CN106891328B - 被动髋关节自动回中机构和外骨骼机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种被动髋关节自动回中机构和外骨骼机器人，被动髋关节自动回中机构包括一个内收外展装置或一个内旋外旋装置或者二者的结合，外骨骼机器人的腰部结构与内旋外旋装置连接，腿部结构与内收外展装置连接，内收外展装置设置有运用弹性元件组成的腿部弹性装置，内旋外旋装置也设置有运用弹性元件组成的腰部弹性装置，利用弹性元件的弹性工作原理，对腿部支撑架和腰部支撑架进行一个自动回中的功能，无需主动方式驱动腿部支撑架和腰部支撑架进行回中，更节约电能，且当人体穿戴的时候，也无需人体给予外骨骼机器人这样的回复力，自动保持人体的平衡，穿戴起来更为舒适，且行动起来更为舒适，自由度和仿真效果更好，更有利于康复运动。

Description

被动髋关节自动回中机构和外骨骼机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种具有回中机构的外骨骼机器人的髋关节结构和外骨骼机器人。

背景技术

外骨骼机器人（Exoskeleton Robot）是指套在人体外的机器人，也可称为“可穿戴的机器人”，外骨骼机器人技术是融合了传感、控制、信息技术、移动计算,以及可穿戴结构的综合技术。

作为人体下肢助力的外骨骼机器人，髋关节的设计是非常重要的一个环节，现在的外骨骼机器人的髋关节设计大多是采用电机直接驱动或者液压缸直接驱动，此种方法为主动驱动方式，会增加外骨骼机器人的体积和重量，还会引起更多不必要的做功，运动范围也受限。现有技术中，也有一些外骨骼机器人采用被动驱动，或者外骨骼机器人的髋关节由一个主动自由度关节（前屈、后伸）和两个被动自由度关节（内收、外展和内旋、外旋）构成。其中现有外骨骼机器人两个被动髋关节都不具有回复力作用，而外骨骼机器人在穿戴行走的过程中，髋部的被动自由度需要提供作用力来帮助人体实现平衡，提供平衡的力主要来自于人体，这样会增加人体体能的消耗，从而增加人体的负担，影响运动能力。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种被动髋关节自动回中机构和外骨骼机器人，当人体穿戴上带有该被动髋关节自动回中机构的外骨骼机器人时，人体随外骨骼机器人运动，其髋关节部分能自动回复到中立位，大大节省了人体施加的力，减轻人体的身体负担，更有利于人体的康复。

为实现上述目的，本发明公开一种被动髋关节自动回中机构，包括一个内收外展装置，所述内收外展装置包括腿部支撑架和腿部弹性装置，所述腿部支撑架与腿部弹性装置接触连接，所述腿部支撑架与腿部结构连接，并与控制腿部运动的电机连接，电机驱动腿部结构向前或向后运动，作用在腿部结构上的人体在运动时左右倾斜，带动腿部支撑架向左或向右挤压腿部弹性件，当人体作用于腿部结构上向左或向右运动的力结束，腿部支撑架的向左或向右运动的力减弱或消失，腿部弹性装置的回复力驱动腿部支撑架回复到中立位置。

其中，所述腿部弹性装置包括第一板簧、第二板簧、连接板和板簧压块，第一板簧和第二板簧并列设置，且上端分别卡接在板簧盖上，并通过连接板压合固定，所述第一板簧和第二板簧的中部通过板簧压块连接支撑，第一板簧与第二板簧分别与腿部支撑架接触连接，腿部结构向前运动，腿部支撑架的下端向左摆动，腿部支撑架的上端与第一板簧接触并压缩第一板簧，当腿部支撑架下端向左运动的力减弱或消失时，第一板簧恢复形变，第一板簧的回复力作用于腿部支撑架，腿部支撑架回复到中立位置，腿部结构向后运动，腿部支撑架下端向右运动，腿部支撑架与第二板簧接触并压缩第二板簧，当腿部支撑架下端向右的力减弱或消失时，第二板簧回复形变，回复力作用于腿部支撑架，腿部支撑架回复到中立位置。

