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CN117798887A - 一种髋关节直驱与膝关节线驱耦合的有源负重助行外骨骼 - Google Patents

一种髋关节直驱与膝关节线驱耦合的有源负重助行外骨骼 Download PDF

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CN117798887A
CN117798887A CN202410071538.5A CN202410071538A CN117798887A CN 117798887 A CN117798887 A CN 117798887A CN 202410071538 A CN202410071538 A CN 202410071538A CN 117798887 A CN117798887 A CN 117798887A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hip joint
plate
knee joint
waist
joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202410071538.5A
Other languages
English (en)
Inventor
刘亚丽
武德浩
宋遒志
刘悦
金冬楠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
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Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Technology BIT filed Critical Beijing Institute of Technology BIT
Priority to CN202410071538.5A priority Critical patent/CN117798887A/zh
Publication of CN117798887A publication Critical patent/CN117798887A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0006Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00Joints

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

本发明公开了一种髋关节直驱与膝关节线驱耦合的有源负重助行外骨骼,该外骨骼的腰背部组件穿戴于人体背部,顶端用于挂置负重;鲍登线线盘与膝关节电机的输出轴固定连接;两个髋关节组件分别连接于腰背部组件末端的两侧,使髋关节组件与人体髋关节适配;髋关节组件包括髋关节电机和用于佩戴于人体大腿的大腿板;髋关节电机为摆动腿髋关节的屈伸运动提供助力;膝关节组件对称包括用于佩戴于人体小腿的小腿板;鲍登线连接于鲍登线线盘和小腿板之间;脚部组件连接于膝关节组件的下部。该外骨骼能够在髋关节和膝关节处可为穿戴者提供主动助力,而且可以为膝关节提供更大的拉力,将膝关节拉直可以更好的将负载重力传递到地面,帮助人体节省体力。

Description

一种髋关节直驱与膝关节线驱耦合的有源负重助行外骨骼
技术领域
