CN105616113A - 一种用于下肢助力外骨骼的被动储能足部机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于下肢助力外骨骼的被动储能足部机构，该被动储能足部机构包括踝关节单元、足侧面板、脚底板单元、捆绑单元及被动弹簧储能单元。踝关节单元通过足侧面板与脚底板单元连接；脚底板单元为分离式柔性弯曲结构，包括刚性后脚跟、刚性前脚掌、底部板簧、内侧板簧、外侧板簧、固定机构、可变形粘接板及胶垫；被动弹簧储能单元包括背屈被动弹簧储能单元与跖屈被动弹簧储能单元，通过弹簧支撑单元与踝关节单元连接，并以足侧面板为固定基座，运动时分别完成背屈与跖屈被动储能。本发明充分利用人体足部构造、人体及外骨骼质量及惯性作用，实现行走过程中踝关节被动储能、足尖蹬地动作实现及状态自动恢复，穿戴舒适，实用性强，能耗低。

Description

一种用于下肢助力外骨骼的被动储能足部机构
技术领域
本发明涉及一种用于下肢助力外骨骼的被动储能足部机构，属于机器人应用领域。
背景技术
外骨骼机器人是一种可穿戴的机械系统，通过穿戴者与外骨骼的协调运动，实现助力、助行及康复治疗的功能。下肢外骨骼机器人无论是助力、助行还是辅助医疗康复训练功能，足部机构都要有一定的辅助支撑作用及类人自由度。
依据运动学原理，人体踝关节可实现三自由度运动，即绕运动关节的背屈/跖屈、外展/内收及旋外/旋内运动；依据踝关节运动肌腱功能特征，人体踝关节运动主要依据韧带、跟腱等实现及限制踝关节运动；依据足部构造，人体足弓结构对身体重力下传和地面反弹力起着重要的缓冲震荡的作用；依据足部功能，人体足部在站立或活动时均起支持作用，且在活动时不同的姿势可以构成不同形式的杠杆作用。
下肢助力外骨骼有些足部机构由可支撑穿戴者整个脚部的刚性板结合自由度为1、2或3的机械踝关节组成，为避免自由度不可控带来的危险性，机械踝关节各个自由度通常会采用电机、液压缸等进行驱动，该类足部机构灵活性差、控制难度大、对控制系统要求极高、成本相对较高；有些脚底机构采用后脚掌刚性连接踝关节，整个脚部采用弹性材料支撑，或前后脚掌采用分离式结构，转动副连接弹性前后脚掌，主要满足人体行走过程中跖趾关节的运动需求，该类现有足部机构足底尺寸厚、足底连接件多、实用性差、足尖蹬地时对穿戴者支撑及助力功能减弱；也有一些新型足部机构在踝关节前后布置一对弹簧，用于减少穿戴者在矢状面踝关节受力，但弹簧固定端始终固定在足部基座上，在运动过程中拉伸弹簧或压缩弹簧的性能不明确，且有双向弹簧阻力，助力效果未达到最优。
具有运动能力、负重需求的人群需要一种可降低负重率及其自身重量对踝关节影响的下肢助力外骨骼，即可以在腿支撑阶段对穿戴者踝关节提供支撑力的外骨骼，并在整个步态周期内利用被动储存的能量辅助完成行走行为，对控制系统及传感器依赖性低，能耗低，该类外骨骼属于一种新型半被动外骨骼，现有外骨骼足部机构均不能够满足此需求。
发明内容
技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于下肢助力外骨骼的被动储能足部机构，该足部机构充分利用人体足部构造、运动性能、人体及外骨骼质量及惯性作用，实现踝关节被动储能及支撑能力、足尖蹬地动作实现及状态自动恢复，结构简单，穿戴方便，可移植性高，实现低能耗行走。
技术方案：为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
一种用于下肢助力外骨骼的被动储能足部机构，包括：
踝关节单元，其包括杆端关节轴承、关节支撑座以及依次穿过杆端关节轴承的下端和关节支撑座的上端的关节支撑轴；
足侧面板，其下端与关节支撑座的下端相连接，所述关节支撑轴依次穿过足侧面板的上端、杆端关节轴承的下端和关节支撑座的上端开设的孔；
