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机械外骨骼附身人体

 西豆 2017-11-05


1. 什么是机械外骨骼


人因为年龄和身体机能的先天限制因素,没法像一直像猎豹一样快和敏捷,更没法像蚂蚁那样扛比自身重好几倍的东西,也永远不能长久保持人体机能最佳状态。所以需要一套机械装置进行辅助,这就是机械外骨骼(英语:Power Suit),是一种由外骨骼模样的框架和电动马达,各种电子设备组成,且可让人穿上的机器,提供额外动力来辅助四肢运动,可以分为全身式,上半式,下半式,腰间式,单个肢体式的。



2. 机械外骨骼代表产品

 

当今世界,人口老龄化严重, 但科学技术又发达,拥有世界一流的科技公司和大量经验丰富产业工人,周边地区经济繁荣,本国及周边国家未来对机械外骨骼需求量巨大市场的国家为数不多,而东亚的日本,却符合上述所有的条件,其中Panasonic的机械外骨骼产品AWN-03B,具有非常代表性,而Panasonic作为全球知名的专业元器件,半导体,电池及专业机器人的研发及制造企业,在机械外骨骼产业中的一些核心零部件及控制源代码的研发及制造,供应链管理,拥有独天独厚的优势。

 

Panasonic的机械外骨骼产品AWN-03B拥有三个简单开关: 动力开关(同时进行初始设定),助力调节(调整马达速度),刹车调节(调整刹车释放),整个产品总重量不超过7.5kg ,高容量锂离子电池充满电工作时间约8小时,穿戴人员身高范围在155-185cm,体重范围在50-80kg,穿戴简便,不光是产业工人可以穿戴,老年人和女性也可轻松穿戴。同时AWN-03B也有一些独特的产品功能:自动感知穿戴者的动作,实现无接缝辅助。旋转式助力开关,自由调整助力强度。

 


在工作时,腰部弯曲点和齿轮箱的旋转中心一致,通过高转矩马达支持穿戴者的腰部,同时也会有四个Panasonic独有的机械外骨骼工作模式根据实际的使用情况进行感知自动调整工作模式:

(1)助力模式:帮助腰部提起重物,身体左倾,右倾是时电机也可独立作用。

(2)保持模式:在下蹲姿势时,可以自动保持姿态,身体作业可以减少身体的僵直装态,起立时此装态自动解除。

(3)刹车模式:放下重物时,可以通过调节刹车缓缓放下。

(4)行走模式:行走时自动切换为行走模式,此时左右侧的助力都为零;腰部弯曲时自动切换至助力模式。



所以Panasonic的机械外骨骼产品AWN-03B想要实现一个无年龄差异、无性别差异的“无障碍社会”。能减轻装卸工作对腰部弯曲拉伸带来的负担,可轻松实现长时间弯腰工作。

 

除AWN-03B之外,Panasonic还有另一款机械外骨骼产品PLN-01,而这款产品则主要针对日常行走与运动跑步上的,因为使用者穿戴之后行走及跑步将会更加轻松。不过最后值得留意除工业用,日常用的机械外骨骼产品之外,Panasonic设计出一款针对老年人看护用的机械外骨骼产品,因为随着日本年长的人口正不断增加,长者护理方面已变得更为重要,有见及此,Panasonic就决定设计出一款自动支持辅助装置,其最大特点是可以协助长者移动及执行各种日常工作,而无需再由护理员帮手,可令长者的生活变得更加独立。



3.机械外骨骼市场需求 

 

随着全球平均寿命增长,老龄化的现象越来越严重,老年人的增多,年轻劳动力缺少,在东亚地区尤为严重。那东亚地区国家未来经济发展会产生不明朗的现象吗?未必,虽然人口中老年人的增多,年轻劳动力缺少。但平均寿命增长,意味着劳动时间和消费需求也随之增长。所以机械外骨骼的诞生和普及,特别是能让制造业,服务业中在一些场合下为需常搬运沉重物品的产业工人,降低身体负担,提高工作效率。有经验,年龄大的产业工人也能延长自己的职业生涯,在保障工人的健康及安全,工作效率,同时,也有助于企业增强营收能力,減少更多医疗保障支出。在医疗邻域机械外骨骼可以用来做为义肢,术后康复辅助与帮助老弱者行动。



也可以运用于救援行动,如在一栋要倒塌的建筑物里,机械外骨骼可以提供给救援人员很大的力量来举起重物,同时保护救援人员不被落下的碎石砸伤。所以,未来机械外骨骼行业还有很大的发展空间,新的行业应用,人才培养,也等待着我们去发掘。


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