本发明涉及助力外骨骼机器人技术领域,具体涉及一种髋关节直驱与膝关节线驱耦合的有源负重助行外骨骼。
背景技术
在民用领域中,有源负重助行外骨骼可以帮助消防救援人员在救援过程中承受更大的重量,同时能够主动为救援人员在行走过程中为髋关节和膝关节提供助力,以节省更多体力,更快的速度执行救援的任务,也可以提高工人的负重能力,减轻长期搬运重物对脊柱的损伤;在医疗领域中,有源负重助行外骨骼可以辅助医务人员减轻背负患者的压力,提高工作效率;在军事领域中,有源负重助行外骨骼可以帮助士兵携带更多的武器弹药,不但可以提高其作战能力与防护水平,还可以应对各种复杂环境,节省士兵的体力。
目前,外骨骼主要分为两类,一类是可提供关节助力、辅助残疾人与下肢瘫痪病人行走的关节助力外骨骼,这类外骨骼可以为运动关节提供辅助力矩,减少运动过程中肌肉的发力;另一类是提高负重能力、减轻穿戴者背负压力的负重助行外骨骼,这类外骨骼通过刚性结构将负载重力传递至地面,可以使穿戴者承受更大的重量。现有的负重助行外骨骼包括动力和无动力两种,动力外骨骼主要通过传感系统检测关节角度与足底压力信息,并采用电机驱动、液压驱动或气压驱动的方式为外骨骼的运动提供动力;无动力外骨骼不包含能源系统、驱动系统和控制系统,仅依靠自身结构将负载重力转化为穿戴者与外骨骼之间的作用力,可以减轻外骨骼的重量,提高可靠性,在外骨骼的发展中逐渐发挥着重要的作用。
虽然有源负重助行外骨骼可以通过结构将负重传递至地面,减轻人体的负担;同时可为行走过程提供助力,节省人体体力,但是由于人体的生理结构较为复杂,难以实现外骨骼与人体的良好匹配,不恰当的设计将增大人体肩部、背部、腰部、下肢的局部压力,使穿戴者长时间负重行走时产生不适感。
发明内容
本发明提供了一种髋关节直驱与膝关节线驱耦合的有源负重助行外骨骼,该外骨骼在髋关节和膝关节处可为穿戴者提供主动助力,而且采用鲍登线驱动可以为膝关节提供更大的拉力,将膝关节拉直可以更好的将负载重力传递到地面,帮助人体节省体力。
本发明采用以下具体技术方案:
一种髋关节直驱与膝关节线驱耦合的有源负重助行外骨骼,该外骨骼包括腰背部组件、两个髋关节组件、两个膝关节组件以及与所述膝关节组件一一对应的脚部组件;
所述腰背部组件用于适配地穿戴于人体背部,顶端用于挂置负重;所述腰背部组件包括下方左、右两侧的膝关节电机以及鲍登线线盘;所述鲍登线线盘与所述膝关节电机的输出轴固定连接;所述鲍登线线盘上缠绕有鲍登线;
两个所述髋关节组件分别连接于所述腰背部组件末端的两侧,使所述髋关节组件的旋转中心与人体髋关节适配;所述髋关节组件包括固定安装于所述腰背部组件的髋关节电机和用于佩戴于人体大腿的大腿板;所述髋关节电机为摆动腿髋关节的屈伸运动提供助力;
两个所述膝关节组件对称设置且与所述髋关节组件连接,并包括用于佩戴于人体小腿的小腿板;
所述鲍登线的一端固定连接于所述鲍登线线盘,另一端固定连接于所述小腿板,用于为膝关节伸展提供助力;当所述膝关节电机转动时,带动所述鲍登线线盘转动,从而带动缠绕于所述鲍登线线盘的鲍登线实现收放线;
所述脚部组件连接于对应的所述膝关节组件的下部,用于佩戴于人体的踝关节,并与鞋固连在一起,从而将负重的力传递到地面。
更进一步地,所述腰背部组件包括背板、背板连接板、腰板、背部托板、控制盒以及膝关节电机保护壳;
所述背板和所述背板连接板形成转动副;所述背板的下方左、右两侧分别安装有一个所述膝关节电机;
所述背板连接板的上半部分呈V型结构,上端两侧设置有用于固定肩带以方便使用者穿戴的第一直槽口,左右两侧设置有用于固定肩带的凹槽;
