TROY Intelligent

Phân tích ngành công nghiệp robot exoskeleton

2021-04-05
1. . Giới thiệu về robot exoskeleton

Một robot exoskeleton đề cập đến một robot được bọc bên ngoài cơ thể con người, còn được gọi là A "Có thể đeo Robot". Bản chất của nó là một cấu trúc thông minh có thể đeo được với máy-cỗ máy Khớp nối. Nguyên tắc là kết hợp trí thông minh của con người với năng lượng cơ học của một thiết bị cơ khí bên ngoài Thiết bị. Nó có thể tăng cường khả năng tải trọng nặng của con người bằng cách cung cấp hỗ trợ điện và một nền tảng thông minh Và . Các chức năng khác, chủ yếu được sử dụng trong phục hồi y tế, công nghiệp, thể thao ngoài trời, ngành quân sự và các lĩnh vực khác.

2. . Các loại sản phẩm chính của robot exoskeleton

Theo các cơ quan khác nhau cung cấp hỗ trợ sức mạnh, robot exoskeleton chính hiện tại được chia thành ba loại về sản phẩm Mẫu: Robot exoskeleton trên Limb, Robot exoskeleton Limb Limb và exoskeleton Robot. Trên cơ sở này, nhiều hơn nữa "Kinh tế" một lần chung Robot Exoskeleton đã xuất hiện, và một robot exoskeleton mềm với một công nghệ hoàn toàn mới con đường. Các dạng exoskeleton khác nhau được sử dụng trong các kịch bản khác nhau, chẳng hạn như lĩnh vực y tế, lĩnh vực công nghiệp, dân dụng, v.v.

(1) Robot exoskeleton Limb thấp hơn

Robot exoskeleton cực dưới có thể được chia thành hai loại từ Morphology: Loại bảo hiểm đầy đủ và bảo hiểm một nửa loại.

Bảo hiểm đầy đủ Loại: Bao gồm hộp chính ở thắt lưng và lưng, cấu trúc kim loại hoàn toàn bao bọc bên ngoài hai chân và cấu trúc kim loại của duy nhất. Một số sản phẩm sẽ có nạng phù hợp để đạt được các chức năng kiểm soát và hỗ trợ, và một số sản phẩm sẽ được bổ sung bằng dấu ngoặc hoặc treo dây. Có các mô-đun phần cứng như nền tảng vận hành hệ thống và nguồn điện trong hộp chính và của họ Kích thước và trọng lượng khác nhau với mỗi sản phẩm. Trong cấu trúc chi dưới, khớp hông, đầu gối và mắt cá chân thường được thiết kế như di chuyển khớp. Số lượng khớp di động tự do thường được gọi là "độ của tự do". Mức độ tự do có liên quan chặt chẽ với Robot Khả năng mô phỏng con người hình thức.

Bán được bảo hiểm Loại: Ngoại trừ hộp chính, các chi dưới chỉ có cấu trúc cố định chân, khớp nối và cấu trúc kết nối và thiết kế sản phẩm nhỏ gọn hơn và ánh sáng. Nói chung, sản phẩm nặng hơn, nhu cầu của người áp dụng càng cao cho máy, và sự hỗ trợ được cung cấp càng lớn bởi máy, chẳng hạn như bệnh nhân bị tê liệt và liệt nửa người bệnh nhân; Các kịch bản sử dụng của các sản phẩm nhẹ cũng tương đối linh hoạt hơn và dân số áp dụng có một mức độ hỗ trợ nhất định. Đi bộ Khả năng.

Exoskeleton Robot

(2) Robot exoskeleton cực trên

Hình dạng của robot exoskeleton Limb trên rất giống với bán bao phủ Sản phẩm Limb thấp hơn, ngoại trừ cấu trúc cố định ở chi dưới được chuyển sang phía trên Limb. Từ quan điểm cấu trúc, nó chủ yếu hỗ trợ sự chuyển động của cơ thể con người thông qua các khớp với mức độ tự do.
Exoskeleton Robot

(3) Eo exoskeleton robot.

