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国内外外骨骼机器人发展现状如下：国内发展情况：技术水平：国内外的外骨骼机器人技术都还处于不断发展和完善阶段。
国内的一些企业和科研机构已经开始在技术上取得了一些突破，如感知控制技术、人机交互技术等。
这些技术的应用使得外骨骼机器人在人机融合、智能控制等方面得到了更好的发展。
政策支持：国内政府对外骨骼机器人的发展给予了越来越多的政策支持，鼓励企业加大研发投入，加强技术创新，推动外骨骼机器人在医疗、康复、工业等领域的应用。
应用领域：国内的外骨骼机器人主要应用在医疗康复领域，如帮助截瘫患者恢复行走能力、辅助老年人行走等。
此外，在军事领域和工业领域，也有一些外骨骼机器人的应用案例。
国外发展情况：技术水平：国外在外骨骼机器人技术方面的发展相对更为成熟，一些国际知名企业和研究机构在技术上处于领先地位。
例如，美国洛克希德·马丁公司的外骨骼机器人已经应用于军事领域，帮助士兵提高负重能力和行走速度。
应用领域：国外外骨骼机器人的应用领域也相对更广泛，除了医疗、军事领域外，还在工业、救援等领域得到广泛应用。
例如，在工业领域，外骨骼机器人被用于提高工人作业能力和降低劳动强度；在救援领域，外骨骼机器人被用于帮助救援人员搬运重物和拯救生命。
投资和研发：国外外骨骼机器人的研发和投资力度相对较大，许多知名企业都将外骨骼机器人作为重点发展领域之一，投入大量资金和人力资源进行研发。
同时，国外的一些风险投资机构也对外骨骼机器人领域的初创企业进行投资，支持其技术创新和市场推广。
总的来说，国内外外骨骼机器人的发展都还处于不断发展和完善阶段，但国内外的技术水平和应用领域略有不同。
国内外的政策支持、投资和研发都在不断加强，为外骨骼机器人的进一步发展提供了有力保障。
腰部助力型外骨骼研究现状分析1. 引言1.1 研究背景腰部助力型外骨骼是一种将机械结构与智能控制相结合的新型辅助器具，可以在特定领域为人类提供助力和支撑。
随着人口老龄化的加剧和慢性疾病的不断增加，康复和护理领域对腰部助力型外骨骼的需求越来越大。
传统的康复方法往往需要长时间的康复训练和人力投入，而腰部助力型外骨骼可以通过增强患者的肌肉力量和平衡能力，提高患者的生活质量，减轻康复训练的负担，成为康复和护理领域的一种重要辅助工具。
目前腰部助力型外骨骼技术还处于初级阶段，存在着许多问题和挑战，如外骨骼的舒适性、人机交互的智能化等方面仍需进一步研究。
加强对腰部助力型外骨骼的研究和发展，提高其技术水平和应用能力，对于推动康复和护理领域的发展具有重要意义。
本文旨在对腰部助力型外骨骼的研究现状进行分析，探讨其发展历程、关键技术、应用领域、存在的问题与挑战，并对未来发展趋势进行展望，为腰部助力型外骨骼技术的进一步研究和应用提供参考和指导。
1.2 研究目的腰部助力型外骨骼研究的目的是为了探索和研究一种能够辅助人体腰部运动的新型智能助力装置，以提高人体运动能力，改善日常生活质量。
通过对腰部助力型外骨骼技术的研究和应用，可以为腰部受损患者提供康复训练和辅助功能，恢复其正常腰部功能，提高生活质量。
还可以为长时间站立、搬运重物等工作人员提供极大的帮助，减少劳动强度，提高工作效率。
研究腰部助力型外骨骼的目的还在于推动人体运动辅助装置的发展，促进康复医学与工程技术的融合，为未来医疗保健领域的发展提供新的技术支持。
通过不断深入研究和探索，可以为腰部助力型外骨骼技术的进一步改进和应用奠定坚实的基础，为人体腰部功能障碍的康复和辅助提供更多可能性。
1.3 研究意义腰部助力型外骨骼是一种新兴的康复辅助设备，具有重要的研究意义。
腰部助力型外骨骼可以帮助康复患者恢复运动功能，提高生活质量。
通过对腰部进行助力支持，外骨骼可以减轻患者的腰部负担，降低运动风险，促进康复效果。