两个所述腰板用于佩戴于人体腰部的左右两侧,下端设有两排用于分别穿过腰带和所述肩带的第二直槽口;两个所述腰板能够调节地安装于所述背板,通过调节所述腰板的位置适应腰部的宽度;
所述背板固定连接有用于所述鲍登线线盘的线盘保护罩;
所述背部托板固定连接于所述背板连接板的底部,用于支撑载荷;
所述主控盒固定安装于所述背部托板的下方,所述主控盒内放置有主控板和电池,所述主控板用于接收和发送控制信号;
所述膝关节电机保护壳固定安装于所述背板,用于避免所述膝关节电机在工作过程中受到影响;所述膝关节电机保护壳设置有用于所述鲍登线穿出的小孔;
所述腰板上设置有电源开关按钮和挡位调节按钮,所述电源开关按钮用于控制外骨骼系统的开关,所述挡位调节按钮用于设置髋关节和膝关节的助力大小。
更进一步地,所述背板和所述背板连接板均设有连接孔,并通过穿设于所述连接孔的销轴转动连接在一起;
所述背板设置有导槽;两个所述腰板通过所述导槽安装于所述背板,通过所述腰板在所述导槽中的位置实现腰部宽度的调节;
所述背部托板通过沉头螺钉固定连接于所述背板连接板;
所述主控盒通过沉头螺钉固定安装于所述背部托板;
所述膝关节电机保护壳通过螺钉固定安装于所述背板;
所述鲍登线线盘通过螺钉与所述膝关节电机的输出轴固定连接;。
更进一步地,所述髋关节组件还包括髋关节电机保护壳以及髋关节调节件;
所述髋关节电机和所述髋关节电机保护壳均固定安装于所述腰板;
所述髋关节电机保护壳罩于所述髋关节电机的外周侧,用于保护所述髋关节电机以避免所述髋关节电机在使用过程中受到影响;
所述髋关节调节件的顶端与所述髋关节电机的输出轴固定连接,并与所述腰板形成转动副,用于匹配穿戴者髋关节的屈伸自由度;所述髋关节调节件的底端与所述大腿板高度可调地连接在一起,用于调节所述大腿板的位置以适应不同身高的人。
更进一步地,所述髋关节电机保护壳设有与所述腰板的末端固定连接的连接孔,并通过穿过所述连接孔的螺钉将所述髋关节电机保护壳安装于所述腰板;
所述髋关节调节件通过螺钉与所述髋关节电机的输出轴固定连接;
所述髋关节调节件的底端设有与所述大腿板连接在一起的导轨;
所述大腿板通过沿所述导轨的滑动实现位置调节以适应不同身高的人。
更进一步地,所述膝关节组件还包括膝关节滑盖和大小腿连接件;
所述大小腿连接件与所述大腿板和所述小腿板之间均形成转动副,用于匹配穿戴者膝关节的屈伸自由度;
所述大小腿连接件设置有对所述小腿板上侧进行限位的销柱,用于防止外骨骼在助力过程中对膝关节造成损伤;
所述膝关节滑盖的两侧与所述大小腿连接件形成转动副;
所述鲍登线穿过所述膝关节滑盖。
更进一步地,所述小腿板设置有用于通过绑缚固定于人体小腿上的直槽口;
所述小腿板上端固定安装有线夹,所述线夹与所述鲍登线固定连接。
更进一步地,所述脚部组件包括踝关节连接件和踝关节支撑底座;
所述踝关节连接件由中间铰接成转动副的上端部和下端部构成,用于匹配踝关节屈伸方向的自由度;所述上端部设置有可与所述小腿板固定连接的多排通孔,所述通孔用于调节与所述小腿板的连接高度以匹配小腿高度不同的穿戴者;
所述踝关节支撑底座与所述下端部的底端通过销轴铰接,形成与人体踝关节内收外展自由度匹配的转动副,底端通过螺钉固定在鞋底外侧。
有益效果:
本发明外骨骼的髋关节用电机直驱,膝关节用鲍登线线驱,能够在髋关节和膝关节处为穿戴者提供主动助力,并且可以为膝关节提供更大的拉力,将膝关节拉直,可以更好的将负载重力传递到地面,帮助人体节省体力。
与现有的有源负重外骨骼相比,本发明的外骨骼设计更加简洁,能够更好地提高穿戴者的工作效能。
附图说明
图1为髋关节直驱与膝关节线驱耦合的有源负重助行外骨骼的立体结构示意图;
图2为腰背部组件的立体结构示意图;
