外骨骼

外骨骼的对立面是内骨骼——即脊椎动物（包括人类）体内存在的骨骼。内骨骼从内部支持身体，而技术的外骨骼则附着在身体外部，承担起部分支持和稳定身体的功能。 严格意义上讲，外骨骼并非机器人：尽管主动式外骨骼配备了电机和能源存储系统，因此能够自主驱动，但它们会跟随佩戴者的动作和意图，提供有针对性的支持，而不会强加自身的运动。

所有形状的基本原理都大同小异：外骨骼会将作用于承受特定应力的身体结构上的负荷转移到更稳定的区域，或通过机械的方式将其吸收。这减轻了活动肌肉的负担——否则这些肌肉就必须承担维持姿势和提升所需的所有工作。

从技术角度来看，这可以通过多种方式实现——例如借助能够吸收应力的承重元件，这些元件可由弹簧元件、气压减震器提供支持，而在电动型号中，则由设备和传感器提供支持。 哪种解决方案适用于哪种应用，取决于设备/驱动类型（被动式或主动式）和设计类型（刚性或柔性）。

按支持身体部位地区分类

选择外骨骼时，关键因素通常在于其旨在缓解哪个身体部位的压力：

• 后部和躯干外骨骼可在提升重物及前倾时缓解腰椎压力。它们在物流、行业和技术工种领域应用最为广泛。
• 腿部、膝盖和髋部外骨骼可辅助下蹲、跪立和起身动作，并在进行垂直作业时提供稳定性。
• 肩部和头顶外骨骼 在进行胸前高度及头顶上方的手工任务时，为双臂提供针对性 支持，例如在安装、组装或石膏板结构施工中。
• 手部和手指外骨骼可在 长时间或高强度抓握任务中加强抓握 力。
• 全身外骨骼集多种支持区域和功能于一体，主要用于专业领域或军事应用。

按驱动系统和设计分类

无论支持的是身体的哪个部位，外骨骼可以根据其驱动系统和设计进行分类。 就驱动系统而言，可分为没有电机的被动系统和带有电机及电源（例如电池）的主动系统。就设计而言，可分为具有固定框架的刚性外骨骼和由灵活的纺织材料制成的所谓软外骨骼。

施迈茨（Schmalz）公司的NEXO Pro前弯曲外骨骼

施迈茨（Schmalz）的NEXO Pro是一款刚性前弯曲外骨骼：它在提升和前弯曲时可减轻下背部腰椎的压力。这是一种被动系统——其运作完全依靠机械原理，不使用电机或电池。

工业外骨骼被应用于那些体力要求较高的动作无法实现自动化——或仅可以部分实现自动化——的场合，例如：

• 物流和存储：拣货、码垛与拆垛、装卸——这些任务均涉及频繁的提升操作。
• 工种与结构：高空作业、石膏板安装、铺贴瓷砖和粉刷，以及材料的重复性提升。
• 生产和安装：物料搬运、流水线作业及安装工作、生产。
• 护理与医疗：调整患者体位和协助患者活动。
• 军事和应急服务：长距离搬运重型设备。

功效

• 缓解肌肉和关节拉伤，和减轻身体疲劳
• 有助于减少因劳损引发的症状和缺勤
• 整个班次期间的工作表现更加稳定
• 对职业健康和雇主吸引力作出切实贡献，特别是在工作人员老龄化及技术工人短缺的背景下

缺点和局限性

• 不能替代正确的提升技巧、技术辅助工具和符合人体工程学设计的工作组织方式
• 需要一段适应期，且需获得员工的认可
• 并非所有任务或身体部位都可以得到同等程度的支持
• 在非常狭窄的空间内，活动自由度可能会受到限制
• 主动式系统会增加额外重量，且需要额外的维护保养需求

外骨骼装置能够针对性地减轻身体在具体作业场景中产生的负荷——例如在提升重物、进行高空作业或弯腰作业时。在职业安全领域，外骨骼被归类为辅助工具，其对齐方式必须针对具体的负荷情况进行个性化调整。

因此，在工作场所投入使用前，必须进行针对具体任务的风险评估：该评估旨在确定哪种系统适合相应的工作岗位，其贴合度和舒适度是否合适，以及外骨骼是否会造成新的身体负担——例如因额外重量或活动自由度受限而产生的负担。职业事故保险协会和德国职业事故保险联合会（DGUV）就该主题提供了相关指导。