气动钢铁侠式外骨骼护膝套装：又轻又节能很方便

近年来，机械外骨骼机器人总是会吸引大家的目光，首先经常在科幻片中看到外骨骼机器人，比如异形、极乐世界、阿凡达等经典电影。在真实应用中，有军用、工业制造和医疗康复类的外骨骼辅助机器人，但都避免不了笨重和耗电量大的问题，同时价格昂贵。

那么现在研发出一种用气动的方式来解决辅助运动的外骨骼辅助套装，它能使你的力气和耐力翻倍，同时充一次电有8小时的续航，也可以让膝盖部位在特殊使用环境下，重力加速度减半，整机重量轻等性能优势，那么来看看它是怎样运作的。

首先是颜值高，采用圆滑的碳纤维骨架，看起来轻便，科技感十足。

第一当然是军用，可以辅助士兵背负更多装备，在长距离行军和跳跃的场合下更多的负重和减轻对膝关节的冲击。再就是消防员在高楼火灾时，需要背着非常重的装备爬高层的楼梯，对体力的要求很大。其次是驾驶快艇时，快艇以80公里每小时的时速飞驰，遇上2米高的浪时，所产生的重力加速度对人的膝盖的冲击非常大，那么该气动外骨骼可以减少50%的重力加速度，对膝盖起到很好的保护作用。

其他方面比如滑雪、爬山和膝盖有损伤的人的行走和爬楼等，都能辅助负重或减轻运动对膝关节的伤害，尤其是在对老年人日常生活的便捷上有很重要的辅助作用。

那么采用气动执行器的辅助外骨骼是怎样的原理呢？

在上图中可以看到在弯曲的部位有个气囊，在外骨骼后面的背包中有一个利用电机驱动的空气压缩机，通过压缩空气给膝盖的气囊进行充气，通过姿态传感器检测动作，在膝盖弯曲和冲击大的时候就进行充气，实时动态响应完成辅助出力的动作。

我们都在房屋装修时听到过空气压缩机的声音，噪音非常大，那么用在这种辅助外骨骼上，要解决的声音大的难点同时，也要具备小型化轻量化的性能要求。

小型空压机

说到小型化轻量化的空压机系统，那么采用轴向磁场电机来做空压机的动力，就可以在满足系统性能需求的同时，使整套系统具备轻量化小型化的优势性能。

如果辅助外骨骼机器人采用伺服电机作为动力，采用小象电动的轴向磁场电机将会使安装在关节部位的动力更轻更薄，减少使用运行时的干涉问题，解决外骨骼机器人对扭矩、重量和轴向尺寸小的性能要求。

审核编辑：符乾江