,总结起来的一个关键点就是外骨骼部分的关节设计存在问题。
对于人体骨骼关节来说很容易实现的动作,放到机械外骨骼上就显得没那么容易了,越是灵活的机械关节,其机构也就越发的复杂。
为了减少成本,陈新在外骨骼关节的连接方式上采用的都是摆动连接,只能在一个平面内进行一定程度的摆动,想要灵活的活动,需要多个关节一起配合。
这无疑就使得外骨骼的关节活动范围和灵活度受到了限制。
放到下肢还好,毕竟人类的两条腿大多数时候都只是做钟摆运动,只需要来回摆动就可以了,没人会平时闲的无聊劈横叉。
但对于上肢来说,这样的设计就有些尴尬了。
人体的上肢,也就是手臂除开手掌的指关节外,还有肩、肘、腕和桡尺这四个关节部分。
其中肩关节有屈、伸、外展、内外旋转的功能,也因此关节头呈现为球形,被称为球形关节,靠着球形关节结构的优势,肩关节可以屈0°~180°,伸0°~50°,外展0°~180°,内外旋转0°~90°,堪称人体最灵活的关节之一,甚至比腕关节还要灵活。
陈新的父亲说手臂抬不起来,很大一部分程度上就是受到外骨骼在肩部的活动关节影响。
毕竟陈新在外骨骼的肩部关节所采用的是两个钟摆连接,一个负责前后摆动,一个负责上下摆动,两个关节配合倒是也能让手臂在一定范围内灵活活动。
可受限于结构本身的限制,加上还需要连接助力结构,这一部分的灵活性是有限的。
其最明显的表现就是使用者的手臂无法抬得比肩膀还高,也没有办法向后弯曲。
再加上外骨骼肘部的连接关节因为连接结构的问题只能做0°~90°的屈、伸,和正常手臂关节0°~150°的屈、伸相比,少了足足60°的活动范围,这就使得使用者没有办法靠自己的双手摘掉头上的头盔。
想要提升灵活性,就只能调整外骨骼关节的连接结构,增大其活动角度,或者采用更复杂的结构,让其变得更加灵活。
采用和人体骨骼结构一样的球形关节倒不是不可以,只是人体的骨骼关节的连接面上有着一层软骨,靠着这层能够不断的再生的软骨人体才能够承受住关节的磨损。
并且即便如此,也依旧有人因为高强度的劳动,导致关节磨损严重,出现关节劳损的病症。
对于机械来说,换成球形关节的话,机械磨损将是一个无可避免的难题。
无法再生只能采用轴承和润滑来减小摩擦,或者在磨损严重之后进行替换,但替换频繁无疑会增加维护成本,违背陈新想要降低成本的初衷。
而且在球形关节上使用普通金属材料扛不住高强度的使用,而采用耐磨的高强度材料又会提高成本。
除此之外就只有增加更多的活动关节来实现更灵活的活动角度,但复杂的结构又会使得维护变得无比麻烦,这让陈新顿时陷入了一种令人头秃的死循环。
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