脚底板单元，其包括刚性后脚跟、设置在刚性后脚跟前端的刚性前脚掌、安装在刚性后脚跟内侧的前端的第一固定件、安装在刚性前脚掌的内侧的后端的第二固定件、第一内侧板簧、第二内侧板簧、第一外侧板簧、第二外侧板簧、安装在刚性前脚掌的外侧的后端的第三固定件和第四固定件，其中，所述第一内侧板簧和第二内侧板簧相互叠加组合，通过第一固定件与刚性后脚跟连接，并通过第二固定件与刚性前脚掌连接，所述第一外侧板簧和第二外侧板簧相互叠加组合，通过第三固定件及第四固定件与刚性前脚掌连接，所述足侧面板设置在刚性后脚跟和关节支撑座之间，并且所述关节支撑座、足侧面板和刚性后脚跟依次相互连接；
捆绑单元，其包括前捆绑单元和后捆绑单元，所述前捆绑单元的两侧分别安装在所述刚性前脚掌的两侧，所述后捆绑单元的两侧分别安装在所述刚性后脚跟的内侧边和足侧面板的顶部；
弹簧支撑单元，其包括第一支撑件、第二支撑件、依次穿过第一支撑件和第二支撑件的第一弹簧连接杆以及第二弹簧连接杆，所述杆端关节轴承的顶部安装在第一支撑件和第二支撑件之间；
背屈被动弹簧储能单元，其包括第一拉伸弹簧、第一弹簧限位件、第一转动轴、分别安装在第一弹簧限位件后部两侧的第一轴承和第二轴承、第二转动轴、第一转动件和第二转动件，所述第一转动轴依次穿过第一轴承、第一转动件的前端、第二轴承和第二转动件的前端，所述第二转动轴依次穿过第一转动件的后端和第二转动件的后端，所述第一拉伸弹簧的一端连接在第二弹簧连接杆上，另一端连接在第二转动轴上，所述第一弹簧限位件安装在足侧面板的后端；
跖屈被动弹簧储能单元，其包括第二拉伸弹簧、安装在足侧面板前端的第三轴承和第四轴承、第三转动轴、第四转动轴、第三转动件、第四转动件、第二弹簧限位件，其中，所述第三转动轴依次穿过第四轴承、第三轴承、第三转动件的后端和第四转动件的后端，所述第四转动轴依次穿过第三转动件的前端和第四转动件的前端，所述第二拉伸弹簧的一端连接在第一弹簧连接杆上，另一端连接在第三转动轴上，所述第二弹簧限位件安装在足侧面板的前端，用于将所述第三转动件的向上转动的运动范围限制在水平位置。
进一步地，所述所述脚底板单元还包括底部板簧，其一端安装在刚性前脚掌的后端中部位置，另一端安装在刚性后脚跟的前端中部位置。
进一步地，所述脚底板单元为分离式柔性弯曲结构，所述刚性后脚跟与刚性前脚掌通过底部板簧、可变形粘接板及胶垫实现底部柔性弯曲连接，通过第一内侧板簧、第二内侧板簧、第一固定件及第二固定件实现内侧柔性弯曲连接，通过第一外侧板簧、第二外侧板簧、第三固定件及第四固定件实现外侧柔性弯曲连接。
进一步地，背屈运动时，第一拉伸弹簧通过第一弹簧限位件实施限位，第一拉伸弹簧被拉伸从而完成背屈被动储能，第三转动件、第四转动件绕第三转动轴转动，使得第四转动轴向下运动，第二拉伸弹簧呈自由平衡状态；跖屈运动时，第二拉伸弹簧通过第二弹簧限位件实施限位，第二拉伸弹簧被拉伸从而完成被动储能，第一转动件、第二转动件绕第一转动轴转动，使得第二转动轴向下运动，第一拉伸弹簧呈自由平衡状态。
本发明的优选方案中，脚底板单元为分离式柔性弯曲结构，包括刚性后脚跟、刚性前脚掌、底部板簧、内侧板簧、外侧板簧、固定机构、可变形粘接板及胶垫；刚性后脚跟与刚性前脚掌通过底部板簧、可变形粘接板及胶垫依次上下连接，并分别通过内侧板簧、外侧板簧、固定机构进行侧面连接；底部板簧、内侧板簧与外侧板簧的组合使用，可从底部、内侧及外侧连接刚性后脚跟与刚性前脚掌，辅助足尖蹬地动作的实现及自动状态的回复，并在足尖蹬地过程中脚底板单元保证足部机构对人体足部的足够的支撑能力。
本发明的优选方案中，捆绑单元包括前捆绑单元、后捆绑单元，前捆绑单元连接刚性前脚掌的两侧，后捆绑单元连接刚性后脚跟与足侧面板，通过两捆绑单元实现穿戴者脚部与该足部机构的有效接触。
本发明的优选方案中，被动弹簧储能单元包括背屈被动弹簧储能单元与跖屈被动弹簧储能单元，通过弹簧支撑单元分别与踝关节单元、足侧面板连接，运动时分别完成背屈与跖屈被动储能。
本发明的优选方案中，弹簧支撑单元包括第一支撑件、第二支撑件、第一弹簧连接杆及第二弹簧连接杆；通过第一支撑件、第二支撑件与杆端关节轴承的杆端连接，实现弹簧支撑单元与踝关节单元的运动一致性，通过第一弹簧连接杆、第二弹簧连接杆分别与第二拉伸弹簧、第一拉伸弹簧的一端连接，进而通过踝关节的运动量改变第一拉伸弹簧或第二拉伸弹簧的变形量，完成拉伸弹簧被动储能，并在储能完成后释放能量实现外骨骼助力功能。
