組立ラインの作業員が、アシスト用外骨格がねじり動作中にロックした際に、肩に重傷を負いました。従来の調査では機械的な故障を説明できませんでした。エンジニアリングチームは、スーツの加速度計データと職場のレーザースキャンを統合した3D生体力学再構築に頼り、インシデントを再現し、正確な挟み込みポイントを特定しました。
OpenSimとAnsysによる統合シミュレーションフロー 🛠️
プロセスは、角加速度のシーケンスを捉えた外骨格の加速度計記録の抽出から始まりました。これらのデータはOpenSimにインポートされ、作業員の骨格とスーツによって加えられた力がモデル化されました。並行して、深度カメラを使用して作業環境の3Dスキャンが実行されました。環境モデルはAnsysに統合され、CLO 3Dでモデル化されたスーツのテキスタイルサポートと、位置が悪い安全バーとの間の機械的相互作用をシミュレーションしました。シミュレーションにより、外骨格の肘ヒンジのずれがライン構造に対して挟み込みポイントを生成し、最大荷重の瞬間に腕の動きをロックしたことが明らかになりました。
職場とデバイスの再設計のための教訓 📐
分析により、故障はセンサーではなく、産業用家具の形状と相互作用する外骨格の剛性サポートの設計にあることが実証されました。3ds Maxでの再構築により、ロックが発生する42度の臨界角度を視覚化することができました。その結果、スーツのショルダーサポートは柔軟なメカニカルストップを含むように再設計され、安全バーは15センチメートル後方に再配置されました。このように、生体力学的シミュレーションは、プラントでの実装前にアシストシステムの安全性を検証するための不可欠なツールとして確固たるものになりました。
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