Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Теоретические основы экзоскелетов 6
1.1 История и эволюция экзоскелетной технологии 6
1.2 Принципы работы пассивных экзоскелетов 7
1.3 Классификация пассивных экзоскелетов 10
1.4 Применение военных экзоскелетов 20
2 Анализ потребностей и требований военной сферы 23
2.1 Технические требования и специфика использования пассивного экзоскелета в военных
операциях 23
2.2 Анализ оперативного применения пассивных экзоскелетов в различных военных
сценариях 24
2.3 Сравнение пассивных экзоскелетов с другими вспомогательными технологиями для
военнослужащих 25
3 Моделирование пассивного экзоскелета 29
3.1 Формулирование требований к проектированию 29
3.2 Выбор материалов и конструкционных решений 30
3.3 Моделирование и расчеты узлов и деталей 31
4 Разработка прототипа пассивного экзоскелета 36
4.1 Разработка модели нижних конечностей пассивного экзоскелета 36
4.2 Технологии производства и сборки 39
5 Результаты исследования 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ 48
ПРИЛОЖЕНИЕ А Расчеты узлов и деталей 51
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Чертежи 59
В современном мире все большее значение приобретают технологии, облегчающие жизнь и расширяющие возможности человека. Среди них особого внимания заслуживают экзоскелеты - устройства, предназначенные для усиления физических возможностей пользователя.
Экзоскелеты находят применение в различных сферах, включая медицину, промышленность и военное дело. Они используются для реабилитации пациентов с травмами опорно-двигательного аппарата, для увеличения силы и выносливости рабочих и солдат. Однако традиционные экзоскелеты, как правило, активные, то есть требуют внешнего источника питания для работы.
Пассивные экзоскелеты, в отличие от активных, не используют внешние источники питания. Они представляют собой механические конструкции, которые поддерживают и усиливают тело пользователя за счет собственной упругости.
Несмотря на потенциальные преимущества, разработка пассивных экзоскелетов сталкивается с определенными сложностями. Необходимо учитывать биомеханику человеческого тела, подбирать оптимальные материалы и конструкции, а также решать вопросы интеграции с пользователем.
Цель настоящей работы заключается в изучении, проектировании и изготовлении пассивного экзоскелета. Основные задачи включают в себя анализ существующих технических решений в области пассивных экзоскелетов, определение требований и особенностей их применения в военной деятельности, а также разработку и создание прототипа пассивного экзоскелета.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы была проделана работа по исследованию, моделированию и изготовлению прототипа пассивного экзоскелета нижних конечностей.
Пассивные экзоскелеты обладают рядом преимуществ по сравнению с активными экзоскелетами, включая низкую стоимость, простоту эксплуатации и безопасность.
Разработанный в данной работе пассивный экзоскелет может найти применение в различных сферах, таких как:
1. Медицина (реабилитация пациентов с травмами опорнодвигательного аппарата);
2. Промышленность (увеличение производительности и снижение травматизма работников);
3. Военное дело (увеличение силы и выносливости солдат).
Дальнейшие исследования в данной области могут быть направлены на:
1. Оптимизацию конструкции экзоскелета для повышения его эффективности и комфорта;
2. Разработку экзоскелетов для других частей тела и сфер применения;
3. Проведение клинических испытаний для оценки эффективности экзоскелета в различных условиях.
Разработка и внедрение пассивных экзоскелетов имеет большой потенциал для улучшения качества жизни людей, повышения их физических возможностей и снижения травматизма на производстве.
