Semi-coberto Tipo: Exceto para a caixa principal, os membros inferiores têm apenas estrutura de fixação de pernas, articulações e estrutura de conexão, e o design do produto é mais compacto e luz. De um modo geral, quanto mais pesado o produto, maior a demanda das pessoas aplicáveis ​​para a máquina, e quanto maior o apoio fornecido pela máquina, como pacientes paralisados ​​e hemiplégicos pacientes; Os cenários de uso de produtos leves também são relativamente mais flexíveis, e a população aplicável tem um certo grau de suporte. andando habilidade.

(2) Robô do exoesqueleto da extremidade superior

A forma do robô de exoesqueleto do membro superior é muito semelhante ao semi-coberto Produto de membro inferior, exceto que a estrutura fixa no membro inferior é transferida para a parte superior Malb. Do ponto de vista estrutural, auxilia principalmente o movimento do corpo humano através das articulações com graus de liberdade de liberdade.

(3) Robô exoesqueleto da cintura

A forma do robô do exoesqueleto da cintura é semelhante à uma vez quebrando "Back e de volta". O produto é fixado nas costas através de tecido. O corpo principal do produto é a caixa principal do corpo, e vários módulos funcionais estão dispostos dentro da caixa É usado principalmente em cenas de flexão e transporte frequentes, como logística e construção sites.

(4) robô de exoesqueleto suave.

Os robôs de exoesqueleto suaves atualmente no mercado são realmente uma espécie de exoesqueleto de membros inferiores robôs. Em termos de cenários de uso, eles Também se sobrepõem com robôs de exoesqueleto de estrutura de metal leve, mas sua Forma e caminho técnico são semelhantes a aqueles de estrutura de metal menor exoesqueleto robôs. É Totalmente diferente. A caixa principal ainda existe, mas a estrutura é mais compacta, os membros inferiores são fixados ao corpo humano através de têxteis, e as cordas são usadas para fornecer assistência em vez da estrutura da junta

Terceiro, a composição central do robô exoesqueleto

O robô exoesqueleto é composto principalmente de três sistemas básicos: Sistema de detecção, sistema de controle e sistema de acionamento
(1) Sistema de detecção

O sistema do sensor coleta o Informação da marcha ou intenção de movimento através dos sensores distribuídos em diferentes posições do exoesqueleto e, em seguida, transmite estes dados para o sistema de controle em uma determinada forma. Do tipo de informação coletada, ele pode ser dividido em sensores de quantidade física (posição, ângulo, torque, pressão, etc., que pode determinar o Ciclo e sensores de biomassa (eletromiograma sinais, que podem determinar a consciência consciência

(2) Sistema de controle

O sistema de controle é o centro central do exoesqueleto robô. Analisando os dados alimentados do sistema de sensores e planejando o modo de marcha, Loop fechado O controle do sistema de acionamento é realizado. As dificuldades envolvidas incluem uma série de módulos de software, como algoritmos de fusão de sensor e controle Algoritmos. De um modo geral, o controlador está localizado nas costas e implementa o controle global, incluindo o hospedeiro do sistema, placa de aquisição de sinal, placa de acionamento motor, gerenciamento de energia e outros módulos. No entanto, como o grau de liberdade do exoesqueleto aumenta e o algoritmo modelo se torna mais complexo, o controle distribuído também pode ser usado para reduzir o ônus do sistema de controle central e melhorar a velocidade de resposta do sistema

(3) sistema de direção

O sistema de acionamento está localizado no final da Operação e é responsável por dirigir a estrutura mecânica e realizar tarefas específicas passadas pelo sistema de controle De acordo com as diferentes formas de acionamento, há principalmente três modos de acionamento: Motor Drive, Drive Pneumático e Hidráulico Drive.

Motor Drive: Estrutura simples, alta precisão, fácil de controle automático, é atualmente o programa mais utilizado

pneumático Drive: tamanho pequeno, baixo custo, conveniente operação; Mas a precisão não é alta, é difícil controlar, e a gama de movimento é limitada.

Hidráulico Drive: Transmissão estável, alta dinâmica, alta segurança, mas estrutura complexa, peso pesado e alta custo.

(4) O status de desenvolvimento da tecnologia de robô do exoesqueleto

O robô exoesqueleto interage com os três sistemas acima para realizar o movimento coordenado de todo o robô, que envolve multidisciplinar Conhecimento como tecnologia de detecção, controle mecânico e mecânica humana, que é uma tarefa complexa e abrangente. Nesta fase, ainda há muitos gargalos técnicos que são difíceis de quebrar, o que limita a facilidade de uso do produto, como a velocidade de resposta insuficiente sob movimentos complexos, centro instável de gravidade de robôs inferiores, e dificuldade em controle coordenado sob múltiplos graus de Liberdade.