图3为腰背部组件的结构示意图;
图4为髋关节组件的立体结构示意图;
图5为膝关节组件的立体结构示意图;
图6为脚部组件的立体结构示意图。
其中,1-腰背部组件,2-髋关节组件,3-膝关节组件,4-脚部组件,11-背板,12-背板连接板,13-腰板,14-背部托板,15-控制盒,16-膝关节电机保护壳,21-髋关节电机,22-髋关节电机保护壳,23-髋关节调节件,24-大腿板,31-膝关节滑盖,32-大小腿连接件,33-小腿板,41-踝关节连接件,42-踝关节支撑底座,111-膝关节电机,112-鲍登线线盘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1结构所示,本实施例提供了一种髋关节直驱与膝关节线驱耦合的有源负重助行外骨骼,该外骨骼包括腰背部组件1、两个髋关节组件2、两个膝关节组件3以及与膝关节组件3一一对应的脚部组件4;腰背部组件1、髋关节组件2、膝关节组件3以及脚部组件4从上到下依次相连;
腰背部组件1用于适配地穿戴于人体背部,顶端用于挂置负重;腰背部组件1包括下方左、右两侧的膝关节电机111以及鲍登线线盘112;鲍登线线盘112与膝关节电机111的输出轴可以通过螺钉固定连接;鲍登线线盘112上缠绕有鲍登线;当膝关节电机111正反转时,同时带动鲍登线线盘112转动,鲍登线线盘112上设有鲍登线,鲍登线线盘112转动能带动鲍登线实现收放线;鲍登线线盘112引出的一根鲍登线连接在膝关节组件3的小腿板33上,用于给膝关节助力;
两个髋关节组件2分别连接于腰背部组件1末端的两侧,使髋关节组件2的旋转中心与人体髋关节适配;髋关节组件2包括固定安装于腰背部组件1的髋关节电机21和用于佩戴于人体大腿的大腿板24;髋关节电机21为摆动腿髋关节的屈伸运动提供助力;
两个膝关节组件3对称设置且与髋关节组件2连接,并包括用于佩戴于人体小腿的小腿板33;
鲍登线的一端固定连接于鲍登线线盘112,另一端固定连接于小腿板33,用于为膝关节伸展提供助力;当膝关节电机111转动时,带动鲍登线线盘112转动,从而带动缠绕于鲍登线线盘112的鲍登线实现收放线;
脚部组件4连接于对应的膝关节组件3的下部,用于佩戴于人体的踝关节,并与鞋固连在一起,从而将负重的力传递到地面。
如图2和图3结构所示,腰背部组件1包括背板11、背板连接板12、腰板13、背部托板14、控制盒15以及膝关节电机保护壳16;背板11和背板连接板12形成转动副;背板11的下方左、右两侧分别安装有一个膝关节电机111;背板连接板12的上半部分呈V型结构,上端两侧设置有用于固定肩带以方便使用者穿戴的第一直槽口,左右两侧设置有用于固定肩带的凹槽;凹槽用于固定肩带,可以固定装有重物的背包的肩带,防止背包从背板连接板12结构左右两侧脱落;两个腰板13用于佩戴于人体腰部的左右两侧,下端设有两排用于分别穿过腰带和肩带的第二直槽口,通过前后调节与髋关节组件2的固定连接位置实现与不同腰围穿戴者的良好匹配;两个腰板13能够调节地安装于背板11,通过调节腰板13的位置适应腰部的宽度;腰板13前侧配有腰带与穿戴者固定在一起,腰板13可以调节宽度以适应不同的体型的人群;背板11固定连接有用于鲍登线线盘112的线盘保护罩;为了方便连接,背板11设置有与鲍登线线盘112连接的孔位,鲍登线线盘112通过螺钉与背板11紧紧连接在一起,背板11的形状根据人体胸椎的形状进行设计,可以实现与人体很好的贴合;背部托板14固定连接于背板连接板12的底部,用于支撑载荷;背部托板14上可以放置重物,重物可与穿戴者肩部分离,通过自身结构将负载重力传递到地面;在背部托板14的下方设置有用于固定控制盒15的孔位,主控盒通过沉头螺钉固定安装于背部托板14的下方,主控盒内放置有主控板和电池,主控板用于接收和发送控制信号;电池用于为整套系统供电;膝关节电机保护壳16可以通过螺钉固定安装于背板11,用于避免膝关节电机111在工作过程中受到影响;膝关节电机保护壳16设置有用于鲍登线穿出的小孔;腰板13上设置有电源开关按钮和挡位调节按钮,电源开关按钮用于控制外骨骼系统的开关,挡位调节按钮用于设置髋关节和膝关节的助力大小。
