外骨骼助力机器人

“下肢外骨骼助力机器人”项目项目研发过程及成果国内外发展现状研究背景与意义汇报内容资源支撑与利用课题研究及商业计划研究背景与意义新生活复杂环境劳动农林艰苦行业军用徒步运输军工健康医疗下肢残疾人及下肢乏力老年人行走助力工业生产运输、生产节省成本术后康复训练需求引领技术突破，数量决定市场推广，技术储备与国内产品市场空白，给予我们创造自己品牌的机会！下肢残疾人一辈子只能坐着轮椅出行，再也无法站立起来，无法实现自理；老年人及下肢术后康复需要特殊装备；工业生产及农林等艰苦行业中，急需助力装备；军事上，提高单兵作战能力。目前，在我国民用市场或特种行业还没有具备相似功能的产品或科研成果问世！国内外发展现状研究：应用领域多，需求旺盛，市场广阔，多国已经投入科技团队及资金助力课题研发过程稳定推进！国外下肢外骨骼助力装备：目前，各国都投入了相当的人力、物力开展助力装备研发。结合自身国情，在智慧城市、快捷生产、军事军工等方面开展针对性研究，并取得了一定的成果。主要以美国、日本、瑞典等国家的相关科研成果居多。

日本HAL系列机器人以色列Rewalk机器人军用外骨骼机器人机动外骨骼“XOS”法国外骨骼机器人筑波大学RewalkRobotics公司加州大学伯克利分校麻省理工学院法国防务公司国内外发展现状市场：价格昂贵，市场应用单一，跨领域推广难度大，难以适配中国国情！上市产品RewalkEksoRex国家以色列美国新西兰运行情况2014年上市融资5000万美金，2013年营收达160万美元以军用为主，市场多为美国军方采购已上市但售价较高售价（美金）6-13万7-10万10-15万目前，国外外骨骼助力装备价格昂贵，主要是由政府、军工、医院等资金充足的机构进行采购并试用。覆盖领域也比较单一。

中科院合肥智能机械研究所…截瘫步行器EXOP-1可穿戴型助残助老智能机器人PRMI机器人外骨骼机器人清华大学中科院常州先进所中国科学院合肥智能机械研究所电子科技大学哈尔滨工业大学国内外发展现状目前在我国已经成为研究热点。2014年10月2015年6月2014年5月对比国外成品实现层次提升实现校内外推广继续优化设计参加创新项目年会研究团队多方筹措资源，吸引人才，希望实现产品市场化、功能化、个性化设计，突破成果转化困局！项目研发过程及成果产品性能提升实现整体系统设计轻量化结构设计更具工业设计理念助力效果更加明显助力装备虚拟样机仿真项目研发过程及成果利用现代设计理论和技术，对助力骨骼装备的功能、安全性进行仿真分析，精细化设计，节省成本！项目研发过程及成果结构轻便、人性化设计大小腿长度可调绑带固定位置传感器固定位置背部腰托设计推杆电机限位开关多传感器信息采集与控制系统上位机软件助力机器人总体框图项目研发过程及成果建立上位机控制与反馈系统等，外骨骼助力装备软件、硬件设计团队不断磨合，清晰设计框图！系统控制板、电源板、电机驱动器足底压力、下肢加速度检测系统、遥控器项目研发过程及成果从软件到硬件，研究团队不断优化计算方法，追求更高效的计算和最迅速的硬件响应！项目研发过程及成果两年来，研究团队在校、院各级领导和自身不懈努力下，取得了丰硕的科研成果，下图为两个发明专利和两份软件著作权，专利的取得也为后续成果市场推广垫底坚实基础！项目研发过程及成果近两年来，团队共发表SCI论文2篇，EI论文5篇，中文期刊3篇。项目研发过程及成果课题成果得到学校、学院各级高度重视，下一步我们将集中力量进行难点攻坚并推向市场！中共中央政治局委员、副总理刘延东

