外骨骼机器人--产业全解析

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外骨骼机器人是一种可穿戴式机器人设备，将人和机械动力装置整合在一起，增强人的运动能力。

今年五一假期，安徽黄山、山东泰山、江西武功山多个景区引入了登山辅助设备——外骨骼机器人，这一“黑科技”受到游客青睐，外骨骼机器人租赁服务1小时费用在30 - 50元，节省30%至50%的体力。

2025年4月，杭州程天科技推出的消费级-外骨骼机器人，同样引发市场热潮，售价2500元的产品上线15秒即售罄，预售订单激增。该设备通过动力控制与传感技术，可节省15%步行体力，助力效果相当于抵消3公斤重量，被热捧为“爬楼神器”。

从专用、医用到家用，外骨骼机器人既可协助老年人行动，也可减轻体力劳动者工作，同样可以户外登山，如此多应用场景，使其需求呈指数级别增长。同时，站在人机共生的门槛上，外骨骼机器人被认为是人形机器人落地前夕的最佳过渡形态。

今天我们就来梳理外骨骼机器人：以下从基本概念扫盲、发展历史溯源、市场规模与竞争挑战、产业链&细分龙头、总结与展望，五大维度，全面解析这一当红的“钢铁侠”。

一、基础知识扫盲

1、定义

外骨骼机器人（Exoskeleton Robot）：是一种人机交互的机器人产品，通过穿戴等外接形式助力实现日常搬运、负重、身体复建等功能。其本质是“人机结合”的可穿戴机器人，能够与人体运动状态实时协调，从而扩展人体物理能力或修复运动功能。

外骨骼机器人是人形机器人的重要分支，其结构相对简单，其设计灵感源于昆虫的外骨骼结构，主要是通过“感知-处理-驱动-反馈”闭环系统，实现对人体运动意图的实时捕捉、智能处理及机械助力输出，最终达成人机协同运动。

这种系统主要依赖机械结构和材料特性，对感知和智能化的要求较低，零部件复杂度低。得益于传感器、电控、动力系统、电池等核心部件技术产业都已相对成熟，量产成本更可控，易于规模化生产。

2、分类和应用

外骨骼机器人有多种分类方法，不同组合可匹配医疗、消费、工业、军事等场景需求：

1）根据软硬度，分为刚性和柔性两类：刚性外骨骼：采用金属、塑料等硬质材料，提供强力支撑，但重量较大，灵活性较低，多用于军事和工业场景；柔性外骨骼：使用功能性纺织品、形状记忆合金等柔性材料，轻便灵活，更贴合人体生理结构，适用于医疗康复和民用领域；

2）根据作用于人体的结构的不同：目前外骨骼机器人可分为上肢、腰部、下肢（含护膝）及全身外骨骼；

3）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外骨骼机器人；

4）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（≥2个驱动关节）外骨骼机器人；

5）根据是否有外部能源 /电源，可以划分为有源和无源外骨骼机器人：无源外骨骼不使用电源，完全依赖机械结构与材料特性提供支撑力。例如利用弹簧、杠杆、气动或碳纤维等材料在形变时储存能量，并在恢复形状时释放能量。有源外骨骼需要装配电池等电源，内置主动动力源，如高性能电机等，能够主动产生能量来辅助人体运动。

军用外骨骼机器人：主要为了提高士兵的作战能力，也可提高军人的负重能力。

工业外骨骼机器人：主要用于汽车制造、物流行业等领域，可协助劳动者完成更重体力的劳动。

康复型外骨骼机器人：帮助病人进行身体机能康复，也包括帮助老年人、残截病人等行动不方便的病人作为辅助行动机器。

3、无源、有源外骨骼的结构

（1）无源外骨骼：结构简单，完全依赖机械结构和材料特性提供助力。

无源外骨骼不使用电源，利用弹簧、杠杆、气动或碳纤维等材料在形变时储存能量，并在恢复形状时释放能量。无源外骨骼主要由机械支架、无动力弹性元件及连接件构成，分别对应于人体骨骼肌中的骨骼、肌肉和肌腱，是仿生学、动力学和机械工程的结合。由于质量重会导致运动不协调及能量消耗多，因此要保证外骨骼结构紧凑、材料的强度高密度低，满足轻量化的使用要求。