Especificamente, as dificuldades estão concentradas principalmente no sistema de controle, incluindo: Multi-sensor tecnologia de fusão, reconhecimento de intenção, centro de ajuste de gravidade, liberdade conjunta e equilíbrio de complexidade de modelagem, etc. estes são as dificuldades no software Nível. Além disso, no sistema de acionamento, devido ao desenvolvimento lento de ciência dos materiais, o desempenho do motor é restrito, o que, por sua vez, limita os cenários aplicáveis ​​do robô, que é uma dificuldade no nível de hardware

Quarto, as principais aplicações de mercado e escala de mercado de robôs exosqueletos

(1) Reabilitação médica

Minha País A indústria médica de reabilitação está nos estágios iniciais do desenvolvimento. Por um lado, neurodegenerativo doenças como acidente vascular cerebral, paralisia cerebral e Parkinson A mobilidade é afetada pelo mercado enorme e urgente demandas. Por outro lado, há investimento de capital baixo, pequeno número de instituições de reabilitação e pequena escala. Há um desequilíbrio sério entre a demanda e o fornecimento na situação atual de pesquisa de equipamentos para trás e desenvolvimento.

O robô exoesqueleto wearable é projetado com base no princípio do biônico, combinado com ergonomia, e pode ser usado no membro afectado Cada articulação corresponde a um dispositivo de condução separado. Depois que o paciente o usa, pode garantir que o modo de movimento do robô seja coaxial com o grau de liberdade do corpo humano, que pode alcançar uma reabilitação mais eficaz Treinamento.

Atualmente, há cerca de 4.000 hospitais gerais em My país com reabilitação departamentos. Com uma média de 1-2 Unidades de equipamento compradas por um hospital, a procura de ações por robôs exoesqueletos de reabilitação em Minha O país é de 9.000. De acordo com o preço de 300.000 a 3 milhões por unidade, o tamanho do mercado de ações é sobre no Bilhões.

(2) assistência de mobilidade

O objetivo dos robôs exosqueletos de assistência de mobilidade é fornecer aos usuários assistência contínua em sua diariamente vidas. A população de necessidades de assistência são: principalmente: Fisicamente incapacitado, idosos com deficiências de mobilidade e pessoas sem deficiências a pé (escalada entusiastas). Os preços de mercado dos produtos variam de 100.000 a 300.000 RMB (média Preço de 150.000 RMB), dezenas de milhares de RMB (média Preço de 30.000 RMB) e milhares para dezenas de milhares de RMB (média Preço de 8.000 RMB).

A demanda potencial de mercado para assistida por mobilidade Os robôs exosqueletos são cerca de 15 milhões de unidades, e o tamanho do mercado é de cerca de 120 bilhões Yuan. Em comparação com o mercado de reabilitação, o tamanho do mercado de Mobilidade-assistida Robôs exosqueletos é mais promissor e 2C é um mercado incremental. O limite do mercado é alto o suficiente e o espaço de mercado é grande o suficiente.

(3) indústria

1. Manipulação de logística

A manipulação de logística é o maior cenário de aplicação no campo industrial Minha País A Express Logistics continua a prosperar, com um volume anual de entrega expressa mais do que 40 bilhões de peças, mantendo um rápido crescimento de mais do que 50%. A classificação e distribuição da entrega expressa são trabalhistas intensivos e altos Custos. Depois que o usuário coloca no robô exoesqueleto, ele pode melhorar a alta intensidade Capacidade de carga de peças principais (tal como a parte inferior de volta) e músculos centrais (tal como o lombar ereter spinae) , efetivamente retardar a velocidade da fadiga dos músculos de trabalho e proteger os músculos da cintura do courier. Reduzir o consumo de energia durante movimento humano e melhorar o trabalho eficiência.

Os robôs exoesqueletos podem melhorar muito a eficiência logística e reduzir o trabalho Custos. Atualmente, gigantes como jd.com e Suning estão desenvolvendo ativamente robôs exosqueletos que ajudam na manipulação e eles começaram a usar eles.

2. Carro Industrial:

A atual front-end As estações de fabricação da linha de montagem automobilística basicamente realizaram operações automatizadas, mas as estações de linha de montagem automática no final ainda não podem ser substituído por equipamento automatizado. Estes As operações da estação trouxeram grandes danos aos trabalhadores Ombro e osso da cintura Articulações. assumir operações aéreas como um exemplo Os trabalhadores precisam levantar sobre 5-6 quilogramas de peças e ferramentas, e repita eles Sobre 3000-4000 vezes a dia. Um único movimento durante todo o ano e a pressão da gravidade podem facilmente causar estirpe de ombro e cintura, que também afetará a fábrica A eficiência do oleoduto.

Os robôs exoesqueletos podem aumentar significativamente a força dos membros superiores humanos, reduzir a intensidade do trabalho, reduzir a incidência de dor lombar e melhorar o trabalho geral eficiência.

