图解外骨骼技术

在当今的科技世界里，人体外骨骼已经越来越引人关注。它们在许多领域，包括军事、医疗、工业，甚至日常生活中都发挥着巨大的作用。本书将深入探讨人体外骨骼的发展和应用，以及它们的关键技术。
人体外骨骼是一种机械装置，它能够增强和扩展人体的生理能力。人体外骨骼可以提供额外的力量、耐力和速度，同时还可以保护人体免受伤害。随着研究的深入，人体外骨骼技术取得了显著的进步，使其在更多的领域得到应用。
在军事领域，人体外骨骼具有巨大的潜力。它们可以增强士兵的生理能力，使其能够更轻松地完成各种任务。此外，人体外骨骼还可以提供额外的保护，使士兵免受伤害。在医疗领域，人体外骨骼已经被用于帮助残疾人和患有肌肉萎缩症的患者。它们可以提供额外的力量，使患者能够自由地进行日常活动，如行走、提起物品等。此外，人体外骨骼还可以用于康复治疗，帮助患者恢复失去的功能。在工业领域，人体外骨骼也具有巨大的潜力。它们可以增强工人的生理能力，使其能够更轻松地完成繁重和危险的任务，减少工伤，延长劳动力寿命等。除了在特定领域的应用，人体外骨骼还有潜力改变我们的日常生活，如辅助运动训练及帮助老年人或残疾人更加轻松地进行日常活动。
然而，人体外骨骼的发展还面临着许多挑战。例如，这些机器人需要更高的能量效率、更先进的传感和控制技术，以及更舒适的用户界面设计。此外，还需要更多的研究和实验来验证人体外骨骼的安全性和有效性。
编写本书的目的是为读者提供人体外骨骼的全面概述和不同领域人体外骨骼的案例分析。书中将详细介绍人体外骨骼的工作原理、技术实现和潜在应用，还将讨论人体外骨骼的优点和缺点，以及它们对未来社会的影响。
希望本书能够为从事人体外骨骼研究和开发的科学家、工程师和学生提供有用的信息和启示，也希望这本书能够激发广大读者对未来科技的热情和兴趣。
感谢硕士研究生张新然、付彦博、朱莹、廖陈丽、冉林杰为本书搜集了大量资料和案例。感谢参与本书编写和出版工作的所有人员。在此，我向他们表示最诚挚的感谢和敬意。
本书自动笔至完稿历时约一年半，其间为之殚精竭虑，今终尝所愿。虑及笔者水平有限，书中不足之处，恳请广大读者不吝赐教。

刘志辉

本书主要介绍人体外骨骼及其关键技术。全书共分六章，介绍了军用人体外骨骼、医用人体外骨骼、工业用人体外骨骼、消费级人体外骨骼的基本构成和相关关键技术，阐述了人体外骨骼的定义、发展历史、分类、材料，让读者对人体外骨骼有一个总体的认知，接着分别从军事、医疗、工业、消费级产品四个领域，用案例分析的方式，图文并茂地对当前全球范围典型的人体外骨骼进行了较为详细的阐述。本书适合作为认识人体外骨骼的科普读物，也可供机械、控制、自动化等专业的学生及从事外骨骼产品研发的人员参考。

刘志辉，博士，东华大学机械工程学院高级实验师，硕士生导师，荷兰代尔夫特理工大学访问学者，上海工程图学学会副秘书长，工信部国际经济技术合作中心工业设计领域专家库专家，国际学术会议《Comfort Congress》审稿人，东华大学学报自然科学版和英文版审稿人，学位中心资深评审专家。主要从事工业设计、机械设计、人因工程领域的教学和科研工作。先后参与国家自然科学基金面上项目和国家社科基金冷门绝学项目，上海科技创新行动计划、上海市决策咨询重大课题，主持上海社科联项目，企业合作科研项目20余项，第一作者或通讯作者发表SCI、SSCI及核心期刊10余篇。

第一章　认识人体外骨骼 １
1.1　什么是人体外骨骼？    2
1.2　人体外骨骼早期发展史    3
1.3　21世纪的突破与发展    9
1.4　人体外骨骼的拓展应用    14
1.5　人体外骨骼的工作原理    20
1.6　人体外骨骼材料    21
1.7　人体外骨骼的分类    23
1.8　困难与挑战    23
1.9　小结    25

第二章　军用人体外骨骼 27
2.1　案例一：BLEEX    29
2.2　案例二：Fortis    37
2.3　案例三：HULC    43
2.4　案例四：ONYX外骨骼系统    50
2.5　案例五：PowerWalk    56

第三章　医用人体外骨骼 60
3.1　案例一：Ekso NR——下肢康复外骨骼    61
3.2　案例二：Lokomat——下肢固定康复外骨骼    72
3.3　案例三：REX Bionics——下肢康复外骨骼    82
3.4　案例四：ReWalk——下肢康复/运动辅助外骨骼    90
3.5　案例五：Syrebo——手部康复外骨骼    99
3.6　案例六：Myopro——手臂运动辅助外骨骼    113

第四章　工业用人体外骨骼 121
4.1　案例一：Ironhand     122
4.2　案例二：HeroWear Apex    131
4.3　案例三：MATE-XT    140
4.4　案例四：MAX模块化轻型外骨骼    149
4.5　案例五：EVO    157
4.6　案例六：Paexo Back物流外骨骼    162

第五章　消费级人体外骨骼 166
5.1　案例一：Roam Elevate机器人滑雪外骨骼    168
5.2　案例二：本田Walking Assist步行辅助器（第一代）    174
5.3　案例三：本田Walking Assist体重支撑型步行辅助器（第二代）    182
5.4　案例四：Super Flex“ 动力服”（Aura Power Clothing力量套装）    190
5.5　案例五：三星GEMS外骨骼    198
5.6　案例六：Exhauss Cine云台相机支持外骨骼（L'Aigle Exoskeleton）Exhauss Exoskeleton 'G' V2    207

第六章　展望 211

参考文献 216

本书主要介绍人体外骨骼及其关键技术。全书共分六章，介绍了军用人体外骨骼、医用人体外骨骼、工业用人体外骨骼、消费级人体外骨骼的基本构成和相关关键技术，阐述了人体外骨骼的定义、发展历史、分类、材料，让读者对人体外骨骼有一个总体的认知，接着分别从军事、医疗、工业、消费级产品四个领域，用案例分析的方式，图文并茂地对当前全球范围典型的人体外骨骼进行了较为详细的阐述。本书适合作为认识人体外骨骼的科普读物，也可供机械、控制、自动化等专业的学生及从事外骨骼产品研发的人员参考。

刘志辉，博士，东华大学机械工程学院高级实验师，硕士生导师，荷兰代尔夫特理工大学访问学者，上海工程图学学会副秘书长，工信部国际经济技术合作中心工业设计领域专家库专家，国际学术会议《Comfort Congress》审稿人，东华大学学报自然科学版和英文版审稿人，学位中心资深评审专家。主要从事工业设计、机械设计、人因工程领域的教学和科研工作。先后参与国家自然科学基金面上项目和国家社科基金冷门绝学项目，上海科技创新行动计划、上海市决策咨询重大课题，主持上海社科联项目，企业合作科研项目20余项，第一作者或通讯作者发表SCI、SSCI及核心期刊10余篇。