen az olyan szituációkra fókuszáltunk, mint például egy álló koncerten való részvétel, ahol elengedhetetlen, hogy az exoskeleton képes legyen önállóan egyensúlyozni, és ellenállni a külső zavaró hatásoknak. Emellett természetesebb járásminták kialakításán is dolgoztunk, hogy csökkentsük pilótánk fizikai terhelését.

Áramelosztó kártya (Power Distribution Board)

Az áramelosztó kártya a Project MARCH egyik visszatérő fejlesztése, amely az exoskeleton teljes áramellátásáért felelős. Feladata az energia átalakítása, elosztása és felügyelete. A rendszer a fedélzeti akkumulátorcsomagból 48V-os tápfeszültséget kap, amelyet alacsonyabb feszültségszintekre konvertál, az alacsony fogyasztású alkatrészek számára. Emellett felügyeli az MDrive motorvezérlőink áramfelvételét, szabályozza a bekapcsolási áramlökéseket, valamint képes észlelni az esetleges hibákat is. Az áramelosztó által gyűjtött adatokat EtherCAT protokollon keresztül továbbítjuk a központi számítógép felé, ahol azok naplózásra kerülnek.

MDrive

Az idei már a második év volt, amikor saját fejlesztésű motorvezérlőket terveztünk, gyártottunk és használtunk. A motorvezérlő feladata, a motor működésének pontos szabályozása, biztosítva, hogy az a szoftveres utasításoknak megfelelően reagáljon. A MARCH VI előtt a Project MARCH az IMotion Cube motorvezérlőt használta, majd áttért az ODrive rendszerre. Bár az utóbbi számos előnnyel járt, mégsem bizonyult tökéletesnek. Az egyik legnagyobb hátránya az volt, hogy nem tudott közvetlenül kommunikálni az EtherCAT hálózattal, amely a mai napig az exoskeletonunk fő kommunikációs rendszere. Erre válaszul, a MARCH VII és MARCH VIII csapatai egyedi megoldást dolgoztak ki, amely lehetővé tette az EtherCAT-en keresztüli kommunikációt: ez a DieBo nevet kapta. A MARCH IX csapat végül úgy döntött, hogy a DieBo helyett egy saját motorvezérlőt tervez, amely az ODrive és a DieBo előnyeit ötvözi, és megalkották az MDrive motorvezérlőt. Ez kiválóan működött, így idén a MARCH X nevű csapatunk már ennek továbbfejlesztésén dolgozott. Az új verziónk egy erősebb vezérlőchipet kapott, amely lehetővé teszi az érzékelőinkkel való intenzívebb és magasabb minőségű kommunikációt.

Bemutatás

Az év eleje óta rengeteg energiát fektettünk abba, hogy a lehető legjobb exoskeletont tervezzük meg. A MARCH X exoskeleton új dizájnját március 19-én mutattuk be a nagyközönségnek. Ennek során kiemelt szerepet kaptak nyomtatott áramköri lapjaink is, amelyek kivitelezésében mérnökeinket az Eurocircuits támogatta.