2016年互联网+智能服务机器人分析报告 - 图文

2016年智能服务机器人产业链 深度分析报告 1 1

目录

康复机器人行业近况：品系丰富，应用领域日益宽广...................................................... 4 全球康复机器人市场高速增长，发达国家进入外骨骼机器人时代 ............................... 8 未来五年呈高速增长态势，发达国家与发展中国家差距明显 .................................... 8 四大因素致使康复机器人市场全球发展不均衡 .............................................................. 8 饮食种族引发的中风高发病率 ........................................................................................ 9 巨额研发投入是市场增长的重要推动力 ...................................................................... 9 医疗保健支出与康复机器人市场规模是线性相关的 ................................................ 9 康复机器人行业发展与政府的引导与扶持密不可分 ............................................... 10 国外康复机器人行业迎来可外骨骼时代，市场爆发点在于个人用户 .......................... 10 ReWalk Robotics：民用外骨骼机器人龙头，个人版放量可期 ...................................... 11 Cyberdyne：意念控制，超级炫酷 ........................................................................................ 13 Ekso Bionics：军事、民用、救援、医疗等领域“多栖”发展 .................................... 14 Hocoma：与高校合作紧密，Lokomat垄断我国高端市场 ............................................... 15 WOODWAY：产品系列丰富，扎根我国中端市场 .......................................................... 16 国内康复机器人行业尚处于幼稚期，百亿市场亟待开发 ................................................ 16 我国处于机构普及阶段，牵引式/悬挂式康复机器人大有可为 .................................. 16 我国康复机器人的行业属性：市场刚需，先发壁垒高，对资金链要求高 ............. 17 潜在市场空间已达百亿，人口老龄化刺激市场进一步扩大 ........................................ 18 因素一：居民需求日益增长+现有水平严重滞后，机器人革命呼之欲出 ........... 19 因素二：我国自主研发的康复机器人暂露头角，国内厂商开始发力 .................. 20 因素三：利好政策催化，国产康复机器人迎发展新机遇 ........................................ 21 未来康复机构特别是民营性质大量兴建，为国产化创造了巨大的发展契机 .......... 23 民营成为采购主力，高性价比+合作方式灵活的国产康复机器人将大受青睐 .... 24

我国康复机构现状 ............................................................................................................... 23

相关公司 ..........................................................................................................................................

科远股份 ......................................................................................................................................

美的集团 ......................................................................................................................................

迪马股份 ......................................................................................................................................

机器人 ..........................................................................................................................................