本发明的优选方案中，背屈被动弹簧储能单元包括第一拉伸弹簧、第一弹簧限位件、第一转动轴、第二转动轴、第一转动件及第二转动件，第一拉伸弹簧一端固定在弹簧支撑单元上，一端固定在第二转动轴上，第二转动轴与第一转动轴平行，并通过第一转动件、第二转动件与第一转动轴连接，第一转动件、第二转动件可带动第二转动轴绕第一转动轴转动；该弹簧储能单元初始状态为第一转动件、第二转动件为水平状态，弹簧支撑单元呈水平状态，踝关节杆端呈自然垂直状态，弹簧预紧力大于等于零；该弹簧储能单元在背屈运动时第一拉伸弹簧通过第一弹簧限位件限制完成储能，跖屈时第一拉伸弹簧通过第二转动轴的转动呈自由平衡状态。
本发明的优选方案中，跖屈被动弹簧储能单元包括第二拉伸弹簧、第二弹簧限位件、第三转动轴、第四转动轴、第三转动件及第四转动件，第二拉伸弹簧一端固定在弹簧支撑单元上，一端固定在第四转动轴上，第四转动轴与第三转动轴平行，并通过第三转动件、第四转动件与第三转动轴连接，第三转动件、第四转动件可带动第四转动轴绕第二转动轴转动；该弹簧储能单元初始状态为第三转动件、第四转动件为水平状态，弹簧支撑单元呈水平状态，踝关节杆端呈自然垂直状态，弹簧预紧力大于等于零；该弹簧储能单元在跖屈运动时第二拉伸弹簧通过第二弹簧限位件限制完成储能，背屈时第二拉伸弹簧通过第四转动轴的转动呈自由平衡状态。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)在穿戴下肢助力外骨骼的整个行走过程中，无论穿戴者是后脚跟与前脚掌同时着地还是只前脚掌着地，脚底板分离式柔性弯曲结构都可以保证外骨骼的足部机构对穿戴者提供足够的支撑力，始终满足降低负重率及其自身重量对踝关节影响的下肢助力外骨骼的功能需求。
(2)脚底板单元采用分离式柔性弯曲结构，后脚跟与前脚掌通过板簧、可变形粘接板及胶垫连接，底部板簧、内侧板簧及外侧板簧在足尖蹬地过程中既可实现跖趾关节的运动需求又有足部能量的储存，使得此足部机构的脚底板在行走过程中可起到一定的足弓作用，无需额外的驱动提供支撑力，且可变形粘接板与胶垫的组合具有一定的弹性，使得穿戴者在行走过程中感觉更舒适且机构更节能。
(3)背屈被动弹簧储能单元与跖屈被动弹簧储能单元的能量储存与释放的过程相辅相成，不重叠，不干涉，且与人体行走过程中的运动趋势相辅相成，该足部机构可降低对踝关节的影响及降低驱动下肢助力外骨骼整机的能量损耗。
(4)本发明结构简单，零件制作及安装方便，可移植性强，可与任意下肢助力外骨骼配合使用，且由于没有驱动及控制系统，生产成本可大大降低。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的整体结构右视图。
图3是本发明中的踝关节单元分解图
图4是本发明中的足侧面板示意图。
图5是本发明中的脚底板单元分解图。
图6是本发明中的刚性后脚跟示意图。
图7是本发明中的刚性前脚掌示意图。
图8是本发明中的弹簧支撑单元分解图。
图9是本发明中的背屈被动弹簧储能单元分解图。
图10是本发明中的跖屈被动弹簧储能单元分解图。
图中有：杆端关节轴承101、关节支撑座102、关节支撑轴103、足侧面板2、刚性后脚跟301、刚性前脚掌302、第一固定件303、第二固定件304、第一内侧板簧305、第二内侧板簧306、底部板簧307、可变形粘接板308、胶垫309、第一外侧板簧310、第二外侧板簧311、第三固定件312、第四固定件313、前捆绑单元401、后捆绑单元402、第一支撑件501、第二支撑件502、第一弹簧连接杆503、第二弹簧连接杆504、第一拉伸弹簧601、第一弹簧限位件602、第一转动轴603、第一轴承604、第二轴承605、第二转动轴606、第一转动件607、第二转动件608、第二拉伸弹簧701、第三轴承702、第四轴承703、第三转动轴704、第四转动轴705、第二弹簧限位件706、第三转动件707、第四转动件708。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言，指向设备内部的方向为内，反之为外，而非对本发明的装置机构的特定限定。
