CN107030675A - 动力外骨骼和稳定结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力外骨骼和稳定结构，所述动力外骨骼包括：腿部连接杆和稳定结构，所述稳定结构安装在所述腿部连接杆上，所述稳定结构在收拢和展开的状态之间可转换，所述稳定结构在收拢时收拢在所述腿部连接杆上，且所述稳定结构在展开时适于接触地面并朝倾斜向上的方向支撑所述腿部连接杆。根据本发明实施例的动力外骨骼，在需要对动力外骨骼维稳时，可以将稳定结构展开，从而通过稳定结构维持动力外骨骼的稳定。

Description

动力外骨骼和稳定结构

技术领域

本发明涉及穿戴式骨骼框架的技术领域，特别涉及一种动力外骨骼以及用于该动力外骨骼的稳定结构。

背景技术

动力外骨骼，是穿戴在人体外侧的一种骨骼框架，由一系列电机系统或者液气压系统进行驱动，用于扩充或者增强一个人的生理机能(主要是四肢运动的能力，例如力量和耐力)。动力外骨骼具有两大方面的应用，一是军用，外骨骼穿戴在士兵的身上，使士兵能够负载更沉重的装备武器，也使其能够长时间的进行负载行走，从而提高其作战能力，第二是民用，特别是用于残疾人或者老年人，帮助其拥有正常甚至超常的生理机能，特别是行走的能力。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种动力外骨骼，具有稳定结构，用于对所述动力外骨骼维稳。

本发明还提供了一种用于动力外骨骼的稳定结构。

根据本发明实施例的动力外骨骼，包括：腿部连接杆和稳定结构，所述稳定结构安装在所述腿部连接杆上，所述稳定结构在收拢和展开的状态之间可转换，所述稳定结构在收拢时收拢在所述腿部连接杆上，且所述稳定结构在展开时适于接触地面并朝倾斜向上的方向支撑所述腿部连接杆。

根据本发明实施例的动力外骨骼，在需要对动力外骨骼维稳时，可以将稳定结构展开，从而通过稳定结构维持动力外骨骼的稳定。

另外，根据本发明上述实施例的动力外骨骼，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述稳定结构包括：接触模块，所述稳定结构位于展开状态时所述接触模块适于接触地面；第一支杆，所述第一支杆的一端与所述腿部连接杆相连，且所述第一支杆的另一端与所述接触模块相连，所述第一支杆用于驱动所述接触模块接触或远离地面。

进一步地，所述第一支杆与所述腿部连接杆可转动地相连；和/或所述第一支杆为可伸缩杆。

在本发明的一个实施例中，所述稳定结构还包括第二支杆，所述第一支杆的一端和所述第二支杆的一端均可转动地与所述腿部连接杆相连，且所述第二支杆连接所述腿部连接杆的位置与所述第一支杆连接所述腿部连接杆的位置间隔开，所述第一支杆的另一端和所述第二支杆的另一端均与所述接触模块相连，所述第一支杆和所述第二支杆中的至少一个为可伸缩杆。

进一步地，所述稳定结构被构造成在展开状态所述第一支杆和所述第二支杆中连接所述接触模块的一端均朝下、且在收拢状态时所述第一支杆和所述第二支杆中连接所述接触模块的一端均朝上。

本发明还提供了一种用于动力外骨骼的稳定结构，所述稳定结构包括：接触模块，所述接触模块适于接触地面；第一支杆，所述第一支杆与所述接触模块相连，所述第一支杆用于驱动所述接触模块。

进一步地，所述第一支杆为可伸缩杆，所述可伸缩杆上连接有用于驱动所述可伸缩杆伸缩的驱动件。

在本发明的一个实施例中，所述稳定结构还包括：第二支杆，所述第二支杆与所述接触模块相连，其中，所述第一支杆和所述第二支杆中的至少一个为可伸缩杆，所述可伸缩杆上连接有用于驱动所述可伸缩杆伸缩的驱动件。

