Exoskelette

Dem Werker Beine gemacht

Unterstützung in der manuellen Handhabung. Körperunterstützende Robotik kann dazu beitragen, die gesundheitlichen Belastungen des Menschen zu reduzieren. Schmalz hat im Rahmen eines Forschungsprojekts ein Exoskelett entwickelt, das dem Mitarbeiter beim Heben aus tiefen Lagen unterstützt.

Ob Hebe- oder Montagetätigkeit – Schmalz möchte Mitarbeiter bei Tätigkeiten in tiefen Lagen mit einem Exoskelett unterstützen. (Bild: Schmalz)

Der demografische Wandel führt zu einem steigenden Durchschnittsalter der Menschen in den Betrieben – und die körperlichen Belastungen in der manuellen Handhabung nehmen zu. Nicht selten bewegen Mitarbeiter Lasten von mehreren Tonnen pro Tag, auch wenn ein einzelnes Packstück nur wenige Kilogramm wiegt. Innovative Ansätze wie körpergetragene Hebehilfen tragen dazu bei, gesundheitliche Belastungen weiter zu reduzieren und Muskel-Skelett-Erkrankungen vorzubeugen.

Bei dieser neuen Art von Mensch-Maschine-Kooperation handelt es sich um ein Leichtbaugerüst, dessen Funktionen beispielsweise die Stabilisierung von Rumpf und Rücken ermöglicht und die Belastung empfindlicher Körperregionen wie Handgelenk, Ellenbogen oder Schulter reduziert. Schmalz verbindet dabei die Ergonomie seiner Hebegeräte mit der aktiven körperlichen Entlastung der Gelenke durch Exoskelette. Der Fokus liegt zunächst auf der Entwicklung eines Systems zur Unterstützung der ergonomischen Bewegung beim Beugen. Dabei geht es um die Förderung des Hebens mit geradem Rücken und die Unterstützung der Kniebeuge. Durch die Entlastung der Beine kann die Körperhaltung aktiv korrigiert und geführt werden.

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Gemeinsam mit Partnern wie der Technischen Universität München hat Schmalz im Forschungsprojekt „60+“ wissenschaftliche und technische Aspekte eines körpernahen Lastmanipulationssystems untersucht. Langfristiges Ziel ist die Entwicklung eines Exoskeletts mit einer intuitiven Steuerung, bei dem der Nutzer die Unterstützungsgrade individuell einstellen kann. Die Hebehilfe soll für die Mitarbeiter mehr Mobilität und höhere Arbeitsgeschwindigkeit bei geringerer körperlicher Belastung bringen. Neben der Kinematik stellt das Projekt große Herausforderungen an die Konstruktion. Am Körper getragene Systeme müssen leicht sein sowie schnell an- und ausgezogen werden können. Darüber hinaus sollen sie dem Mitarbeiter maximale Bewegungsfreiheit ermöglichen: Die Akzeptanz des Benutzers entscheidet über den Produkterfolg.

Schmalz hat seinen Prototypen zunächst für die passive Beinunterstützung entwickelt, die in Kombination mit den Vakuum-Schlauchhebern greift. Vor allem bei häufigen Nebentätigkeiten unter Hüfthöhe, wie dem Scannen von Packstücken, unterstützt das System den Träger. Eine Oberkörperanbindung sorgt für die ergonomische Haltung und Entlastung bei langem Stehen. Der Mitarbeiter entscheidet selbst, wie intensiv er die Hilfe in Anspruch nehmen will. Nächster Entwicklungsschritt ist die komplette Entlastung bei wiederkehrenden Arbeiten in tiefen Positionen, etwa bei Montageanwendungen. Dabei kann das Kniegelenk bewusst blockiert werden, was ein bequemes Absitzen ermöglicht. Zusätzliche Funktionsmuster befinden sich im Aufbau – Schmalz führt hierzu Feldtests in einer Montageanlage sowie Langzeitstudien unter realen Bedingungen durch. Für die nächsten Schritte zur Serienreife möchte das Unternehmen mit weiteren Entwicklungspartnern kooperieren. as

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