本发明中所述的“左、右”的含义指的是阅读者正对附图时，阅读者的左边即为左，阅读者的右边即为右，而非对本发明的装置机构的特定限定。
本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件问通过其它部件的间接连接。
如图1和图2整体结构图所示，一种用于下肢助力外骨骼的被动储能足部机构，其特征在于，该机构包括踝关节单元1、足侧面板2、脚底板单元3、捆绑单元4、弹簧支撑单元5、背屈被动弹簧储能单元6、跖屈被动弹簧储能单元7。
其中，踝关节单元1内部可实现三自由度运动，与足侧面板2、脚底板单元3、弹簧支撑单元5均有连接；足侧面板2与踝关节单元1、脚底板单元3、捆绑单元4、背屈被动弹簧储能单元6、跖屈被动弹簧储能单元7均有连接；脚底板单元3与踝关节单元1、足侧面板2、捆绑单元4均有连接；捆绑单元4与足侧面板2、脚底板单元3均有连接；弹簧支撑单元5与踝关节单元1、背屈被动弹簧储能单元6、跖屈被动弹簧储能单元7均有连接；背屈被动弹簧储能单元6内部有转动运动，与足侧面板2、弹簧支撑单元5均有连接；跖屈被动弹簧储能单元7内部有转动运动，与足侧面板2、弹簧支撑单元5均有连接。
如图3所示踝关节单元分解图，踝关节单元1包括杆端关节轴承101、关节支撑座102及关节支撑轴103；关节支撑轴103依次通过第一连接孔201、杆端关节轴承孔1014、第一支撑孔1021依次连接足侧面板2、杆端关节轴承101及关节支撑座103；足侧面板2与关节支撑座103通过第二连接孔208、第二支撑孔1022连接；通过第三连接孔209、第一底板固定孔30109、第三支撑孔1023依次连接足侧面板2、刚性后脚跟301与关节支撑座103；通过第四连接孔210、第二底板固定孔30110、第四支撑孔1024依次连接足侧面板2、刚性后脚跟301与关节支撑座103，完成踝关节单元1与足侧面板2、脚底板单元3的连接。
如图4所示足侧面板2示意图，通过第五连接孔211与第三底板固定孔30111连接足侧面板2与刚性后脚跟301；通过第六连接孔207与第四底板固定孔30108连接足侧面板2与刚性后脚跟301；通过第十一连接孔205与后右固定孔30106连接足侧面板2与刚性后脚跟301，完成足侧面板2与脚底板单元3的连接；后捆绑单元402通过第三捆绑孔202、第四捆绑孔30112连接足侧面板2与刚性后脚跟301，实现足部机构与穿戴者的连接。
如图5、图6和图7所示，脚底板单元3包括刚性后脚跟301、刚性前脚掌302、第一固定件303、第二固定件304、第一内侧板簧305、第二内侧板簧306、底部板簧307、可变形粘接板308、胶垫309、第一外侧板簧310、第二外侧板簧311、第三固定件312及第四固定件313；底部板簧307一端通过第一底孔30204、第二底孔30205与刚性前脚掌302连接，一端通过第三底孔30104、第四底孔30105与刚性后脚跟301连接；第一内侧板簧305与第二内侧板簧306叠加组合使用，通过第一固定件303与刚性后脚跟301连接，通过第二固定件304与刚性前脚掌302连接，第一内侧板簧305与第二内侧板簧306两端分别嵌入前内导槽30203、后内导槽30103；第一外侧板簧310与第二外侧板簧311叠加组合使用，通过第三固定件312、第四固定件313与刚性前脚掌302连接，第一外侧板簧310与第二外侧板簧311两端分别嵌入前外导槽30207、后外导槽30107，并在整体安装配合时与第一导槽206、第二导槽31301贴合；前捆绑单元401通过第一捆绑孔30208、第二捆绑孔30210连接，后捆绑单元402通过第三捆绑孔30112、第四捆绑孔202连接，实现与穿戴者的连接。