(4) escala de mercado

De acordo com um relatório de pesquisa por abi Pesquisa, a partir de 2018, as remessas globais dos robôs exosqueletos foram de 7.000 unidades, e a receita global de hardware foi US $ 192 Milhões As remessas totais devem exceder 91.000 por 2023 e 301.000 unidades por 2028.

Os dados globais da China Industry Information Network mostra que, até 2021, o valor de mercado dos robôs exosqueletos alcançará 2.1 bilhões de U.S. Dólares, e crescerá a uma taxa de quase duplicação a cada ano.

Em quinto lugar, resumo

(1) demanda de mercado

1. Mercado de reabilitação médica

O número de pessoas com deficiência física em Minhas O país atualmente excede 20 milhões, mas existem 7.858 instituições de reabilitação para deficientes no país, e somente 1.357 milhões de pessoas com deficiências físicas receberam reabilitação básica serviços. Além disso, com a chegada da chegada de uma sociedade envelhecida, a população de pacientes com doença cerebrovascular também está se expandindo, se medidas mais eficazes não forem feitas. Em 2030, haverá 31.77 milhões de pacientes com acidente vascular cerebral em China. Atualmente, o número de fisioterapeutas de reabilitação em Minha O país é seriamente insuficiente, e a lacuna do mercado é enorme. A enorme lacuna pode ser atendida por exoesqueleto Robôs. Portanto, a demanda por robôs exosqueletos no mercado de reabilitação médica será enorme.

2. Mercado Industrial

Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de robótica, os robôs têm sido amplamente utilizados na indústria, cuidados médicos, transporte, consumo e outros campos No entanto, com o apoio da tecnologia existente, a automação industrial se desenvolveu para um período de plataforma com muitos refinamentos. em não padronizado Cenários de trabalho, máquinas automatizadas são difíceis de realizar, e a mão de obra ainda é uma fonte indispensável de produtividade na produção industrial

De acordo com os dados divulgados pelo National Bureau of Statistics, nos últimos anos, o número de empregados em indústrias trabalhistas manuais pesadas, como mineração, fabricação industrial, construção, carga e descarga e armazenagem, continuou a diminuir. Com a diminuição do número de funcionários, o número de funcionários tem aumentado. O fenômeno continua a aumentar. A maioria dos trabalhadores é fisicamente incapaz de se adaptar ao ambiente de produção de alta velocidade e necessidades. As doenças ocupacionais causadas pelo trabalho repetitivo a longo prazo reduzem ainda mais a produtividade dos trabalhadores. Isso parte tem um grande potencial para a demanda por robôs exosqueletos que podem fortalecer os trabalhadores e reduzir sua encargos.

(2) desenvolvimento de mercado

Tem sido cem anos desde O desenvolvimento de robôs exosqueletos, de R & D para Aplicativo. Desde o primeiro campo militar, aplicações em médicos, industriais, logística e outros campos começou. Produtos como Ekso Laboratórios nos Estados Unidos, Rewalk em Israel, Cyberdyne No Japão, e exosqueletos robôs Panasonic começaram a ser gradualmente aplicados em todo o mundo. A aplicação da indústria de robôs de exoesqueleto doméstico ainda está em sua loja infância. Se É no campo médico ou no campo industrial, levará alguns anos para realmente realizar comercial de grande escala Uso. Embora A implementação em larga escala da indústria ainda está longe, tecnologias e produtos relacionados começaram a se desenvolver. Alguns fabricantes têm linhas de produção experimental, bem como produção de massa de pequena escala e aplicação.

Xin Guobin, vice-ministro do Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação, disse no 2019 Conferência Mundial de Robóticos, "Desde o segundo semestre de 2018, China A produção de robô industrial diminuiu o ano anterior, e a indústria do robô entrou em um estágio de profundidade Ajuste, expandindo novas áreas de aplicação e melhorando a qualidade. Aumento da eficiência tornou-se uma necessidade urgente de desenvolvimento saudável da indústria. "Depois A indústria robótica entra em profundidade Ajustes, o mercado do robô do exoesqueleto irá inaugurar novas oportunidades de desenvolvimento.

(3) Problemas em tecnologia e direção futura de desenvolvimento

Embora As perspectivas de desenvolvimento de todo o mercado de robôs exosqueletos são boas, a tecnologia atual ainda tem muitas áreas que precisam ser melhoradas, como a duração da bateria Questões; Questões de conforto, como fazer a fuselagem mais leve; Computador Humano questões de interação, os robôs precisam conhecer as intenções de pessoas ; E Capacidades mais poderosas de aquisição de dados e condução capacidades.

integração do sistema, computador humano Interação, design estrutural, reconhecimento perceptivo e capacidades de aprendizagem cognitiva se tornarão as principais indicações para o desenvolvimento de robôs exosqueletos no futuro