其工作原理是利用人体运动中被动消耗的能量。运动中被动消耗的能量，通过适当地力传递与能量储存，并在运动中需要人体肌肉做出正功的时候释放这些能量、输出助力，就能减轻人体肌肉负荷，从而省力。

以程天科技易行无源外骨骼产品 EasyGo 为例，价格从万元级降至 2500 元，采用碳纤维增强尼龙复合材料，整机重量不到 2.5 公斤。主要面向景区租赁或家庭康复等C 端市场。

下图为无源外骨骼机器人结构：

（2）有源外骨骼：较复杂，需软硬件和传感器精密配合，价格高

有源外骨骼机器人是通过外部动力源辅助人体运动的可穿戴设备，集成了精密的传感器、控制系统和动力装置。传感器能实时感知人体运动意图，控制系统根据传感器反馈的数据，实时调整动力装置输出的力量，精确匹配穿戴者的动作需求，提供恰到好处的辅助力量，在增强平衡性与稳定性方面表现出色。

其核心结构可分为机械系统、驱动系统、传感系统、控制系统、能源系统五大模块。采用仿生设计实现与人体运动的精准适配，模仿人体关节结构，采用碳纤维、钛合金等轻量化高强度材料减重30%以上；驱动系统是动力核心；传感系统是人机交互的“神经末梢”，通过多模态传感器实时捕捉运动意图与状态：控制系统是智能决策中枢，依托嵌入式 CPU 与专用算法实现分层控制。

其工作原理为通过多模态传感器捕捉人体运动意图与环境数据，经算法计算后由动力系统输出精准辅助力矩，通过“感知-处理-驱动-反馈”闭环实现人机协同，兼具柔顺控制降低机械冲击与跌倒检测等安全冗余。

应用覆盖1）医疗康复：如ReWalk辅助截瘫患者行走、傅利叶智能步态训练）；2）工业物流：京东仓储外骨骼渗透率25%、福特工厂EksoVest；3）军事作战：美军HULC负重50kg行军8小时等场景。未来将向脑机接口意念驱动、氢燃料电池长续航、自修复柔性材料等方向突破。

4、售价和成本

在医疗康复领域，国内四川、湖南外骨骼机器人已进入医保，其他大部分地区还是自费，自费大概170 - 180元/小时，40分钟左右。辅助训练产品形态在国内三甲医院康复科基本被接受。但进入C端市场价格较贵，一个关节加上电机检测器、驱动器、传感器等，成本至少七八万，售价要17-20万。

早期BOM成本大概20万左右，现在量产化价格可控制在9 - 10万。低于100台（按50台一组）成本大概在十五六万左右，超过100台以上成本是8 - 9万一台。针对六个关节的大概是上述价格，像登山用的两个关节（髋关节），100台以下成本大概大几千块钱，量产后成本可降至1500 - 2000。

二、发展历史溯源

外骨骼机器人的发展历史可以追溯到19世纪60年代。以下是发展历程的关键阶段：

（1）早期概念提出：1890年，俄罗斯提出无源外骨骼机器人的概念。1917年，美国提出有源外骨骼机器人的概念，为外骨骼机器人的发展奠定了理论基础。

(2) 探索和实验阶段（1960-1980年）：1965年，美国通用公司构建出第一台有源外骨骼机器人样机Hardiman，主要用于辅助工人搬运重物，但因运动不可控、承载效率低等问题失败。这一时期美国科研机构引领研发热潮，外骨骼实验室样机以军用为主，但实用性较差。

