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机械外骨骼（Powered exoskeleton），又称动力外骨骼、强化服、动力装甲，是一种通过机械框架增强人体运动能力的可穿戴机器人装置。外骨骼一词源于生物学中昆虫和壳类动物的坚硬外壳。外骨骼机器人是一种穿戴式的可移动机械装置，通过电机、传感器、控制系统等技术协作，增强或恢复人体的运动能力。
其常见别称包括强化服、动力服（Power Suit）、动力装甲（Power aror或Powered aror）、Exofra、Hardsuit或Exosuit等。
机械外骨骼的概念最早可追溯至19世纪末，1890年俄罗斯工程师尼古拉斯·亚根（Nichos Yagn）提出了外骨骼概念并申请了专利。1917年，美国发明家莱斯利·C·凯利（Leslie C. Kelley）设计了一款名为“Pedootor”的蒸汽驱动跑步辅助装置。
20世纪60年代，外骨骼研究进入早期探索阶段，军事应用成为主要驱动力。1960年（另有记载称1965年），美国通用电气公司（General Electric）研制出名为“Hardian”的动力外骨骼原型机，其重量高达680公斤，旨在增强人体力量 。同期，美国康奈尔航空实验室（ell Aeronautical Labs）也启动了名为“Man-Aplifier”的外骨骼机器人研究项目。
21世纪初，外骨骼技术迎来关键突破。2000年，美国国防高级研究计划局（DARPA）启动了“增强人体体能外骨骼（EHPA）”计划，旨在开发可大幅提升士兵负重与机动能力的装备。同年，在DARPA资助下，加州大学伯克利分校成功研制出“伯克利下肢外骨骼系统（BLEEX）”。
21世纪前十年，一系列代表性产品涌现，推动了外骨骼的商业化开端。2004年，日本筑波大学教授山海嘉之成立了Cyberdyne公司，并推出了混合辅助肢体“HAL”外骨骼系统。2005年，美国Sars公司研制的“XOS”外骨骼在DARPA项目中脱颖而出。2009年，洛克希德·马丁公司正式发布了“人类通用负载运输装置（HULC）”系统。
外骨骼技术加速向民用消费市场渗透。2024年巴黎夏季奥运会和残奥会的火炬传递中，首次出现了自平衡个人外骨骼的身影，法国残奥会选手凯文·皮耶特穿着Wandercraft公司的“Atante X”外骨骼完成了传递。2025年前后，华夏消费级外骨骼市场兴起，极壳科技（Hypershell）、傲鲨智能、程天科技等公司推出了面向户外运动和日常助力的产品……
机械外骨骼可根据多种标准进行分类。根据穿戴部位，可分为上肢外骨骼、下肢外骨骼和全身外骨骼；根据是否有外部能源，可分为动力外骨骼和被动式（无源）外骨骼；根据驱动方式，可分为液压驱动、气动驱动、电机驱动和混合驱动外骨骼；根据结构，可分为刚性外骨骼和柔性外骨骼；根据功能，主要可分为增强型外骨骼和康复型外骨骼。
按穿戴部位分类：上肢外骨骼主要针对手臂、肩部等上肢部位设计，辅助或增强上肢运动功能，适用于搬运、装配、康复训练等场景。下肢外骨骼聚焦腿部、腰部等下肢部位，提供行走助力、负重支撑等，广泛应用于康复、养老、登山等场景。全身外骨骼覆盖全身肢体及躯干，实现整体运动能力的辅助或增强，集成度高，适用于军事、复杂工业作业等场景。
按动力来源分类：动力外骨骼使用电池或者电缆来运行传感器和执行器，可进一步分为静态外骨骼（执行器需要始终运行）和动态外骨骼（执行器不需要始终打开，能效大幅提升）。被动式外骨骼（无源外骨骼）没有外部电源，主要类型包括重量重新分配（通过弹簧和锁定机构将重量转移到周围或地面）、能量捕获（如脚踝弹簧离合器外骨骼）、阻尼（使用弹簧或阻尼器来减震）、锁定（允许长时间蹲坐统一位置）等。
按驱动方式分类：液压驱动外骨骼结构紧凑、体积小、传动平稳、功率密度高，但加工精度要求高，维护成本也高。气动驱动外骨骼体积小、成本低、操作简便，但精度不高、噪声大，且移动范围受限。电机驱动外骨骼结构简单、精度高、便于自动化控制，但占据空间相对较大。混合驱动外骨骼结合两种及以上驱动方式的优势，如电机与液压结合，兼顾输出性能与灵活性，以满足复杂场景需求。
按结构与功能分类：从结构看，外骨骼机器人可分为刚性外骨骼和柔性外骨骼两类。从给予用户帮助的类型来看，可分为主动（有源）外骨骼和被动（无源）外骨骼。从应用功能上看，主要可分为增强型外骨骼和康复型外骨骼。增强型外骨骼主要用于提升健康人体的力量、耐力或速度，常见于军事、工业物流、户外运动等领域；康复型外骨骼则主要用于医疗领域，帮助肢体功能障碍者（如中风、脊髓损伤患者）进行康复训练或恢复日常行动能力。
外骨骼机器人作为一种可穿戴机器人装置，其核心工作原理是构建“感知-处理-驱动-反馈”闭环，实时捕捉人体运动意图，经智能处理输出机械助力，最终达成自然流畅、具有高度实时性的人机协同运动。常见的机械外骨骼主要由软件控制系统、机械支撑系统、动力系统以及传感器系统四部分组成。