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骨骼@钢铁侠不是梦！外骨骼机器人如何在各行各业提升人的力量和效率？( 四 )


操作人员通过操作一个带力控的同步操作器 ， 有另外一种形式也叫异构操作器 ， 通过操作器去反馈整个机械臂所有的位置 ， 精细如末端的位置、每一根轴的位置都能反馈出来 ， 然后控制远方的机器人做出一比一的动作 。 这种遥操作机器人主要适用于不确定因素场景下的作业场合 ， 比如移动一些很重的建筑物品或者是在火灾现场去切割一些阀门之类 。
介绍了军用的后勤 ， 肯定会介绍到军用前线的应用 。 前线外骨骼和后勤外骨骼功能有很大区别 ， 军用后勤外骨骼以力量型为主 ， 去抬起一些绝对重量的物品 ， 相对来说会比较笨重、也不太灵活 。 用于前线作战运用的这种外骨骼的典型案例是洛克希德·马丁公司的 HULC ， 液压驱动 ， 做的非常轻巧 ， 属于一种相对力量增强型的外骨骼 ， 人体自己还是要付出一定的力量输出 。 外骨骼在这个基础上给你增加一定的力量 。 这里外骨骼的典型特征就是比较细巧 ， 可以让士兵穿上去之后负重四十到五十公斤的重物状态徒步很长的距离 。
还有一个应用场景比较特殊 ， 即消防救灾和地震救援 。 这类场景现在机器狗或者一些巡逻车已经得到应用 ， 但实际情况是真正的救灾现场由于混乱不堪 ， 以及很多需要通过人智来判断的情况 ， 目前消防员仍然是第一线的选择 。 国外一家公司研发生产一种特殊的外骨骼 ， 这样的外骨骼可以让使用者本身得到一定的保护 ， 并且提升使用者的力量输出 。 通过外骨骼可以让消防员多背一瓶氧气瓶 ， 提升消防员个人的生存率和救援成功率 。 废墟中救援受困人员的时候 ， 更加的节约时间 ， 多带这一瓶氧气也可以帮助他自己或者是帮助到受困人员争取更多宝贵的生存时间 。 所以这类外骨骼在将来的行业应用中也是非常有潜力的 。
还有一些民用方面 ， 主要是为老年人提供助力或者是为年轻人用作娱乐健身的外骨骼 ， 国外也已经有一些应用了 。 最后关于个人康复医疗类的外骨骼应用 ， 常规应用是帮助病人摆脱轮椅 。 通过使用外骨骼和拐杖帮助残疾患者或者瘫痪患者重新获得站立行走的能力 。 也有一些外骨骼应用在大型的医院中 ， 将一些比较大型的外骨骼设备应用于截瘫患者进行运动康复训练 。 这类机器人不具备移动能力 ， 一般属于医疗器械 。
骨骼@钢铁侠不是梦！外骨骼机器人如何在各行各业提升人的力量和效率？
本文插图

目前外骨骼基本上分为 R1 到 R4 几个级别 ， 不同的级别对应不同的力量输出 。 从最小的 MAPS-U 上肢外骨骼力量输出约是五到十公斤 ， HEMS-L 腰部外骨骼输出将近十五到三十公斤 ， HEMS-GS 下肢外骨骼（落地型）输出三十到五十公斤范围 ， HEMS-HD 下肢外骨骼（重载型）五十公斤级别以上就有点接近于 Sarcos 的外骨骼 ， 偏向于绝对力量型外骨骼 。 傲鲨智能在前面三款目前在行业中的应用会比较多 ， 因为相对来说价格也比较低 ， 然后也更加容易帮助公司做工程落地 。 五十公斤以上级别输出的外骨骼正在研发中 。
傲鲨智能主要是电驱动外骨骼机器人 ， 所以基本的三大件包括电机、减速器、伺服控制器基本上都涵盖在里面的 。 其中 MAPA-U 上肢外骨骼 ， 对肩部提供助力 ， R1 级主要是头顶工位应用比较多 。 HEMS-L 腰部外骨骼 ， R2 级主要应用于搬运 ， 从地面上把物品搬到腰部左右的高度的工位 ， 主要应用于物流和野外的一些场景 ， 还有工厂内部的一些物流货运 。 傲鲨智能的产品也涵盖全身性外骨骼 ， 因为半身型外骨骼在搬运货物的时候重量还是会落在人体本身 ， 所以一般来说能承担的力量不会很大 ， 这也是把半身型外骨骼放在 R2 级的原因 。 针对一些大重量级别的货物搬运我们会采用 R3 级的 HEMS-GS 下肢外骨骼（落地型） ， 通过结构把重量分散到地面 。 通过整个骨骼把机器人站落到地面上 ， 所以外骨骼本身的重量已经就是没有什么影响了 ， 接下来外骨骼会跟随人的运动 ， 帮助搬运货物的时候提供助力 ， 搬运以后的重量可以通过一些肩部的背带将整个重量通过外骨骼那传导到地面 。


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