2023年外骨骼机器人行业市场分析现状外骨骼机器人是一种具备人类肢体功能的机器人设备，能够提供动力和支持，帮助用户增强力量、灵活性和耐力。
外骨骼机器人行业在过去几年取得了快速发展，呈现出巨大的市场潜力。
下面是外骨骼机器人行业市场分析的现状。
1. 市场规模逐渐扩大外骨骼机器人市场规模不断扩大，据研究机构预测，2025年全球外骨骼机器人市场规模将达到30亿美元。
这主要受益于人口老龄化导致的运动能力和劳动力下降现象，以及需求持续增加的残疾人群体。
2. 应用领域多元化外骨骼机器人广泛应用于医疗保健、工业生产、军事和民用领域。
在医疗保健领域，外骨骼机器人可用于康复训练、行动辅助和老年护理等方面；在工业生产领域，外骨骼机器人可用于减轻劳动强度和提高劳动效率；在军事领域，外骨骼机器人可用于提升士兵的体力和战斗能力。
3. 技术创新不断推动市场发展外骨骼机器人行业正处于技术创新的高速发展阶段。
研发人员不断改进外骨骼机器人的功能和性能，使其更加轻便、灵活和智能化。
例如，采用轻质材料和先进的传感器技术，可以减轻外骨骼机器人的重量和增强其稳定性。
4. 市场竞争程度逐渐加剧随着外骨骼机器人市场规模的扩大，市场竞争程度也逐渐加剧。
目前，市场上有众多的外骨骼机器人制造商和供应商，如Ekso Bionics、Cyberdyne和ReWalk Robotics等。
这些公司通过引入新产品和技术，不断提升产品质量和性能，以获取更多的市场份额。
5. 存在的挑战与机遇尽管外骨骼机器人市场前景广阔，但仍然面临一些挑战。
其中一个重要的挑战是成本问题，目前外骨骼机器人价格较高，限制了其在医疗保健和个人消费市场的推广。
另一个挑战是法律和政策的限制，特别是对于在工业和军事领域使用外骨骼机器人的监管程度需要加强。
总的来说，外骨骼机器人行业市场前景广阔，具备良好的发展潜力。
随着技术的不断创新和应用领域的扩大，外骨骼机器人将在医疗、工业、军事等领域发挥重要作用。
下肢康复医疗外骨骼发展现状综述摘要：下肢康复医疗外骨骼能够辅助下肢运动障碍患者进行康复训练，因其巨大的应用前景，成为当前各国研究的热点；从跑步机式和陆基式两类康复医疗外骨骼出发，分析了下肢康复医疗外骨骼国内外发展现状，叙述了典型产品和模型，机械、控制部分的研究过程，通过分析典型产品模型，推测康复医疗外骨骼机器人应具有的结构与控制特性；展望康复医疗外骨骼领域应重点研究刚柔耦合、个体运动差异兼容、多模信息融合等关键技术。
关键词：康复医疗；外骨骼；刚柔耦合；助力效能康复医疗机器人具有广阔的应用前景，日益成为国内外专家学者的研究热点，其中下肢康复医疗是康复医疗的研究重点。
随着人口老龄化及人们生活水平的提高，下肢行动不变的人口数量急剧升高，行走不便将影响患者的正常生活[1]。
我国有着世界上最高的中风发生率，大约有1 500万人有下肢运动障碍，大约4 000万老人在逐渐失去行走能力，每年对下肢康复训练设备需求量高达35万套，但是目前市场提供的设备却少于2万台[2]。
下肢康复外骨骼可以减轻康复医师的负担，提高康复训练效率及效果，实时获取康复训练数据和评估训练效果[3]。
其功能主要包括：维持关节活动度、防止关节挛缩、纠正步态、重塑神经系统等。
根据结构类型，下肢康复外骨骼可分为跑步机式和陆基式两种，患者可通过使用跑步机式康复医疗外骨骼在跑步机上获得行走康复训练，在这种类型的外骨骼中，为了保证安全，保持平衡，需要一套人体重量支撑系统，来减小重力对腿部的影响。
陆基式外骨骼帮助患者在地面上行走，重获行走能力。
按照应用类型，下肢康复医疗外骨骼可分为辅助行走和康复训练两类。
1 国内外研究现状1.1 国外研究现状下肢康复外骨骼方面的研究起始于1960年[4]，由于当时技术的限制，这些装备没有实现当时预期的目标，但是为后续研究打下了基础，最近几十年，尤其是Lokomat应用于临床以后，下肢康复机器人逐渐成为世界各国研究的热点。
