Создание модели биомеханического объекта на примере экзокостюма
|
РЕФЕРАТ 1
СОДЕРЖАНИЕ 2
1. ВВЕДЕНИЕ 4
1.1 АННОТАЦИЯ 4
1.2 ПРЕДМЕТНАЯ ОБЛАСТЬ 5
1.3 ЦЕЛИ РАЗРАБОТКИ: 5
1.4 ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА 6
1.5 АНАЛОГИЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ 6
2 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 8
2.1 ОБЩАЯ СТРУКТУРА БИОМЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 8
2.2 МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ 12
2.2.1 Подометрия 12
2.2.2 Гониометрия 12
2.2.3 Электромиография 13
2.2.4 Динамометрия 15
2.2.5 Стабилометрия 18
2.2.6 Захват движения 19
2.3 ОБЗОР ПРОГРАММ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 23
2.3.1 Adams 23
2.3.2 Unigraphics NX 7.0 24
2.4 ОБЗОР ПРОГРАММ ДЛЯ БИОМЕХАНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 28
2.4.1 MCS.visualNastran 4D 28
2.4.2 SIMM 29
2.4.3 3D Visible Human 30
2.4.4 SIMI Motion 31
2.4.5 Visual 3D 32
2.4.6 OpenSim 33
2.4.7 LifeModeler 34
2.5 ВЫБОР ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА 34
2.6 АНАЛИЗ КИНЕМАТИКИ ДВИЖЕНИЙ МЕХАНИЧЕСКИХ И БИОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 35
2.6.1 Положение тела человека в пространстве с точки зрения кинематики 35
2.6.2 Расчётные схемы и модели органов и систем 38
2.6.3 Определение координат точки незамкнутой пространственной системы в неподвижной системе координат 46
2.6.4 Определение линейных скоростей и ускорения точки звена незамкнутой пространственной
системы в абсолютной системе координат 53
2.6.5 Определение угловых скоростей и ускорений звеньев незамкнутой пространственной системы в
абсолютной системе координат 54
2.6.6 Моделирование движения нижней конечности в стадии опоры 55
2.7 ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ РАСЧЕТНЫХ СХЕМ И МОДЕЛЕЙ ОРГАНОВ И СТРУКТУР 56
3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 65
3.1 ОБЩАЯ СТРУКТУРА ЭТАПОВ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА 65
3.2 ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА 66
3.3 ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ПРОЕКТА 67
3.4 СОЗДАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ 67
3.5 ЭКСПОРТ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ В НЕЙТРАЛЬНОМ ФОРМАТЕSTEP 68
3.6 СОЗДАНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ 69
3.6.1 Импорт геометрической модели 69
3.6.2 Создание кинематических связей 70
3.7 СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА 71
3.7.1 Импорт модели экзоскелета в среду LifeModeler 71
3.7.2 Генерация базового набора сегментов тела 72
3.7.3 Создание базовых точек модели человека и привязка их к MOCAP 73
3.8 ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ НА ПРИМЕРЕ РЕАБИЛИТАЦИОННОГО ТРЕНАЖЕРА 75
3.8.1 Импорт модели тела человека 75
3.8.2 Создание мягких тканей 75
3.8.3 Объединение с моделью эллиптического (шагающего) тренажера 76
3.8.4 Добавление агентов движения в модель 77
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 79
4.1 ФОРМАТЫ ФАЙЛОВ ДЛЯ МЕЖСИСТЕМНОЙ ИНТЕГРАЦИИ РЕШЕНИЙ 79
4.1.1 Формат файла SLF . 79
4.1.2 Файл геометрии 84
4.2 НЕЙТРАЛЬНЫЕ ФОРМАТЫ 85
4.2.1 Формат IGES 85
4.2.2 Формат DXF 88
4.2.3 Формат STEP 89
4.3 ЭЛЕКТРОННЫЙ ДОКУМЕНТООБОРОТ НА ПЛАТФОРМЕ PROJECTWISE 92
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 96
5.1 ВВЕДЕНИЕ 96
5.2 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 97
5.2.1 Расчет трудоемкости выполнения НИОКР, диаграмма Ганта 97
5.2.2 Расчет затрат на выполнение НИОКР 100
5.2.3 Материальные затраты 101
5.2.4 Специальное оборудование (СО) 101
5.2.5 Затраты на программное обеспечение и аренду ЭВМ (ЭВМ) 101
5.2.6 Фонд заработной платы (ФЗ) 102
5.2.7 Амортизационные отчисления (АО) 103
5.2.8 Косвенные расходы (КР) 106