上述腰背部组件1中,背板11和背板连接板12均设有连接孔,并通过穿设于连接孔的销轴转动连接在一起形成转动副,通过销轴将背板11和背板连接板12连接在一起,从而保证在有负重的情况下人体腰背部能保持灵活;背板11设置有导槽;左、右两个腰板13通过导槽固定安装于背板11,通过腰板13在导槽中的位置实现腰部宽度的调节,从而调节腰的宽度来适应不同体型的人;背部托板14通过沉头螺钉固定连接于背板连接板12;背板连接板12的下部同样设置有沉头孔,通过沉头螺钉与背部托板14连接在一起,用于支撑载荷的背部托板14通过沉头螺钉与背板连接板12固定连接;主控盒通过沉头螺钉固定安装于背部托板14;膝关节电机保护壳16通过螺钉固定安装于背板11;鲍登线线盘112通过螺钉与膝关节电机111的输出轴固定连接。
如图4结构所示,髋关节组件2还包括髋关节电机保护壳22以及髋关节调节件23;髋关节电机保护壳22上设有与腰板13末端固定的连接孔,同时与髋关节电机21铰接构成旋转副,匹配穿戴者髋关节的屈伸自由度;
髋关节电机21和髋关节电机保护壳22均通过螺钉固定安装于腰板13;髋关节电机保护壳22设有与腰板13的末端固定连接的连接孔,并通过穿过连接孔的螺钉将髋关节电机保护壳22安装于腰板13;髋关节电机保护壳22罩于髋关节电机21的外周侧,用于保护髋关节电机21以避免髋关节电机21在使用过程中受到影响;髋关节调节件23的顶端与髋关节电机21的输出轴通过螺钉固定连接,并与腰板13形成转动副,用于匹配穿戴者髋关节的屈伸自由度;髋关节调节件23的底端与大腿板24高度可调地连接在一起,用于调节大腿板24的位置以适应不同身高的人;髋关节调节件23的下端设有与大腿板24连接在一起的导轨,大腿板24通过沿导轨的滑动实现位置调节以适应不同身高的人,通过调节与大腿板24连接的位置匹配大腿高度不同的穿戴者;髋关节调节件23下端设有与大腿板24固定连接的多排通孔,通过固定安装于通孔的螺钉实现位置调节好之后的固定。大腿板24的顶端位于穿戴者髋关节外侧,侧边设有直槽口,可通过绑缚与穿戴者连接在一起,与髋关节调节件23固定连接,下端放置于人体大腿前侧,通过自身滑移结构实现与穿戴者髋关节内旋外旋自由度匹配。
当穿戴者负重行走时,身体需要前倾一定的角度以保持行走的稳定性,髋关节电机21可以主动施加力矩,可以抵消矢状面上部分负载重力相对于髋关节位置产生的倾覆力矩,减小身体前倾的角度,使行走状态更加舒适,降低了外骨骼与人体肩部接触位置的作用力;同时髋关节电机21可以为穿戴者行走过程中摆动态和支撑态下髋关节的屈伸运动提供助力,降低了外骨骼与人体大腿接触位置的作用力。
如图5结构所示,膝关节组件3还包括膝关节滑盖31和大小腿连接件32;大小腿连接件32与大腿板24和小腿板33之间均形成转动副,用于匹配穿戴者膝关节的屈伸自由度;大腿板24位于穿戴者大腿的正前方,其下端的两个销轴孔分别位于穿戴者膝关节的两侧,与大小腿连接件32铰接构成旋转副,小腿板33上侧的两个销轴孔分别位于穿戴者膝关节的两侧,与大小腿连接件32铰接成旋转副,匹配穿戴者膝关节的屈伸自由度;大腿板24的下端和小腿板33的上端设有与大小腿连接件32固定连接的连接孔,通过销柱构成旋转副,匹配穿戴者膝关节的屈伸自由度;大小腿连接件32设置有对小腿板33上侧进行限位的销柱,用于防止外骨骼在助力过程中对膝关节造成损伤,大小腿连接件32设置的销柱与小腿板33上侧形成限位,防止外骨骼在助力过程中对膝关节造成损伤;