2024年外骨骼机器人市场分析现状1. 引言外骨骼机器人是一种通过机械设备与人体进行连接和协同工作的技术，具有增强人体功能、提升工作效率和改善生活质量的潜力。
本文将对外骨骼机器人市场的现状进行分析，并探讨其未来发展趋势。
2. 外骨骼机器人市场规模根据市场调研数据，外骨骼机器人市场在过去几年中呈现出稳步增长的趋势。
据预测，到2025年，全球外骨骼机器人市场规模将超过100亿美元。
这一增长主要得益于外骨骼机器人在医疗、军事和工业领域的广泛应用。
3. 市场应用分析3.1 医疗领域外骨骼机器人在医疗领域的应用前景广阔。
它可以帮助残疾人恢复行动能力，改善生活质量。
同时，在康复训练中，外骨骼机器人也可以起到辅助作用。
此外，外骨骼机器人还被用于手术操作和病人护理等方面，提高了医疗水平和效率。
3.2 军事领域在军事领域，外骨骼机器人可以提供士兵的身体增强和保护。
其使士兵能够在艰苦的环境中承担更重的负荷的能力，这对于提高战斗力至关重要。
同时，外骨骼机器人在救援行动和灾难应对中也发挥了重要作用。
3.3 工业领域外骨骼机器人在工业领域的应用主要体现在工作效率和工人安全保障上。
通过使用外骨骼机器人，工人能够完成更重、更费力的工作，提高了生产效率。
另外，外骨骼机器人还可以减少工伤事故的发生，保护工人的生命安全。
4. 市场竞争格局目前，外骨骼机器人市场存在着较多的竞争，主要的竞争对手包括国际知名企业和初创公司。
国际知名企业在技术研发、市场渗透和品牌知名度方面具有优势，而初创公司则通过技术创新和灵活性在市场中找到了一席之地。
5. 技术难题和挑战外骨骼机器人市场的发展面临一些技术难题和挑战。
首先，外骨骼机器人的成本较高，限制了其在市场中的推广应用。
其次，外骨骼机器人的舒适度和适应性还需要进一步提高，以满足用户的需求。
6. 发展趋势展望外骨骼机器人市场的发展前景广阔。
未来，随着技术的进一步发展和成本的降低，外骨骼机器人的市场规模将进一步扩大。
腰部助力型外骨骼研究现状分析一、腰部助力型外骨骼技术的发展历程腰部助力型外骨骼技术起源于20世纪60年代，当时美国军方开始在机器人领域进行研究，试图开发出一种用于增强士兵体能的装置。
随着科技的不断进步，腰部助力型外骨骼技术逐渐走向民用领域，成为了一种重要的康复辅助技术。
现如今，腰部助力型外骨骼技术已经广泛应用于康复治疗、劳动救助、老年人生活辅助等领域。
腰部助力型外骨骼技术是指通过外部机械装置来辅助腰部运动，以提高腰部受损人士的生活质量。
其主要原理是通过传感器感知人体运动信号，然后进行信号处理，并通过电机或液压装置对腰部进行助力支撑。
根据助力方式的不同，腰部助力型外骨骼技术可以分为被动型和主动型两种。
被动型腰部助力型外骨骼技术是指外骨骼装置根据人体动作进行相应的支撑和保护，但无法主动辅助人体运动。
而主动型腰部助力型外骨骼技术则具备了主动助力功能，能够根据人体运动需求主动给予支撑和辅助。
目前，被动型腰部助力型外骨骼技术已经比较成熟，而主动型技术在研发过程中仍面临一些挑战。
在腰部助力型外骨骼技术的研究领域，国内外学术界和产业界均投入了大量的研发资金和人力，取得了一系列的研究成果。
具体而言，腰部助力型外骨骼技术的研究现状主要表现在以下几个方面：1. 传感器技术的应用在腰部助力型外骨骼技术中，传感器技术起着至关重要的作用。
传感器能够感知人体运动信号，实现对腰部运动的准确监测和控制。
目前，惯性传感器、表面肌电信号传感器等传感器技术已经得到了广泛应用，其精度和稳定性均得到了一定的提高。
2. 助力装置技术的发展助力装置是腰部助力型外骨骼技术的核心部件之一。