5.2.9 ПФР, ФСС, ФФОМС, ТФОМС 106
5.2.10 Полная себестоимость работы (С) 107
5.2.11 Формирование чистой прибыли предприятия 108
5.3 ВЫВОДЫ 108
6 ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ 109
6.1 ВВЕДЕНИЕ 109
6.2 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ ВЛИЯНИЯ СРЕДЫ НА ОПЕРАТОРА ПК 109
6.3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА ОПЕРАТОРА ПК 110
6.3.1 Общие положения 110
6.3.2 Обеспечение параметров микроклимата 111
6.3.3 Выбор рабочей позы 112
6.3.4 Обеспечение освещения рабочего места 114
6.3.5 Оптимальное размещение оборудования 115
6.3.6 Проектирование основных элементов рабочего места 115
6.3.7 Обеспечение электробезопасности 118
6.3.8 Обеспечение допустимых эргономических характеристики дисплеев 119
6.3.9 Обеспечение пожаробезопасности 120
6.4 РАСЧЕТ УРОВНЯ ШУМА 120
6.4.1 Расчет допустимого значения уровня шума 120
6.4.2 Расчет суммарного уровня шума нескольких источников шума в корпусе ПК 121
6.5 УТИЛИЗАЦИЯ КАРТРИДЖЕЙ ПЕЧАТАЮЩИХ УСТРОЙСТВ 123
7 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 125
СОДЕРЖАНИЕ 2
1. ВВЕДЕНИЕ 4
1.1 АННОТАЦИЯ 4
1.2 ПРЕДМЕТНАЯ ОБЛАСТЬ 5
1.3 ЦЕЛИ РАЗРАБОТКИ: 5
1.4 ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА 6
1.5 АНАЛОГИЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ 6
2 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 8
2.1 ОБЩАЯ СТРУКТУРА БИОМЕХАНИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 8
2.2 МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ 12
2.2.1 Подометрия 12
2.2.2 Гониометрия 12
2.2.3 Электромиография 13
2.2.4 Динамометрия 15
2.2.5 Стабилометрия 18
2.2.6 Захват движения 19
2.3 ОБЗОР ПРОГРАММ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ 23
2.3.1 Adams 23
2.3.2 Unigraphics NX 7.0 24
2.4 ОБЗОР ПРОГРАММ ДЛЯ БИОМЕХАНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 28
2.4.1 MCS.visualNastran 4D 28
2.4.2 SIMM 29
2.4.3 3D Visible Human 30
2.4.4 SIMI Motion 31
2.4.5 Visual 3D 32
2.4.6 OpenSim 33
2.4.7 LifeModeler 34
2.5 ВЫБОР ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА 34
2.6 АНАЛИЗ КИНЕМАТИКИ ДВИЖЕНИЙ МЕХАНИЧЕСКИХ И БИОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 35
2.6.1 Положение тела человека в пространстве с точки зрения кинематики 35
2.6.2 Расчётные схемы и модели органов и систем 38
2.6.3 Определение координат точки незамкнутой пространственной системы в неподвижной системе координат 46
2.6.4 Определение линейных скоростей и ускорения точки звена незамкнутой пространственной
системы в абсолютной системе координат 53
2.6.5 Определение угловых скоростей и ускорений звеньев незамкнутой пространственной системы в
абсолютной системе координат 54
2.6.6 Моделирование движения нижней конечности в стадии опоры 55
2.7 ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ РАСЧЕТНЫХ СХЕМ И МОДЕЛЕЙ ОРГАНОВ И СТРУКТУР 56
3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 65
3.1 ОБЩАЯ СТРУКТУРА ЭТАПОВ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА 65
3.2 ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА 66
3.3 ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ПРОЕКТА 67
3.4 СОЗДАНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ 67
3.5 ЭКСПОРТ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ В НЕЙТРАЛЬНОМ ФОРМАТЕSTEP 68
3.6 СОЗДАНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ 69
3.6.1 Импорт геометрической модели 69
3.6.2 Создание кинематических связей 70
3.7 СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА 71
3.7.1 Импорт модели экзоскелета в среду LifeModeler 71
3.7.2 Генерация базового набора сегментов тела 72
3.7.3 Создание базовых точек модели человека и привязка их к MOCAP 73
3.8 ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ НА ПРИМЕРЕ РЕАБИЛИТАЦИОННОГО ТРЕНАЖЕРА 75
