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深入研究外骨骼电子学

2018-12-04 22:38

在MARCH项目,正在建造一个外骨骼,以恢复截瘫患者的完全活动能力。在这篇文章中,我们想带您浏览最新的外骨骼设计的电气系统和印刷电路板(PCB):MARCH III。首先简要介绍电气部件,然后对所有PCB进行更详细的说明。

先从外骨骼的“背包”开始。在它的底部,一个巨大的电池组为外骨骼提供动力。它连接到其上方的大型印刷电路板,实现某些保护测量,如过电流和过电压,并允许监测能量流:配电板。它还为所有其他电子设备供电:大多数电压为“低压”, 电机为“高压”。那些电动机,(无刷)无人机发动机,是外骨骼关节旋转的原因。然而,他们确实需要一个特殊的模块来让它旋转。该模块称为伺服驱动器,将正确的信号发送到电机内部的线圈。为伺服驱动器一个定制PCB被创建了,您可以在下面详细了解。

电源,配电,伺服驱动器和电机是外骨骼的主要电气元件。然而,一个重要的部分仍然缺失:外骨骼中的传感器。重要的是可以测量电机旋转角度的那些。它们提供定时信息,伺服驱动器需要在恰当的时间向电机发送正确的信号。外骨骼中有更多传感器,但这些传感器相对“简单”。示例性的是温度传感器,用它们绝对确保接头的电动机不会过热。

板计算机或主板通过EtherCAT与伺服驱动器连接并控制关节,使得外骨骼实际行走。在外骨骼的关键点上放置了小型“EtherCAT兼容”微控制器板(称为通用EtherCAT从站),它们可以连接各种外围设备,例如上面的温度传感器,还可以连接拐点(带按钮和屏幕)由飞行员控制外骨骼。

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