ExoHeaver
Ошибка скрипта: Модуля «Unsubst» не существует.
ExoHeaver - линейка российских промышленных экзоскелетов, обеспечивающий снижение физических нагрузок на человека, а также позволяющий снизить травмоопасность и утомляемость при работах с тяжелым ручным инструментом, при поднятии, удержании и переносе грузов. Является разработкой ученых и инженеров Юго-Западного государственного университета (ЮЗГУ, г. Курск) и Цифровой лаборатории «Норникеля»[1][2] .
По версии портала "Гетсиз.ру" экзоскелетный комплекс "ExoHeaver" вошел в топ 10 перспективных продуктов и инноваций, представленных на международной выставке БИОТ-2019, где "ExoHeaver" был представлен на стенде компании «Восток-Сервис»[3][4].
Области применения[править]
Анализ[править]
Согласно данным Росстата, в России более пяти миллионов человек задействовано в работах,связанных с тяжёлым физическим трудом в области добычи полезных ископаемых, на производствах по их обработке и хранению, в строительстве и транспортировке[5]. При добыче полезных ископаемых на работах с перемещением различных тяжестей заняты 34,7% специалистов, в металлургии – 36,5%.Часть этих работ возможно автоматизировать, но в большинстве случаев автоматизация экономически и технически не эффективна.
Рассматривая многообразие человеческого труда на промышленных площадках с точки зрения энергозатратности, можно выделить следующие категории работ:
- ручные – задействуется только мускульная сила работника (такелажные работы, монтаж оборудования,ремонт тяжелого оборудования, сортировка, каменная кладка, окраска поверхностей и т.п.);
- полумеханизированные – работая вручную, работник использует механизированные инструменты (перфоратор,вибратор, краскопульт, отбойный молоток, сварочный аппарат и т.п.);
- механизированные – основные операции процесса выполняются механизмами, однако часть операций (выверка, подгонка, заделка и т.п.) выполняются вручную;
- комплексно-механизированный процесс – все операции процесса выполняются комплексом техники, взаимно дополняющей друг друга;
- автоматизированный процесс – комплекс машин работает по заданной программе под контролем оператора;
- роботизированный процесс – механические устройства-манипуляторы (роботы) выполняют производственный процесс по заданной программе автономно, без участия оператора или с его помощью в рамках подготовительных операций.
Выявленная проблема[править]
Одним из наиболее сложных и, как следствие, травматичных является этап отрыва груза от поверхности, этот этап предшествует подъему груза. И именно на этом этапе чаще всего происходят травмы опорно-двигательного аппарата человека. Как известно, самая распространенная причина травм межпозвоночных дисков – неправильная работа с грузами. Человек вполне может поднять значительный вес, если использует правильную технику, но это не исключает факт износа опорно-двигательной системы и высокой утомляемости человека, осуществляющего работы связанные с тяжелым физическим трудом(переносу грузов, работе с тяжелым инструментом и т.д.), такие условия труда могут называться вредными и регламентируются нормами, утвержденными Минтруда России[6][7].
Путь решения проблемы[править]
Применение экзоскелетов в промышленности является одним из путей к улучшению условий труда, сохранению здоровья и повышению производительности рабочих. Поэтому последние годы в развитых странах мира получили распространение такие экзоскелеты, как Fortis ,HULC, HAL, Panasonic и другие. Импорт зарубежных аналогов в Россию затруднен, так как экзоскелеты зарубежного производства являются товарами двойного назначения. Между тем, российский рынок экзоскелетов только формируется.
Экзоскелет "ExoHeaver"- российский проект направленный на решение поднятой проблемы, аппарат уже прошел успешные испытания на предприятиях ПАО "ГМК "Норильский Никель" и ПАО "ГазПромНефть", где экзоскелет применялся на следующих операциях:
- Проведение демонтажа и установки запорной трубопроводной арматуры;
- Монтаж трубопровода с применением электродуговой сварки;
- Замена электродвигателя вентиляционной установки;
- Поддержка тяжелого инструмента “третьей рукой”;
- Работы при низких температурах (≈ -30°С);
- Перемещение теплообменных цепей;
и др. [8].
Компания «Норникель» планирует применять экзоскелеты прежде всего на собственном производстве, для этих целей на базе ЮЗГУ проводятся обучающие мероприятия для будущих пилотов экзоскелетов,при успешном прохождении обучения пилоту вручается удостоверение о повышении квалификации по специальности "Эксплуатация промышленных экзоскелетов" [9][10].
Принцип работы и особенности[править]
Особенности конструкции[править]
Конструктивно экзоскелет повторяет скелет человека. Металлические звенья аппарата соединяются посредством шарниров, каждый из которых имеет разное число степеней подвижности. Шарнирное соединение бедра с корпусом, как и у человека, имеет три степени свободы. Оно может вращаться вокруг двух горизонтальных осей: «вперед-назад» и «отведение-приведение», а также – вокруг вертикальной оси.