3.8.1 Импорт модели тела человека 75
3.8.2 Создание мягких тканей 75
3.8.3 Объединение с моделью эллиптического (шагающего) тренажера 76
3.8.4 Добавление агентов движения в модель 77
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 79
4.1 ФОРМАТЫ ФАЙЛОВ ДЛЯ МЕЖСИСТЕМНОЙ ИНТЕГРАЦИИ РЕШЕНИЙ 79
4.1.1 Формат файла SLF . 79
4.1.2 Файл геометрии 84
4.2 НЕЙТРАЛЬНЫЕ ФОРМАТЫ 85
4.2.1 Формат IGES 85
4.2.2 Формат DXF 88
4.2.3 Формат STEP 89
4.3 ЭЛЕКТРОННЫЙ ДОКУМЕНТООБОРОТ НА ПЛАТФОРМЕ PROJECTWISE 92
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 96
5.1 ВВЕДЕНИЕ 96
5.2 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 97
5.2.1 Расчет трудоемкости выполнения НИОКР, диаграмма Ганта 97
5.2.2 Расчет затрат на выполнение НИОКР 100
5.2.3 Материальные затраты 101
5.2.4 Специальное оборудование (СО) 101
5.2.5 Затраты на программное обеспечение и аренду ЭВМ (ЭВМ) 101
5.2.6 Фонд заработной платы (ФЗ) 102
5.2.7 Амортизационные отчисления (АО) 103
5.2.8 Косвенные расходы (КР) 106
5.2.9 ПФР, ФСС, ФФОМС, ТФОМС 106
5.2.10 Полная себестоимость работы (С) 107
5.2.11 Формирование чистой прибыли предприятия 108
5.3 ВЫВОДЫ 108
6 ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ 109
6.1 ВВЕДЕНИЕ 109
6.2 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ ВЛИЯНИЯ СРЕДЫ НА ОПЕРАТОРА ПК 109
6.3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА ОПЕРАТОРА ПК 110
6.3.1 Общие положения 110
6.3.2 Обеспечение параметров микроклимата 111
6.3.3 Выбор рабочей позы 112
6.3.4 Обеспечение освещения рабочего места 114
6.3.5 Оптимальное размещение оборудования 115
6.3.6 Проектирование основных элементов рабочего места 115
6.3.7 Обеспечение электробезопасности 118
6.3.8 Обеспечение допустимых эргономических характеристики дисплеев 119
6.3.9 Обеспечение пожаробезопасности 120
6.4 РАСЧЕТ УРОВНЯ ШУМА 120
6.4.1 Расчет допустимого значения уровня шума 120
6.4.2 Расчет суммарного уровня шума нескольких источников шума в корпусе ПК 121
6.5 УТИЛИЗАЦИЯ КАРТРИДЖЕЙ ПЕЧАТАЮЩИХ УСТРОЙСТВ 123
7 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 125
Данный дипломный проект посвящен разработке методики создания модели биомеханического объекта на примере экзокостюма. Базовыми при разработке моделей являются системы автоматизированного проектирования MSC ADAMS, LifeModeler, Unigraphics NX. Основными задачами дипломного проекта являлись: изучение технологий проектирования в сфере биомеханики человека, изучение технологий проектирования механических объектов, анализ программных средств, используемых для реализации этих технологий, изучение способов сбора исходной информации и требуемых форматов исходных данных и форматов для межсистемной передачи данных, разработка методики проектирования биомеханического объекта, апробация разработанной методики на практике.
В исследовательской части рассмотрены основные положения о моделировании биологических объектов, различные методы получения исходных данных, проведен обзор основных программных средств, представленных на рынке, для работы в этой области, произведен выбор оптимального набора систем. Также произведено кинематическое описание движений, биопараметрических и механических систем, динамических расчетных схем и моделей органов и структур человеческого организма.
Конструкторская часть дипломного проекта посвящена разработке базовых концепций, методик и технологий создания биомеханических объектов, а так же рассмотрению межпрограммных средств для реализации данных технологий.
В технологической части рассмотрены основные форматы данных, используемые для передачи данных о проектируемом объекте между выбранными системами, а также рассмотрены принципы электронного документооборота, используемого при выполнении дипломной работы, на основе системы ProjectWise.
