国外研究现状单兵携行能力问题可以说是一个古已有之的问题。现代助力携行装置的代表外骨骼机器 人最早始于 20 实际 60 年代，1962 年，美国空军就要求康奈尔航空实验室进行一项采用主从

控制方式的人力放大器系统的可行性研究[1]。从 1960 年到 1971 年，美国通用电器公司开始 研发一种基于主从控制的外骨骼原型机，名字叫做“Hardiman”。Hardiman 采用电机驱动方 式，可以像举起 10 磅那样来举起 250 磅的重物。但是，由于技术的限制，导致 Hardiman 的 体积和重量过大，无法进行实际应用，慢慢停止了发展[2]。随着技术进步，这一构想又被重 新提及。2000 年，美国国防高级研究计划局(DARPA)在出资五千万美元用于资助对能够增强 人体机能的外骨骼(EHPA )的研究与开发，研制一种穿戴式的，具有自适应能力的外骨骼系 统，使士兵在穿着外骨骼后，行军能力大大提高。DARPA 的该项目资助了多家研究机构[3]。2004 年，伯克利分校研制出的下肢外骨骼机器人 BLEEX 是 DARPA 项目的第一台带移动电源和能够 负重的下肢外骨骼机器人。BLEEX 由一个用于负重的背包式外架、两条动力驱动的仿生金属 腿及相应动力设备组成，使用背包中的液压传动系统和箱式微型空速传感仪作为液压泵的能 量来源，以全面增强人体机能。BLEEX  的每条腿具有 7 个自由度(髋关节 3 个，膝关节 1 个，69461

踝关节 3 个)，在该装置中总共有 40 多个传感器以及液压驱动器，它们组成了一个类似人类 神经系统的局域网。BLEEX 的负重量能达到 75kg，并以 0.9m/s 的速度行走，在没有负重的情 况下，能以 1.3m/s 的速度行走。

但由于结构复杂、能量消耗大且人机工程性能差，BLEEX 未获进一步资助。但研发团队 其后又研制出了更加轻便简洁实用的 HULC。在被洛马公司收购之后，HULC 得到了进一步发展， 成为了最接近实战应用的一款外骨骼。目前正在进行进一步的集成开发同时进行部队的演示 验证实验。雷神公司在收购了参与 EHPA 项目的 SARCOS 公司后，也推出了其研制的第一代全 身型人体外骨骼机器人 XOS。XOS 能够在背负 68kg 且手持 23kg 的负荷时以 1.6m/s 的速度行 进，并可实现弯腰下蹲和跪地等动作。2010 年第二代 XOS 机器人问世，比起第一代，其能耗 降低了一半，同时负载、操作灵敏度和响应速度都有所提升，但能耗依旧巨大，需要地面供 电。总之美国的骨骼服以军事应用为背景资助力度大资助范围广对骨骼服各个方面的研究最 为深入呈现百花齐放的状态，研究水平居世界前列[4][5]。论文网

日本是当仁不让的机器人技术强国，但是骨骼服的军事意义相当明显，因此日本主要从 骨骼服的民事应用入手在助残护理劳动等应用领域对骨骼服展开了广泛的研究，成绩显著。 日本筑波大学于 2004 年推出了世界上第一款商业人体外骨骼机器人(HAL)，当前已发展到第 五代助力机器人 HAL-5。同时，俄罗斯、法国、韩国等国家也在进行相关研究，并有了一定 成果。其中俄罗斯的战士 21 系统和法国的大力神系统都发展出了实体样机[6]。

从外骨骼机器人研制的以上现状可以看出，外骨骼技术面临着很多困难，首先其资金消 耗巨大，多个项目只有在政府和大型企业的直接资助下才能维持，对于研制资金不大充裕的 国家和机构来说，进行外骨骼的研制是比较困难的。同时其面对的技术难点较多，首先便是 能源问题难以解决，现有系统耗能巨大，实际使用时间只有几小时，远不能满足需求，其次 穿脱困难，操作灵敏度不够，带来了一些安全上的隐患。这些问题使得一些简单低成本的助 力携行具方案显得很有吸引力。