参观我院创新项目成果“助力机器人”课题研究及商业计划稳定团队规模，突破技术难点，丰富团队职能，确定1-2个重点应用领取，开展针对性研究！市场化产品第一步：提升性能，完善系统第二步：现场测试第三步：规模生产未来两年内重点攻关的几个问题课题组重点关注及发展的几个应用领域特种行业工业生产医疗康复Text适用于下肢残疾人适用于下肢乏力的老年人适用于下肢术后康复患者以下肢残疾人、老年人行走助力、术后康复训练市场为切入点，将外骨骼助力装备投入市场。课题研究及商业计划我国残疾人总数约占全国人口的5%，近6000万人，其中双腿行动不便的约占三分之一，即2000万左右。我国60岁以上老年人总数约1.32亿人，保守估计其中3%下肢行动不便，即400万人左右。下一步，研究团队将联合学院多名成果转化经验丰富、组织管理能力强的教师加入，共同奋斗！下肢术后康复患者大约100万。市场总需求2500万人按1%的市场计算，即25万套低于国外市场售价（10万元人民币）每台盈利1万元左右巨大的市场利润预期盈利25亿元人民币课题研究及商业计划6-10年成为康复行业领军品牌15年内延长产业链并向国外市场拓延发展前期目标主要是进入医疗康复市场中后期逐步向工业及特种行业市场推广。技术创新，带动市场效益，市场效益反哺学院、企业转型，所做的一切，都是为了让有需要的人生活得更加幸福！目前与北京清华长庚医院联系现场测试及后续合作计划资源支撑与利用研究团队积极探索对外合作！助力设备进一步开放和市场化推进需要大量资金支持！需要使用精密的电机和驱动器等设备用于研发。实验场地不足，没有专门的助力机器人实验室，希望和公司合作共建联合实验室。近两年工作计划2015年1月：建立联合创新实验室；投入资金10万元。2015年1月-12月：设计开发2套结构优化、性能提升的行走助力装置；投入资金50万元。2015年10月-2016年6月：临床测试，完善功能；投入资金40万元。2016年7月-12月：加工制造最终版样机，投入资金46万元。2017年1月：实现小规模生产，进行市场推广。资源支撑与利用研究团队将以百分百的努力实现成果的产出！资源支撑与利用电机需求分析完全支撑型外骨骼机器人

BJFU-WALKER1序号研究机构（国家）用途驱动器类型及输出力1延世大学（韩国）下肢麻痹患者使用200WBLDC电机+谐波减速器髋关节力矩：79.3Nm膝关节力矩：42.2Nm2人机认知研究所（佛罗里达州）瘫痪患者使用RSEA：MoogBN34-25EU-02无刷电机+谐波减速器（100:1）输出力矩：80Nm3马德里机器人自动化中心（西班牙）8岁孩子：四肢瘫患者使用无刷Maxon电机+谐波减速器峰值力矩：57Nm平均力矩：32Nm4NecmttinErbakanUniversity（土耳其）残疾人使用24V/100W直流伺服电机+减速器（100:1）资源支撑与利用电机需求分析人机协调型外骨骼机器人

BJFU-WALKER2序号研究机构（国家）用途驱动器类型及输出力1筑波大学（日本）下肢麻痹患者使用直流伺服电机+谐波减速器2名古屋大学（日本）下肢麻痹患者使用直流伺服电机3卡洛斯三世大学（西班牙）患者使用髋：24V/90WMaxon直流电机+谐波减速器（100:1）最大持续力矩：39Nm膝、踝：24V/70WMaxon直流电机+谐波减速器（160:1）最大持续力矩：20.8Nm4新加坡国立大学康复机器人Maxon直流无刷电机+减速器+丝杠螺母最大输出力：700N5南里奥格兰德联邦大学（巴西）脊髓损伤患者使用24V/150W直流电机+行星齿轮减速器+丝杠螺母6特拉华大学（美国）中风患者使用线性驱动器峰值力矩：50Nm资源支撑与利用电机需求分析髋关节电机，减速后要求转速10rpm以上，扭矩150Nm以上，功率150w以上膝关节电机，减速后要求转速17rpm以上，扭矩50Nm以上，功率90w以上BJFU-WALKER1BJFU-WALKER2髋关节电机，减速后要求转速10rpm以上，扭矩1