В организационно-экономической части выполнен расчет трудоемкости выполнения НИОКР, построен план-график работ, рассчитаны затраты на выполнение НИОКР, сделана оценка экономической эффективности выполняемого НИОКР.
В части по промышленной экологии и безопасности мной проведен анализ основных факторов воздействия среды на оператора ПК, определена организация рабочего места, выполнен расчет уровня шума в помещении, в котором велась разработка проекта.
1.2 Предметная область
В современном динамически развивающемся мире исследования в области биомеханики представляют существенный интерес для разных областей знаний: физиологии труда и спорта, военной и клинической медицины и техники, в том числе неврологии, ортопедии, травматологии, протезирования. Так, изучение биомеханики физических упражнений и спортивных движений способствует раскрытию основ мастерства и разработке научно обоснованной системы тренировки. Изучение рабочих движений человека даёт возможность оценить экономичность того или иного варианта движений и совершенствовать их структуру. Изучение прочности костей, суставов, связок, упруговязких свойств мышц и других тканей важно для травматологии и ортопедии, для понимания механизмов действия повреждающих факторов и предупреждения травм.
В последнее время развиваются:
- инженерная биомеханика;
- медицинская биомеханика (профилактика травматизма и протезирование)
- эргономическая биомеханика.
Задачи моделирования в биомеханике являются трудоемкими и требуют больших вычислительных затрат. В настоящее время существует ряд специализированных систем проектирования, используемых для различных направлений. Зачастую, необходимо прибегать к помощи технических САПР при создании биомеханических объектов.
На данный момент существует множество высокопроизводительных систем, использование которых уже необходимо при решении проблем в области биомеханики. Это позволяет экономить время и повышает точность получаемых при исследованиях результатов.
1.3 Цели разработки:
Основными целями разработки методики являются:
• создание модели биомеханического объекта;
• оценка возможностей систем MSC ADAMS, LifeModeler, Unigraphics NX;
• решение проблем системной интеграции;
• анализ перспективности ведения подобных разработок.
1.4 Основные задачи дипломного проекта
Основные задачи дипломного проекта можно сформулировать следующим образом:
• изучение технологий проектирования в сфере биомеханического моделирования;
• анализ программных средств реализации выбранной технологии, выбор оптимальных систем по ряду признаков;
• изучение способов получения исходных данных о исследуемом объекте;
• рассмотрение возможностей взаимной интеграции выбранных систем;
• разработка комплексной методики межсистемного проектирования биомеханического объекта;
■ рассмотрение методик создания механического объекта и экспорт данных о нем;
■ изучение способов импорта механического объекта в среду LifeModeler;
• разработка комплексной методики получения модели биомеханического объекта в среде LifeModeler;
• апробация разработанной методики на практике.
1.5 Аналогичные разработки
Одним из главных направлений биомеханики является разработка экзоскелетов. Цель — создание устройства, в разы увеличивающего силу того, кто его использует или же позволяющего реабилитировать органы, утратившие подвижность.
Существует ряд примеров экзоскелетов, разработанных по заказу армии США, например ExoHiker компании Berkeley Bionics, который позволяет переносить большие грузы на длинных дистанциях. По заявлениям разработчиков, конструкция удачно спроектирована, заряда аккумуляторов хватит на 50 км со скоростью около 5 км/ч. Другая разработка этой фирмы - HULC (The Human Universal Load Carrier) помимо аналогичных выдающихся параметров сконструирована так, что ее можно легко сложить/разложить, быстро одеть и при этом переносить за спиной в сложенном состоянии.
Другой областью применения экзоскелетов является помощь обслуживающему медицинскому персоналу, травмированным людям и людям с инвалидностью, пожилым людям, которые в силу своего возраста имеют проблемы с опорно-двигательным аппаратом (Atlas, Hybrid Assistive Limb, Honda Walking Assist Device).
Отдельные модели экзоскелетов разрабатываются для работы в тяжелых условиях, связанных с большими физическими нагрузками, например, при погрузке грузов в ограниченном пространстве или при проведении спасательных работ при разборе завалов.
В исследовательской части рассмотрены основные положения о моделировании биологических объектов, различные методы получения исходных данных, проведен обзор основных программных средств, представленных на рынке, для работы в этой области, произведен выбор оптимального набора систем. Также произведено кинематическое описание движений, биопараметрических и механических систем, динамических расчетных схем и моделей органов и структур человеческого организма.
