近年來，機(jī)械外骨骼機(jī)器人總是會(huì)吸引大家的目光，首先經(jīng)常在科幻片中看到外骨骼機(jī)器人，比如異形、極樂世界、阿凡達(dá)等經(jīng)典電影。在真實(shí)應(yīng)用中，有軍用、工業(yè)制造和醫(yī)療康復(fù)類的外骨骼輔助機(jī)器人，但都避免不了笨重和耗電量大的問題，同時(shí)價(jià)格昂貴。

那么現(xiàn)在研發(fā)出一種用氣動(dòng)的方式來解決輔助運(yùn)動(dòng)的外骨骼輔助套裝，它能使你的力氣和耐力翻倍，同時(shí)充一次電有8小時(shí)的續(xù)航，也可以讓膝蓋部位在特殊使用環(huán)境下，重力加速度減半，整機(jī)重量輕等性能優(yōu)勢(shì)，那么來看看它是怎樣運(yùn)作的。

首先是顏值高，采用圓滑的碳纖維骨架，看起來輕便，科技感十足。

第一當(dāng)然是軍用，可以輔助士兵背負(fù)更多裝備，在長距離行軍和跳躍的場合下更多的負(fù)重和減輕對(duì)膝關(guān)節(jié)的沖擊。再就是消防員在高樓火災(zāi)時(shí)，需要背著非常重的裝備爬高層的樓梯，對(duì)體力的要求很大。其次是駕駛快艇時(shí)，快艇以80公里每小時(shí)的時(shí)速飛馳，遇上2米高的浪時(shí)，所產(chǎn)生的重力加速度對(duì)人的膝蓋的沖擊非常大，那么該氣動(dòng)外骨骼可以減少50%的重力加速度，對(duì)膝蓋起到很好的保護(hù)作用。

其他方面比如滑雪、爬山和膝蓋有損傷的人的行走和爬樓等，都能輔助負(fù)重或減輕運(yùn)動(dòng)對(duì)膝關(guān)節(jié)的傷害，尤其是在對(duì)老年人日常生活的便捷上有很重要的輔助作用。

那么采用氣動(dòng)執(zhí)行器的輔助外骨骼是怎樣的原理呢？

在上圖中可以看到在彎曲的部位有個(gè)氣囊，在外骨骼后面的背包中有一個(gè)利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣給膝蓋的氣囊進(jìn)行充氣，通過姿態(tài)傳感器檢測動(dòng)作，在膝蓋彎曲和沖擊大的時(shí)候就進(jìn)行充氣，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)完成輔助出力的動(dòng)作。

我們都在房屋裝修時(shí)聽到過空氣壓縮機(jī)的聲音，噪音非常大，那么用在這種輔助外骨骼上，要解決的聲音大的難點(diǎn)同時(shí)，也要具備小型化輕量化的性能要求。

小型空壓機(jī)

說到小型化輕量化的空壓機(jī)系統(tǒng)，那么采用軸向磁場電機(jī)來做空壓機(jī)的動(dòng)力，就可以在滿足系統(tǒng)性能需求的同時(shí)，使整套系統(tǒng)具備輕量化小型化的優(yōu)勢(shì)性能。

如果輔助外骨骼機(jī)器人采用伺服電機(jī)作為動(dòng)力，采用小象電動(dòng)的軸向磁場電機(jī)將會(huì)使安裝在關(guān)節(jié)部位的動(dòng)力更輕更薄，減少使用運(yùn)行時(shí)的干涉問題，解決外骨骼機(jī)器人對(duì)扭矩、重量和軸向尺寸小的性能要求。

審核編輯：符乾江