(3) 平缓发展阶段（1980-2000年）：外骨骼机器人逐步走出实验室，企业界和科研专家共同推动技术研发和市场化。

(4) 技术突破性发展阶段（2000年至今）：2000年，美国启动增强人体体能外骨骼（EHPA）项目。2010年，EHPA项目部分成果被美国加州大学伯克利分校转化，研制出Austin和eLegs医疗外骨骼机器人，推动了外骨骼机器人在医疗、康复领域的应用转型。2011年，美国启动Warrior Web项目，旨在研发柔性外骨骼机器人。

2014年，哈佛大学研制的外肌肉机器人Exosuit测试取得良好效果。2017年，以色列ReWalk Robotics公司发布第一个商用医疗外肌肉机器人ReStore，并于2019年获得美国FDA与欧盟CE认证。2018年，欧盟启动“XoSoft”项目，探索研究柔性外骨骼机器人。

（5）我国起步较晚，从2000年左右开始接触外骨骼产品研发。2018年北航研发的大艾机器人获二类医疗器械注册证，标志着国产外骨骼商业化落地。2023年，深圳市英汉思动力科技有限公司的“消费级动力外骨骼项目”使动力外骨骼有了商业化可能。

三、市场规模与竞争挑战

1、全球市场规模&增速

全球领先企业主要集中在海外，中/印市场迎来发展热潮。外骨骼机器人技术的全球领先者主要分布在美国、日本、欧洲等发达地区，该类公司通常有20 年及以上的技术沉淀，而技术扩散和创业企业推动了新一轮外骨骼机器人产业发展热潮，新进入者主要分布在中国、印度等国家。

据国际研究机构 ABI 数据，2020 - 2030年外骨骼机器人产业预估复合年均增长率为33%，其中2025 - 2028年为高速增长阶段，预估3年 CAGR 为47.7%，2028年全球市场规模将达58亿美元，2030年将达68亿美元。未来随着应用场景拓展和技术进步，市场规模有望进一步扩大，甚至远超千亿。

2、国内外竞争格局

目前这个行业医疗端占主体，to b端为主，C端为辅。国外以以色列的ReWalk Robotics，医疗外骨骼全球市占率超30%，于2014年6月获美国FDA批准上市；国内伟思医疗、傅利叶、大艾等处于引领地位，其中，2018年6月26日，北京大艾机器人旗下的外骨骼机器人艾康、艾动于2018年6月26日获得CFDA注册证，成为中国首个通过CFDA认证的下肢外骨骼机器人以，以下是外骨骼机器人领域的国内外头部玩家：

另外，国内的程天科技是全球首个消费级外骨骼量产厂商，医疗与消费市场双轮驱动，产品有UGO医疗版和消费级EasyGo； 振江股份：通过子公司海普曼专注工业外骨骼研发，采用液压驱动+碳纤维骨架设计，与东风柳汽合作，应用于汽车制造场景。其他头部如下：

3、发展趋势

（1）应用场景不断拓展

在医疗康复领域，全球康复需求大，外骨骼机器人可帮助运动障碍患者康复，中国二级以上医院已普及外骨骼租赁服务，医保覆盖率达65%。工业场景中，能辅助工人搬运，降低人力负荷成本，如亚马逊仓库、京东物流均有应用。军事领域可增强士兵作战能力。消费领域也有潜力，如成为老年人行走辅助设备或登山爱好者的助手，五一假期泰山、黄山等景区已引入外骨骼机器人助力登山。

（2）技术持续进步推动

传感器技术、控制算法发展使外骨骼机器人智能化与微型化程度提高，具备更强环境感知和更精准动作执行能力，硬件微型化提升穿戴舒适性。AI 融合可通过机器学习优化步态分析与动作预测。能源方面，高密度电池或无线充电技术有望延长续航。同时，仿生学设计、轻量化材料的应用也让外骨骼机器人性能不断提升。

