Экзоскелет для грузчиков: виды, как работает и нормы подъёма груза

Экзоскелет для грузчиков — разновидность промышленного экзоскелета, которую подбирают для штучных грузов: коробов, мешков, посылок. Их поднимают, переносят, выгружают. ГОСТ Р 12.4.306-2023 определяет промышленный экзоскелет как носимое на человеке средство индивидуальной защиты опорно-двигательного аппарата, которое компенсирует или перераспределяет нагрузку. Стандарт действует с 1 ноября 2023 года.

Отдельного вида «для грузчиков» стандарт не выделяет. Модель описывают по защищаемой области тела и по источнику энергии: активная, полуактивная или пассивная. В работе с тяжестями «Норникель» называет самыми травмоопасными три момента: груз отрывают от поверхности, долго держат в статичной позе и несут с наклонами и поворотами корпуса. Из этих движений и состоят разгрузка кузова и сборка паллеты, поэтому модели для логистики, например Paexo Back и Apogee ULTRA, разгружают поясницу.

По оценке «Норникеля», тяжёлым физическим трудом в России заняты более 5 млн человек, и автоматизировать его удаётся не всегда. Массовое производство промышленных экзоскелетов в стране началось в 2021 году.

Ottobock прямо называет погрузку и выгрузку грузовиков с посылками работой, которая нагружает спину. Свой Paexo Back компания разрабатывала вместе с логистами и работниками складов и сортировочных центров. German Bionic относит погрузку и разгрузку грузовиков к задачам, где активный Apogee ULTRA облегчает работу с тяжёлыми и неудобными грузами.

Экзоскелет для работы грузчика подбирают по операции, а не по профессии. Когда груз несут, поясница работает иначе, чем при подъёме, и поддержка нужна другая. В таблице собраны типовые операции и модели, о которых есть данные.

По способу использования энергии ГОСТ делит экзоскелеты на три вида. Активный тратит внешнюю энергию на основную функцию, полуактивный только на сервисные, то есть на настройку, регулировку и контроль, а пассивный обходится без неё. На предприятиях «Норникеля» работают пассивные и активно-пассивные модели.

Пассивный поясничный экзоскелет устроен как рюкзак с опорой на бёдра. У Paexo Back нагрузка опирается на плечи и через каркас уходит на бёдра, а накопитель энергии запасает её при наклоне и отдаёт при подъёме. Поясницу он, по оценке Ottobock, разгружает до 25 кг. Механический блок на уровне таза отличает наклон от ходьбы и на ходу отключает поддержку, а усилие плавно регулируют ручкой под операцию. Весит модель около 4 кг, надевают её за 20 секунд.

Пассивные X-Rise, которые используют на предприятиях «Норникеля», перенаправляют нагрузку на мышцы ног и весят 2–3 кг. Для X-Soft есть женская модель с учётом анатомии. Чем различаются такие модели, разобрано в статье про пассивный экзоскелет для грузчика.

Активный экзоскелет использует внешний источник энергии для основной функции. По заявлению German Bionic, серийный Apogee ULTRA поддерживает человека при подъёме до 36 кг, помогает при ходьбе и при работе в наклоне. По словам производителя, 10 км ходьбы в нём ощущаются как 8, а поддержка подстраивается под человека с помощью машинного обучения.

За силу платят массой и сложностью. Ottobock, сравнивая свой пассивный Paexo Back с приводными моделями, называет их заметно тяжелее и сложнее в использовании.

Для тяжёлых грузов есть третья схема: лебёдка на каркасе. ExoHeaver Active Electric «Норникель» разрабатывал с 2019 года вместе с НТЦ «Рокад» и курской компанией «ЭкзоМед». Работник выпускает тросы, приседает, закрепляет груз и встаёт, а лебёдка с электроприводом от аккумулятора поднимает груз не выше груди.

Датчик не даёт лебёдке работать с грузом тяжелее 60 кг, иначе груз может перевесить человека. По данным компании, такой активно-пассивный экзоскелет принимает на себя до 90 % нагрузки, но сам весит 22 кг.

Обзор 2021 года собрал 13 исследований активных и 20 пассивных поясничных экзоскелетов. Их испытывали на подъёме и наклонах, в основном в лаборатории и на здоровых молодых мужчинах. Активность мышц спины, момент в сегменте L5/S1 и сжатие позвоночника в целом снижались, выносливость при подъёме росла, а в задачах, где нужна ловкость, производительность падала. Довольны пользователи были, по оценке авторов, умеренно.

В опыте 2026 года 26 здоровых взрослых повторяли стандартный подъём без экзоскелета, в жёсткой и в мягкой пассивной модели. Расход энергии снизился на 13,9 и 9,4 %, ощущаемая тяжесть работы на 14,4 и 9,5 %, а значимых изменений в мышцах туловища и живота не нашли. Комфорт к концу задания падал у обеих моделей.