在本发明的一个实施例中，所述可伸缩杆包括：主杆组，所述主杆组包括一个或依次铰接的多个主连杆；副杆组，所述副杆组包括一个或依次铰接的多个副连杆，所述主连杆的个数与所述副连杆的个数相同，且对应的所述主连杆和所述副连杆交叉并铰接，所述主杆组的一端与所述驱动件可转动地连接且另一端与所述接触模块可转动的连接，所述副杆组的一端与所述驱动件可转动地连接且另一端与所述接触模块可转动地连接。

进一步地，所述驱动件包括：主体部；伸缩杆，所述伸缩杆可伸缩地设在所述主体部上，其中，所述主杆组的所述一端与所述主体部可转动地连接且相对位置固定，所述副杆组的所述一端与所述伸缩杆可转动的相连且相对位置固定。

有利地，所述主体部上连接有绕所述伸缩杆的轴线可旋转的主连接件，所述主杆组的所述一端与所述主连接件铰接，且所述主杆组的所述一端的旋转中心轴垂直于所述伸缩杆的轴线，所述伸缩杆的自由端连接有绕所述伸缩杆的轴线可旋转的副连接件，所述副杆组的所述一端与所述副连接件铰接，且所述副杆组的所述一端的旋转中心轴垂直于所述伸缩杆的轴线。

在本发明的一个实施例中，所述接触模块包括连接轴，所述连接轴上连接有至少一个轮子。

附图说明

图1是本发明一个实施例的动力外骨骼在收拢时的主视图。

图2是图1中的动力外骨骼在展开时的主视图。

图3是本发明一个实施例的动力外骨骼在收拢时的侧视图。

图4是图3中的动力外骨骼在展开时的侧视图。

图5是本发明一个实施例的动力外骨骼的稳定过程示意图。

图6是本发明一个实施例的动力外骨骼的稳定结构的示意图。

附图标记：

动力外骨骼100，

腿部连接杆1，

稳定结构2，

接触模块21，连接轴211，轮子212，

第一支杆22，第一主杆组221，第一主连杆2211，第一副杆组222，第一副连杆2221，

第一驱动件23，第一主体部231，第一伸缩杆232，第一主连接件233，第一副连接件234，

第二支杆24，第二主杆组241，第二主连杆2411，第二副杆组242，第二副连杆2421，

第二驱动件25，第二主体部251，第二伸缩杆252，第二主连接件253，第二副连接件254。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

动力外骨骼，是穿戴在人体外侧的一种骨骼框架，由一系列电机系统或者液气压系统进行驱动，用于扩充或者增强一个人的生理机能(主要是四肢运动的能力，例如力量和耐力)。动力外骨骼具有两大方面的应用，一是军用，外骨骼穿戴在士兵的身上，使士兵能够负载更沉重的装备武器，也使其能够长时间的进行负载行走，从而提高其作战能力，第二是民用，特别是用于残疾人或者老年人，帮助其拥有正常甚至超常的生理机能，特别是行走的能力。

在动力外骨骼的使用过程中，可能会出现失稳的情况。为此，本发明提供了一种动力外骨骼的维稳方法。

下面参照附图描述本发明实施例的动力外骨骼及其稳定结构。

如图1至图4，根据本发明实施例的动力外骨骼100，包括：腿部连接杆1和稳定结构2，腿部连接杆1可以用于连接腿部M，稳定结构2安装在腿部连接杆1上用于对动力外骨骼100维稳。

具体而言，稳定结构2在收拢(参照图1和图3)和展开(参照图2和图4)的状态之间可转换，稳定结构2在收拢时收拢在腿部连接杆上，且稳定结构2在展开时适于接触地面并朝倾斜向上的方向支撑腿部连接杆1。因此，可以在需要稳定结构2对动力外骨骼100维稳时，将稳定结构2展开，并使稳定结构2支撑在地面上。

