充分運用形狀上的優(yōu)勢，開發(fā)出裝有減速器的輕薄短小型執(zhí)行器

  NEEDS

  旨在提供適用于護理現(xiàn)場的動力服

  SOLUTION

  開發(fā)扁平且功率密度較高的執(zhí)行器

  充分運用形狀上的優(yōu)勢，開發(fā)出裝有減速器的輕薄短小型執(zhí)行器

  日本的老年人口不斷增加，預(yù)計在2025年將達到總?cè)丝诘?0%。護理設(shè)施已出現(xiàn)嚴重的人才短缺，減輕護理工作人員的負擔已成為一項重要的社會課題。在這種狀況下，對能夠輔助身體功能的動力服的需求越來越高。據(jù)推算，動力服的市場規(guī)模有望達到120億日元，未來五年將實現(xiàn)5倍以上的增長。

  關(guān)節(jié)驅(qū)動用執(zhí)行器是構(gòu)成動力服不可缺少的部件。該執(zhí)行器由起到控制作用的減速器和產(chǎn)生驅(qū)動力的電機所構(gòu)成，安裝到人體之后，能結(jié)合人體的行動，發(fā)揮較大的力量，從而減輕腰部、腿部的負擔。

  目前的行情為60～300萬日元。執(zhí)行器的安裝位置因型號不同而有所差異，大部分是安裝在腰部和膝部，需要兩個軸左右。高級型號具有四個以上的軸。

  通過采用“可變形齒輪”結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)無縫控制和薄型化。

  驅(qū)動部件的原理是，如果需要較大的力，則執(zhí)行器就會變大、變厚。 但是，在護理現(xiàn)場，需要穿過狹窄的通道或門，而且需要格外小心避免傷害到使用者。因此，動力服用執(zhí)行器需要輕薄、緊湊。

  日本電產(chǎn)新寶從2015年起提供的減速器——“FLEXWAVE”就是能滿足這一護理現(xiàn)場需求的薄型減速機構(gòu)。即使是腰用的中型款，相對于90mm的直徑，厚度也只有20mm。此外，為了實現(xiàn)護理工作人員的正確動作，執(zhí)行器需要進行非常精密的控制。在這里就出現(xiàn)了一個課題，即齒輪和齒輪之間產(chǎn)生的齒隙(間隙)。FLEXWAVE雖然采用將外齒輪和內(nèi)齒輪組合的方式，但在內(nèi)側(cè)設(shè)置了變形為橢圓形的彈性軸承。另外，通過將具有高延展性的薄型鋼材用于外齒輪并將其與軸承一起變形，作為與內(nèi)齒輪嚙合的設(shè)計，可實現(xiàn)低齒隙。齒輪比的自由度從而也得到改善，并且實現(xiàn)了50～120相差懸殊的無縫控制。

  通過與新方式電機組合，實現(xiàn)了薄型及高功率密度。

  另一方面，超扁平執(zhí)行器用“Axial Flat Motor(AFM)”是尼得科的臺灣電機基礎(chǔ)技術(shù)研究所開發(fā)的、近年來備受矚目的電機結(jié)構(gòu)。為了確保扭矩，常規(guī)的Radial Flux Motor(RFM)垂直方向較長，而AFM具有增大直徑以獲得扭矩的優(yōu)點。

  AFM可以通過增大直徑而無需垂直加長來獲得扭矩。

  因此，當輸出高達170W時，其厚度約為21mm。

  日本電產(chǎn)新寶發(fā)揮該集團內(nèi)的協(xié)作效應(yīng)，企劃設(shè)計了將FLEXWAVE與AFM相結(jié)合的執(zhí)行器。厚度相對于上述直徑90mm，為41.5mm。實現(xiàn)了非常扁平且輕量的執(zhí)行器。本公司推出了輸出功率和尺寸各異的三種產(chǎn)品，根據(jù)使用部位和工作性質(zhì)，以滿足各種動力服的應(yīng)用。

  日本電產(chǎn)新寶的執(zhí)行器，在功率密度(相對于一定質(zhì)量的功率)方面遠超其他公司的產(chǎn)品

  目前，除了動力服之外，本公司還在商討將其應(yīng)用于包括電動輪椅在內(nèi)的個人移動車輛領(lǐng)域。此外，也可向以SCARA機器人為代表的生產(chǎn)設(shè)備、自主移動式的多關(guān)節(jié)機器人等領(lǐng)域推廣。在大街小巷、家庭中，與機器人一同生活的社會離我們絕不遙遠。未來，對小型化且高功率執(zhí)行器的需求將迅速增長。為此，尼得科集團將進一步加快研發(fā)力度。