外骨骼助力机器人研究现状与关键技术
分析
王庆江
深圳第二高级技工学校广东深圳 518000
摘要：运用比较传统的运载方法以及在工具受到多方面因素的制约，在比较复杂的地形条件之下，传统运载工具不能够很好的工作，而外骨骼助力机器人有效地解决了这个问题，是一个非常明显的突破。
因此，在当前世界各地，外骨骼助力机器人的研究有着非常好的前景。
本文从不同方面分析外骨骼助力机器人的发展状况，主要分析了外骨骼助力机器人所涉及到的关键技术，并且作出深入的研究。
关键词：外骨骼助力机器人；研究现状；关键技术外骨骼助力机器人是一种全新的现代化装置，这种机器人融合多种信息,控制系统传感系统集于一身,并且为穿戴人员控制好功能和任务。
外骨骼助力机器人是一种前沿技术装备，受到多方的关注并且取得了突出的效果。
在我国，外骨骼助力机器人研究借鉴先进技术，并且不断地创新，主要研究外骨骼助力机器人在我国国内的发展现状以及其关键技术分析。
1.在国内外，外骨骼助力机器人的研究现状分析
随着时代的进步以及科技的不断发展，最新型的材料和技术充分应用在外骨骼助力机器人的发明上，促使外骨骼助
力机器人得到很好的发展。
在一些发达国家，对外骨骼助力机器人进行改良，并且不断创新，经过努力，在我国国内对于外骨骼助力机器人的发明和创新也取得了很明显的成效。
下面将归纳分析目前为止国内外外骨骼助力机器人的研究状况。
1.1国外对于外骨骼助力机器人的研究状况分析
表1 国外对于外骨骼助力机器人的研究表
1.2我国国内对于外骨骼助力机器人的研究状况分析
表2 国内对于外骨骼助力机器人的研究表
2.外骨骼助力机器人关键技术分析
2.1驱动技术
2.1.1液压驱动
通过运用液压驱动能够在很大程度上帮助外骨骼助力
机器人提高自身的承载能力，这种特点保证了外骨骼助力机器人能够进行搬运工作。
但是，液压驱动系统有一个突出的不足之处就是效率比较低，并且产生的噪音比较大。
由此看来，必须充分发挥液压驱动系统的优点，尽可能减少缺点。
在这种情况之下，保证元件的数量，进行合理的结构设计，从而减少能源消耗，最终达到减重的目的。
2.1.2电动机驱动
由于电动机技术是比较成熟的，非常容易控制，但是也存在缺点，电动机动态不够平衡，并且电动机的负重能力也是有限的。
如果需要比较大的动力，电击的体积也会随之增加，不利于整个结构的灵活性。
我国相关技术公司，所研究的外骨骼应用的电动机驱动技术。
2.2结构技术
2.2.1有利于使用人员的控制以及驱动
在对外骨骼助力机器人进行设计的过程当中，必须注重机械结构的设计，为了使用者更加方便，必须采用模仿人形结构的特点，对各个关节进行更加精细的设计，从而促使外骨骼助力机器人更加灵活。
这种机器人跟随使用者行走，在完成动作的过程当中必须有足够的自由度，相关关节的屈伸以及活动都是非常容易的，并且根据不同程度的需要进行配置，从而有利于使用者控制和驱动。
2.2.2安全性
在对外骨骼助力机器人的自由度设计当中，必须设计可调节的位置，并且满足运动范围所需要的相关需求，在关节的运动范围之内必须保证使用者更加安全。
2.2.3便于使用者进行调节
虽然外骨骼助力机器人的设计是模仿人形的，但是由于个体的相关尺寸存在差异性，那么，设计出来的外骨骼助力机器人必须有利于调节自身尺寸从而适合不同的人使用。
在小腿部位以及大腿部位和相关关节部位安装调节装置，从而调节外骨骼助力机器人的宽度以及高度，满足不同人的需要。
在外骨骼助力机器人的腰部设计当中，必须可以方便地调节宽度，安装插孔。
2.2.4穿戴更加舒适
为了保证外骨骼机器人在穿戴的时候使用者更加舒适，在设计的过程当中就要考虑使用者与外骨骼机器人具有足够的贴合度，并且保证使用者运动过程更加自由灵敏，综合考虑各种因素。
外骨骼助力机器人结构设计必须满足使用者基本的活动，不能干涉使用者的任何动作。
从而保证助力机器人相关关节设计人体关节设计处于同一条直线之上，进行更加精细的计算和分析，确定绑带的位置以及具体的数据。
不仅可以保证使用者安全性还保证了使用者穿戴外骨骼助力机器人的时候更加舒适。
2.2.5携带更加方便
在满足各种要求之后，必须保证外骨骼助力机器人体积的大小，尽可能的减少尺寸，并且保证外骨骼机器人可以折叠，按照相关的方向进行折叠，有利于使用者携带。
2.3传感技术与控制技术
外骨骼助力机器人所设计的传感器通过感受穿戴者的相关动作以及速度，进行有效的反馈，从而进行及时的控制。
外骨骼助力机器人充分应用传感器编码，测量关节运动过程当中所产生的推力或者拉力，使用者通过感受鞋底的力量，检测速度和姿势。
通过传感器装置可以检测外骨骼助力机器人在跟随人体运动过程当中所产生的具体数据，从而进行整体检测。
对于外骨骼助力机器人的控制包括不同方面。
使用合理的控制策略，保证使用者和机器人产生一体化的效果，对机器人可以进行智能控制。
智能控制系统能够抵抗干扰，并且增强自身功能，通过自身功能从而增强适用性，一旦发生故障能够及时的发现并且反馈出来。
2.4安全性的设计
穿戴者在使用外骨骼助力机器人活动的时候，会发生一些意外的情况，容易对使用者造成人身伤害，因此，必须保证外骨骼助力机器人有着足够的安全性。
在设计的时候，保证每一个环节都有自身所对应的安全评价系统和方法。
在满足的各种需要程度之后，采用一些具有较小惯性的部件，在设计关节的时候，设置缓解装置。
并且控制系统也要做好安
全设置，如果发生意外状况，可以发出信号，使用者能够自由控制。
并且在与使用者接触的部分安装安全气囊，从而可以在很大程度上减小由于意外对使用者造成的伤害。
2.5能源技术研究
外骨骼助力机器人的驱动系统以及控制系统都需要供电装置，主要是应用蓄电池。
目前国外科技公司已经研究出先进的电池技术，将这种燃料电池装置在外骨骼助力机器人上，能够充分应用太阳能，不仅有效地降低能源消耗，而且提高了使用效率。
结语:
综上所述，目前在国外以及国内对于外骨骼助力机器人的研究已经取得了比较明显的成绩，但是，仍然有很大的提升空间。
因此，相关的科技公司以及技术人员必须充分发挥自己的价值，不断地创新，从多方面进行设计，从而保证外骨骼助力机器人可以更好的为人们的生活服务。
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