其中，所述第一板簧设置有两个，分别位于第二板簧的左右两边，两个第一板簧与第二板簧同时固定在板簧盖上，腿部支撑架下端向左运动，腿部支撑架的上端同时挤压左右两端的第一板簧，并将挤压力平均分解到两块第一板簧上。

其中，所述腿部支撑架与第一板簧的接触面上设置有第一垫块，所述腿部支撑架与第二板簧接触面上设置有第二垫块，腿部支撑架下端向左运动，腿部支撑架上端通过第一垫块挤压第一板簧，所述腿部支撑架下端向右运动，腿部支撑架通过第二垫块挤压第二板簧。

其中，所述腿部支撑架的上端设置有圆柱体转轴结构，并将腿部支撑架划分为上端和下端，所述第一垫块设置在圆柱体转轴结构的上端，所述第二垫块设置在转轴结构的下端，腿部支撑架下端向左或向右时，分别以圆柱体转轴结构为轴摆动，腿部支撑架下端向左，位于腿部支撑架上端的第一垫块与第一板簧接触并挤压第一板簧形变，第二垫块与第二板簧远离，腿部支撑架下端向右，位于腿部支撑架上端的第一垫块与第一板簧远离，位于腿部支撑架下端的第二垫块与第二板簧接触并挤压第二板簧形变，所述腿部支撑架的下端为吊环结构，吊环结构上安装设置有驱动腿部结构运动的电机，电机控制腿部结构前进或后退。

本发明公开一种被动髋关节自动回中机构，包括一个内旋外旋装置，所述内旋外旋装置包括腰部支撑架和腰部弹性装置，所述腰部支撑架与外骨骼机器人腰部连接固定，所述腰部弹性装置固定在固定盖板上，当人体作用于腿部结构上，且腿部运动带动腰部结构扭转时，腰部支撑架跟随腰部结构一起扭转，腰部支撑架挤压腰部弹性装置，腰部支撑架的向内或向外的旋转的力减弱或消失时，腰部弹性力驱动腰部支撑架回复到中立位置。

其中，所述腰部弹性装置包括第三板簧和板簧支架，所述第三板簧横向放置，且第三板簧的两端固定在板簧支架上，所述腰部支撑架与第三板簧的接触面上设置有第三垫块，腰部支撑架向内或向外旋转时，腰部支撑架通过第三垫块向左或者向右挤压第三板簧。

其中，所述腰部弹性装置包括板簧支架、左弹簧、右弹簧、左弹簧固定柱和右弹簧固定柱，左弹簧固定柱和右弹簧固定柱分别对称固定在腰部支撑架上，所述左弹簧和右弹簧分别通过固定柱固定在腰部支撑架和板簧支架之间，腰部支撑架向内旋转，拉伸右弹簧，腰部支撑架向外旋转，拉伸左弹簧。

其中，所述腰部支撑架上设置有转轴，转轴穿过腰部支撑架上的容置通孔，容置通孔的上下两端与转轴连接的位置设置有承受腿部结构传导上来的轴向力的止推轴承。

本发明还公开一种外骨骼机器人，包括上述介绍的分别具有内收外展装置或者内旋外旋装置，或者是同时具备内收外展装置和内旋外旋装置的被动髋关节自动回中机构，除此之外，还包括腿部结构和腰部结构，被动髋关节自动回中机构的一端连接腰部结构，另一端连接腿部结构，腰部结构左右对称，腰部结构的左右两端分别连接一个被动髋关节自动回中机构，每个被动髋关节自动回中机构都连接有一个腿部结构，外骨骼机器人通过穿戴方式固定在人体上。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明公开的一种被动髋关节自动回中机构和外骨骼机器人，被动髋关节自动回中机构包括一个内收外展装置或者一个内旋外旋装置或者二者的结合，其中，内收外展装置与腿部结构连接，且内收外展装置包括腿部连接支撑架和腿部弹性装置，腿部的电机驱动腿部前进，当人体穿戴上该外骨骼机器人时，由于人体自身行走的特点，人体腿部向前运动时，髋关节也会随之摆动，人体髋关节挤压自动回中机构上的腿部支撑架，从而使腿部支撑架上的腿部弹性装置受到挤压，当腿部支撑架挤压腿部弹性装置的力减弱或者消失后，腿部弹性装置的回复力作用于腿部支撑架，腿部支撑架回复到中立位置。内旋外旋装置包括腰部支撑架和腰部弹性装置，腰部支撑架与腰部连接，使腰部向内或向外旋转扭动时，腰部支撑架挤压腰部弹性装置，当腰部支撑架上的力减弱或者消失后，腰部弹性装置上的回复力作用于腰部支撑架，腰部支撑架回复到中立位置，整个装置结构简单，工作原理简单，弹性装置内为带有弹性的板簧或者弹簧，利用板簧或者弹簧的弹性力使腰部支撑架或者腿部支撑架回复到中立位置，无需借助外力的作用进行回复，节省了电能或者人体的支撑力，当运用这种被动髋关节自动回中机构制成的外骨骼机器人，在腿部结构前进或后退过程中，伴随着腿部支撑架的向左或向右运动以及自动回复，腰部支撑架的内旋或外旋以及自动回复，使仿真效果更好，让使用者在使用过程中更省力，行动起来更轻松，自由度更好，更利于行走不便客户的行走康复。