Hình dạng của robot exoskeleton eo tương tự như đập vỡ một lần "Quay lại và trở lại". Sản phẩm được cố định trên lưng thông qua Vải. Cơ thể chính của sản phẩm là hộp chính trên cơ thể và các mô-đun chức năng khác nhau được sắp xếp bên trong hộp Nó chủ yếu được sử dụng trong các cảnh uốn và vận chuyển thường xuyên, như hậu cần và xây dựng các trang web.
Exoskeleton Robot

(4) Robot exoskeleton mềm

Các robot exoskeleton mềm hiện đang trên thị trường thực sự là một loại exoskeleton limb thấp hơn robot. Về các kịch bản sử dụng, họ Cũng chồng chéo với cấu trúc kim loại nhẹ robot exoskeleton, nhưng của họ Hình dạng và đường dẫn kỹ thuật tương tự như những cái đó cấu trúc kim loại exoskeleton thấp hơn robot. Đó là HOÀN TOÀN KHÁC BIỆT. Hộp chính vẫn tồn tại, nhưng cấu trúc nhỏ gọn hơn, các chi dưới được cố định với cơ thể con người thông qua hàng dệt, và các sợi dây được sử dụng để cung cấp hỗ trợ thay vì khớp Cấu trúc.
Exoskeleton Robot

Thứ ba, thành phần cốt lõi của robot exoskeleton

Robot exoskeleton chủ yếu bao gồm ba lõi hệ thống: Hệ thống cảm biến, hệ thống điều khiển và hệ thống ổ đĩa
(1) Hệ thống cảm biến

Hệ thống cảm biến thu thập người dùng Thông tin dáng đi hoặc ý định di chuyển thông qua các cảm biến được phân phối ở các vị trí khác nhau của exoskeleton, và sau đó truyền những điều này dữ liệu đến hệ thống điều khiển trong một hình thức nhất định. Từ loại thông tin được thu thập, nó có thể được chia thành các cảm biến số lượng vật lý (vị trí, góc, mô-men xoắn, áp suất, v.v., có thể xác định người dùng dáng đi chu kỳ) và cảm biến sinh khối (bộ điện từ tín hiệu, có thể xác định di chuyển của người dùng ý thức).

(2) hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển là trung tâm trung tâm của exoskeleton robot. Bằng cách phân tích dữ liệu được đưa trở lại từ hệ thống cảm biến và lập kế hoạch chế độ Gait, Đóng vòng Kiểm soát hệ thống ổ đĩa là Đạt được. Những khó khăn liên quan bao gồm một loạt các mô-đun phần mềm như thuật toán và kiểm soát Fusion cảm biến Thuật toán. . . Nói chung, bộ điều khiển được đặt ở mặt sau và thực hiện kiểm soát toàn cầu, bao gồm máy chủ hệ thống, bảng thu âm tín hiệu, bảng ổ đĩa động cơ, quản lý năng lượng và các mô-đun khác. Tuy nhiên, vì mức độ tự do của exoskeleton tăng lên và thuật toán mô hình trở nên phức tạp hơn, kiểm soát phân phối cũng có thể được sử dụng để giảm gánh nặng trên hệ thống điều khiển trung tâm và cải thiện tốc độ phản hồi của hệ thống.

(3) hệ thống lái xe

Hệ thống ổ đĩa nằm ở cuối máy Hoạt động và chịu trách nhiệm lái xe cấu trúc cơ học và thực hiện các nhiệm vụ cụ thể được kiểm soát - hệ thống. Theo các hình thức ổ đĩa khác nhau, chủ yếu có ba ổ đĩa Chế độ: Ổ đĩa động cơ, ổ khí nén và thủy lực Lái xe.

Động cơ Lái xe: Cấu trúc đơn giản, độ chính xác cao, điều khiển dễ tự động, hiện đang được sử dụng nhiều nhất chương trình.

Khí nén Lái xe: Kích thước nhỏ, chi phí thấp, thuận tiện Hoạt động; Nhưng độ chính xác không cao, rất khó kiểm soát, và phạm vi chuyển động là hạn chế.

Thủy lực Lái xe: Truyền ổn định, động lực cao, an toàn cao, nhưng cấu trúc phức tạp, trọng lượng nặng và cao chi phí.

(4) Tình trạng phát triển của công nghệ robot exoskeleton

Robot Exoskeleton tương tác với ba hệ thống trên để nhận ra chuyển động phối hợp của toàn bộ robot, liên quan đến đa ngành Kiến thức như công nghệ cảm biến, kiểm soát cơ học và cơ học của con người, là một nhiệm vụ phức tạp và toàn diện. Ở giai đoạn này, vẫn còn nhiều tắc nghẽn kỹ thuật khó vượt qua, khiến việc sử dụng sản phẩm dễ dàng, chẳng hạn như tốc độ phản ứng không đủ trong các chuyển động phức tạp, trọng tâm không ổn định của robot chi dưới, và khó khăn trong điều khiển phối hợp Dưới nhiều mức độ Tự do.