（3）政策支持与企业参与

中国有“十四五”专项拨款20亿元等政策红利，推动本土厂商快速崛起。全球众多科技、医疗、大健康、户外用品等企业纷纷加入研发与生产，如日本 Cyberdyne、美国 Ekso Bionics 等国际企业，以及中国大艾机器人、傲鲨智能等。

4、行业挑战

（1）人机交互与适配

◦ 技术瓶颈：需解决不同用户身体特征（身高、体重、步态）的动态适配问题。例如，脑卒中患者与脊髓损伤患者的运动模式差异显著。

◦ 解决方案：汉威科技的柔性传感器结合AI算法，实现0.1秒级运动意图识别。傅利叶智能的METAGait系统累计步态数据量超1000万组，可生成个性化训练方案。

（2） 控制算法与算力

◦ 技术瓶颈：实时处理多传感器数据（如IMU、力传感器、表面肌电信号）的算力需求高，传统MCU芯片难以满足。

◦ 解决方案：华为昇腾910B芯片集成达芬奇架构，支持256TOPS算力，可并行处理20路传感器数据。特斯拉Dojo超算平台通过神经网络优化控制策略。

（3） 动力与能源系统

◦ 技术瓶颈：现有锂电池能量密度（200-300Wh/kg）难以满足长时间续航需求，且重量占外骨骼总重的30%以上。

◦ 解决方案：宁德时代钠离子电池能量密度达160Wh/kg，成本较锂电池低20%。以色列StoreDot的极端快充电池可在5分钟内充满80%电量。

（4） 机械结构轻量化

◦ 技术瓶颈：传统金属材料（如铝合金）强度不足，碳纤维材料成本高（约200元/公斤）。

◦ 解决方案：光大同创的连续纤维3D打印技术将碳纤维结构件生产成本降低35%。日本东丽T1100G碳纤维抗拉强度达7.02GPa，重量较铝合金轻40%。

（5）传感器技术

◦ 技术瓶颈：高精度六维力传感器依赖进口，价格超10万元/套。

◦ 解决方案：汉威科技的柔性压力传感器实现国产化替代，成本降至进口产品的1/3。美国Tekscan的薄膜传感器厚度仅0.1mm，可集成于鞋底感知步态。

（6）商业化瓶颈：

① 成本高：医疗级产品价格普遍在数十万元以上，消费级产品需进一步降本（如程天科技产品售价2500元，但仍需规模效应）；

② 认证壁垒：医疗外骨骼需通过严苛的医疗器械认证。

四、产业链&细分龙头

1、产业链概况：

• 上游：包括原材料供应、零部件硬件制造和研发。原材料方面，有金属、高分子peek等材料、触摸屏等电子元器件。零部件制造包括减速器、伺服电机、驱动器、传感器、执行器等。从价值上看，上游核心零部件占比45%（传感器15%、伺服系统12%、减速器10%、电池8%）。

• 中游：主要是整机制造商，和传感、驱动、控制等系统集成，对零部件进行组装调试，生产出满足下游不同应用的外骨骼机器人。中游整机制造占比30%（医疗12%、工业10%、军事5%、消费3%）。

• 下游：涵盖产品销售、服务支持和应用场景等环节。销售渠道包括医院、康复中心、军工企业、工业生产线、景区等。服务支持为客户提供安装、调试、维修等服务。应用领域主要划分为军工/医疗/工业/民用消费等场景。下游服务与应用占比25%（租赁10%、培训8%、数据服务7%）。

2、上游：核心零部件与关键材料

（1）传感器：

① 汉威科技：的柔性传感器力觉感知精度达0.1N，适配医疗外骨骼人机交互，2024 年医疗营收增长 92%。

② 华依科技：基于多年车载智能驾驶开发经验,可为机器人用户提供GPS-IMU组合模组方案、惯性测量单元(IMU)是外骨骼机器人实现平衡控制和导航定位的关键传感器；旗下子公司华依智造推出自主研发的姿态参考传感器ARU8010，凭借姿态解算精度外骨骼机器人和人形机器人的IMU供应商。

（2） 电机 /伺服系统：

① 埃斯顿：伺服电机动态响应速度0.01秒，适配工业外骨骼搬运场景，预计 2025 年相关营收超 5 亿元。

② 昊志机电：在谐波减速器领域技术领先，产品性能比肩国际一流品牌，开发的一体化关节模组和末端执行机构等模块化产品，满足机器人行业需求.