Переноска нагружает спину иначе, чем подъём. В опыте на девяти испытуемых активный экзоскелет с постоянным моментом снижал общую активность поясничных мышц до 12 %, но сковывал ноги: подвижность бедра и колена падала примерно на 10 %. Поэтому для переноски полезна модель, которая распознаёт задачу и переключает режим.

Полевых данных меньше: обзор 2021 года прямо пишет, что исследований с промышленными рабочими в реальных условиях не хватает. В одном из таких исследований мягкий поясничный экзокостюм испытывали в автомобильной логистике до 18 месяцев, а потом опросили 24 работника. Пользоваться им продолжали 11 человек. На решение влияли удобство, совместимость с работой и комфорт, в том числе жара в костюме.

Производители приводят и свои цифры. German Bionic сообщает, что у компаний, которые используют её экзоскелеты, больничных стало на 31 % меньше. Это данные самого производителя, а не независимого исследования.

Тяжесть труда грузчика оценивают по руководству Р 2.2.2006-05. Его таблица 17 считает массу одного груза, суммарную массу за час, наклоны корпуса и другие показатели, причём массу груза и наклоны берут по максимальным значениям. Экзоскелет ни один из этих показателей не уменьшает: короб весит столько же, наклонов столько же.

Итоговый класс ставят по самому неблагоприятному показателю. Если вредных показателей классов 3.1 и 3.2 два и больше, оценку поднимают ещё на степень. Пределы допустимого класса для мужчин и женщин собраны в таблице.

Единые типовые нормы выдачи СИЗ (приказ Минтруда № 767н) относят промышленные экзоскелеты к группе 9 «Опасность физических перегрузок». Их выдают дополнительно к обязательным СИЗ по результатам оценки профессиональных рисков, если работник поднимает и перемещает предметы с чрезмерным усилием, держит статическую нагрузку или работает в неудобной позе, в том числе с наклонами корпуса больше 30°. Норму выдачи на год берут из документов изготовителя.

С документами есть трудность. На сентябрь 2026 года экзоскелеты не подлежат обязательному подтверждению соответствия: их нет в ТР ТС 019/2011, в том числе после изменений № 2. Работодатель же обязан выдавать СИЗ с подтверждённым соответствием, и Ассоциация «СИЗ» называет такое положение правовым вакуумом.

Полевые испытания подсказывают, как вводить экзоскелеты в бригаде: обучать каждого работника отдельно, не заставлять носить и давать коллегам показать, как они уже работают в экзоскелете. Привыкают люди за разное время и пользуются экзоскелетом по-разному, поэтому жёсткий срок пилота мешает.

«Норникель» объясняет выбор экзоскелетов условиями шахт: извилистые выработки, узкие проходы, спуски и подъёмы, где гибкость человека ничто не заменит. На ровном складе с потоком однотипных коробов расчёт другой. Если бригада не укладывается в норму по массе или наклонам, экзоскелет этого не исправит: груз весит столько же.

Тогда перестраивают сам участок. Короба подают на рабочую высоту конвейером или подъёмным столом, укладку на поддоны отдают паллетайзеру, разгрузку кузова — роботу для разгрузки фур и контейнеров. Как такие машины работают вместе, описано в обзоре про роботизированный склад. Окупится ли замена ручной операции, можно прикинуть в калькуляторе окупаемости роботизации.

АзатРоботикс экзоскелеты не продаёт: это справочная страница. У поставщика стоит запросить руководство по эксплуатации и проверить маркировку: общие требования к ним задаёт ГОСТ Р 12.4.306-2023.

• Груз весит столько же. Нормы тяжести труда считают массу груза, суммарную массу за час и наклоны корпуса. Экзоскелет их не меняет, поэтому поток выше нормы он не оправдывает.
• Лаборатория — не склад. Большинство исследований поясничных моделей шло в лаборатории на здоровых молодых мужчинах, а длительных полевых данных не хватает. Поддержка в 25 и 36 кг — данные производителей.
• Переноска и ловкость. Активная модель при переноске сковывала бедро и колено примерно на 10 %, а в задачах, где нужна ловкость, производительность падала.
• Побочные эффекты и комфорт. У части испытуемых росла активность мышц живота и ног, комфорт к концу работы снижался, в экзокостюме бывает жарко.
• Носят не все. Из 24 работников логистики после полевых испытаний экзокостюмом продолжали пользоваться 11.
• Тяжёлая модель тяжела сама. ExoHeaver Active Electric весит 22 кг, а его лебёдка не работает с грузом тяжелее 60 кг.
• Документы. Обязательного подтверждения соответствия для экзоскелетов нет, и Ассоциация «СИЗ» называет их статус правовым вакуумом.