Cụ thể, những khó khăn chủ yếu tập trung vào hệ thống điều khiển, bao gồm: Đa cảm biến Công nghệ Fusion, nhận dạng ý định, trung tâm điều chỉnh trọng lực, tự do chung và sự cân bằng của sự phức tạp mô hình hóa, v.v. Những điều này là những khó khăn tại phần mềm Cấp độ. Ngoài ra, trong hệ thống truyền động, do sự phát triển chậm của khoa học vật liệu, hiệu suất của động cơ bị hạn chế, lần lượt giới hạn các tình huống áp dụng của robot, là một khó khăn ở phần cứng Cấp độ.

Thứ tư, các ứng dụng thị trường chính và quy mô thị trường của robot exoskeleton

(1) Phục hồi chức năng y tế

của tôi . đất nước Ngành công nghiệp y tế phục hồi là trong giai đoạn đầu của phát triển. Một mặt, NeuroDeGenerative Bệnh như đột quỵ, bại não, và Parkinson Tính cơ động bị ảnh hưởng bởi thị trường lớn và khẩn cấp nhu cầu. Mặt khác, có vốn đầu tư vốn thấp, số lượng nhỏ các tổ chức phục hồi chức năng và quy mô nhỏ Có một sự mất cân bằng nghiêm trọng giữa nhu cầu và cung cấp trong tình hình hiện tại của nghiên cứu và phát triển thiết bị lạc hậu.

Robot exoskeleton có thể đeo được thiết kế dựa trên nguyên tắc của Bionics, kết hợp với công thái học, và có thể được mặc trên ảnh hưởng Limb. Mỗi khớp tương ứng với một ổ đĩa riêng Thiết bị. Sau khi bệnh nhân mặc nó, nó có thể đảm bảo rằng chế độ chuyển động của robot là đồng trục với mức độ tự do của cơ thể con người, có thể đạt được phục hồi chức năng hiệu quả hơn Đào tạo.

Hiện tại, có khoảng 4.000 bệnh viện đa khoa tại của tôi đất nước phục hồi chức năng Cục. Với trung bình của 1-2 Các đơn vị thiết bị được mua bởi một bệnh viện, nhu cầu chứng khoán để phục hồi robot exoskeleton trong của tôi Đất nước là 9.000. Theo giá 300.000 đến 3 triệu mỗi đơn vị, quy mô thị trường chứng khoán là về hàng tỷ đồng.

(2) Hỗ trợ di động

Mục tiêu của Robot exoskeleton hỗ trợ di động là cung cấp cho người dùng hỗ trợ liên tục trong của họ hàng ngày cuộc sống. Dân số nhu cầu hỗ trợ là Chủ yếu: Người khuyết tật về thể chất, người cao tuổi bị khiếm khuyết về khả năng di chuyển và người không có khuyết tật đi bộ (Leo núi Những người đam mê). Giá thị trường của các sản phẩm dao động từ 100.000 đến 300.000 RMB (Trung bình Giá 150.000 RMB), hàng chục ngàn RMB (Trung bình Giá 30.000 RMB) và hàng ngàn đến hàng chục ngàn RMB (Trung bình Giá 8.000 RMB).

Nhu cầu thị trường tiềm năng cho hỗ trợ di động Robot exoskeleton là khoảng 15 triệu đơn vị, và quy mô thị trường khoảng 120 tỷ Yuan. So với thị trường phục hồi chức năng, quy mô thị trường của hỗ trợ di động Robot exoskeleton rất hứa hẹn, và 2C là một gia tăng thị trường. Trần thị trường đủ cao và không gian thị trường lớn Đủ rồi.

(3) công nghiệp.