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图表目录

图 1：牵引式/悬挂式康复机器人 ..................................................................................... 5 图 2：外骨骼康复机器人、辅助起立康复机器人、多体位康复机器人 ................ 5 图 3：全球康复机器人市场规模五年预测 ..................................................................... 8 图 4：分地区康复机器人市场规模预测 ......................................................................... 8 图 5：康复机器人厂商保持巨额的研发投入 .................................................................9 图 6：北美地区医疗保健支出与康复机器人市场规模相关性分析 ........................ 10 图 7：国外市场已经进入外骨骼机器人时代 .................................................................10 图 8： ReWalk外骨骼机器人产品 ...................................................................................12 图 9： ReWalk公司 2016年营收预计大幅上涨 .........................................................12 图 10： ReWalk公司历年净利润 .....................................................................................12 图 11： ReWalk的研发费用与销售费用持续保持极高水平 .....................................13 图 12： ReWalk培训中心及经销商网络覆盖北美、西欧 ..........................................13 图 13： Cyberdyne外骨骼机器人 .....................................................................................13 图 14： Cyberdyne公司 2015开始营收大幅上涨 .......................................................14 图 15： Cyberdyne研发费用一直处于高位 ...................................................................14 图 16： EKSO外骨骼机器人产品 ................................................................................... 14 图 17： Ekso公司营收保持高增长 ................................................................................ 15 图 18： Ekso公司净利润 .................................................................................................. 15 图 19： Hocoma康复机器人产品 .................................................................................... 15 图 20： WOODWAY康复机器人产品 ............................................................................. 16 图 21：国内康复机器人市场尚处于机构普及阶段 ..................................................... 17 图 22：诱发中风类疾病患病率呈增长态势....................................................................18 图 23：我国已经迈入老龄化进程 .................................................................................... 18 图 24：我国居民可支配收入及医疗保健支持续增长 ..................................................19 图 25：医学专业招生人数增速缓慢甚至出现负增长 ................................................. 20 图 26：康复医师稀缺且占比近十年零增长................................................................... 20 图 27：国内康复机器人专利申请呈上升趋势 .............................................................. 20 图 28：国产康复机器人...................................................................................................... 21 图 29：近年来康复科室建设保持高增长但仍远不能满足需求................................ 24 图 30：现有康复医院数量不足，民营资本优势显现 ................................................. 24 图 31：科远 2011-2015营收、净利润及各自增速 ................................................... 25 图 32：科远 2015年各业务收入占比 .......................................................................... 25 图 33：美的股份 2011-2015年营收、净利润及各自增速 ....................................... 26 图 34：美的股份各业务收入占比 ..................................................................................... 26 图 35：迪马股份 2011-2015年营收、净利润及各自增速 ....................................... 26 图 36：迪马股份各业务收入占比 ..................................................................................... 26 图 37：机器人 2011-2015年营收、净利润及各自增速 ........................................... 27 图 38：机器人各业务收入占比 ......................................................................................... 27 表格 1：康复机器人分类 .................................................................................................... 6 表格 2：康复机器人运动控制策略 .................................................................................. 7 表格 3：发达国家与发展中国家康复机器人行业影响因素比较 .............................. 8 表格 4：发达国家政府对于康复机器人行业的支持 ................................................... 10 表格 5： LokoHelp与 Lokomat对照表 ........................................................................... 18 表格 6：政府推进康复机器人产业相关政策 ................................................................. 22

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康复机器人行业近况：品系丰富，应用领域日益宽广

康复机器人属于医疗机器人领域的分支，是机器人技术与医工技术结合的产物。中枢神经系 统具有高度的可塑性是近 30 多年在神经康复领域的最主要的成果之一，这也是康复医学和 机器人技术结合的最重要的医学依据。其总的目标是替代/辅助康复治疗师，对行动障碍进 行治疗（如由中风、创伤性脑损伤及其它损伤引起的行动障碍），简化传统康复治疗“一对 一”的繁重的治疗过程。

从 Handy1开始至今已有近 30年的发展历史。最早实现商业化的康复机器人是由英国 Mike Topping公司 1987年研制的 Handy1。早期研发的康复机器人均以单自由度为主，代表性的 产品有美国的 NUSTEP康复器、德国的 THERA-Vital 智能康复训练器、以色列的 APT系 列智能康复训练器、意大利的 Fisiotek下肢被动运动训练器。上述设备运动模式单一，而 价格也便宜，所以被医疗单位广泛应用。

目前国外的康复机构配备的主要是功能更多、自动化程度较高的、多自由度的牵引式 /悬挂 式康复机器人。牵引式/悬挂式康复机器人的分类尚未有通用的标准。按照针对的肢体部分 不同，主要可分为牵引式上肢康复机器人、牵引式下肢康复机器人和悬挂式下肢康复机器人。 ??牵引式上肢康复机器人系统：是一种以普通连杆机构或串联机器人机构为主体机构，使

机器人末端与患者手臂连接，通过机器人运动带动患者上肢运动来达到康复训练目的的

机械系统。机器人系统与患者相对独立，仅通过患者手部与机器人末端相连．其结构 简单、易于控制，系统可靠性高，但自由度低导致引入不需要的康复运动，或需要的 ??

