外骨骼机器人研究报告(附A股核心标的梳理)

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铁达尼拉克维
 · 北京  

外骨骼机器人是融合机械工程、生物力学、电子控制、人工智能等多学科的智能装备,其核心目标是通过技术手段实现对人体运动的辅助、增强或康复。

一、技术原理:仿生驱动与人机协同

外骨骼机器人的技术原理可概括为 “感知人体运动意图→能量传递与放大→人机耦合协同”,核心是通过机械结构模仿人体关节运动,结合传感器和控制算法实现对人体动作的实时响应,具体分为三大类型:

1. 助力型外骨骼(工业 / 消费级)

原理:通过传感器(如肌电传感器、压力传感器)采集人体运动信号(肌肉电信号、关节角度、重心变化),经控制算法解析后,驱动电机 / 液压装置输出动力,辅助人体完成负重、搬运等动作。

核心逻辑“人体主动发力 + 外骨骼被动增强”,例如搬运重物时,外骨骼通过髋关节、膝关节的动力单元分担 60%-80% 负载,使人体能耗降低 40% 以上。

2. 康复型外骨骼(医疗级)

原理:针对运动功能障碍患者(如截瘫、脑卒中),通过机械结构替代或辅助下肢 / 上肢运动。分为两种模式:

被动模式:外骨骼按预设步态(如 “钟摆式”“步态周期算法”)带动患者运动,帮助恢复神经肌肉记忆;

主动模式:结合脑机接口(BCI)或肌电信号(EMG),由患者主动意识触发外骨骼动作(如 “意念控制站立”)。

核心逻辑“外骨骼主导运动 + 人体神经适应性训练”,典型案例:脊髓损伤患者通过外骨骼站立行走,可促进血液循环和心理康复。

3. 防护型外骨骼(军事 / 特种场景)

原理:通过高强度机械结构(如钛合金框架、防弹材料)增强人体抗冲击、防辐射能力,同时集成动力系统提升负重与运动能力(如美军 HULC 外骨骼可负重 90kg)。

核心逻辑“机械防护 + 动力增强一体化”,适用于高危环境(如战区、核污染区)。

二、行业发展动态:技术迭代与政策红利共振

市场规模快速增长
2025 年中国外骨骼机器人市场规模预计突破 42 亿元,年均复合增长率达 50%。医疗康复(如卒中、脊髓损伤)、工业搬运(如汽车制造、物流)、文旅消费(如登山、徒步)成为三大核心增长极。

例如,探路者与迈宝智能联合开发的登山外骨骼在黄山景区单日租赁收入达 300 元 / 台,2025 年目标销量破万台。

技术突破与成本下降

材料革新:碳纤维 3D 编织技术(振江股份子公司海普曼)使工业外骨骼结构强度提升 50%,重量降低 30%。

智能化升级:脑机接口(翔宇医疗)、AI 人机交互算法(傲鲨智能)降低 30%误操作率,动态响应速度达 0.1 秒级。

成本优化:消费级产品价格降至 2500-5000 元(海普曼),仅为海外同类产品的 50%。

政策与需求双轮驱动

政策端:外骨骼被纳入 “十四五” 重点工程,医保覆盖加速(伟思医疗产品进入 18 省医保目录),养老机器人国际标准(IEC)由中国主导制定。

需求端:老龄化推动康复需求(2030 年全球养老机器人市场规模或达千亿美元),工业自动化升级(制造业人力替代率提升 25%-40%)。

三、国内核心企业及产品矩阵

(一)医疗康复领域

伟思医疗(688580)

产品:下肢外骨骼机器人(动态减重技术)、脑机接口外骨骼(研发中)。

市场:覆盖超 200 家三甲医院,2024 年销售额突破 4 亿元,医保覆盖省份居行业第一。

纬创医疗(Keeogo)

产品:碳纤维外骨骼(自重 6.8kg,续航 5 小时),支持行走、上下楼梯、弯腰取物。

市场:获欧盟 CE、美国 FDA 认证,远销欧美及亚太,在马来西亚、日本建立训练中心。

新松机器人(300024)

产品:医用下肢外骨骼训练器(配合天轨悬吊系统)、家庭版助行器(钟摆原理助力)。

市场:医疗端服务术后患者,家庭端主打适老化场景,京东旗舰店销量领先。

(二)工业辅助领域

振江股份(603507)

产品:海普曼工业外骨骼(连续碳纤维 3D 编织技术),适配比亚迪等头部企业。

技术:仿生算法提升复杂场景适应能力,2024 年净利润增长 30%。

傲鲨智能

产品:消防外骨骼(减重 50%,延长作业时间 2 小时)、工业腰部助力外骨骼。

市场:上海、重庆等多地消防队采购,汽车制造、航空地服场景落地。

肯綮科技

产品:登山外骨骼(自重 1.8kg,租赁价格 80 元 / 3 小时)。

市场:泰山、恩施大峡谷等景区合作,2025 年产能规划超 10 万台。

(三)消费级与新兴场景

探路者(300005)

产品:与迈宝智能联合开发下肢外骨骼,集成航天级传感器,下肢外骨骼(登山辅助、云端康养数据联动)。

创新:集成航天级传感器,价格仅为海外 50%,复购率 38%。

精工科技(002006)

产品:AI 外骨骼(碳纤维轻量化技术),预售订单超千人。

对标:类似大疆无人机从专业级向消费级扩展的路径。

智元研究院

5月1日,正式发布来自中国杭州的消费级外骨骼「踏山AsExo-TK1000」。

四、其他A股核心标的

中光学(002189.SZ)
股权关系:中光学出资1亿元参股杭州智元研究院,持股比例为3.8462% 。
业务合作:双方联合成立中光学(杭州)智能光电科技有限公司,聚焦智能视觉、系统集成及智慧安防技术研发,且与智元研究院同处一个产业园区,便于联合研发 。

宏昌科技(301008)

持有良质关节15%的股权,良质关节已与部分外骨骼公司签署相关采购协议。

良质关节是国内少数同时具备高精度谐波减速器、行星减速器及行星关节和谐波模组研发、生产的公司。产品包括谐波一体化关节模组,该产品采用全硬件FOC技术,芯片级FPGA研发,中空走线,三环控制频率全部20K、快速响应。

埃斯顿(002747)

伺服系统市占率国内第一,参股公司布局康复机器人,覆盖多关节协同驱动技术,与比亚迪合作工业外骨骼预计2025年营收超5亿元。

绿的谐波(688017)

谐波减速器国产化领军者,市占率超30%,成本较进口产品低50%,为特斯拉、宇树科技等提供核心部件。

光大同创(301387)

碳纤维结构件供应商,外骨骼减重30%同时提升抗拉强度,技术打破日本垄断,已应用于折叠屏设备并拓展至机器人领域。

步科股份(688160)

低成本轻量化方案突破者,基于一体化伺服电机技术,工业外骨骼订单增长,2025年产能计划翻倍。

$探路者(SZ300005)$ $宏昌科技(SZ301008)$ $伟思医疗(SH688580)$