Semi-cubierto TIPO: A excepción de la caja principal, las extremidades inferiores tienen solo estructura de fijación de piernas, juntas y estructura de conexión, y el diseño del producto es más compacto y En términos generales, cuanto más pesado el producto, mayor será la demanda de las personas aplicables para la máquina, y cuanto mayor sea el soporte proporcionado por la máquina, como los pacientes paralizados y los pacientes hemipléjicos; Los escenarios de uso de productos ligeros también son relativamente más flexibles, y la población aplicable tiene un cierto grado de apoyo. Caminando Habilidad.

(2) Robot de exoesqueleón de la extremidad superior

La forma del robot exoesqueleto de la extremidad superior es muy similar a la semi-cubierta Producto de extremidades inferiores, excepto que la estructura fija en la extremidad inferior se transfiere a la extremidad superior Desde el punto de vista estructural, asiste principalmente al movimiento del cuerpo humano a través de las articulaciones con grados de la libertad.

(3) Robot de cintura exoesqueleto

La forma del robot exoesqueleto de la cintura es similar a la vez que se aplasta "Atrás Y Atrás". El producto se fija en la parte posterior a través de la tela. El cuerpo principal del producto es la caja principal del cuerpo, y varios módulos funcionales están dispuestos dentro de la caja Se utiliza principalmente en escenas de flexión y transporte frecuentes, como logística y construcción Sitios.

(4) Robot de exoesqueleto suave

Los robots de exoesqueleto blando actualmente en el mercado son en realidad una especie de exoesqueleto de extremidades inferiores robots. En términos de escenarios de uso, ellos También se superponen con robots de exoesqueleón de estructura metálica liviana, pero su La forma y la ruta técnica son similares a aquellos de estructura metálica. Exoesqueleto inferior Robots. Es totalmente diferente. La caja principal aún existe, pero la estructura es más compacta, las extremidades inferiores se fijan al cuerpo humano a través de textiles, y las cuerdas se utilizan para proporcionar asistencia en lugar de la estructura de la articulación.

Tercero, la composición central del robot exoesqueleto.

El robot exoSkeleton está compuesto principalmente por tres núcleos Sistemas: Sistema de detección, sistema de control y sistema de accionamiento.
(1) sistema de detección

El sistema de sensores recoge el usuario Información de marcha o intención de movimiento a través de sensores distribuidos en diferentes posiciones del exoesqueleto, y luego transmite estos Datos del sistema de control en un determinado FORMULARIO. A partir del tipo de información recopilada, se puede dividir en sensores de cantidad física (posición, ángulo, par, presión, etc., que puede determinar el GAIT CICLO) y sensores de biomasa (Electromiogramas señales, que pueden determinar el movimiento Movimiento Conciencia).

(2) sistema de control

El sistema de control es el centro central del exoesqueleto robot. Al analizar los datos que se devuelven desde el sistema del sensor y planificando el modo de marcha, bucle cerrado Se logra el control del sistema de accionamiento. Las dificultades involucradas incluyen una serie de módulos de software, tales como algoritmos de fusión de sensores y control Algoritmos. . En términos generales, el controlador se encuentra en la parte posterior e implementa el control global, incluido el host del sistema, la placa de adquisición de la señal, la placa de la unidad de motor, la administración de energía y otros módulos. Sin embargo, a medida que aumenta el grado de libertad del exoesqueleto y el algoritmo modelo se vuelve más complejo, el control distribuido también se puede usar para reducir la carga en el sistema de control central y mejorar la velocidad de respuesta del sistema

(3) Sistema de manejo

El sistema de accionamiento se encuentra al final de la máquina Operación y es responsable de impulsar la estructura mecánica y realizar tareas específicas aprobadas por el sistema de control De acuerdo con los diferentes formularios de la unidad, hay principalmente tres motores Modos: Drive Motor, unidad neumática e hidráulica unidad.

motor unidad: La estructura simple, la alta precisión, el control fácil a automático, es actualmente el programa más utilizado.

neumático conducir: Pequeño tamaño, bajo costo, conveniente operación; Pero la precisión no es alta, es difícil controlar, y la gama de movimiento es Limitado.

hidráulico unidad: Transmisión estable, alta dinámica, alta seguridad, pero estructura compleja, peso pesado y alto costo.

(4) El estado de desarrollo de la tecnología de robots de exoesqueleto.

El robot exoesqueleto interactúa con los tres sistemas anteriores para realizar el movimiento coordinado de todo el robot, que involucra multidisciplinario Conocimiento, como tecnología de detección, control mecánico y mecánica humana, que es una tarea compleja y completa. En esta etapa, todavía hay muchos cuellos de botella técnicos que son difíciles de romper, lo que limita la facilidad de uso del producto, como la velocidad de respuesta insuficiente en movimientos complejos, un centro de gravedad inestable de robots de extremidades inferiores y dificultades en el control coordinado. bajo múltiples grados de la libertad.