康复运动无法完全实现。代表性产品有瑞士的 Armeo，意大利的 TechnoBody。 牵引式下肢康复机器人：牵引式下肢机器人又称为坐卧式康复机器人，多用于适用于运 动功能完全丧失的瘫痪患者和中风患者的康复训练前期。其优势在于在运动训练过程 中, 患者处于坐立、斜躺或平躺的姿态，无需下肢为身体提供支撑。但是对于已经能够 部分自主控制下肢肌肉收缩的患者而言, 坐卧的身体姿势不利于患肢步行功能的恢复。 牵引式下肢康复机器人有两种，一种是末端牵引式康复机器人，属于下肢康复机器人 中的低端设备：采用一对脚踏板与患者的双足相接触，除此之外机构和患者之间再无其 他的相互作用点。这类机器人成本较低，易于操作使用，但只能实现相对简单的训练策 略和末端运动轨迹，多用于缓解瘫痪带来的关节僵硬、肌肉萎缩等并发症，康复效果 非常有限。另一种是多关节牵引式下肢康复机器人，属于下肢康复机器人中的中高端 设备：它由两条机械腿组成，其结构类似于人体下肢，各个关节也与下肢的某些运动自 由度一一对应。在训练过程中，下肢沿着机械腿并列进行安放固定，除了脚踏板与双足 相接触外，在腿部也可能存在多处肢体与机构之间的交互点。此类下肢康复机器人既可 以方便地实现单关节的运动，也能够完成多关节协调的训练，运动轨迹在工作空间内 自由可编程，并具备多种主被动康复训练策略。代表性产品有土耳其耶尔德兹技术大学 设计 Physiotherabot，瑞士公司 Swortec的 MotionMaker。

??悬挂式下肢康复机器人：悬挂式下肢机器人又称为直立式康复机器人，不适用于下肢运

动功能完全丧失的病人，多用患者中后期康复。患者在使用直立式下肢康复机器人进行

康复运动时采用站立的姿态。相对于坐卧式训练，这更加贴近于日常生活中下肢的活动 方式，有利于激发患者自主地为身体提供支撑，对于恢复患肢的步行功能有很大的帮助。 步态训练对于下肢运动功能障碍是非常重要且有效的康复运动手段，传统康复方法使 用悬吊机构和挽具支撑患者的部分体重，将其直立于跑步机上，理疗师手动操控患者的 下肢配合跑步机的运动节奏完成步行训练。该过程费时费力，相较而言悬吊减重式步态 训练机器人可以大幅降低理疗师的人员需求和体力消耗，同时能确保与传统手段相当的 康复效果。所谓悬吊减重，就是通过穿戴于患者腰胸部的挽具, 以及连接挽具和头顶上

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方支架的绳索，以提拉躯干的方式实现体重支撑，保持患者的直立姿态。至于步态训练， 则主要由特定的介质与患者的双足相互作用，完成下肢的交替运动。作用介质主要分为 三种，分别是脚踏板、跑步机和地面。但患者躯干被束缚悬挂，舒适性差，对后期康复 患者的适应性差，且价格昂贵，售价几百万元。代表性的产品有瑞士的 Lokomat ，德 国的LokoHelp ，美国的Robomedica。 ??

图1：牵引式/悬挂式康复机器人

资料来源：公司官网，华泰证券研究所

近年来一种可穿戴外骨骼康复机器人异军崛起。可穿戴外骨骼式康复机器人基于仿生原理进 行设计，结合人体工程学，能舒适穿戴于患肢．患肢，每个自由度在机器人上都对应一个单 独驱动装置。因此，可以确保其运动与人体自由度运动同轴．可以实现更自然有效的康复训 练，但目前多用于后期康复训练和残疾人辅助。代表性的有以色列公司 ReWalk Robotics 新西兰 Rex Bionics 公司的 REX。

公司的 ReWalk系列，日本 Cyberdyne公司的 HAL、美国 Berkeley Bionics公司的 eLEGS、

图2 ：外骨骼康复机器人、辅助起立康复机器人、多体位康复机器人

资料来源：公司官网，华泰证券研究所

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表格1 ：康复机器人分类 大类

子类 机器人

次类 末端牵引式 康复机器人

定义及代表性产品

末端式机器人通常采用一对脚踏板与患者的双足相接触，除此之外机构和患者 之间再无其他的相互作用点，属于下肢康复机器人中的低端设备。电动踏车是 目前最常使用的一种末端式下肢康复机器人，有很多家公司都生产了相类似的 踏车设备，如北京宝达华的 PT-2-AXG型自动康复机、美国 Restorative Therapies的 RT300 Leg和德国 RECK-Technik GmbH & Co. KG的 MOTOmed等。后两种设备不仅可以完成踏车训练，而且还集成了功能性电 刺激，实现了运动与 FES相结合的康复策略。

