trends in automation 1.2016

25 / 56

Dans la pratique
menteren blijft pneumatica de eerste
keuze. Het werkingsprincipe van de pneu-
matische spier is gekend: door perslucht
in de spier te sturen, zwelt de spier op. De
diameter wordt groter, maar tegelijkertijd
wordt ook de lengte korter. Zo kan zeer
snel, gradueel en zonder stick-slip effect
een trekkracht uitgeoefend worden op
een object zonder veel massa toe te voe-
gen. Om de experimenten eenvoudiger bij
te kunnen sturen werd in de stuurkast een
proportioneel drukregelventiel geplaatst.
Hiermee kan op basis van parameters die
ingelezen worden, de druk in de spieren
continu bijgestuurd worden. Zo kan on-
middellijk het effect van meer of minder
assistentie van de spier gemeten worden.
In het artikel op pagina 20 over de Robo-
Thespian die ook al te bekijken was on-
langs op INE in Leuven vindt u nog meer
informatie over gelijkaardige pneumati-
sche spieren.
Rendement
Dankzij een loadcell in de connector van
de spier kan de kracht gemeten worden
die de spier uitoefent op de aanhech-
tingspunten. In combinatie met de hoek-
snelheid kan zo het vermogen berekend
worden dat het externe hulpmiddel levert.
De pneumatische spier haalt zijn beste
rendement wanneer optimaal ingesteld
wordt op welk punt van de afstoot hij in
of uitgeschakeld wordt en dit met de opti-
male hoeveelheid kracht. Een sensor in de
hiel stuurt een signaal uit wanneer de hiel
contact maakt. Hiermee wordt dan verder
in de sturing bepaalt wanneer de spier
moet geactiveerd worden. Op basis van
voorgaande onderzoeken werden het
ideale activatie- en desactivatiepunt en
de optimale contractiekracht bepaald.
De graadmeter echter is het metabool
energieverbruik: de proefpersonen dra-
gen een mondmasker tijdens de experi-
menten waarmee het energieverbruik kan
bepaald worden. Dezelfde inspanning
wordt gedaan met gewone schoenen zon-
der Wall-X, met Wall-X maar niet werkend,
en met het werkend exoskelet. Hieruit
blijkt dat er een daling is in het energie-
verbruik van 21% wanneer WALL-X werkt
in vergelijking met wanneer hij niet werkt.
Doordat WALL-X echter ook voor extra ge-
wicht ter hoogte van de onderbenen zorgt
is het rendement in vergelijking met wan-
delen met gewone schoenen iets lager.
Uniek in de wereld: het pas geopende laborato-
rium voor sportwetenschappen van UGent. Een
50 meter lange ruimte met sportvloer, ingewerkte
loopbanden en krachtmeetplaten laat toe om ook
bewegingen op volle snelheid wetenschappelijk te
bestuderen.
Toch wordt er 12% minder energie ver-
bruikt wanneer je wandelt met assistentie
van WALL-X in vergelijking met gewoon
wandelen met je eigen schoenen zonder
een exoskelet. Het optimale wandelpa-
troon van mensen kan dus nog verbeterd
worden.
Het doel is om op termijn een rende-
mentswinst van 15% en meer te halen.
Daarom wordt er nu gewerkt aan de mate-
riaalkeuze en aan het ontwerp. Telkens
een onderzoek uitgevoerd wordt stapelen
de gegevens zich op en dragen ze bij tot
dit, en tot ander wetenschappelijk onder-
zoek. Eenmaal 15% energiereductie be-
reikt wordt kan de tweede stap genomen
worden, namelijk de exoskeletten inzet-
ten bij bijvoorbeeld mensen met een
fysieke beperking. Een exoskelet zou
wandelen op die manier gemakkelijker
kunnen maken en er voor kunnen zorgen
dat mensen die moeite hebben met
wandelen terug langer en sneller kunnen
wandelen, te vergelijken met het effect
van een elektrische fiets.
3D-visualisatie van de bewegingen en de
krachten van een proefpersoon dankzij infrarood-
camera’s en krachtmetingen in de loopband.
1.2012 trends in automation
Impuls 24 – 25