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外骨骼的类型和分类

外骨骼系统可以根据一系列问题分为许多不同的类别、类型或分类:

  1. 身体的哪些部位是由可穿戴设备驱动或供电的?
    • 全身
    • 上肢:手臂和躯干
      • 进一步细分为特定区域:一些外骨骼可以集中在手腕和手指,而另一些则集中在肩膀和肘关节
    • 下肢:腿
      • 进一步细分为:臀部,膝盖,或仅脚踝,臀部-膝盖,臀部-脚踝,膝盖-脚踝或臀部-膝盖-脚踝。这种运动也可以在多个旋转平面上进行。
  2. 它是驱动吗?
    • 动力外骨骼使用电池或电缆连接来运行传感器和执行器
      • 静态外骨骼:为了保持设备的形状,驱动器需要一直打开。
      • 动态外骨骼:驱动器不需要一直打开,设备可以多倍的能源效率。这种类型的外骨骼由它们的设计功能进一步分化。
    • 被动的外骨骼无任何电源,可用于:
      • 重量重新分配:弹簧和锁定机制将用户周围物体的重量转移到地面
      • 能量捕捉:踝关节弹簧离合器外骨骼已经被证明可以提高行走效率,而弹簧发电机膝关节外骨骼可以用来充电。
      • 阻尼:一些弹簧或弹簧阻尼器被动外骨骼被设计成减震器(高速滑雪-滑雪Mojo)或减震器(小型高速船-海洋Mojo)。
      • 锁定:一些被动外骨骼的设计是不引人注意的,直到它们被锁定到位,允许用户坐或蹲伏在相同的位置很长一段时间。
    • pseudo-passive外骨骼有电池、传感器和其他电子设备,但它们不是用来提供驱动的。
      • 伪被动外骨骼最好的例子是由Ottobock C-Brace它利用电子设备控制膝盖上的可变阻尼器。C-Brace可以根据集成传感器确定的腿在步态周期中的位置来解锁、减缓腿的摆动并锁定。
    • hybrid-exoskeletons是一种可穿戴设备,它拥有动力外骨骼的所有控制器和传感器,但使用肌肉的FES(功能性电刺激)作为驱动器。
  3. 这是手机吗?
    • 固定的:这个装置被系在一起,连接在墙上,支架上,或者通过固定的钩子和安全带悬挂在空中
    • 支撑:外骨骼附着在一个架空轨道上,由一个移动框架或在某些情况下,由一个相邻的轮式机器人支持。这些配置使得重型电机、控制器和电池能够得到外部支持,同时外骨骼佩戴者仍然具有机动性。
    • 移动:用户和外骨骼可以自由移动。
  4. 如何控制它(用户-机器-界面)?
    • 操纵杆:为外骨骼保留,为佩戴者的运动提供100%的能量。
    • 按钮或控制面板:外骨骼放置在不同的预编程模式。控制表面并不一定要放在外骨骼上,以前的设计是把它们放在腕带上,集成到拐杖之类的步行辅助设备中,或者由使用者旁边的主管拿着。
    • 思维控制:使用电极头盖帽
    • 传感器:目前的外骨骼设计可以有多达40个不同的集成传感器,监测旋转、扭矩、倾斜、压力,并可以捕捉手臂和腿部的神经信号
    • 无控制:一些被动外骨骼没有控制按钮或开关。
  5. 它是如何建造的?
    • 坚硬的材料,如金属或碳纤维。
    • 柔性材料在整个结构(软外骨骼或外服)。
  6. 起源?
    • 家庭建造(DIY) -今天一些最大的公司开始在车库
    • 研究实验室(学术界)
    • 商业企业(行业)
    • 目前只有中国政府在积极开发外骨骼。其他所有国家的政府都可能提供补助金,但都希望购买一种可行的模式。

另一种区分外骨骼的方法是根据它们的功能,这是商业外骨骼目录伟德国际娱乐官方网址


更新于2017年3月22日
添加伪被动外骨骼和混合外骨骼到“它有动力吗?”

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