Específicamente, las dificultades se concentran principalmente en el sistema de control, incluyendo: Multi-sensor tecnología de fusión, reconocimiento de intención, centro de ajuste de gravedad, libertad conjunta y el equilibrio de la complejidad de modelado, etc. estos Son las dificultades en el nivel de software Además, en el sistema de accionamiento, debido al lento desarrollo de la ciencia de los materiales, el rendimiento del motor está restringido, lo que a su vez limita los escenarios aplicables del robot, que es una dificultad en el nivel de hardware

Cuarto, las aplicaciones del mercado principal y la escala de mercado de robots de exoesqueleto.

(1) rehabilitación médica

mi del país La industria médica de rehabilitación se encuentra en las primeras etapas de desarrollo. por un lado, neurodegenerativo Enfermedades como el accidente cerebrovascular, la parálisis cerebral y Parkinson La movilidad se ve afectada por el mercado enorme y urgente. Demandas. Por otro lado, hay una baja inversión de capital, una pequeña cantidad de instituciones de rehabilitación y pequeña escala. Existe un serio desequilibrio entre la demanda y el suministro en la situación actual de la investigación de equipos hacia atrás y el desarrollo.

El robot exoesqueleto portátil está diseñado en función del principio de biónico, combinado con ergonomía, y se puede usar en la extremidad afectada. Cada conjunto corresponde a un dispositivo de conducción separado Después de que el paciente lo use, puede asegurarse de que el modo de movimiento del robot sea coaxial con el grado de libertad del cuerpo humano, que puede lograr una rehabilitación más efectiva Formación.

En la actualidad, hay alrededor de 4,000 hospitales generales en mi País con rehabilitación Departamentos. Con un promedio de 1-2 Unidades de equipos comprados por un hospital, la demanda de acciones de robots de rehabilitación de exoesqueleto en mi El país es de 9.000. Según el precio de 300,000 a 3 millones POR Unidad, el tamaño del mercado de valores se trata de los miles de millones.

(2) asistencia de movilidad

El objetivo de la asistencia de movilidad Los robots de ExoSkeleton es proporcionar a los usuarios asistencia continua en su Diario Vidas. La población de necesidades de asistencia son, principalmente: Físicamente discapacitados, personas mayores con discapacidades de movilidad y personas sin discapacidades a pie (escalada entusiastas). Los precios de mercado de los productos van desde 100,000 a 300,000 RMB (Promedio Precio de 150,000 RMB), decenas de miles de RMB (Promedio Precio de 30,000 RMB), y miles a decenas de miles de RMB (promedio precio de 8,000 RMB).

La demanda potencial del mercado de la movilidad. Los robots de exoesqueleto son de aproximadamente 15 millones de unidades, y el tamaño del mercado es de aproximadamente 120 mil millones Yuan. En comparación con el mercado de rehabilitación, el tamaño del mercado de asistido por la movilidad Los robots de exoesqueleto son más prometedores, y 2c Es un mercado incremental El techo del mercado es lo suficientemente alto y el espacio de mercado es grande. Suficiente.

(3) industria

1. Manejo logístico

El manejo de logística es el escenario de aplicación más grande en el campo industrial mi del país Express Logistics continúa prosperando, con un volumen anual de entrega urgente de más que 40 mil millones de piezas, manteniendo un rápido crecimiento de más que 50%. La clasificación y distribución de la entrega expresa son los costos de mano de obra intensiva y alta mano de obra. Después de que el usuario pone en el robot exoesqueleto, puede mejorar el de alta intensidad Capacidad de carga de piezas de núcleo (tal como el más bajo atrás) y músculos centrales (tal como el lumbar erector Spinae) , ralentice efectivamente la velocidad de fatiga de los músculos de trabajo y protege los músculos de la cintura del servicio de mensajería. Reducir el consumo de energía Durante Movimiento humano y mejora el trabajo Eficiencia.

Los robots de exoesqueleto pueden mejorar enormemente la eficiencia de la logística y reducir los costos de mano de obra. En la actualidad, gigantes como jd.com y Suning están desarrollando activamente robots de exoesqueleto que ayudan en el manejo, y ellos Han comenzado a usar ellos.

2. Coche Industrial:

La corriente front-end Las estaciones de fabricación de la línea de ensamblaje de automóviles han realizado básicamente operaciones automatizadas, pero las estaciones de línea de montaje automático al final aún no pueden ser reemplazado por equipo automatizado Estos Las operaciones de la estación han traído mucho daño a los trabajadores Hueso y hueso de la cintura Articulaciones. Tómese las operaciones aéreas como un ejemplo Los trabajadores necesitan levantarse 5-6 Kilogramos de piezas y herramientas, y repite sobre 3000-4000 veces a day. Un solo movimiento durante todo el año y la presión de la gravedad pueden causar una tensión de hombro y cintura, que también afectará la fábrica. La eficiencia de la tubería.

Los robots de exoesqueleto pueden mejorar enormemente la fuerza de las extremidades superiores humanas, reducir la intensidad del trabajo, reducir la incidencia de dolor de espalda baja y mejorar el trabajo general de la eficiencia.