1. . Xử lý hậu cần

Xử lý Logistics là kịch bản ứng dụng lớn nhất trong lĩnh vực công nghiệp của tôi . đất nước Express Logistics tiếp tục phát triển thịnh vượng, với một khối lượng giao hàng nhanh hàng năm là nhiều hơn 40 tỷ chiếc, duy trì sự tăng trưởng nhanh chóng của nhiều hơn 50%. Việc phân loại và phân phối chuyển phát nhanh là lao động thâm dụng và lao động cao chi phí. Sau khi người mặc đưa vào robot exoskeleton, nó có thể cải thiện cường độ cao Khả năng chịu tải của các bộ phận cốt lõi (như vậy như thấp hơn trở lại) và cơ lõi (như thắt lưng Kênh Spinae) , làm chậm hiệu quả tốc độ mệt mỏi của cơ bắp làm việc và bảo vệ cơ eo của chuyển phát nhanh. Giảm tiêu thụ năng lượng trong Chuyển động của con người và cải thiện công việc Hiệu quả.

Robot exoskeleton có thể cải thiện đáng kể hiệu quả hậu cần và giảm lao động chi phí. Hiện tại, những người khổng lồ như jd.com và Suning đang tích cực phát triển robot exoskeleton hỗ trợ xử lý, và họ đã bắt đầu sử dụng họ.
Exoskeleton Robot

2. . Xe hơi Công nghiệp:

Hiện tại mặt trước Các trạm sản xuất của dây chuyền lắp ráp ô tô về cơ bản đã thực hiện các hoạt động tự động, nhưng các trạm dây chuyền lắp ráp tự động ở cuối vẫn không thể được thay thế bằng tự động thiết bị. Những điều này . Các hoạt động của trạm đã mang lại thiệt hại lớn cho việc Vai và xương eo Khớp. Thực hiện các hoạt động trên cao như một ví dụ Công nhân cần nâng khoảng 5-6 Kilôgam của các bộ phận và công cụ, và lặp lại họ Giới thiệu 3000-4000 lần một ngày. Một động tác duy nhất cả năm áp lực tròn và trọng lực có thể dễ dàng gây ra căng thẳng vai và eo, cũng sẽ ảnh hưởng đến Nhà máy. Hiệu quả của đường ống.

Robot exoskeleton có thể tăng cường đáng kể sức mạnh chi trên của con người, giảm cường độ lao động, giảm tỷ lệ đau lưng dưới, và cải thiện công việc tổng thể Hiệu quả.
Exoskeleton Robot

(4) Quy mô thị trường.

Theo một báo cáo nghiên cứu của abi Nghiên cứu, tính đến năm 2018, lô hàng robot exoskeleton toàn cầu là 7.000 chiếc và doanh thu phần cứng toàn cầu là US $ 192 triệu người. Tổng số lô hàng dự kiến ​​sẽ vượt quá 91.000 2023 và 301.000 đơn vị vào năm 2028.

Dữ liệu toàn cầu từ Trung Quốc Mạng thông tin công nghiệp cho thấy đến năm 2021, giá trị thị trường của robot exoskeleton sẽ đạt 2.1 tỷ u.s. đô la, và nó sẽ phát triển với tốc độ gần gấp đôi mỗi năm - năm.

Thứ năm, tóm tắt

(1) cầu thị trường

1. . Thị trường phục hồi chức năng y tế

Số người khuyết tật về thể chất trong của tôi Quốc gia hiện đang vượt quá 20 triệu, nhưng có 7.858 tổ chức phục hồi chức năng đối với người khuyết tật ở nước này và chỉ có 1.357 Hàng triệu người khuyết tật thể chất đã nhận được phục hồi chức năng cơ bản dịch vụ. Ngoài ra, với sự xuất gia của một xã hội lão hóa, dân số bệnh nhân mắc bệnh não mạch cũng đang mở rộng, nếu các biện pháp hiệu quả hơn không phải là Lấy. Đến năm 2030, sẽ có 31,77 Bệnh nhân triệu thì tại Trung Quốc. Hiện tại, số lượng vật lý trị liệu phục hồi chức năng trong của tôi đất nước là nghiêm trọng không đủ, và khoảng cách thị trường là rất lớn. Khoảng cách lớn có thể được đáp ứng bởi exoskeleton robot. Do đó, nhu cầu về robot exoskeleton trong thị trường phục hồi chức năng y tế sẽ là rất lớn.