附图说明

图1为本发明外骨骼机器人结构示意图；

图2为本发明实施例被动髋关节整体结构示意图；

图3为本发明实施例被动髋关节爆炸图；

图4为本发明实施例内收外展装置正面立体示意图；

图5为本发明实施例内收外展装置背面立体结构示意图；

图6为本发明实施例固定盖板与板簧及连接板连接示意图；

图7为本发明实施例腿部支撑架结构示意图；

图8为本发明内旋外旋装置第一实施例组合机构图；

图9为本发明内旋外旋装置第一实施例爆炸图；

图10为本发明内旋外旋装置第二实施例组合机构图；

图11为本发明内旋外旋装置第二实施例爆炸图。

主要元件说明：

10、被动髋关节自动回中机构 20、腰部结构

30、腿部结构

11、内收外展装置 12、内旋外旋装置

13、固定盖板 14、板簧盖

111、腿部支撑架 112、腿部弹性装置

121、腰部支撑架 122、腰部弹性装置

123、第三垫块 124、转轴

125、止推轴承 126、弹簧

127、弹簧固定柱

1111、吊环结构 1112、转轴结构

1121、第一板簧 1122、第二板簧

1123、连接板 1124、板簧压块

1131、第一垫块 1132、第二垫块

1211、容置通孔 1221、第三板簧

1222、板簧支架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接或间接在另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接或间接连接到另一个元件。

还需要说明的是，本发明实施例中的左右上下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请参阅图1，本发明实施例针对现有技术中的不足，公开了一种被动髋关节自动回中机构10以及具有该被动髋关节自动回中机构10的外骨骼机器人，请再结合图2和图3，以同时具备内收外展装置11和内旋外旋装置12的被动髋关节自动回中机构的外骨骼机器人结构为例，内收外展装置11以及内旋外旋装置12内都设置有弹性装置，使之在运动的时候，因挤压了弹性装置，从而使弹性装置能自动回复，而无需通过外力驱动回复到中立位。当这种内收外展装置11和内旋外旋装置12运用到外骨骼机器人时，很适合应用到髋关节部位，让内收外展装置11与外骨骼机器人的腿部结构30连接，而内旋外旋装置12与外骨骼机器人的腰部结构20连接，这样既能实现外骨骼机器人在腿部前进或后退的时候，髋关节结构能够自动回复到中立位置，还能使腿部结构30在前进或后退时，因人体运动带动的腰部位置的扭转能够回复到中立位置，使外骨骼机器人的仿真性更高，增加了外骨骼机器人的自由度，除了实现直线行走也实现自由转弯，穿戴在客户身上时更为轻巧，舒适。

