Ironhand superpower under control

Werkgerelateerde aandoeningen aan het bewegingsapparaat komen veel voor in Europa en Noord-Amerika. Ze vormen een van de belangrijkste reden voor langdurig werkverzuim: 45% van alle beroepsziekten bestaat uit problemen met nek, schouders en armen die zijn ontstaan op de werkvloer. In Europa liggen de kosten hiervoor jaarlijks bij zo’n 2,1 miljard euro. Om dit soort blessures te voorkomen wordt onder andere ingezet op wearables, kleding met ingebouwde technologie.Een voorbeeld is de Zweedse Ironhand^® van BIOSERVO TECHNOLOGIES, een zachte robothandschoen die de gepatenteerde SEM-technologie van het bedrijf gebruikt om de menselijke gripkracht te versterken. De krachtondersteuning voor de individuele vingers wordt geleverd door aandrijvingen van FAULHABER.

Bioservo Ironhand

Op Europees niveau is repetitief werk de grootste risicofactor. 74% van de werknemers in de Europese Unie voert minimaal een kwart van hun werktijd herhalende arm- of handbewegingen uit. Volgens het Duitse Arbo-instituut zijn aandoeningen aan het bewegingsapparaat de meest voorkomende reden voor beperkte inzetbaarheid, ernstig letsel, vroegpensioen en tijdelijke arbeidsongeschiktheid. Het Europees Agentschap voor Veiligheid en Gezondheid op het Werk heeft een enquête uitgevoerd, waarin 45% van de respondenten aangaf op het werk te lijden onder pijnlijke of vermoeiende lichaamshoudingen. 25% had rugpijn en 20% spierpijn. Uit onderzoek blijkt dat in 2030 de helft van de werknemers te maken zou kunnen krijgen met dit soort aandoeningen.

Bij de categorie “werkgerelateerde problemen met nek en bovenste ledematen” gaat het om de hals, armen, polsen, handen en vingers. Klachten zijn bijvoorbeeld tintelingen, gevoelloosheid, irritatie of pijn. Koude omgevingen en het gebruik van trillend gereedschap kunnen de klachten verergeren, met minder mobiliteit en een verlies aan gripkracht als gevolg. Dit veroorzaakt vaak weer extra risico’s op de werkvloer, bijvoorbeeld als medewerkers hun gereedschap niet meer goed kunnen vasthouden of er niet gecontroleerd en veilig mee kunnen werken.

De demografie speelt ook een rol: door veroudering en het verschuiven van de pensioenleeftijd blijven mensen langer actief in de beroepsbevolking. Hierdoor wordt ergonomie op de werkvloer steeds belangrijker, zowel voor gezonde medewerkers als voor mensen die al fysieke beperkingen hebben. Een deel van de oplossingen is gericht op een betere ergonomie van werkplek, dus de werkbank, het bureau of de lopende band. Maar bedrijven vertrouwen ook steeds vaker op een directere ondersteuning of versterking van hun mensen. Eén voorbeeld is het exoskelet, dat als een kledingstuk op het lichaam wordt gedragen.

Ironhand

Sterkere handen
De Ironhand^® van het Zweedse bedrijf BIOSERVO TECHNOLOGIES is een zacht, actief exoskelet voor de handen en vingers: een powerhandschoen. Normaal gesproken worden grijpbewegingen aangestuurd door de spieren in de onderarm en de hand. De spieren trekken aan pezen, zodat de vingers bewegen. Ironhand^® simuleert deze functie: drukgevoelige sensoren in de vingertoppen van de handschoen herkennen het als de hand van de drager een grijpbeweging maakt. In het systeem is een computer geïntegreerd die berekent hoeveel extra gripkracht er nodig is. Kleine servomotoren trekken vervolgens aan dunne kabels in de vingers van de handschoen. Hoe meer druk de sensoren registreren, des te meer kracht de Ironhand^® levert. De instellingen van de handschoen kunnen worden aangepast aan persoonlijke voorkeuren en aan het soort werk dat wordt verricht. Met datafuncties kan een digitale risico-inventarisatie van de hand plaatsvinden en kan de gebruiker volledig worden geïntegreerd in het fabriekvan- de-toekomstconcept van Industrie 4.0. De data-analyse kan tijdens het werk activiteiten herkennen met veel grijpbewegingen – en dus hogere ergonomische risico’s – zodat gebruikers passende maatregelen kunnen nemen.

Individueel en flexibel
De handschoen is beschikbaar in vier maten en is geschikt voor links- en rechtshandigen. Het batterijpakket zit in een rugzakje en bevat ook de computer en de motorendie de individuele vingers bedienen. Gebruikers kunnen vooraf diverse profielen instellen met verschillende combinaties van sensoractiviteit, kracht, vingersymmetrie en “vasthoudgewoonten”. De gebruiker kan het profiel wijzigen met een simpele druk op de knop van de afstandsbediening op de borst.

De profielen maken het mogelijk om flexibel in te spelen op de vereisten van verschillende werkzaamheden die gedurende een werkdag worden uitgevoerd, bijvoorbeeld als iemand ’s ochtends lichter werk doet en ’s middags taken heeft die de spieren sterker belasten. Hierdoor kunnen mannen en vrouwen met hetzelfde systeem werken. De handschoen kan binnen een paar milliseconden tot 80 N aan grijpkracht leveren.

Daarnaast is het systeem zo ontworpen dat het kan worden gedragen met persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM), zoals veiligheidshandschoenen, valbescherming, helmen of zichtbaarheidskleding. De gebruiker kan de handschoen bij werkpauzes zelf aan- en uittrekken. De batterijcapaciteit van de voeding is voldoende voor een typische werkdag.

Krachtige aandrijving
Om de afzonderlijke vingers aan te sturen, heeft BIOSERVO voor hun Ironhand ^® gekozen voor DC-micromotoren met grafietcommutatie uit de serie 1741 … CXR. De serie combineert kracht, robuustheid en controle in een compacte vorm. Dit wordt gegarandeerd door grafietcommutatie, hoogwaardige neodymium magneten en de beproefde wikkeling van de FAULHABER-rotor. De krachtige neodymium magneet geeft de motoren een hoge vermogensdichtheid met een continu koppel van 3,6 tot 40 mNm. De indrukwekkende prestatiegegevens en het compacte formaat openen een breed spectrum aan toepassingsmogelijkheden bij een optimale prijs/prestatieverhouding.

1741 CXR

Martin Remning Wahlstedt, directeur ontwikkeling bij BIOSERVO, is overtuigd van de kwaliteiten van FAULHABER: “We hebben in de Ironhand^® gekozen voor de 1741 … CXR omdat we in onze producten al goede ervaringen hadden met FAULHABER-aandrijvingen en omdat we een langlopende samenwerking hebben met de aandrijfspecialist en met Compotech, hun Zweedse verkooppartner.”

  Meer weten…