外骨骼机器人可帮助老年人、残疾人以及中风、偏瘫患者等群体进行康复训练,是当前中国外骨骼机器人行业的主要应用领域。
外骨骼机器人是穿戴在使用者身体外部的一种智能机械结构,可将感觉、思维、运动等器官与机器的感知系统、智能处理中心、控制执行系统相结合,从而达到改善物理机能及提高身体素质等目的,其本质是一类可实现人机结合的可穿戴式机器人。
在仿生原理、工程学设计以及信息控制技术等基础上,外骨骼机器人还涉及生物运动学、机器人学、信息科学、人工智能等学科知识,专业类涉及机械,电子自动化,计算机等几大专业。
机械专业:在外骨骼机器人上是重要的一方面。外骨骼的机械问题主要解决结构、传动、人机工程等问题。
电子专业:则主要指机器人的电子硬件设计,与机械形成耦合关系,在考虑机械结构的时候要兼顾电子硬件,在考虑电子硬件的时候也要考虑机械结构的可行问题。具体上,主要攻克传感器、、电源管理等问题。
自动化专业:主要解决外骨骼机器人的控制问题,是核心方面。控制解决的问题就是让外骨骼如何与人协调、如何提供助力、如何感知运动意图等。
计算机专业:则主要是与控制相关,因此也被涉及。在操作系统、数据处理、人工智能等方面,计算机专业接触的多,处理这些问题相对自动化专业更顺手。
外骨骼机器人发源自军事领域。从 2000 年开始,美方率先开展对增强机能的外骨骼机器人研究,其目的是设计增强型军用装甲以提高士兵个人防护能力。
美国政府先后与加利福尼亚大学伯克利分校机器人和工程实验室、美国 Sarcos Robotic 公司等研究单位进行合作,要求研究出具有自身能源供应装置、现代化通讯系统、传感系统、作战武器系统、吨级负荷能力、高速运动能力以及保护功能的外骨骼机器人。
以快递物流、房地产施工和伐木工程等行业为代表,该类行业的劳动强度大、人力成本高、工作效率低。
外骨骼机器人在工业领域的运用将帮助从业者减轻负重、 提高工作效率,如京东在 2018 年“618”活动期间为员工配备了外骨骼机器人辅助搬运, 大幅提高员工工作效率。
外骨骼机器人可帮助老年人、残疾人以及中风、偏瘫患者等群体进行康复训练,是当前中国外骨骼机器人行业的主要应用领域。
穿戴部位为使用者背部,由主机箱、上肢固定结构、可动关节及连接结构等组成,其中主机箱中装有系统运行平台、感应控制、电源等设备。
上肢外骨骼机器人通过仿真机械设计,将肩关节、肘关节、腕关节设计为可动关节,应用压力传感器、陀螺仪、无线传导等技术,可帮助使用者增强上肢力量、减轻负重、减少身体损伤及提升工作效率,并让使用者可从容应对更多复杂精密工作。
可覆盖腰部、髋关节到脚部的位置,由主机箱、下肢固定结构、可动关节及连接结构组成,部分产品配备了拐杖以实现支撑和控制功能。
下肢外骨骼机器人通过传感系统、动力输出装置、控制系统及能源系统等技术,可帮助使用者通过行走训练提升肌肉力量、恢复下肢神经、避免关节及肌肉萎缩。
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