目前，助力装置技术已经较为成熟，其结构和性能得到了不断的优化和改进。
电机、液压装置等各种助力装置技术已经被应用于腰部助力型外骨骼技术中，并取得了一定的效果。
随着人工智能技术的不断发展，智能控制技术在腰部助力型外骨骼技术中的应用也逐渐成熟。
智能控制技术能够实现对外骨骼装置的智能化控制，使得外骨骼能够更好地适应人体的运动需求，提高助力效果和舒适性。
外骨骼技术的研究现状随着科技的不断发展，人类的生活也在发生着巨大变革。
一个受到广泛关注的领域就是外骨骼技术。
外骨骼技术是指一种通过外部机械设备增强人类运动能力的技术，它可以帮助人们进行运动康复、工业生产、探测探索等方面的工作。
目前外骨骼技术的研究已经进入一个全球性蓬勃发展的阶段，各种应用领域的外骨骼产品也在不断涌现。
外骨骼技术是一项综合性的技术，需要涉及工程学、生物学、医学等领域的知识，因此研究外骨骼技术需要密切的跨学科合作。
近年来，随着各国对于外骨骼技术的研究投入不断增加，相关技术水平也有了大幅提升，这种技术已成为许多学科领域的热点。
外骨骼技术的研究涉及到许多领域，我们不妨就其中的一些方面来谈谈。
一、物理堆积的研究外骨骼技术的核心是运动模板研究。
在现实生活中，每个人的身体结构和运动方式都存在很大的差异，为了让外骨骼能更好地使用，研究人员首先需要解决的问题是如何获得准确的运动模板。
在这一环节，研究人员通常会使用物理堆积技术，通过记录人体动作并对其进行分析，获得人体运动的统计数据，利用这些数据为外骨骼制定适合的运动模板。
物理堆积技术是一种通过分析人体运动数据以制定适合外骨骼运动模板的技术。
这种技术的研究需要涉及生物力学、信息处理等多个领域的知识。
通过物理堆积的研究，不仅能够获得准确的人体运动模板，还能够加深对于人体运动机理的研究。
此外，物理堆积技术还可用于医学方面的研究，如康复治疗。
二、动力学控制技术的研究动力学控制技术是指控制外骨骼设备实现附加的外部动力学活动模式的技术。
外骨骼设备具有一定的复杂程度，在运动控制方面需要灵活的控制机械设备的行进轨迹及运动速度。
在这个环节，动力学控制技术就起到了关键作用。
动力学控制技术的研究需要涉及控制理论、机器人学等知识。
它主要包括三个方面：动力学建模、控制设计和实时控制。
在动力学建模方面，研究人员需要将外骨骼设备的动力学特性表达为数学模型；在控制设计方面，将动力学模型应用到控制器设计中；在实时控制方面，需要通过实时反馈调整控制器的参数，以保证外骨骼设备能够达到预定的控制目标。
2024年外骨骼机器人市场环境分析引言外骨骼机器人作为一种新兴技术，已经在医疗保健、军事和工业领域展示了巨大的潜力。
本文将对外骨骼机器人市场环境进行分析，探讨其发展趋势和市场前景。
市场规模和增长趋势根据市场研究机构的数据，外骨骼机器人市场在过去几年中呈现迅速增长的趋势，并预计未来几年将继续保持高速增长。
这主要归因于以下几个因素：1）人口老龄化导致对辅助机器人的需求增加；2）工业自动化的发展促进了外骨骼机器人在工业领域的应用；3）医疗科技的创新推动了外骨骼机器人在康复治疗中的应用。
市场竞争格局目前，外骨骼机器人市场存在着多家重要的竞争者。
这些竞争者包括大型医疗器械公司、机器人技术公司和初创企业。
大型医疗器械公司通常具有品牌优势和强大的研发实力，但面临着适应新技术和市场需求的挑战。
机器人技术公司通常具有先进的技术和创新的产品，但在市场推广和商业化方面可能有一定的短板。
初创企业通常比较灵活，但面临着资金和资源的限制。
市场驱动因素市场上外骨骼机器人需求的增长有多个驱动因素。
首先是人口老龄化的加剧，人们对护理和康复的需求日益增加。
其次，劳动力市场的紧张使得外骨骼机器人在工业领域的应用得到推动。
此外，医疗科技的进步为外骨骼机器人在康复治疗中的应用提供了新的机会。
