
外骨骼机器人基本情况
外骨骼机器人:应用加快落地
外骨骼机器人是外骨骼和机器人技术的结合体,既具备外骨骼的人体辅助增强功能,又融合了机器人的自主或半自主控 制能力。其实质就是一种模仿人体外骨骼开发的机电一体化装置,集成了传感器、控制、仿生机构设计、信息等技术, 将人和外骨骼各自的优势相结合,能够为使用者穿戴,并为其身体提供保护、支撑和运动等功能,主要作用是提高人体 的力量和负载担负能力,以及恢复或增强残疾人或受伤者的身体力量和运动能力。
中国外骨骼机器人已实现从技术引进到自主创新的跨越,应用领域覆盖军事、医疗、工业和消费市场。今年多地景区引 入的登山外骨骼采用人体工学设计和AI算法,助力游客轻松攀登;程天科技推出的2500元消费级外骨骼产品15秒售罄, 展现市场广阔潜力;在养老领域,随着中国“银发经济”的发展,外骨骼机器人因其实用性强且需求强劲,正被多家养 老机构试点应用,并且反响良好。
外骨骼多维分类,协同匹配多元场景
外骨骼机器人有多种分类方法,结合结构、驱动方式和关节设计,不同组合可匹配医疗、工业、军事等场景需求: 1)按照结构来化分,可以分为上肢外骨骼机器人、下肢外骨骼机器人和全身外骨骼机器人三类; 2)按照驱动形式来划为,可分为液压驱动、气压驱动、电机驱动和混合驱动等外骨骼机器人; 3)按照驱动关节划分,可以分为单关节外骨骼机器人和多关节(两个及两个以上驱动关节)外骨骼机器人。
驱动系统、传感器系统、控制系统协同实现人机交互
外骨骼机器人通过驱动系统、传感器系统和控制系统的深度协同实现人机交互。驱动系统作为外骨骼的核心动力单元, 正朝着高集成化、高响应性的方向发展,主流方案采用电机驱动与精密传动机构的组合,在保证输出性能的同时实现与 人体运动的自然匹配。传感器系统构建了多维感知网络,通过生物电信号检测、惯性测量和力学反馈等多模态数据融合, 为运动意图识别提供实时输入。控制系统作为智能中枢,采用自适应算法实现人机协同,通过动态参数调整确保运动流 畅性,部分先进产品已具备环境适应和异常步态补偿能力,推动外骨骼从机械助力向智能辅助演进。当前技术发展重点 在于提升系统的整体协调性,在保证安全可靠的前提下优化人机交互体验。
机械、能源系统提供物理承载与持续动力
机械与能源系统为外骨骼提供物理承载与持续动力。机械系统是支撑其功能的核心骨架,采用轻量化合金与仿生关节 设计,在保证结构强度的同时确保运动灵活性,关键关节采用模块化设计,髋、膝、踝三自由度联动确保步态自然性, 自适应绑带系统可兼容不同体型用。能源系统仍是制约外骨骼机器人实用化的关键短板,当前主流方案依赖高能量密度 锂电池,但受限于功率输出与重量平衡,续航能力较低,难以满足全天作业需求。前沿研究聚焦混合供能路径,超级电 容辅助的瞬时大功率输出方案可降低突发负载能耗,但成本与安全性问题阻碍商业化。
下肢外骨骼机器人已深度渗透医疗、工业领域
外骨骼机器人已深度渗透医疗与工业两大核心场景,并持续拓展新兴市场。医疗康复领域为当前商业化主战场,针对中 风、脊髓损伤等神经功能障碍患者,外骨骼机器人通过程式化步态训练促进神经重塑,大艾机器人等国产设备已通过 NMPA认证进入三甲医院体系。工业场景的应用呈现爆发式增长,物流分拣场景中腰部助力外骨骼可降低操作者劳动体力 消耗,头部企业已进行规模化部署;汽车制造领域的上肢外骨骼能降低工人举升作业疲劳度,显著提升装配效率。军事 特种应用仍处技术攻坚期,负重增强型外骨骼需突破功率密度与复杂地形适应性的双重挑战。消费级市场曙光初现,面 向老年群体的轻量化助行设备已出现万元级产品,但运动控制精度与性价比仍需迭代。
外骨骼机器人市场前景
康养市场外骨骼:养老智能化升级,未来市场空间广阔
康养市场外骨骼机器人增长潜力巨大,应用场景广泛,市场空间或达数百亿。
外骨骼在养老康养领域展现出重要价值,能够有效辅助老年人行走和日常活动,提升其独立性与生活质量。2024年 《国务院办公厅关于发展银发经济增进老年人福祉的意见》强调要大力发展康复辅助器具产业,推进智能穿戴设备等 在居家、社区、机构等养老场景集成应用。未来,随着我国“银发经济”的发展,外骨骼机器人作为重要的辅助设备, 有望成为养老产业智能化升级的关键工具,为老年人提供更安全、高效的生活支持。
根据联合国的人口统计数据,全球人口老龄化正在上升,对康养保健的需求大幅增长。随着技术的持续进步、商业化 加速,以及政策的持续支持,康养外骨骼机器人成本逐步降低,在全球和中国的渗透率将显著提高,预计2030年,外 骨骼机器人单价有望普遍达到千元水平,市场空间可达近480亿人民币,市场空间十分广阔。
工业市场外骨骼:辅助生产安全高效,市场空间可达百亿
外骨骼技术在工业领域的应用对于提升工人的工作效率和安全性具有显著效果,可以辅助工人进行搬运重物或重复 性体力劳动,有效减轻身体疲劳,提高工作效率,并且可以通过减少身体疲劳和改善工作姿势,降低工伤事故的发 生概率。随着技术的不断进步和成本的降低,外骨骼在工业领域的应用将越来越广泛,未来单价有望降至1万元水平,2023年 市场空间可达百亿。未来的外骨骼将更加智能化、轻量化和舒适化,能够更好地适应不同的工业应用场景。
下肢外骨骼机器人:户外市场已达百亿,后续空间巨大
外骨骼机器人户外户外市场空间已达百亿级别,后续市场空间潜力大。根据市场数据测算,全球户外人群基数已达9.2 亿人,其中中国、美国分别占比25%和20.6%,形成庞大的潜在用户群体。参考智能穿戴设备初期渗透水平,预计2030年, 户外运群总数可达14亿人,户外运动场景中外骨骼机器人渗透率为1%,结合5000元的单价可形成700亿元的市场空间, 显示出强劲的初期发展动能。随着材料轻量化、电池续航等技术突破带来的产品迭代,叠加户外徒步、登山等专业场景 对运动辅助装备的刚性需求,将推动渗透率提升与客群扩展的双重增长机遇。
外骨骼机器人相关公司
振江股份(海普曼机器人)——技术创新降成本带动外骨骼应用普及
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(报告来源:方正证券。本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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