如图8所示，弹簧支撑单元5包括第一支撑件501、第二支撑件502、第一弹簧连接杆503、第二弹簧连接杆504；分别通过第五支撑孔5022与第六支撑孔5012、第七支撑孔5025与第八支撑孔5013连接第一支撑件501与第二支撑件502；第一弹簧连接杆503依次穿过第九支撑孔5021与第十支撑孔5011，第二弹簧连接杆504依次穿过第十一支撑孔5026与第十二支撑孔5014；分别通过第一关节轴承杆面1013与第三定位面5024、第二关节轴承杆面1012与第四定位面5023实现杆端关节轴承101与第二支撑件502的连接，从而完成踝关节单元1与弹簧支撑单元5的连接。
如图9所示，背屈被动弹簧储能单元6包括第一拉伸弹簧601、第一转动轴603、第一轴承604、第二轴承605、第二转动轴606、第一转动件607、第二转动件608、第一弹簧限位件602；第一拉伸弹簧一端6011连接在第二弹簧连接杆504上，第一拉伸弹簧另一端6012连接在第二转动轴606上；第一转动轴603依次通过第一轴承604、第二轴承605、第一转动孔6023与第一弹簧限位件602连接，并依次通过第二转动孔6071、第四转动孔6081与第一转动件607、第二转动件608连接；第二转动轴606通过第三转动孔6072、第五转动孔6082与第一转动件607、第二转动件608连接；第一弹簧限位件602通过第一限位孔6021与第三限位孔213，第二限位孔6022与第四限位孔212从而与足侧面板2连接；第一转动件607、第二转动件608可绕第一转动轴603转动，限位槽6024的水平平面在第一转动件607运动到水平位置时起到限位作用。
如图10所示，跖屈被动弹簧储能单元7包括第二拉伸弹簧701、第三轴承702、第四轴承703、第三转动轴704、第四转动轴705、第三转动件707、第四转动件708、第二弹簧限位件706；第二拉伸弹簧一端7011连接在第一弹簧连接杆503上，第二拉伸弹簧另一端7012连接在第三转动轴704上；第三转动轴704通过第四轴承703、第三轴承702、第五限位孔203与足侧面板2连接，并依次通过第六转动孔7071、第八转动孔7081与第三转动件707、第四转动件708连接；第四转动轴705通过第七转动孔7072、第九转动孔7082与第三转动件707、第四转动件708连接；第二弹簧限位件706通过第六限位孔204与足侧面板2连接；第三转动件707、第四转动件708可绕第三转动轴704转动，第二弹簧限位件706在第三转动件707运动到水平位置时起到限位作用，当第三转动件(707)转到水平位置时，第二弹簧限位件(706)的底端抵靠在所述第三转动件(707)的上端面。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于下肢助力外骨骼的被动储能足部机构，其特征在于，包括：
踝关节单元(1)，其包括杆端关节轴承(101)、关节支撑座(102)以及依次穿过杆端关节轴承(101)的下端和关节支撑座(102)的上端的关节支撑轴(103)；
足侧面板(2)，其下端与关节支撑座(102)的下端相连接，所述关节支撑轴(103)依次穿过足侧面板(2)的上端、杆端关节轴承(101)的下端和关节支撑座(102)的上端开设的孔；
脚底板单元(3)，其包括刚性后脚跟(301)、设置在刚性后脚跟(301)前端的刚性前脚掌(302)、安装在刚性后脚跟(301)内侧的前端的第一固定件(303)、安装在刚性前脚掌(302)的内侧的后端的第二固定件(304)、第一内侧板簧(305)、第二内侧板簧(306)、第一外侧板簧(310)、第二外侧板簧(311)、安装在刚性前脚掌(302)的外侧的后端的第三固定件(312)和第四固定件(313)，其中，所述第一内侧板簧(305)和第二内侧板簧(306)相互叠加组合，通过第一固定件(303)与刚性后脚跟(301)连接，并通过第二固定件(304)与刚性前脚掌(302)连接，所述第一外侧板簧(310)和第二外侧板簧(311)相互叠加组合，通过第三固定件(312)及第四固定件(313)与刚性前脚掌(302)连接，所述足侧面板(2)设置在刚性后脚跟(301)和关节支撑座(102)之间，并且所述关节支撑座(102)、足侧面板(2)和刚性后脚跟(301)依次相互连接；