市场挑战和风险尽管外骨骼机器人市场前景广阔，但也面临着一些挑战和风险。
首先，高昂的价格限制了外骨骼机器人的普及率。
其次，技术上的限制和设备的笨重性可能限制了其在某些领域的应用。
此外，法律和伦理问题也需要考虑，如责任分配和隐私保护等。
市场前景展望外骨骼机器人市场的前景仍然非常乐观。
随着科技的不断进步和成本的降低，外骨骼机器人将更加实用和普及。
在医疗领域，外骨骼机器人将成为康复治疗的重要辅助工具，帮助人们恢复行动能力。
在工业领域，外骨骼机器人将促进劳动力的效率提高和工作条件的改善。
另外，随着对外骨骼机器人技术的不断研发和创新，其在其他领域的应用也将不断拓展。
人体机械外骨骼调研报告人体机械外骨骼（Human Powered Exoskeleton，简称HPE）是一种结合了机械学、材料科学、电子工程和生物力学的先进技术，用于增强人类的运动能力和生活质量。
本调研报告将对人体机械外骨骼的发展、应用和挑战进行探讨。
一、发展历程人体机械外骨骼技术起源于20世纪60年代，最早是被用于军事和工业领域。
随着科技的进步，尤其是人工智能、材料技术和传感器技术的发展，人体机械外骨骼开始逐步应用于医疗康复和辅助行走等领域。
目前，人体机械外骨骼已经成为国内外研究机构和企业的热点领域之一。
二、主要应用领域1. 医疗康复：人体机械外骨骼能够帮助中风、脊髓损伤和肌肉萎缩等病患者重建运动功能。
通过外骨骼的力量和运动控制，患者可以恢复行走能力，提高生活自理能力。
2. 助力行走：对于需要长时间站立或搬运重物的工作人员，人体机械外骨骼可以减轻负荷，降低劳动强度，提高工作效率。
3. 残疾人辅助：对于肢体残疾或瘫痪的人群，人体机械外骨骼可以提供辅助行走的功能，提高生活质量。
4. 军事应用：在军事领域，人体机械外骨骼可以增加士兵的力量和耐力，提高作战效能。
三、面临的挑战1. 动力技术：人体机械外骨骼需要持续稳定的动力供应，但是目前电池容量有限，无法满足长时间使用的需求。
2. 控制系统：精确控制人体机械外骨骼运动需要先进的传感器技术和灵活的运动控制算法。
3. 人机交互：人体机械外骨骼需要与人体紧密结合，但是目前的设计和人机交互界面还存在一些问题，如舒适性、灵活性和安全性等。
4. 成本问题：人体机械外骨骼的研发和制造成本较高，限制了其在广泛应用领域的推广。
总结：人体机械外骨骼作为一项创新技术，在医疗康复、助力行走、残疾人辅助和军事应用领域具有巨大的潜力。
然而，尚需研发人机交互界面、优化动力技术和控制系统，以及降低成本等方面的努力。
只有不断攻克技术难题，人体机械外骨骼才能真正发挥其作用，为人类生活带来更大的便利和改善。
腰部助力型外骨骼研究现状分析近年来，随着机器人技术的迅速发展，外骨骼技术也开始逐渐走进人们的视野。
外骨骼技术是一种基于人工智能和机器人技术的新型康复技术，它通过对人体活动状态的感知和识别，以及对肌肉动作的增强和支持，可以辅助人体完成各种活动，如行走、爬楼梯、搬运等。
近年来，腰部助力型外骨骼逐渐成为了外骨骼技术的重要研究方向之一，其主要应用于工业、医疗和日常生活等领域，旨在解决人类劳动强度大、劳动时间长、工作强度高等问题。
以下是腰部助力型外骨骼研究现状的分析。
一、国内外研究现状概述目前，国内外对腰部助力型外骨骼的研究已经取得了一定的成果。
在国外，美国、日本、韩国等国家已经开展了广泛深入的研究。
美国的凯斯西储大学、哈佛大学、三菱机械、Sarcos公司等机构联合研究出了一款名为GEMS的腰部助力型外骨骼(Sarcos Guardian® XO® Exoskeleton)。
该外骨骼可以辅助工人完成1.5倍以上的工作负荷，还具有防止姿势损伤及提高工作效率等多种功能。
在国内，外骨骼技术的研究起步较晚，但也已经有诸多机构和高校开始了相关研究，例如：清华大学、上海交通大学、华南理工大学等高校分别在力量支撑、节能减排、智能化开展研究。