③ 卧龙电驱 ：稳居国内工业电机市场份额第一，布局了高爆发关节模组、伺服驱动器、无框力矩电机等关键零部件公司布局外骨骼助力系统

（3）减速器/ 运动控制：

① 绿的谐波：谐波减速器寿命超2万小时，市占率国内第一，深度绑定程天科技等头部企业。

② 美湖股份：全资子公司湖南机油泵其已具备年产 5 万套精密谐波减速器、年产 500 万台套精密齿轮的生产能力。公司具备具身智能关节模组（执行器）全流程产品开发及量产能力，其核心功能件（行星/谐波减速器、无框力矩电机、驱动器）均自主研发并已实现规模化生产配套能力。

③ 丰光精密：在谐波减速器的研发和生产上具有一定优势，已经具备了量产能力可以对标行业龙头企业哈默纳科，拟募集资金用于投产年产30万套的谐波减速器生产项目。

④ 步科股份：国内工业自动化控制行业的知名企业之一，工业人机界面产品国内市占率第八、国产品牌第二，为外骨骼提供运动控制解决方案。

⑤ 宏昌科技：公司主营业务为流体电磁阀、传感器。2025 年2 月与广东良质关节签署增资协议，良质关节专业从事高精度谐波减速器、行星减速器及行星关节和谐波模组研发、生产，可应用于人形机器人、协作机器人、该公司已与部分人形机器人和外骨骼公司签署了或正在签署相关采购协议。

（4） 电池动力：

①宁德时代：其钠离子电池能量密度达160Wh/kg，适配消费级外骨骼续航需求。

（5） 碳纤维材料：

① 光大同创：其碳纤维结构件减重30%，抗拉强度5.8GPa，应用于伟思医疗、程天科技等供应链。

② 精工科技： 联合复旦大学研发的 AI 外骨骼，凭借碳纤维轻量化技术打破日本垄断，消费级产品预售订单超千人。

（6）电线电缆：

① 中超控股：电线电缆行业为主业龙头，2024年起，中超控股为程天科技供应外骨骼专用电缆，成为其供应链体系一环。

② 科远智慧：研发一种外骨骼机器人用信号传输控制电缆，该电缆抗曲绕性能、抗干扰性能优越并具有良好的柔软性。

3、中游：本体制造和系统集成

（1）驱动技术：

① 康力电梯：电梯龙头，参股公司瑞步康医疗，开发智能膝关节/踝关节技术，动态精度达0.01mm。

② 爱柯迪：将汽车精密压铸件技术迁移至外骨骼传动系统，2024 年机器人零部件业务营收占比提升至 12%。

（2）算法与控制：

① 赛为智能：与日本大阪大学合作的AI人机交互算法降低30%误操作率。

（3） 医疗康复器械制造

① 伟思医疗：下肢步行外骨骼服务超1.1万名患者，动态步态补偿算法提升训练效率40%。

② 瑞康医药：医药流通领域的龙头企业，代理以色列ReWalk外骨骼机器人，2024年销售额突破5000万元，子公司Rewalk中国同步开发工业级外骨骼，还计划3年内建50个康复示范中心。

③ 金明精机：塑料机械薄膜吹塑设备行业的龙头企业；与清华大学联合成立智能康复机器人研究中心，取得多项外骨骼专利。

④ 创新医疗：公司和浙江大学科研团队共同出资成立脑机接口技术和高端医疗器械为核心的科技公司博灵脑机，公司持股比例 40%，产品体系包括医疗用上肢外骨骼康复训练系统和运动