在本实施例中，被动髋关节自动回中机构10中的腰部支撑架121与腰部结构20连接，将腿部支撑架111上的吊环结构1111与腿部结构30连接，吊环结构1111上固定一个驱动电机（图未示），当人体穿戴上外骨骼机器人，且驱动电机控制腿部结构30向前或向后运动时，带动腿部支撑架111向左或向右摆动，与腿部支撑架111连接的腿部弹性装置112进行回复运动，达到自动回中的目的。同样腿部结构30向前运动会带动腰部结构20一起做内旋或者外旋动作，才能使外骨骼机器人向前或者向后跨出一步，与腰部支撑架111连接的腰部弹性装置122自动回中，大大增加了外骨骼机器人运动时的仿真性和流畅性，由于外骨骼机器人完全模仿人体，故腰部结构20设置成左右对称结构，腿部结构30有两个，分别通过左右两个被动髋关节自动回中机构10与腰部结构20连接在一起，实现模仿人体走路的姿势，需要说明的是，驱动电机控制腿部结构30向前或向后运动，带动腿部支撑架111向左或向右摆动的先决条件，是在人体穿戴上带有该被动髋关节自动回中机构10的外骨骼机器人的时候，当只有驱动电机控制腿部结构30前进或后退时，自动回中机构上的腿部支撑架111以及腰部支撑架121均不会晃动或发生内外旋，只有人体穿戴上外骨骼机器人，且驱动电机控制腿部结构30前后运动时，穿戴在外骨骼机器人上的人腿也跟随外骨骼机器人一起运动，由于人体自身前进或后退时，人体自身的髋关节会旋转摆动，从而带动外骨骼机器人自动回中机构上的腿部弹性装置112和腰部弹性装置122受到挤压，在腿部弹性装置112和腰部弹性装置122内部的弹性结构的作用下，腿部弹性装置112和腰部弹性装置122自动回复到中立位置，从而使外骨骼机器人能更好地配合人体运动，使穿戴者穿戴运动的时候更舒适。

以下介绍被动髋关节自动回中机构10的具体结构以及工作原理，涉及到腿部弹性装置112和腰部弹性装置122挤压形变的力，都默认为是当人体穿戴上外骨骼机器人后，人体腿部跟随外骨骼机器人的腿部结构30前进或后退挤压的腿部弹性装置112和腰部弹性装置122。

在本实施例中，请参阅图3和图4，内收外展装置11包括腿部支撑架111和腿部弹性装置112，腿部支撑架111与腿部弹性装置112接触连接，在本实施例中，腿部支撑架111以转轴结构1112为轴转动，并以转轴结构1112为中心划分上端和下端，腿部支撑架111的下端设置成吊环结构1111，吊环结构1111与腿部结构30连接，控制腿部结构30运动的电机容置在吊环结构1111上，驱动腿部结构30向前或者向后运动，从而带动腿部支撑架111向左或者向右转动。请参阅图4，在本实施例中，腿部支撑架111的上端设置有圆柱体的转轴结构1112，腿部支撑架111前进或后退以该转轴结构1112为轴摆动，并逐步趋近于腿部弹性装置112，其中，腿部结构30前进的时候，腿部支撑架111的下端向左运动，上端向右运动，此时，腿部支撑架111上端靠近并挤压腿部弹性装置112，下端远离腿部弹性装置112，当腿部结构30后退的时候，腿部支撑架111的上端向左运动，下端向右运动，此时，腿部支撑架111的上端远离腿部弹性装置112，下端靠近并挤压腿部弹性装置112。