其中，清华大学机械工程系研究团队已经研发了一款腰部助力型外骨骼机器人系统，可以辅助人体完成走路、爬山等任务，并实现了对体能指标的准确监测和分析。
二、存在的问题及未来发展尽管腰部助力型外骨骼技术在研发过程中取得了不少成就，但该技术还存在一些问题和挑战需要克服：1. 外骨骼自重问题：外骨骼自身重量较大，需要消耗大量的能量，影响了助力效果；2. 功耗问题：外骨骼需要消耗电能，电池寿命短，需要加强功耗控制和节能技术的研发；3. 安全性问题：在助力过程中可能会出现意外情况，例如：人体意外转动、意外坠落等，需要加强外骨骼机械切割等安全装置；4. 效率问题：虽然目前外骨骼技术已经达到了一定的助力效果，但在实际应用中，需要进一步提高效率、准确性和适应性。
1 绪论1.1 研究背景与意义在急速发展的现代社会，人们通常都会使用轮式交通工具运载沉重物体，但在实际生活中，有许多地方道路凹凸不平，轮式交通工具难以行进，由于人腿能适应较复杂路况的优点，使得行走助力装置应运而生[1]。
它是一种可以辅助人们行走的人机系统，它将人和两足步行机器人结合在一起，利用人的智能来控制机器人的行走，简化了自主行走式两机器人最为常见的步态规划和步态稳定性问题，同时它又可以提供动力协助人的行走，增强人们行走的能力和速度，缓解人在大负重和长时间行走情况下极易出现的疲劳感，大大扩大人们的运动范围，故可用于军事、科考、旅游、交通等各方面，具有广泛的应用前景。
在一些交通已经过于拥堵的城市，下肢步行外骨骼还可以作为一种新型的轻型环保交通工具，可以大大减少城市汽车流量，降低市区的堵车情况，减少城市的汽车尾气污染，减缓城市的停车压力，同时使用者还可以达到锻炼身体的目的[2]。
目前，行走助力装置主要应用于两方面：（1）用于负重、长距离行走时进行助力（2）用于老年人或下肢瘫痪者行走时进行助力。
行走助力装置的发展借鉴了腿式机器人、仿人机器人的技术和经验，又在结构、控制能力等方面做了深入的研究，经过不断的努力，现已开发出几类行走助力装置，并对相关技术做了深入的探讨，取得了一定的成果。
随着社会的发展和生活水平的提高，人们对医疗水平的期望值也越来越高。
而医疗水平的提高自然依仗医疗器械的更新和改善。
对于下肢受伤或有关节肌肉病患的病人来说，克服伤病需要借助适当的医疗器械帮助下肢逐渐恢复正常机能。
本文所介绍的正是出于此种目的，由多缸并联的气动步行助力器。
1.2 国际上下肢外骨骼的研究现状1.2.1 德国奥托博克(ottobock)的C-LEG智能仿生腿德国OTTOBOCK公司的最新产品智能仿生腿（C-LEG）是世界上第一个完全由电脑控制步态的假肢膝关节系统，能使配戴者稳定牢固的控制下肢运动。
智能仿生腿有两个电子传感器：一个位于小腿管中，分别测取脚跟踏地和脚前掌的压力，为假肢支撑期的稳定性控制提供信息。
一个位于膝关节的支撑框架中，测量膝关节屈度和膝关节摆动速度的变化，为假肢摆动后期的活动性控制提供信息。
这两个传感器可将假肢的运动状态以每秒50次的采样频率向电脑提供测定值。
微处理器可以瞬间识别使用者的假肢状态。
同时，微处理器将所得信号进行加工处理，通过伺服电机控制膝关节液压系统。
整个反馈过程是真正意义因人而宜的调整。
完全个性化的分析，服务，为患者提供更多的舒适性，活动性和生活乐趣。
图1.1德国奥托博克(ottobock)的C-LEG智能仿生腿1.2.2 美国DARPA的EHPA研究项目美国国防部高级研究项目局（Defense Advanced Research Projects）于2000年出资五千万美元用于资助对能够增强人体机能的外骨骼（Exoskeleton for Human Performance）的研究与开发，准备在近几年研制一种穿戴式的，具有自适应能力的外骨骼系统，使士兵在穿着外骨骼后，行军能力大大提高，可以肩负400磅（181公斤）的军用设备，连续运行至少4个小时。
