第1036章 山海世界(230)(2/2)
机械外骨骼可根据多种标准进行分类。根据穿戴部位,可分为上肢外骨骼、下肢外骨骼和全身外骨骼;根据是否有外部能源,可分为动力外骨骼和被动式(无源)外骨骼;根据驱动方式,可分为液压驱动、气动驱动、电机驱动和混合驱动外骨骼;根据结构,可分为刚性外骨骼和柔性外骨骼;根据功能,主要可分为增强型外骨骼和康复型外骨骼。
按穿戴部位分类:上肢外骨骼主要针对手臂、肩部等上肢部位设计,辅助或增强上肢运动功能,适用于搬运、装配、康复训练等场景。下肢外骨骼聚焦腿部、腰部等下肢部位,提供行走助力、负重支撑等,广泛应用于康复、养老、登山等场景。全身外骨骼覆盖全身肢体及躯干,实现整体运动能力的辅助或增强,集成度高,适用于军事、复杂工业作业等场景。
按动力来源分类:动力外骨骼使用电池或者电缆来运行传感器和执行器,可进一步分为静态外骨骼(执行器需要始终运行)和动态外骨骼(执行器不需要始终打开,能效大幅提升)。被动式外骨骼(无源外骨骼)没有外部电源,主要类型包括重量重新分配(通过弹簧和锁定机构将重量转移到周围或地面)、能量捕获(如脚踝弹簧离合器外骨骼)、阻尼(使用弹簧或阻尼器来减震)、锁定(允许长时间蹲坐统一位置)等。
按驱动方式分类:液压驱动外骨骼结构紧凑、体积小、传动平稳、功率密度高,但加工精度要求高,维护成本也高。气动驱动外骨骼体积小、成本低、操作简便,但精度不高、噪声大,且移动范围受限。电机驱动外骨骼结构简单、精度高、便于自动化控制,但占据空间相对较大。混合驱动外骨骼结合两种及以上驱动方式的优势,如电机与液压结合,兼顾输出性能与灵活性,以满足复杂场景需求。
按结构与功能分类:从结构看,外骨骼机器人可分为刚性外骨骼和柔性外骨骼两类。从给予用户帮助的类型来看,可分为主动(有源)外骨骼和被动(无源)外骨骼。从应用功能上看,主要可分为增强型外骨骼和康复型外骨骼。增强型外骨骼主要用于提升健康人体的力量、耐力或速度,常见于军事、工业物流、户外运动等领域;康复型外骨骼则主要用于医疗领域,帮助肢体功能障碍者(如中风、脊髓损伤患者)进行康复训练或恢复日常行动能力。
外骨骼机器人作为一种可穿戴机器人装置,其核心工作原理是构建“感知-处理-驱动-反馈”闭环,实时捕捉人体运动意图,经智能处理输出机械助力,最终达成自然流畅、具有高度实时性的人机协同运动。常见的机械外骨骼主要由软件控制系统、机械支撑系统、动力系统以及传感器系统四部分组成。