(4) escala de mercado

Según un informe de investigación de ABI La investigación, a partir de 2018, los envíos globales de robots de exoesqueleto fueron de 7,000 unidades, y los ingresos mundiales de hardware fueron US $ 192 millones. Se espera que los envíos totales superen los 91,000 por 2023 y 301.000 unidades por 2028.

Los datos globales de la red de información de la industria de China muestran que para 2021, el valor de mercado de los robots de exoskeletón alcanzará 2.1 mil millones de Estados Unidos dólares, y crecerá a una tasa de casi duplicando cada año.

Quinto, resumen

(1) Demanda de mercado

1. mercado de rehabilitación médica

El número de personas con discapacidad física en mi El país actualmente supera los 20 millones, pero hay 7,858 instituciones de rehabilitación para discapacitados en el país, y solo 1.357 Millones de personas con discapacidades físicas han recibido rehabilitación básica Servicios. Además, con la llegada aceleradora de una sociedad envejecida, la población de pacientes con enfermedad cerebrovascular también se está expandiendo, si no se toman medidas más efectivas. Para 2030, habrá 31.77 Millones de pacientes con accidente cerebrovascular en China. En la actualidad, el número de fisioterapeutas de rehabilitación en mi El país es seriamente insuficiente, y la brecha del mercado es enorme. La enorme brecha puede ser alcanzada por exoesqueleto robots. Por lo tanto, la demanda de robots de exoesqueleto en el mercado de rehabilitación médica será enorme.

2. mercado industrial

Con el desarrollo continuo de la tecnología de robótica, los robots se han utilizado ampliamente en la industria, la atención médica, el transporte, el consumo y otros campos. Sin embargo, con el apoyo de la tecnología existente, la automatización industrial se ha desarrollado para un período de plataforma con muchos éxitos. en no estandarizado Los escenarios de trabajo, las máquinas automatizadas son difíciles de realizar, y la mano de obra sigue siendo una fuente indispensable de productividad en la producción industrial

Según los datos divulgados por la Oficina Nacional de Estadísticas, en los últimos años, el número de empleados en industrias de trabajo manual pesadas, como la minería, la fabricación industrial, la construcción, la carga y la descarga y el almacenamiento, han continuado. Con la disminución en el número de empleados, el número de empleados ha aumentado. El fenómeno continúa aumentando. La mayoría de los trabajadores no pueden adaptarse físicamente al entorno de producción de alta velocidad y las necesidades. Las enfermedades profesionales causadas por el trabajo repetitivo a largo plazo reducen aún más la productividad de los trabajadores. Este parte tiene un gran potencial de demanda de robots de exoesqueleto que pueden fortalecer a los trabajadores y reducir su cargas.

(2) el desarrollo del mercado

ha pasado cien años ya que el desarrollo de robots de exoesqueleto, desde I + D a solicitud. Desde el primer campo militar, las solicitudes en los campos médicos, industriales, logísticos y otros comenzaron. Productos tales como EKSO Labs en los Estados Unidos, Rewalk en Israel, Cyberdyne en Japón, y robots de exoesqueleto de Panasonic Han comenzado a aplicarse gradualmente en todo el mundo. La aplicación nacional de la industria de robots de exoesqueleto todavía está en su infancia. Si Está en el campo médico o en el campo industrial, tomará algunos años realizar verdaderamente el uso comercial a gran escala. Aunque La implementación a gran escala de la industria todavía está lejos, las tecnologías y los productos relacionados han comenzado a desarrollar. Algunos fabricantes tienen líneas de producción de prueba, así como producción en masa a pequeña escala y aplicación.

Xin Guobin, viceministro del Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, dijo en el 2019 Conferencia de Robótica Mundial, "Desde la segunda mitad de 2018, China La producción de robot industrial se ha desacelerado año con año, y la industria del robot ha entrado en una etapa de la profundidad Ajuste, expandiendo nuevas áreas de aplicación y mejora Calidad. El aumento de la eficiencia se ha convertido en una necesidad urgente para el desarrollo saludable de la industria. "Después de que la industria robótica entra en profundidad Ajustes, el mercado de robots de ExoSkeletón se iniciará en el nuevo desarrollo Oportunidades.

(3) Problemas en la tecnología y la dirección de desarrollo futura.

Aunque Las perspectivas de desarrollo de todo el mercado de robots de exoesqueleto son buenas, la tecnología actual aún tiene muchas áreas que deben mejorarse, como la vida útil de la batería Problemas de confort, How para hacer el fuselaje encendedor; Human-Computer Problemas de interacción, los robots necesitan conocer las intenciones de las personas Y Capacidades de adquisición de datos más potentes y conducción Capacidades.

Integración del sistema, Human-Computer Interacción, diseño estructural, reconocimiento perceptivo y capacidades de aprendizaje cognitivo se convertirán en las principales direcciones para el desarrollo de robots de exoesqueleto en el futuro