在战争中，外骨骼可以使士兵作战能力大大增强，同时在士兵受伤后，可以起到一定的保护作用。
DARPA的该项目总共资助了多家研究机构，其中有四家负责设计和研制出整套的外骨骼系统，他们分别为加州大学伯克利分校的人体工程实验室（HEL），SARCOS机器人公司，橡树岭国家实验室（ORNL）公司，其他一些获得资助的研究机构主要负责开发适用于外骨骼的动力供应设备。
其中，加州大学伯克利分校的人体工程实验室率先在2004年推出了他们的BLEEX （Berkeley Lower Extremity Exoskeleton）外骨骼系统，如图1.2所示。
该系统由两条动力驱动的仿生金属腿、一个动力供应单元和一个用于负重的背包架组成。
该系统使用混合动力，即使用液压能驱动双腿行走，同时对随身携带的计算机供应电能。
外骨骼上共安装有40多个传感器和液压驱动器，它们共同构成了一个局域网络，该网络向计算机提供必要的信息，计算机根据这些信息了解操作者当前的状态，并据此对人的负载情况实时进行必要的调整。
实验表明，操作者身着重达100磅的外骨骼，同时背上10磅的背包在房间里行走，他所感觉到的重量只有5磅。
图1.2美国DARPA的EHPA研究项目1.2.3 新加坡南洋理工大学的NTU Lower Extremity Exoskeleton图1.3 新加坡南洋理工大学的NTU Lower Extremity Exoskeleton目前，新加坡南洋理工大学的罗锦发教授（Low Kin）也在研究和开发一种可以增强人体速度、力量和耐力的下肢外骨骼，目标是使其能够帮助诸如步兵一样的操作者进行大负重、长距离的徒步行走。
图1.3左图所示是他们的整个外骨骼系统的概念设计；右图则是他们现阶段己经开发出来的原型系统，该系统主要由两个部分所组成:内侧外骨骼和外侧外骨骼。
其中，内侧的外骨骼绑缚在人的下肢上，利用关节处的编码器来测量行走时的关节角度信号；外侧的外骨骼用来提供助力，根据内侧外骨骼测得的关节角度值通过电机来提供动力。
他们的另外一个主要工作在该原型系统上利用零力矩点（ZMP）理论进行了外骨骼行走稳定性方面的研究。
1.2.4 日本筑波(Tsukuba)大学的HAL系列下肢外骨骼由日本筑波大学的山海嘉之(Yoshiyuki)教授开发的HAL (rid Assistive Limb )系列下肢外骨骼用于协助步态紊乱的病人行走[3]。
它采用了角度传感器、肌电信号传感器和地面接触力传感器等传感设备来获得外骨骼作者的状态信息。
它的所有的电机驱动器、测量系统、计算机和无线局域网络，以及动力供应设备都整合到背包中。
使用装在腰间的电池进行供电。
HAL拥有混合控制系统，包括自动控制器进行诸如身体姿态的控制，以及基于生物学反馈和预测前馈的舒适助力控制器。
图1.4日本筑波(Tsukuba)大学的HAL系列下肢外骨骼图1.4所示为HAL-3，它是山海嘉之教授历时十年研究的成果。
HAL-3是套下肢装，专门设计来帮助下肢残障者或是老人们，能更方便地进行日常生活中的许多动作，像是走路、上下楼梯等等。
在2005年日本博会上展出了HAL-4和HAL-:S的原型，这些机型不但能帮助使用者走路，还有上半部能辅助使用者的手臂，使用者穿戴上这种装置，就能提起比原本所能负荷还要更重40公斤的东西。
同时，更新的HAL-4不需要使用背包，而是将计算机和无线网络装置缩小，以塞进这套装备的腰带里面。
在HALS上则有更小的马达空间，好让装备的髋部和膝盖部分体积更小，如图1.2右图所示。
在重量_上，HAL-3重22公斤，HAL-4重17公斤，而HAL-5仅重15公斤，但使用者几乎是感受不到这个重量的，因为装备的脚跟部分会吸收这些重量，而这套装备提供的协助绝对足以补偿重量上的负担。