2. . Thị trường công nghiệp

Với sự phát triển liên tục của công nghệ robot, robot đã được sử dụng rộng rãi trong ngành, chăm sóc y tế, vận chuyển, tiêu thụ và các lĩnh vực khác. Tuy nhiên, với sự hỗ trợ của công nghệ hiện có, tự động hóa công nghiệp đã phát triển theo thời gian nền tảng với nhiều Tinh chỉnh. trong không chuẩn hóa Kịch bản công việc, máy tự động rất khó thực hiện và nhân lực vẫn là một nguồn năng suất không thể thiếu trong công nghiệp Sản xuất.

Theo dữ liệu được tiết lộ bởi Cục Thống kê Quốc gia, trong những năm gần đây, số lượng nhân viên trong các ngành công nghiệp lao động hạng nặng như khai thác, sản xuất công nghiệp, xây dựng, tải và dỡ hàng và kho lưu trữ đã tiếp tục giảm. Với việc giảm số lượng nhân viên, số lượng nhân viên có tăng. Hiện tượng tiếp tục đến Tăng. Hầu hết các công nhân không thể thích ứng với môi trường sản xuất tốc độ cao và nhu cầu. Các bệnh nghề nghiệp gây ra bởi lao động lặp đi lặp lại dài hạn làm giảm năng suất của công nhân. Cái này . Một phần có tiềm năng lớn về nhu cầu robot exoskeleton có thể tăng cường công nhân và giảm họ gánh nặng.

(2) Phát triển thị trường

Đã được một trăm năm Kể từ Sự phát triển của robot exoskeleton, từ R & D để ứng dụng. Từ cánh đồng quân sự sớm nhất, các ứng dụng trong y tế, công nghiệp, hậu cần và các lĩnh vực khác bắt đầu. Sản phẩm như EKSO Phòng thí nghiệm ở Hoa Kỳ, Tua lại Ở Israel, Cyberdyne Ở Nhật Bản, và robot exoskeleton từ Panasonic đã bắt đầu được áp dụng dần dần trên toàn bộ thế giới. Ứng dụng ngành công nghiệp robot exoskeleton trong nước vẫn còn trong giai đoạn trứng nước. Dù . Đó là trong lĩnh vực y tế hoặc lĩnh vực công nghiệp, sẽ mất vài năm để thực sự nhận ra thương mại quy mô lớn sử dụng. Mặc dù . Việc thực hiện quy mô lớn của ngành vẫn còn xa, các công nghệ và sản phẩm liên quan đã bắt đầu từ phát triển. Một số nhà sản xuất có dây chuyền sản xuất thử nghiệm, cũng như sản xuất hàng loạt quy mô nhỏ và ứng dụng.

Xin . Guobin, Thứ trưởng Bộ Công nghệ Bộ Công nghệ, cho biết tại 2019 Hội nghị Robotics thế giới, "Kể từ Nửa cuối năm 2018, Trung Quốc Sản lượng robot công nghiệp đã chậm lại hàng năm và ngành công nghiệp robot đã bước vào giai đoạn In sâu Điều chỉnh, mở rộng các lĩnh vực ứng dụng mới và cải thiện Chất lượng. Hiệu quả gia tăng đã trở thành một nhu cầu khẩn cấp cho sự phát triển lành mạnh của ngành công nghiệp. "Sau Ngành công nghiệp robot bước vào Điều chỉnh sâu Điều chỉnh, thị trường robot exoskeleton sẽ mở ra sự phát triển mới Cơ hội.

(3) Vấn đề về công nghệ và hướng phát triển trong tương lai

Mặc dù . Triển vọng phát triển của toàn bộ thị trường robot exoskeleton là tốt, công nghệ hiện tại vẫn có nhiều lĩnh vực cần được cải thiện, chẳng hạn như thời lượng pin vấn đề; Vấn đề thoải mái, Cách để làm thân máy bay bật lửa; máy tính người Các vấn đề tương tác, robot cần biết ý định của con người ; Và . Khả năng thu thập dữ liệu mạnh mẽ hơn và khả năng lái xe

Tích hợp hệ thống, Máy tính - Máy tính Tương tác, thiết kế kết cấu, nhận dạng nhận thức và khả năng học tập nhận thức sẽ trở thành hướng chính để phát triển robot exoskeleton trong tương lai.

 
để lại lời nhắn để lại lời nhắn
Nếu .Bạn có thắc mắc hoặc đề xuất, xin vui lòng để lại cho chúng tôi một tin nhắn, chúng tôi sẽ trả lời bạn ngay khi chúng tôi có thể!