⑤ 麦澜德 ：盆底及产后康复设备行业的龙头，具备软体外骨骼康复机器人技术平台，主要用于手部康复机器人领域。

⑥ 北京大艾机器人（未上市）：专注于外骨骼机器人及康复领域的高科技企业，成立于2016年，由北航研究员帅梅担任董事长，其产品包括AIWalker系列外骨骼机器人，已帮助超过11000名患者，使用人次超过2000万。公司是中国首个二类创新医疗器械，其产品在多家三甲医院得到应用，并被纳入北京医保范围。

⑦ 傅利叶智能（未上市）：XWalker下肢康复外骨骼进入医院采购目录，2025年计划推出脑机接口版本。

（4） 工业制造

①振江股份：70%控股子公司海普曼机器人开发液压驱动外骨骼，核心技术包括可用于腰部助力、上肢助力的外骨骼机器人，其通过仿生结构设计、多模态感知系统和智能算法，可实时识别人体动作并提供助力，减少30%以上的体能消耗，关节寿命达10万次，2025年启动万台级产线。

② 傲鲨智能：工业外骨骼适配物流搬运，可提升工人负重能力30%，2024年净利润预增133%-242%。

（5） 军事特种

① 新兴装备：单兵外骨骼支持负重50kg、持续行军8小时，获国防科技进步奖。

（6） 消费级市场

①探路者：中国首家创业板上市的户外企业，与迈宝智能联合研发登山外骨骼，黄山景区试点日均租赁收入300元/台，复购率38%。

② 肯綮科技：专注消费级、工业级外骨骼研发、生产、销售及服务消费级外骨骼售价不足万元，适配养老和户外场景，2025年销量目标突破万台。

4、下游：应用场景与服务

• 医疗康复：全国二级以上医院外骨骼租赁服务覆盖率超80%，医保报销比例达65%。

• 工业物流：亚马逊、京东物流仓储外骨骼渗透率超25%，单台设备年均节省人力成本12万元。

• 军事作战：美军外骨骼装备率超30%，俄军“勇士”外骨骼可提升士兵负重能力50%。

• 消费与文旅：泰山、黄山等景区引入外骨骼租赁，五一假期单日租赁量突破2000台。

五、总结与展望

此次外骨骼机器人的出圈，一方面受益于人形机器人的技术外溢红利，另一方面，外骨骼机器人以其亲民的成本和智能的体验迅速出圈，被寄予有望是最率先大规模商业化落地的机器人。

当然，当前行业仍面临多重挑战：

首先，技术痛点：续航能力普遍不足，一般还是8小时以下，运动控制算法需优化误动作率，目标低于0.2%； 其次，成本与商业化：医疗级产品均价超10万美元，工业外骨骼需压缩投资回报周期至1年内； 再者，伦理争议：军事外骨骼可能引发“超级士兵”讨论，数据隐私问题亦受关注；这些都是未来需要突破和迭代的地方

不管怎样，2025年必将成为外骨骼机器人商业化爆发的元年。作为人机融合的典型代表，外骨骼机器人，正经历从"机械助力"向"智能增强"的范式跃迁。

当90岁老人借助外骨骼重新站立，当矿工穿戴机械战甲轻松搬运百斤重物，当登山者以科技之力征服自然险峰，外骨骼机器人早已超越工具范畴，成为人类突破生理极限的“进化钥匙”。

外骨骼机器人，不仅是冰冷的机械装置，更是科技与人文的完美融合——用钢铁的力量守护生命的温度，以算法的精准延续人性的光辉。未来，随着脑机接口、能源技术的进一步突破，外骨骼或将开启人机共生的新纪元，让每个生命都能在科技的羽翼下自由翱翔。