请进一步参阅图4-图7，在本实施例中，腿部弹性装置112包括第一板簧1121、第二板簧1122、连接板1123、板簧压块1124和板簧盖14，在本实施例中，第一板簧1121设置有两块，分别为左第一板簧1121A，右第一板簧1121B，两个第一板簧1121分别并列设置在第二板簧1122的左右两边，请参阅图6，左第一板簧1121A，右第一板簧1121B和第二板簧1122的上端夹持在板簧盖14上的容置槽141上，通过连接板1123压合连接固定，左第一板簧1121A和右第一板簧1121B又通过板簧压块1124连接并固定在板簧盖14上，左第一板簧1121A，右第一板簧1121B和第二板簧1122的下端自由悬空设置，并与腿部支撑架111的上端位置接触，其中，请参阅图7，在腿部支撑架111上且位于转轴结构1112的上端左右对称设置有两块第一垫块1131，位置分别对应左第一板簧1121A和右第一板簧1121B，而在转轴结构1112的下端中间位置，设置有第二垫块1132，第二垫块1132的位置正好对应第二板簧1122，当腿部结构30前进时，腿部支撑架111上端的左第一垫块1131A靠近并挤压左第一板簧1121A，右第一垫块1131B靠近并挤压右第一板簧1121B ，下端的第二垫块1132远离第二板簧1122，而当腿部支撑架111挤压第一板簧1121的力减弱到一定程度，或者消失时，左第一板簧1121A以及右第一板簧1121B分别将左第一垫块1131A以及右第一垫块1131B挤压的力又回复给腿部支撑架111，腿部支撑架111自动回复到中立位置。当腿部结构30后退的时候，腿部支撑架111下端向右运动，此时腿部支撑架111上端的左第一垫块1131A与右第一垫块1131B分别远离左第一板簧1121A和右第一板簧1121B ，下端的第二垫块1132靠近并挤压第二板簧1122，而当腿部支撑架111下端向右的力减弱到一定程度，或者消失时，腿部支撑架111上的第二垫块1132挤压第二板簧1122的力又回复给腿部支撑架111，腿部支撑架111自动回复到中立位置。以此达到被动髋关节自动回中状态。以上只是本发明的腿部弹性装置112的其中一种结构，在本实施例中，第一板簧1121设置有两个，分别位于第二板簧1122的两端，但是也可以只设置一个第一板簧1121和一个第二板簧1122，只需要将两个板簧并列设置即可，对应的第一垫块1131也设置一个，位置与第一板簧1121对应即可。在本发明中，腿部弹性装置112也不局限于上述这两种，凡是通过弹性结构，采用本发明的构思和工作原理进行的回中机构都落入本发明的保护范围。

请参阅图8-图9，在本实施例中，内旋外旋装置12包括腰部支撑架121和腰部弹性装置122，腰部支撑架121与外骨骼机器人的腰部结构20连接固定，腰部弹性装置122固定在固定盖板13上，腿部结构30运动时会带动腰部扭转，此时腰部支撑架121跟随腰部一起扭转，腰部支撑架121挤压腰部弹性装置122，在本实施例中，腰部弹性装置122包括第三板簧1221和板簧支架1222，第三板簧1221横向放置在板簧支架1222上，且第三板簧1221的两端与板簧支架1222连接固定，在腰部支撑架121上还设置有第三垫块123，第三板簧1221与第三垫块123接触连接，在本实施例中，当腰部支撑架121向内旋转时，第三垫块123的左端挤压第三板簧1221，第三板簧1221的左边挤压变形，当腰部支撑架121上的挤压力减弱或者消失的时候，第三板簧1221的左边将回复力又反作用于腰部支撑架121，腰部支撑架121回复到中立位置，同样，当腰部支撑架121向外旋转时，第三垫块123的右端挤压第三板簧1221的右端，第三板簧1221的右端挤压变形，当腰部支撑架121上的挤压力减弱或者消失的时候，第三板簧1221的右边将回复力又反作用于腰部支撑架121，腰部支撑架121回复到中立位置，以此达到内旋外旋装置12的回中目的。

请参阅图10-图11，在本实施例中，腰部弹性装置122不局限于上述第三垫块123压缩第三板簧1221的结构，还可以是通过弹簧126和弹簧固定柱127连接的结构，在本实施例中，腰部弹性装置包括板簧支架1222、左弹簧126A、右弹簧126B、左弹簧固定柱127A和右弹簧固定柱127B，在本实施例中，左弹簧固定柱127A设置有两个，一个纵向固定在腰部支撑架121上，另一个固定横向固定在板簧支架1222内部，而左弹簧126A的两端分别连接两个左弹簧固定柱127A，同样，在容置左弹簧固定柱127A的对称位置，也设置有两个右弹簧固定柱127B，也是一个竖直方向固定在腰部支撑架121上，另一个横向固定在板簧支架1222上，这样，当腰部支撑架121向外旋的时候，右弹簧126B受到挤压，当外旋力减弱或者消失时，右弹簧126B恢复形变，将弹性力反作用于腰部支撑架121上，腰部支撑架121回复到中立位置，当腰部支撑架121向内旋的时候，左弹簧126A受到挤压，当内旋力减弱或者消失时，左弹簧126A恢复形变，将弹性力反作用于腰部支撑架121上，腰部支撑架121回复到中立位置。以上是本发明关于腰部弹性装置122的两种结构，但是本发明的弹性装置并不局限于这两种结构，凡是通过弹性形变进行回中的结构均落入本发明的保护范围。