膝关节滑盖31的两侧与大小腿连接件32形成转动副;膝关节滑盖31末端设有与大小腿连接件32固定的连接孔,形成旋转副;鲍登线穿过膝关节滑盖31,膝关节电机111引出的鲍登线穿过膝关节滑盖31与小腿板33固定连接在一起。
小腿板33设置有用于通过绑缚固定于人体小腿上的直槽口;小腿板33上端通过沉头螺钉固定安装有线夹,线夹与鲍登线固定连接,通过旋转膝关节电机111,拉紧鲍登线从而带动小腿板33,为膝关节屈伸进行助力。小腿板33的下端设有通孔,方便与脚部组件4进行连接。
如图6结构所示,脚部组件4包括踝关节连接件41和踝关节支撑底座42;踝关节连接件41由中间铰接成转动副的上端部和下端部构成,用于匹配踝关节屈伸方向的自由度;踝关节连接件41位于人体脚踝侧边,上端部设置有可与小腿板33固定连接的多排通孔,通孔用于调节与小腿板33的连接高度以匹配小腿高度不同的穿戴者;踝关节支撑底座42与下端部的底端通过销轴铰接,形成与人体踝关节内收外展自由度匹配的转动副,底端通过螺钉固定在鞋底外侧。
上述外骨骼自带配有各种尺码的标准鞋,踝关节支撑底座42末端内嵌于鞋底中,同时在外骨骼自带鞋中还配有两个足底压力传感器,可以实时采集人体步态运动数据,反馈给主控板用作控制信号。
上述外骨骼的髋关节用电机直驱,膝关节用鲍登线线驱,能够在髋关节和膝关节处为穿戴者提供主动助力,并且可以为膝关节提供更大的拉力,将膝关节拉直,可以更好的将负载重力传递到地面,帮助人体节省体力。
与现有的有源负重外骨骼相比,本发明的外骨骼设计更加简洁,能够更好地提高穿戴者的工作效能。
显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种髋关节直驱与膝关节线驱耦合的有源负重助行外骨骼,其特征在于,包括腰背部组件、两个髋关节组件、两个膝关节组件以及与所述膝关节组件一一对应的脚部组件;
所述腰背部组件用于适配地穿戴于人体背部,顶端用于挂置负重;所述腰背部组件包括下方左、右两侧的膝关节电机以及鲍登线线盘;所述鲍登线线盘与所述膝关节电机的输出轴固定连接;所述鲍登线线盘上缠绕有鲍登线;
两个所述髋关节组件分别连接于所述腰背部组件末端的两侧,使所述髋关节组件的旋转中心与人体髋关节适配;所述髋关节组件包括固定安装于所述腰背部组件的髋关节电机和用于佩戴于人体大腿的大腿板;所述髋关节电机为摆动腿髋关节的屈伸运动提供助力;
两个所述膝关节组件对称设置且与所述髋关节组件连接,并包括用于佩戴于人体小腿的小腿板;
所述鲍登线的一端固定连接于所述鲍登线线盘,另一端固定连接于所述小腿板,用于为膝关节伸展提供助力;当所述膝关节电机转动时,带动所述鲍登线线盘转动,从而带动缠绕于所述鲍登线线盘的鲍登线实现收放线;
所述脚部组件连接于对应的所述膝关节组件的下部,用于佩戴于人体的踝关节,并与鞋固连在一起,从而将负重的力传递到地面。
2.如权利要求1所述的外骨骼,其特征在于,所述腰背部组件包括背板、背板连接板、腰板、背部托板、控制盒以及膝关节电机保护壳;
所述背板和所述背板连接板形成转动副;所述背板的下方左、右两侧分别安装有一个所述膝关节电机;
所述背板连接板的上半部分呈V型结构,上端两侧设置有用于固定肩带以方便使用者穿戴的第一直槽口,左右两侧设置有用于固定肩带的凹槽;
