L’exosquelette motorisé minimise les efforts de manutention
Développé par Suitx en collaboration avec le fabricant d'entraînements Faulhaber, l'exosquelette actif IX Back Volton vise à réduire la charge mécanique subie par la colonne vertébrale lors des opérations de manutention.
www.faulhaber.com
Analyse du besoin ergomoteur dans la logistique
Dans les centres de tri, la logistique d'entrepôt et la manutention aéroportuaire, les opérateurs sont exposés à des contraintes répétitives de flexion du buste et de port de charges. L'accumulation de ces tâches sollicite fortement la musculature lombaire et augmente les contraintes mécaniques exercées sur la colonne vertébrale.
Bien que l'automatisation réponde à une partie des flux logistiques, de nombreuses opérations nécessitent le maintien d'une intervention humaine. Dans ce contexte, les dispositifs d'assistance physique portés offrent une réponse ciblée. Contrairement aux systèmes passifs qui restituent l'énergie accumulée lors de la flexion au moyen de ressorts ou de vérins, les exosquelettes actifs intègrent une motorisation pour fournir un apport d'énergie externe lors des phases d'effort.
Architecture technique et chaîne cinématique de l'exosquelette
L’exosquelette Ix back volton a été conçu autour d'un cadre dorsal à profil étroit. Cette géométrie permet de maintenir les charges manipulées à proximité du buste, réduisant le bras de levier et le moment de force exercé sur le dos lors de la manutention.
L'assistance mécanique est appliquée au niveau de l'articulation de la hanche par l'injection d'un couple ciblé, conçu pour guider le redressement du tronc après une phase d'inclinaison. L'ensemble du dispositif affiche une masse de 5,7 kg, incluant la batterie industrielle.
En phase de levage, l'effort généré par la motorisation permet de décharger le dos de l'utilisateur d'une force équivalente à une masse allant jusqu'à 17 kg.
Spécifications techniques :
• Masse totale : 5,7 kg (avec batterie)
• Assistance maximale au levage : Soulagement équivalent jusqu'à 17 kg
• Zone d'application de la force : Articulation des hanches / extension du buste
• Motorisation : Moteurs électriques brushless (ex. série Faulhaber Bxi)
• Mode d'action : Assistance active avec régulation adaptative en temps réel
Assistance adaptative et pilotage en temps réel
L'intégration d'une motorisation sur un équipement porté nécessite de gérer l'impédance du système afin d'éviter toute gêne lors des mouvements non assistés. Une assistance continue ou mal synchronisée risquerait d'entraver la liberté de mouvement ou la marche de l'opérateur.
Pour répondre à cette contrainte, l’exosquelette est équipé d'un système de contrôle adaptatif. Des algorithmes analysent les intentions de mouvement en temps réel et ajustent l'assistance fournie : la résistance mécanique est minimisée pendant la phase de flexion du buste, tandis que le couple moteur s'active de manière proportionnelle lors du redressement.
Actionnement électromécanique sur mesure
La conception d'un exosquelette actif impose des contraintes strictes en matière de masse, d'encombrement et de rapport puissance/volume. Pour développer le système d'entraînement, l'équipe pluridisciplinaire de Suitx (réunissant des compétences en mécanique, électronique, informatique et biomécanique) s'est associée aux ingénieurs de Faulhaber.
La chaîne cinématique s'appuie sur des moteurs compacts à fort couple, tels que ceux de la série Faulhaber BXI, couramment employés dans les articulations robotiques. Ce partenariat a permis d'intégrer une solution motrice adaptée aux dimensions légères du système et aux exigences d'une production en série.
Perspectives d'évolution de la robotique portée
Les progrès réalisés dans les technologies d'entraînement et la densité énergétique des batteries permettent d'envisager une extension des capacités des exosquelettes. La réduction du poids et l'amélioration des systèmes de commande ouvrent la voie à l'assistance d'autres articulations majeures, comme les genoux ou les épaules.
Initialement déployés dans les secteurs de la logistique, de la production industrielle et de la réhabilitation médicale, ces systèmes d'assistance portée sont appelés à trouver des applications dans d'autres domaines professionnels et du quotidien où la réduction des sollicitations physiques est recherchée.
Customer-specific FAULHABER motor solution for exoskeleton
https://cdn.faulhaber.com/media/DAM/Documents/brochure/faulhaber-brochure-market-solution-robotic-joints-en.pdf
FAULHABER BXI - The new centerpiece for robotics applications