捆绑单元(4)，其包括前捆绑单元(401)和后捆绑单元(402)，所述前捆绑单元(401)的两侧分别安装在所述刚性前脚掌(302)的两侧，所述后捆绑单元(402)的两侧分别安装在所述刚性后脚跟(301)的内侧边和足侧面板(2)的顶部；
弹簧支撑单元(5)，其包括第一支撑件(501)、第二支撑件(502)、依次穿过第一支撑件(501)和第二支撑件(502)的第一弹簧连接杆(503)以及第二弹簧连接杆(504)，所述杆端关节轴承(101)的顶部安装在第一支撑件(501)和第二支撑件(502)之间；
背屈被动弹簧储能单元(6)，其包括第一拉伸弹簧(601)、第一弹簧限位件(602)、第一转动轴(603)、分别安装在第一弹簧限位件(602)后部两侧的第一轴承(604)和第二轴承(605)、第二转动轴(606)、第一转动件(607)和第二转动件(608)，所述第一转动轴(603)依次穿过第一轴承(604)、第一转动件(607)的前端、第二轴承(605)和第二转动件(608)的前端，所述第二转动轴(606)依次穿过第一转动件(607)的后端和第二转动件(608)的后端，所述第一拉伸弹簧(601)的一端连接在第二弹簧连接杆(504)上，另一端连接在第二转动轴(606)上，所述第一弹簧限位件(602)安装在足侧面板(2)的后端；
跖屈被动弹簧储能单元(7)，其包括第二拉伸弹簧(701)、安装在足侧面板(2)前端的第三轴承(702)和第四轴承(703)、第三转动轴(704)、第四转动轴(705)、第三转动件(707)、第四转动件(708)、第二弹簧限位件(706)，其中，所述第三转动轴(704)依次穿过第四轴承(703)、第三轴承(702)、第三转动件(707)的后端和第四转动件(708)的后端，所述第四转动轴(705)依次穿过第三转动件(707)的前端和第四转动件(708)的前端，所述第二拉伸弹簧(701)的一端连接在第一弹簧连接杆(503)上，另一端连接在第三转动轴(704)上，所述第二弹簧限位件(706)安装在足侧面板(2)的前端，用于将所述第三转动件(707)的向上转动的运动范围限制在水平位置。
2.根据权利要求1所述的一种用于下肢助力外骨骼的被动储能足部机构，其特征在于，所述所述脚底板单元(3)还包括底部板簧(307)，其一端安装在刚性前脚掌(302)的后端中部位置，另一端安装在刚性后脚跟(301)的前端中部位置。
3.根据权利要求2所述的一种用于下肢助力外骨骼的被动储能足部机构，其特征在于，所述脚底板单元(3)为分离式柔性弯曲结构，所述刚性后脚跟(301)与刚性前脚掌(302)通过底部板簧(307)、可变形粘接板(308)及胶垫(309)实现底部柔性弯曲连接，通过第一内侧板簧(305)、第二内侧板簧(306)、第一固定件(303)及第二固定件(304)实现内侧柔性弯曲连接，通过第一外侧板簧(310)、第二外侧板簧(311)、第三固定件(312)及第四固定件(313)实现外侧柔性弯曲连接。
4.根据权利要求1-3所述的一种用于下肢助力外骨骼的被动储能足部机构，其特征在于，背屈运动时，第一拉伸弹簧(601)通过第一弹簧限位件(602)实施限位，第一拉伸弹簧(601)被拉伸从而完成背屈被动储能，第三转动件(707)、第四转动件(708)绕第三转动轴(704)转动，使得第四转动轴(705)向下运动，第二拉伸弹簧(701)呈自由平衡状态；跖屈运动时，第二拉伸弹簧(701)通过第二弹簧限位件(706)实施限位，第二拉伸弹簧(701)被拉伸从而完成被动储能，第一转动件(607)、第二转动件(608)绕第一转动轴(603)转动，使得第二转动轴(606)向下运动，第一拉伸弹簧(601)呈自由平衡状态。
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