请参阅图9和图11，在本实施例中，腰部支撑架121上设置有转轴124，转轴124穿过腰部支撑架上121的容置通孔1211，容置通孔1211的上下两端设置有承受腿部结构30传导上来的轴向力的止推轴承125，当腰部支撑架121向内或者向外旋转的时候，通过止推轴承125的旋转限制，控制旋转的角度，以免腰部支撑架121旋转角度过大，破坏第三板簧1221。

请进一步参阅图3，在本实施例中，内收外展装置11以及内旋外旋装置12都是通过固定盖板13连接在一起的，即在本实施例中，腿部支撑架111上的转轴结构1112以及腰部支撑架121上的转轴124均与固定盖板13连接，且请参阅图6，在腿部弹性装置112上的板簧压块1124以及连接板1123均与板簧盖14连接在一起，同时板簧盖14又通过螺栓与固定盖板13连接固定在一起，这样内收外展装置11以及内旋外旋装置12就连接成一体结构的被动髋关节自动回中机构。

本发明的优势在于：

1、结构简单小巧，将内收外展装置与内旋外旋装置分开设置，且内收外展装置与外骨骼机器人的腿部结构连接，内旋外旋装置与腰部结构连接，分别对腿部的前进与后退以及腰部的内旋与外旋进行控制，使整个外骨骼机器人运行的动作更接近人体的运动模式，仿真效果好，使客户穿戴起来运行更为顺畅；

2、利用弹性元件的弹性工作原理，对腿部支撑架和腰部支撑架进行一个运动自动回复中立位置的功能，无需主动方式驱动腿部支撑架和腰部支撑架进行回中，更节约电能，且当人体穿戴的时候，也无需人体给予外骨骼机器人这样的回复力，外骨骼机器人自动保持人体的平衡，行动起来更为舒适，省力，更有利于康复运动；

3、在运动过程中，腿部支撑架比腰部支撑架作用的力要大，固设置两个第一板簧，且左右对称设置，将腿部支撑架上的力分解成两个，从而更好地承受腿部支撑架上的力，也能给腿部支撑架提供更大的回复力，确保腿部结构的正常工作。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种被动髋关节自动回中机构，其特征在于，包括一个内收外展装置，所述内收外展装置包括腿部支撑架和腿部弹性装置，所述腿部支撑架与腿部弹性装置接触连接，所述腿部支撑架与腿部结构连接，并与控制腿部运动的电机连接，电机驱动腿部结构向前或向后运动，作用在腿部结构上的人体在运动时左右倾斜，带动腿部支撑架向左或向右挤压腿部弹性件，当人体作用于腿部结构上向左或向右运动的力结束，腿部支撑架的向左或向右运动的力减弱或消失，腿部弹性装置的回复力驱动腿部支撑架回复到中立位置；

所述腿部弹性装置包括第一板簧、第二板簧、连接板和板簧压块，第一板簧和第二板簧并列设置，且上端分别卡接在板簧盖上，并通过连接板压合固定，所述第一板簧和第二板簧的中部通过板簧压块连接支撑，第一板簧与第二板簧分别与腿部支撑架接触连接，腿部结构向前运动，腿部支撑架的下端向左摆动，腿部支撑架的上端与第一板簧接触并压缩第一板簧，当腿部支撑架下端向左运动的力减弱或消失时，第一板簧恢复形变，第一板簧的回复力作用于腿部支撑架，腿部支撑架回复到中立位置，腿部结构向后运动，腿部支撑架下端向右运动，腿部支撑架与第二板簧接触并压缩第二板簧，当腿部支撑架下端向右的力减弱或消失时，第二板簧回复形变，回复力作用于腿部支撑架，腿部支撑架回复到中立位置。

2.根据权利要求1所述的被动髋关节自动回中机构，其特征在于，所述第一板簧设置有两个，分别位于第二板簧的左右两边，两个第一板簧与第二板簧同时固定在板簧盖上，腿部支撑架下端向左运动，腿部支撑架的上端同时挤压左右两端的第一板簧，并将挤压力平均分解到两块第一板簧上。