Конструкторская часть дипломного проекта посвящена разработке базовых концепций, методик и технологий создания биомеханических объектов, а так же рассмотрению межпрограммных средств для реализации данных технологий.
В технологической части рассмотрены основные форматы данных, используемые для передачи данных о проектируемом объекте между выбранными системами, а также рассмотрены принципы электронного документооборота, используемого при выполнении дипломной работы, на основе системы ProjectWise.
В организационно-экономической части выполнен расчет трудоемкости выполнения НИОКР, построен план-график работ, рассчитаны затраты на выполнение НИОКР, сделана оценка экономической эффективности выполняемого НИОКР.
В части по промышленной экологии и безопасности мной проведен анализ основных факторов воздействия среды на оператора ПК, определена организация рабочего места, выполнен расчет уровня шума в помещении, в котором велась разработка проекта.
1.2 Предметная область
В современном динамически развивающемся мире исследования в области биомеханики представляют существенный интерес для разных областей знаний: физиологии труда и спорта, военной и клинической медицины и техники, в том числе неврологии, ортопедии, травматологии, протезирования. Так, изучение биомеханики физических упражнений и спортивных движений способствует раскрытию основ мастерства и разработке научно обоснованной системы тренировки. Изучение рабочих движений человека даёт возможность оценить экономичность того или иного варианта движений и совершенствовать их структуру. Изучение прочности костей, суставов, связок, упруговязких свойств мышц и других тканей важно для травматологии и ортопедии, для понимания механизмов действия повреждающих факторов и предупреждения травм.
В последнее время развиваются:
- инженерная биомеханика;
- медицинская биомеханика (профилактика травматизма и протезирование)
- эргономическая биомеханика.
Задачи моделирования в биомеханике являются трудоемкими и требуют больших вычислительных затрат. В настоящее время существует ряд специализированных систем проектирования, используемых для различных направлений. Зачастую, необходимо прибегать к помощи технических САПР при создании биомеханических объектов.
На данный момент существует множество высокопроизводительных систем, использование которых уже необходимо при решении проблем в области биомеханики. Это позволяет экономить время и повышает точность получаемых при исследованиях результатов.
1.3 Цели разработки:
Основными целями разработки методики являются:
• создание модели биомеханического объекта;
• оценка возможностей систем MSC ADAMS, LifeModeler, Unigraphics NX;
• решение проблем системной интеграции;
• анализ перспективности ведения подобных разработок.
1.4 Основные задачи дипломного проекта
Основные задачи дипломного проекта можно сформулировать следующим образом:
• изучение технологий проектирования в сфере биомеханического моделирования;
• анализ программных средств реализации выбранной технологии, выбор оптимальных систем по ряду признаков;
• изучение способов получения исходных данных о исследуемом объекте;
• рассмотрение возможностей взаимной интеграции выбранных систем;
• разработка комплексной методики межсистемного проектирования биомеханического объекта;
■ рассмотрение методик создания механического объекта и экспорт данных о нем;
■ изучение способов импорта механического объекта в среду LifeModeler;
• разработка комплексной методики получения модели биомеханического объекта в среде LifeModeler;
• апробация разработанной методики на практике.
1.5 Аналогичные разработки
Одним из главных направлений биомеханики является разработка экзоскелетов. Цель — создание устройства, в разы увеличивающего силу того, кто его использует или же позволяющего реабилитировать органы, утратившие подвижность.
Существует ряд примеров экзоскелетов, разработанных по заказу армии США, например ExoHiker компании Berkeley Bionics, который позволяет переносить большие грузы на длинных дистанциях. По заявлениям разработчиков, конструкция удачно спроектирована, заряда аккумуляторов хватит на 50 км со скоростью около 5 км/ч. Другая разработка этой фирмы - HULC (The Human Universal Load Carrier) помимо аналогичных выдающихся параметров сконструирована так, что ее можно легко сложить/разложить, быстро одеть и при этом переносить за спиной в сложенном состоянии.
Другой областью применения экзоскелетов является помощь обслуживающему медицинскому персоналу, травмированным людям и людям с инвалидностью, пожилым людям, которые в силу своего возраста имеют проблемы с опорно-двигательным аппаратом (Atlas, Hybrid Assistive Limb, Honda Walking Assist Device).
Отдельные модели экзоскелетов разрабатываются для работы в тяжелых условиях, связанных с большими физическими нагрузками, например, при погрузке грузов в ограниченном пространстве или при проведении спасательных работ при разборе завалов.