Die verborgenen Herausforderungen der motorisierten Prothetik

Moderne angetriebene Extremitätenprothesen verändern das Leben von Tausenden von Anwendern und ermöglichen es ihnen, mit einem Maß an Freiheit und Autonomie zu gehen, Treppen zu steigen oder Aufgaben mit einem Maß an Freiheit und Autonomie auszuführen, das bisher für unmöglich gehalten wurde. Doch hinter jeder erfolgreichen Prothese steckt eine komplizierte technische Herausforderung: die Entwicklung leistungsfähiger Systeme, die der Fluidität menschlicher Bewegungen entsprechen. Leistung und Reaktionsfähigkeit sind zwei wichtige Spezifikationen, aber Prothesen müssen auch bequem und leicht zu tragen sein. Deswegen ist die Wahl eines kompakten, leichten, geräuscharmen und reaktionsschnellen Motors für eine praktikable Lösung von entscheidender Bedeutung für eine angetriebene Prothese, die eine Extremität ersetzt.

Wir bei Alva Industries glauben, dass die Lösung dieser Herausforderungen einen neuen Ansatz in der Motortechnologie erfordert. Unsere SlimTorq™-Motoren sind hervorragend geeignet, um die anspruchsvollen Anforderungen einer fortschrittlichen Prothese zu erfüllen.

Montage hoher Drehmomente in kompakte, leichte Gelenke

Eine angetriebene Prothese muss ein ausreichendes Drehmoment liefern, um ein ganzes Bein oder einen ganzen Arm bewegen zu können, dabei aber leicht und kompakt genug sein, um Ermüdung und Einschränkungen zu vermeiden.

Typische Prothesensysteme, wie Arme über dem Ellbogen und über dem Knie, müssen mit strukturellen Verkleidungen, Batterien, Bewegungssteuerungen, Motoren und Getrieben ausgestattet sein. Um eine Leistung zu erreichen, die mit menschlichen Höchstleistungen vergleichbar ist, werden hohe Anforderungen gestellt.

Um ein hohes Drehmoment zu erreichen, sind in der Regel große Motoren und hohe Übersetzungsverhältnisse erforderlich, die beide das Volumen erhöhen und das Ansprechverhalten verringern.

Ein wichtiger Faktor bei der Auswahl eines Motors mit einem optimalen Verhältnis von Leistung zu Gewicht ist seine konstante Motordichte, die beschreibt, wie effektiv ein Motor sein physisches Volumen oder seine Masse in nutzbares Drehmoment pro Einheit der elektrischen Verlustleistung umwandelt. Sie kombiniert die Motorkonstante (Km, ausgedrückt in Nm/√W) mit der Größe oder dem Gewicht des Motors, die in der Regel als Kilometer pro Kubikzentimeter oder pro Kilogramm normalisiert werden. Eine hohe konstante Motordichte bedeutet, dass der Motor bei gleichem Kupferverlust und gleichem Platzbedarf oder Gewicht ein höheres Drehmoment liefern kann, was sowohl auf elektromagnetische Effizienz als auch auf ein kompaktes thermisches Design hindeutet. Dies ist auch für den Benutzerkomfort von entscheidender Bedeutung, da es letztlich bestimmt, wie effizient der Motor sein kann. So wird eine optimale Akkulaufzeit gewährleistet und unerwünschte Wärme, die durch inhärente Verluste entsteht, vermieden.

• SlimTorq™-Motoren erreichen einen Kupferfüllfaktor von bis zu 60 %, was zu einer um 33 % höheren konstanten Motordichte führt als bei alternativen geschlitzten Motoren.
• Sie bieten ein um 139 % höheres Spitzendrehmoment und ermöglichen niedrigere Übersetzungsverhältnisse, ohne die Motorgröße zu erhöhen.
• Das Ergebnis: kompakte Aktuatoren, die schnelle Dynamik bei minimalem Gewicht bieten – ein idealer Partner für Getriebe für funktionelle Ellbogen-, Knie- und Knöchelgelenkprothesen.