3.根据权利要求1或2任意一项所述的被动髋关节自动回中机构，其特征在于，所述腿部支撑架与第一板簧的接触面上设置有第一垫块，所述腿部支撑架与第二板簧接触面上设置有第二垫块，腿部支撑架下端向左运动，腿部支撑架上端通过第一垫块挤压第一板簧，所述腿部支撑架下端向右运动，腿部支撑架通过第二垫块挤压第二板簧。

4.根据权利要求3所述的被动髋关节自动回中机构，其特征在于，所述腿部支撑架的上端设置有圆柱体转轴结构，并将腿部支撑架划分为上端和下端，所述第一垫块设置在圆柱体转轴结构的上端，所述第二垫块设置在转轴结构的下端，腿部支撑架下端向左或向右时，分别以圆柱体转轴结构为轴摆动，腿部支撑架下端向左，位于腿部支撑架上端的第一垫块与第一板簧接触并挤压第一板簧形变，第二垫块与第二板簧远离，腿部支撑架下端向右，位于腿部支撑架上端的第一垫块与第一板簧远离，位于腿部支撑架下端的第二垫块与第二板簧接触并挤压第二板簧形变，所述腿部支撑架的下端为吊环结构，吊环结构上安装设置有驱动腿部结构运动的电机，电机控制腿部结构前进或后退。

5.一种被动髋关节自动回中机构，其特征在于，包括一个内旋外旋装置，所述内旋外旋装置包括腰部支撑架和腰部弹性装置，所述腰部支撑架与外骨骼机器人腰部连接固定，所述腰部弹性装置固定在固定盖板上，当人体作用于腿部结构上，且腿部运动带动腰部结构扭转时，腰部支撑架跟随腰部结构一起扭转，腰部支撑架挤压腰部弹性装置，腰部支撑架的向内或向外的旋转的力减弱或消失时，腰部弹性力驱动腰部支撑架回复到中立位置；

所述腰部弹性装置包括第三板簧和板簧支架，所述第三板簧横向放置，且第三板簧的两端固定在板簧支架上，所述腰部支撑架与第三板簧的接触面上设置有第三垫块，腰部支撑架向内或向外旋转时，腰部支撑架通过第三垫块向左或者向右挤压第三板簧。

6.一种被动髋关节自动回中机构，其特征在于，包括一个内旋外旋装置，所述内旋外旋装置包括腰部支撑架和腰部弹性装置，所述腰部支撑架与外骨骼机器人腰部连接固定，所述腰部弹性装置固定在固定盖板上，当人体作用于腿部结构上，且腿部运动带动腰部结构扭转时，腰部支撑架跟随腰部结构一起扭转，腰部支撑架挤压腰部弹性装置，腰部支撑架的向内或向外的旋转的力减弱或消失时，腰部弹性力驱动腰部支撑架回复到中立位置；

所述腰部弹性装置包括板簧支架、左弹簧、右弹簧、左弹簧固定柱和右弹簧固定柱，左弹簧固定柱和右弹簧固定柱分别对称固定在腰部支撑架上，所述左弹簧和右弹簧分别通过固定柱固定在腰部支撑架和板簧支架之间，腰部支撑架向内旋转，拉伸右弹簧，腰部支撑架向外旋转，拉伸左弹簧。

7.根据权利要求5或6任意一项所述的被动髋关节自动回中机构，其特征在于，所述腰部支撑架上设置有转轴，转轴穿过腰部支撑架上的容置通孔，容置通孔的上下两端与转轴连接的位置设置有承受腿部结构传导上来的轴向力的止推轴承。

8.一种外骨骼机器人，其特征在于，包括上述权利要求1-4任意一项所述的被动髋关节自动回中机构，或者权利要求5-7任意一项所述的被动髋关节自动回中机构，亦或者是同时具备上述权利要求1-4任意一项和权利要求5-7任意一项的被动髋关节自动回中机构，还包括腿部结构和腰部结构，被动髋关节自动回中机构的一端连接腰部结构，另一端连接腿部结构，腰部结构左右对称，腰部结构的左右两端分别连接一个被动髋关节自动回中机构，每个被动髋关节自动回中机构都连接有一个腿部结构，外骨骼机器人通过穿戴方式固定在人体上。

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