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2025-03-26 26 智能制造行业报告
外骨骼机器人的概念兴起于 19 世纪,其本质是一种可穿戴机器人,能够为穿戴者提供保护功 能、增强穿戴者的能力,比如延展、补充、替代或增强人的身体功能、肢体运动能力和负重 能力。 外骨骼机器人技术的系统性研发始于 20 世纪 60 年代,以 1965 年的美国 Hardiman 项目为 代表。Hardiman 是“Human Augmented Research and Development Investigation” (Hardi)以及“manipulator”(man)的缩写,意为人体增强与发展调研用途的操控设 备。Hardiman 项目旨在研发可穿戴的机械外骨骼以增强人的力量,其技术应用主要包括军 事、建筑施工和救灾。该项目由美国国防部支持,由通用电气公司与康奈尔大学合作研发。 该项目成果 Hardiman 样机是最早的动力外骨骼机器人样机,Hardiman 样机设计目的为协 助军人搬运重物,但受当时科技水平限制而无法投入实际应用。
到了 20 世纪末,在计算机技术、传感技术、材料技术和控制技术等技术进步的推动下,外 骨骼机器人进入技术突破和规模化应用阶段。美国、日本等发达国家出现了更智能、实用 性更高的外骨骼机器人技术和产品。外骨骼机器人的应用范围由早期的军用为主拓宽到医 疗、民用、工业等领域。 美国政府支持下的军用型外骨骼机器人开发项目,推动了动力外骨骼的技术突破 2000 年,美国国防高级研究计划局(DARPA)出资 5000 万美元,资助旨在提高士兵的行 军能力的外骨骼研发项目 EHPA,美国加州大学伯克利分校在该项目支持下研发出 BLEEX 样机。BLEEX 是下肢动力外骨骼,共有 40 多个传感器,通过力传感器的信息反求人机间作 用力从而了解穿戴者的运动意图;采用液压驱动器,能支持负重 75 kg 情况下以 0.9 米/秒 速度行进,或者无负重情况下以 1.3 米/秒速度行进,但第一代样机的不足之处包括结构复 杂、能耗大、长时间使用造成不适等。
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