英雄形象

派克汉尼汾将机器人外骨骼数字化制造带入生活

设计分析与快速成型相结合,帮助运动和控制技术领导者加速发展

这一切都始于七年前时任派克汉尼汾首席执行官的时候, 唐Washkewicz, 向他的团队提出了这个问题, “云顶集团App下载公司的未来是什么?”

这引发了一系列活动,以规划新的领域和机遇,确保公司在未来的良好增长. 这一举措最终促使该公司研究如何利用其在运动和控制技术方面的核心能力,在假肢和矫形领域开发可穿戴机器人设备.

随着它进一步探索这个机会, 帕克·汉尼汾与范德比尔特大学的研究人员合作,致力于改造机器人技术,帮助下肢瘫痪的患者增加机动性,恢复行走能力. 这导致了可穿戴外骨骼的发展,它包括在臀部和腿部佩戴的支架, 由马达驱动, 电池, 和其他电子产品.

In 2012, 派克汉尼汾公司和V和erbilt达成了一项技术许可协议,不久之后,该公司开始将一种名为Indego的机器人外骨骼商业化. Dr. 瑞安·法里斯(Ryan Farris)是范德比尔特大学(V和erbilt)博士生工作中这项技术开发的共同发明人, 派克汉尼汾公司任命他为业务部门的技术主管,负责将Indego推向市场.

寻找柔性材料和制造解决方案

在项目早期, Farris和他在派克汉尼汾的团队很快发现,由于公司传统制造供应商等待生产报价和最终部件的时间太长,无法满足他们积极的开发期限.

法里斯深知这是一个竞争激烈的市场, 每天的产品开发在哪些方面可以成就或破坏成功, 时间是宝贵的. 这一追求——缩短设计周期和更快地制造零件——使他进入了proolabs公司进行原型设计和最终用途零件.

云顶集团App下载主要使用proolabs来测试新想法,”Farris解释道. “例如, 当云顶集团App下载考虑一个潜在的设计改进, 云顶集团App下载希望能够尽快创建部件并查看它们的性能.”

乍一看

挑战

派克汉尼汾的工程师们在研制机器人外骨骼时,需要一个快速的制造解决方案,以加快开发速度,降低设计风险.

解决方案

数字化制造技术和Protolabs的自动报价系统的结合,使得设计过程能够在不牺牲上市时间的情况下进行高度迭代.

结果

快速成型,机械加工,3D打印以及交互式报价节省了R&D团队几个月的开发时间.

Indego是一种机器人外骨骼,旨在帮助下肢瘫痪的患者再次行走. 在开发过程中,派克汉尼汾公司使用Protolabs快速测试设计改进.
Indego是一种机器人外骨骼,旨在帮助下肢瘫痪的患者再次行走. 在开发过程中,派克汉尼汾公司使用Protolabs快速测试设计改进.

一个特殊的设计挑战是需要快速旋转部件,这与一个组件有关,该组件用作设备的光管. 这个部分将嵌入式电路板上的一个小LED发出的光传输到外部,这样用户就可以看到设备的当前状态.

“这个小指标特别重要,因为这就是使用者——截瘫者的方式, 中风病人, 或者使用系统的人知道他们的状态, 他们在什么模式, 以及这个设备将会发生什么,法里斯说:“.

最初的光管设计是用模压透明热塑性塑料制造的. 经过几个测试周期, 很明显,这种材料太脆了,无法承受日常使用的严格要求, 因为系统被设计成随着用户的移动而伸缩. 法里斯还解释说,光管是一个更大的组件的一部分, 装配体的相对运动与刚性类塑料构件不协调.

对缩短设计周期和更快制造零件的追求,使他进入了proolabs进行原型设计和最终用途零件.

快速硅橡胶模具桥梁生产差距

法里斯和他的团队重新评估了用于光管组件的材料,并决定用它来制造部件 液体硅橡胶 (LSR). 一个模塑的LSR部分将能够自然地弯曲与用户的运动,并有耐久性持续无限. 但挑战不仅仅是找到合适的材料. 他们还需要一个具有成本效益的成型方案,该方案优化了产品开发的这个阶段,因为设计还没有最终确定.

机器人外骨骼还在原型设计阶段,FDA的批准还在等待中, 因此,对传统工具的昂贵投资并不理想. Farris转向Protolabs的LSR成型工艺,快速制造了几个光管组件,这样他就可以测试新的设计,并在必要时进行灵活的迭代.

他指出,加速成型过程的关键是proolabs的自动化、 交互式引用系统. 他和他的团队经常会在几个小时内上传引用的部分, 然后经过几个迭代,直到它在目标成本之内. 这使得一个高度迭代的设计过程,同时降低了开发成本,因为它可以通过软件数字化实现,并且不需要制造最终部件.

派克汉尼汾外骨骼注塑成型和加工零件由Protolabs生产
机器人外骨骼由环绕在臀部和小腿周围的支架组成, 由马达驱动, 电池, 电子产品, 和智能软件,艾滋病在用户的运动.

自动报价节省了数周的开发时间

收到成型的LSR零件后, 他们对新设计进行了测试,发现它的灵活性和耐久性可以承受Indego系统的日常使用. “云顶集团App下载对改用液态硅橡胶部件非常满意,”Farris说. “透光性非常好, 指示器对用户的可见性非常好, 自从改变后,云顶集团App下载没有遇到任何持久性问题.”

Farris估计,proolabs的成型云顶集团游戏app在几天内就完成了LSR零件的制造,为他的团队节省了一到两个月的时间. 为小批量生产优化模具, 它们可以弥补早期原型和最终产品之间的差距.

“内部, 云顶集团App下载试过自己制造这些零件吗, 由于带宽的限制,这可能需要一个月的时间,法里斯说:“.

但这次的重新设计远远不止是在R中开发的产品改进&D实验室. Farris分享了该公司的一个较大的例子, 通过倾听用户反馈和快速实施产品改进,战略性地专注于客户云顶集团游戏app.

云顶集团App下载的目标是尽可能快. 当云顶集团App下载有新的发展时,云顶集团App下载的竞争优势之一就是速度. 当云顶集团App下载在现场遇到问题时, 云顶集团App下载认为,云顶集团App下载的反应速度在很大程度上体现了云顶集团App下载对客户的关心,”他解释说.

除了LSR模型部分,Indego的工程师和设计师也非常依赖 Protolabs的数控加工3 d打印技术 整个机器人外骨骼开发的能力. 例如, Farris注意到,为了确保超声波焊接的部件到位,他已经加工了固定装置. 他还使用3D打印技术,在过渡到注射成型之前,通过选择性激光烧结建立尼龙原型.

与一个 按需生产 选择权由其支配, 派克汉尼汾已经能够减少开发时间, 将创新产品更快地推向市场, 并有效地回应客户的反馈. 整体, 包括模制生产部件, Farris估计派克汉尼汾公司的人体运动和控制业务部门已经使用Protolabs生产了数千个组件,并将继续利用其数字化制造云顶集团游戏app,在未来几代Indego中发挥作用.