多关节牵引式 康复机器人

外骨骼式下肢康复机器人的执行机构一般由两条机械腿组成，其结构类似于人 体下肢，各个关节也与下肢的某些运动自由度一一对应。在训练过程中，下肢 沿着机械腿并列进行安放固定，除了脚踏板与双足相接触外，在腿部也可能存 在多处肢体与机构之间的交互点。外骨骼式下肢康复机器人既可以方便地实现 单关节的运动，也能够完成多关节协调的训练，运动轨迹在工作空间内自由可 编程，并具备多种主被动康复训练策略。代表性产品有土耳其耶尔德兹技术大 学设计的 Physiotherabot，瑞士公司 Swortec的 MotionMaker。

直立式康 复机器人

悬挂式 康复机器人

悬吊减重式步态训练机器人可以大幅降低理疗师的人员需求和体力消耗，同时 确保与传统手段相当的康复效果。所谓悬吊减重，就是通过穿戴于患者腰胸部 的挽具，以及连接挽具和头顶上方支架的绳索，以提拉躯干的方式实现体重支 撑，保持患者的直立姿态。至于步态训练，则主要由特定的介质与患者的双足 相互作用，完成下肢的交替运动。作用介质主要分为三种，分别是脚踏板、跑 步机和地面。代表性产品有 Hocoma公司的 Lokomat，Woodway公司的 LokoHelp。

可穿戴外骨骼 康复机器人

在所有的下肢康复设备中，可穿戴外骨骼康复机器人最为灵活、先进。它通 过帮助患者完成日常生活活动来实现下肢的康复训练，例如直立行走、上下楼 梯和上下坡等。这样既可以方便患者的日常生活，又能达到康复训练的目的。 这类机器人具备与人腿结构相类似的机械矫形器，穿戴于患者下肢，同时完成 体重支撑和康复训练，有时需要使用手杖来保持活动过程中患者的平衡。代表 性产品有 ReWalk公司、Ekso公司、Cyberdyne公司的外骨骼机器人。

辅助起立 康复机器人

如其名称所示，辅助起立式下肢康复机器人主要是在患者起立或坐下的运动过 程中提供支撑并保持平衡，训练下肢由坐到站或者由站到坐的运动功能。然而， 单纯的起立训练对于下肢运动功能康复的意义并不大，因此关于该类设备的开 发研究比较少。比较常见的情况是，辅助起立式机器人同时具备带驱动的可移 动机械平台，在患者完成起立运动后，可以实现简单的地面行走训练。代表性 产品有法国的巴黎第六大学 MONIMAD。

多体位 康复机器人

多体位式下肢康复机器人可以为患者提供不同体位的运动训练，典型的以融合 了坐卧式和直立式特点的机器人设备为例。在训练过程中，根据具体的需要， 患者既可以采用坐姿、斜躺或平躺的姿态，也可以处于站立的状态。因此，该 类设备的适用范围广泛，即能为下肢力量薄弱的患者和前期康复提供训练，又 能辅助中后期康复训练。代表性产品有上海璟和技创的 Flexbot

上肢康复机器人 牵引式上肢

康复机器人

是一种以普通连杆机构或串联机器人机构为主体机构，使机器人末端与患者手 臂连接，通过机器人运动带动患者上肢运动来达到康复训练目的的机械系统。 机器人系统与患者相对独立，仅通过患者手部与机器人末端相连。其结构简单、 易于控制，系统可靠性高，但自由度低导致引入不需要的康复运动，或需要的 康复运动无法完全实现。代表性产品有瑞士的 Armeo，意大利的 TechnoBody。

资料来源：华泰证券研究所

下肢康复机器人 坐卧式康复

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