Модульная конструкция экзоскелета включает в себя гравитационные компенсаторы и модуль подъема груза с электроприводом, что позволяет экзоскелету воспринимать на себя до 90% веса груза и компенсировать мышечный момент поясницы в сагиттальной плоскости при максимальной грузоподъемности 60 кг и весе самого экзоскелета ≈20кг. Вес экзоскелета и полезная нагрузка, воспринимаемая его конструкцией, распределяются на опорную поверхность через механический каркас экзоскелета - это снижает вероятность получения травм нижних конечностей, травм поясничного отдела позвоночника, таких как скручивание или смещение межпозвоночных дисков, а также снижает вероятность образования грыж. Экзоскелет рассчитан на операторов ростом от 160 до 195 см, конструкция экзоскелета предусматривает настройку габаритов экзоскелета под конкретного человека, что необходимо для обеспечения комфортной эксплуатации и возможности легко настроить экзоскелет в соответствии с параметрами различных пользователей, дополнительно в конструкции включены упоры для сидения, это позволяет подобно сиденью обеспечивать поддержку оператора в положении сидя, для случая, когда необходимо выполнять работы стоя на колене в конструкции экзоскелета предусмотрен защитный коленный упор, что обеспечит защиту колена оператора от воздействия на него больших нагрузок. У обученного оператора процесс надевания экзоскелета занимает не более пяти минут, а снятия - не более одной минуты [11].
"Мозг" экзоскелета[править]
Управление модулем подъема груза осуществляется при помощи пульта, который всегда находится под рукой и при этом не мешает выполнять работу.
Бортовой компьютер,установленный в экзоскелете, позволяет в реальном времени отслеживать уровень загазованности окружающего воздуха, температуру воздуха, освещенность, режим работы пользователя и другие параметры. Все данные выводятся на мобильное устройство и могут передаваться в корпоративную сеть[12]. Такой функционал позволит не только помогать оператору, предупреждая его об аварийных ситуациях (возможность падения, превышение допустимой концентрации горючих газов в воздухе, превышение допустимой грузоподъемности и др.), но и даст возможность собирать необходимые данные для их анализа с целью контроля, выявления проблем и повышения эффективности планирования.
Примечания[править]
- ↑ Ошибка Lua в package.lua на строке 80: module 'Module:Languages' not found.Ошибка скрипта: Модуля «unsubst» не существует.
- ↑ Ошибка Lua в package.lua на строке 80: module 'Module:Languages' not found.
- ↑ Ошибка Lua в package.lua на строке 80: module 'Module:Languages' not found.
- ↑ Ошибка Lua в package.lua на строке 80: module 'Module:Languages' not found.
- ↑ Ошибка Lua в package.lua на строке 80: module 'Module:Languages' not found.
- ↑ Ошибка Lua в package.lua на строке 80: module 'Module:Languages' not found.
- ↑ Ошибка Lua в package.lua на строке 80: module 'Module:Languages' not found.
- ↑ Ошибка Lua в package.lua на строке 80: module 'Module:Languages' not found.
- ↑ Ошибка Lua в package.lua на строке 80: module 'Module:Languages' not found.
- ↑ Ошибка Lua в package.lua на строке 80: module 'Module:Languages' not found.
- ↑ Ошибка Lua в package.lua на строке 80: module 'Module:Languages' not found.
- ↑ Ошибка Lua в package.lua на строке 80: module 'Module:Languages' not found.
Литература[править]
- Яцун С.Ф., Антипов В.М., Карлов А.Е. Моделирование подъема груза с помощью промышленного экзоскелета // Известия Юго-Западного государственного университета. 2018. Т. 22, № 6(81). С. 14-20
- Яцун С.Ф., Савин С.И., Емельянова О.В., Яцун А.С.,Турлапов Р.Н. Экзоскелеты: анализ конструкций, принципы создания, основы моделирования: монография // Курск: Университетская книга, 2015. 179 с.
- Яцун С.Ф., Савин С.И.,Яцун А.С.,Климов Г.В. Кинематический анализ экзоскелета в процессе подъема груза // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия «Техника и технологии». 2015. No3 (16). С. 24-30.
- Давыдов В.А.,Безмен П.А. Эргономика промышленного экзоскелета на основе экспериментальных данных // Завалишинские чтения 2019, Сборник докладов 17–20 апреля 2019 г.,страницы 76-78.
- Постольный А.А., Безмен П. А., Карлов А.Е.,Савельева Е.В. Промышленный экзоскелет для строительных технологий // Завалишинские чтения 2019, Сборник докладов 17–20 апреля 2019 г.,страницы 223-226.
- Мальчиков А.В., Яцун А.С., Белов А.Ю., Репкин А.В Анализ эффективности применения экзоскелета в производственном процессе промышленного предприятия// В сборнике: Юность и знания - гарантия успеха -2019. сборник научных трудов 6-й Международной молодежной научной конференции. Юго-Западный государственный университет. 2019. С. 234-237.
This article "ExoHeaver" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:ExoHeaver. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.
