什么是外骨骼机器人?分类有哪些?应用场景介绍

1、外骨骼机器人

外骨骼机器人是融合控制、传感技术、机械设计等技术,通过中央处理器采集人体信号并处理后由各关节驱动输出合适的力来为人体提供所需的支撑、助力等功能的一种设备。外骨骼机器人涉及仿生原理、人体工学、信息控制技术、机器学及人工智能等多学科知识,本质是一类可实现人机结合的可穿戴式机器人。

外骨骼机器人与穿戴者之间存在一个耦合性非常高的关系,从系统控制的角度来说两者并非独立的个体,因为外骨骼机器人与穿戴者有着紧密的关系,在理想的状态下外骨骼机器人需要在极短的时间内读取各种信号并准确地判断穿戴者的真实的运动意图,然后基于先验信息及意图估计做出相应的决策。

2、外骨骼机器人分类

按应用领域划分,外骨骼机器人可分为军用外骨骼机器人、工业用外骨骼机器人和康复型外骨骼机器人。

按结构划分,外骨骼机器人可分为上肢外骨骼机器人、下肢外骨骼机器人、腰部外骨骼机器人和软体外骨骼机器人。

外骨骼机器人

3、外骨骼机器人应用场景

1)军工行业

在军事领域,随着士兵所需装备更加完善,士兵的负重能力越来越成为一项重要指标,所以应用于士兵的外骨骼机器人目前也成为军方研究的一个项目。通过外骨骼机器人,士兵可以长距离长时间作战时保持体力,轻松完成搬运军事器材的任务,成倍增强士兵战斗力。目前很多国家都在研制军用外骨骼机器人,进而增加士兵的战斗力。

2)康复医疗领域

在医疗康复领域中,下肢外骨骼机器人能够替代康复医师来完成对病人的康复训练,从而让康复医师避免了繁重的体力康复训练任务。并且对于外骨骼机器人的步态规划可以根据不同病人的具体情况进行不同设定,以求对病人的康复治疗达到最好的治疗效果,并且这样可以在康复治疗的过程中摊平成本,为患者也节约了相应的治疗费用。另一方面,在利用外骨骼机器人对病人进行康复训练的同时,利用外骨骼机器人的传感器对病人的肌电信号,步态轨迹,生物力学等相关数据进行采集与分析,促进外骨骼机器人的优化和改进,并且对病人的病情进行更加精确的分析,加深对于下肢疾病患者的病理性分析与相应诊疗方案。

3)工业领域

物流行业:快递的分拣、配送均是劳动密集型环节,人力成本高,穿戴者穿上外骨骼机器人后可以提高核心部位(如腰背部)和核心肌群(如腰部竖脊肌)的高强度负重能力,有效减缓工作肌群的疲劳速度,保护快递员腰部肌群。降低人体运动过程中的能量消耗,提高工作效率。

汽车行业:目前的末端汽车总装线工位依旧无法被自动化设备所取代,这些工位作业对工人的肩部和腰部骨骼关节带来极大损伤。外骨骼机器人可以大幅度增强人类的上肢力量、降低劳动强度、提高整体作业效率。

4)民用消费领域

针对有需要较长时间行走与站立的人群或职业(例如:导游、警察、户外活动等细分行业与用途的市场),老年人(老龄化及康养市场)、行动不便人士等人群,进行辅助行走帮助。

来源:《灼鼎咨询:2021年外骨骼机器人市场分析报告(23页).pdf 》

头豹研究院:2019年中国外骨骼机器人行业概览(31页).pdf 

https://www.sgpjbg.com/info/29636.html

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