两个所述腰板用于佩戴于人体腰部的左右两侧,下端设有两排用于分别穿过腰带和所述肩带的第二直槽口;两个所述腰板能够调节地安装于所述背板,通过调节所述腰板的位置适应腰部的宽度;
所述背板固定连接有用于所述鲍登线线盘的线盘保护罩;
所述背部托板固定连接于所述背板连接板的底部,用于支撑载荷;
所述主控盒固定安装于所述背部托板的下方,所述主控盒内放置有主控板和电池,所述主控板用于接收和发送控制信号;
所述膝关节电机保护壳固定安装于所述背板,用于避免所述膝关节电机在工作过程中受到影响;所述膝关节电机保护壳设置有用于所述鲍登线穿出的小孔;
所述腰板上设置有电源开关按钮和挡位调节按钮,所述电源开关按钮用于控制外骨骼系统的开关,所述挡位调节按钮用于设置髋关节和膝关节的助力大小。
3.如权利要求2所述的外骨骼,其特征在于,所述背板和所述背板连接板均设有连接孔,并通过穿设于所述连接孔的销轴转动连接在一起;
所述背板设置有导槽;两个所述腰板通过所述导槽安装于所述背板,通过所述腰板在所述导槽中的位置实现腰部宽度的调节;
所述背部托板通过沉头螺钉固定连接于所述背板连接板;
所述主控盒通过沉头螺钉固定安装于所述背部托板;
所述膝关节电机保护壳通过螺钉固定安装于所述背板;
所述鲍登线线盘通过螺钉与所述膝关节电机的输出轴固定连接;。
4.如权利要求2所述的外骨骼,其特征在于,所述髋关节组件还包括髋关节电机保护壳以及髋关节调节件;
所述髋关节电机和所述髋关节电机保护壳均固定安装于所述腰板;
所述髋关节电机保护壳罩于所述髋关节电机的外周侧,用于保护所述髋关节电机以避免所述髋关节电机在使用过程中受到影响;
所述髋关节调节件的顶端与所述髋关节电机的输出轴固定连接,并与所述腰板形成转动副,用于匹配穿戴者髋关节的屈伸自由度;所述髋关节调节件的底端与所述大腿板高度可调地连接在一起,用于调节所述大腿板的位置以适应不同身高的人。
5.如权利要求4所述的外骨骼,其特征在于,所述髋关节电机保护壳设有与所述腰板的末端固定连接的连接孔,并通过穿过所述连接孔的螺钉将所述髋关节电机保护壳安装于所述腰板;
所述髋关节调节件通过螺钉与所述髋关节电机的输出轴固定连接;
所述髋关节调节件的底端设有与所述大腿板连接在一起的导轨;
所述大腿板通过沿所述导轨的滑动实现位置调节以适应不同身高的人。
6.如权利要求4所述的外骨骼,其特征在于,所述膝关节组件还包括膝关节滑盖和大小腿连接件;
所述大小腿连接件与所述大腿板和所述小腿板之间均形成转动副,用于匹配穿戴者膝关节的屈伸自由度;
所述大小腿连接件设置有对所述小腿板上侧进行限位的销柱,用于防止外骨骼在助力过程中对膝关节造成损伤;
所述膝关节滑盖的两侧与所述大小腿连接件形成转动副;
所述鲍登线穿过所述膝关节滑盖。
7.如权利要求6所述的外骨骼,其特征在于,所述小腿板设置有用于通过绑缚固定于人体小腿上的直槽口;
所述小腿板上端固定安装有线夹,所述线夹与所述鲍登线固定连接。
8.如权利要求6所述的外骨骼,其特征在于,所述脚部组件包括踝关节连接件和踝关节支撑底座;
所述踝关节连接件由中间铰接成转动副的上端部和下端部构成,用于匹配踝关节屈伸方向的自由度;所述上端部设置有可与所述小腿板固定连接的多排通孔,所述通孔用于调节与所述小腿板的连接高度以匹配小腿高度不同的穿戴者;
所述踝关节支撑底座与所述下端部的底端通过销轴铰接,形成与人体踝关节内收外展自由度匹配的转动副,底端通过螺钉固定在鞋底外侧。
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