外骨骼机器人是一种可穿戴式的机器人，它将仿生学技术、人工智能技术和机器人学紧密结合，是一种拟人化、机电一体的复杂系统。外骨骼机器人本质上是人机耦合的可穿戴式智能结构。它将人类的智力和机器人的“体力”有机结合在一起，通过提供力量辅助和智能平台实现增强人类重物负荷能力、行走运动能力等功能，由于安装位置和产生的作用和生物界的骨骼类似、同时兼具机器人功能，故称为外骨骼机器人。

外骨骼机器人在军事、医疗和工业等领域都有着十分重要的作用。在自然灾害救援中，外骨骼机器人能为救援人员提供更大的力量，能够轻松举起断壁残垣，拯救更多的生命。在医疗救治中，外骨骼机器人能够帮助截瘫患者重新站立行走。此外，外骨骼机器人还能够增加老年人的运动能力，防止老年人因活动减少而导致生体机能下降，为老年人带来生活便利，提高生活品质。在战场上，外骨骼机器人能够帮助士兵减轻负重，外骨骼铠甲则可以使士兵能够抵御枪弹的伤害，挽救生命。在工业生产方面，外骨骼能够在工人进行大体力劳动时减轻身体负重，节省体力，减少疲劳性损伤，提高劳动效率。针对该技术，该项目核心技术如下：

1.驱控一体化设计方案

（1）高精密伺服电机与减速器结合保证大扭矩输出。（2）设计的运动控制模块，为运动轨迹、速度的动态调整与数据采集提供了有效的算力支持。（3）全系统智能化控制算法：摩擦在线补偿、振动在线抑制、参数在线自整定、主动干扰抑制、触觉感知控制。

2.外骨骼机器人控制系统的参数辨识

外骨骼机器人的摄动参数主要有：各关节间运动所产生的摩擦影响，以及不同体型操作者所引起的关节惯量参数的变化问题。摩擦会造成外骨骼机器人行走中出现卡顿现象。惯量的变化则会引起控制器跟踪性能下降，出现跟踪偏差。考虑摩擦的非线性因素，建立适合外骨骼机器人的摩擦模型。基于辨识出的模型和当前系统的运动信息实现即时补偿。考虑不同体型操作者所带来的惯量参数变化影响问题，采用外骨骼机器人的惯量参数在线辨识方法。依据辨识得到的惯量值对控制器参数进行调整。

3.外骨骼机器人系统的复合分层抗干扰控制技术

外骨骼机器人系统的干扰主要包括：测量误差、执行机构动态特性、外部环境冲击以及温度变化等。传感器与执行器误差会造成跟踪精度产生一定的波动，增加系统运行时的噪音等不利影响；而外部环境带来的冲击则会加剧关节磨损与使用者的不适。针对多源干扰外骨骼机器人系统，结合干扰前馈补偿与反馈控制技术，采用复合分层结构的抗干扰控制策略，有效提升了外骨骼机器人抗干扰性能。

与国内外工业外骨骼机器人产品的对比