目前，山海教授成立的公司己经实现了HAL的商业化，每套HAL 都会针对个别使用者的需求及体能状态而特别订制，售价约为14000美元到19000美元。
1.2.5 日本神奈川(Kanagawa)工科大学的Bearable Power Assist为了给护士们开发一套可穿在身上的助力装置，用于给她们提供额外的力气来搬运病人，神奈川工科大学的杨教授在他1991年研制出的气动助力上肢的基础上增加了腰部和腿部装置，开发了一套独立式的可穿着的助力外套，如图1.6所示。
该外套选用了微型气泵、便携式镍锅电池和嵌入式微处理器使系统的动力提供和控制系统极其小型化。
整个装置的金属结构由硬铝合金加工而成，重约30公斤。
肘部、腰部和膝部的关节驱动采用新式的可直接驱动的旋转位移式气动驱动器，肌肉力量信号的采集采用布置于上臂、大腿和腰部的肌肉硬度传感器测得。
微处理器在收到传感器的输出信号之后，计算出保持某个姿势的所需的关节力矩，然后输出控制信号给PWM驱动电路，以驱动旋转气缸的动作。
图1.5 日本神奈川(Kanagawa)工科大学的Bearable Power Assist1.2.6 日本本田公司开发的步行助力器本田公开发布了一款叫[体重支撑型步行辅助装置]的原型机。
通过它来分担体重的一部分，从而减轻使用者在步行、上下台阶以及半蹲时两脚的负担。
接下来要做的工作是验证在实际使用环境中的有效性。
[体重支撑型步行辅助装置]通过支撑使用者的部分体重，来减轻脚的肌肉和关节（髋关节、膝关节、踝关节）的负担。
该装置由座椅、框架和鞋构成，结构非常简单。
使用时只需穿上鞋，跨上座椅即可，穿戴也非常方便。
另外，由于使用了本田独自开发的，能够使辅助力量的方向自动与人体重心方向重合的系统，还使用了能够配合脚的移动来使用辅助力量的系统，因此装置能够很自然地辅助使用者完成各种各样的动作和姿势。
图1.6 日本本田公司体重支撑型步行辅助装置1.2.7 韩国西江大学的Intelligent Walking Assistive Robot韩国西江大学的外骨骼设计初衷是为了方便体弱和行走不便的老人，扩大他们的运动范围和活动能力[4]。
如图1.7所示，该外骨骼结构上的显著特点是整个装置由两个部分组成:外骨骼和手推车。
所有的驱动元件，包括电池和马达，及控制器等较重的周边设备都布置在手推车中，这样一方面可以减轻操作者的负担，另一方面亦可以保证老年人的行走平衡。
在控制方面，他们采用类似于机电信号（EMG）的肌纤维膨胀信号，利用绑在大腿和小腿上的气囊内的气体的压力变化来测得，而在人腿自由摆动，即肌纤维不膨胀时，则利用关节处的电位计式角度传感器的信号来触发驱动器的动作。
传感器信号的熔合和处理是通过便携式计算机中的模糊控制算法来实现的。
图1.7 韩国西江大学的Intelligent Walking Assistive Robot1.2.8 浙江大学机电所开发研制的可穿戴式假肢该研究致力于开发一套用于增强人体步行能力的可穿戴式下肢外骨骼，它引入人作为整个控制系统的主要部分，可以缓解人们由于过量的双足步行所引起的身体疲劳。
论文中讨论了设计拟人化和可调节式下肢外骨骼机械结构的方法，并采用一种层次式的控制系统来实现目标功能。
特别的是，研究并实现了一种基于ANFIS算法的控制策略，它可以将足底压力信号和气缸的位移控制信号直接关联起来，并且，通过软件仿真证明了这种方法的可行性。
目前，已经开发了一套下肢外骨骼的原型实验系统，用来验证一些理论成果并以此为平台进行下一阶段的实验研究。
本项目的特色与创新之处在于：（1）设计新型的用于增强人体步行能力的下肢外骨骼机构，减少人在步行中的能量消耗，降低长距离大负重徒步行走所带来的疲劳。