需要说明的是，本本领域技术人员可以理解的是，本发明所称的并非单指地理位置上的地面，本发明的“地面”应当做广义理解，应当理解为支撑平台，例如，在飞机、平台等上应用该动力外骨骼100时，“地面”应当为飞机、平台等。

根据本发明实施例的动力外骨骼100，在需要对动力外骨骼100维稳时，可以将稳定结构2展开，从而通过稳定结构2维持动力外骨骼100的稳定。

另外，本发明所称的“需要对动力外骨骼100维稳”，包括但不限于动力外骨骼100将要失稳，另外，也可以基于其它的目的使用，例如在动力外骨骼100的使用过程中，如果需要支撑的重量较大，也可以采用稳定结构2来维持动力外骨骼100以及人体的稳定。

本发明通过在动力外骨骼100上设置稳定结构2，可以方便对动力外骨骼100维稳，从而减小或避免了失稳的情形，而且稳定结构2还可以增加动力外骨骼100的功能。

下面参照附图对本发明实施例的动力外骨骼100及稳定结构2作进一步地说明。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，稳定结构2包括：接触模块21和第一支杆22。

其中，接触模块21用于接触地面，第一支杆22与接触模块21相连。在该稳定结构2使用过程中，通过接触模块21接触地面，第一支杆22作为支撑结构可以用来支撑动力外骨骼100。

另外，第一支杆22用于与动力外骨骼100的腿部连接杆1相连。

具体而言，在将该稳定结构2应用于动力外骨骼100上时，第一支杆22的一端与腿部连接杆1相连，且第一支杆22的另一端与接触模块21相连。另外，稳定结构2位于展开状态时接触模块21适于接触地面。

另外，与第一支杆22相连的第一驱动件23可以驱动第一支杆22活动，从而通过第一支杆22来收拢或展开接触模块21。

当然，本发明的接触模块21是为了方便接触地面，也可以将第一支杆22的端部认定为接触模块21。

进一步地，如图1和图3所示，在稳定结构2位于收拢状态时，可以将接触模块21抬起，也就是说，在稳定结构2位于收拢状态时，使接触模块21不接触地面，这样可以方便动力外骨骼100的使用，避免接触模块21影响行走。

如图3、图4以及图6，在本发明的一些实施例中，第一支杆22为可伸缩杆。可以通过第一支杆22的伸缩来调节接触模块21的位置。

例如，将第一支杆22连接在腿部连接杆1的下部，在稳定结构2展开时，第一支杆22伸长，从而通过接触模块21来支撑地面，第一支杆22的伸长方向可以为沿水平的方向，或者沿倾斜向下的方向。

如图1至图4，在本发明的一些实施例中，第一支杆22与腿部连接杆1可转动地相连。通过第一支杆22的转动，可以驱动接触模块21运动，便于接触模块21及时地接触地面从而对动力外骨骼100提供支撑。

另外，可以通过驱动件来驱动第一支杆22的旋转，第一支杆22的旋转可以抬起或放下接触模块21，以便于收拢或支撑。

当然，也可以通过其他的结构来驱动第一支杆22的旋转。

例如，如图6所示，本发明的稳定结构2还可以包括第二支杆24，第二支杆24与接触模块21相连，从而通过第一支杆22和第二支杆24的配合来驱动接触模块21运动，也就是说，通过第一支杆22和第二支杆24的配合驱动接触模块21收起来或接触地面。

优选地，第一支杆22和第二支杆24中的至少一个为可伸缩杆，具体而言，至少包括：第一支杆22为可伸缩杆、第二支杆24为固定长度杆；第一支杆22为固定长度杆、第二支杆24为可伸缩杆；第一支杆22和第二支杆24均为长度可伸缩杆等。

如图1至图4，在应用有这种稳定结构2的动力外骨骼100中，第一支杆24的一端可转动地与腿部连接杆1相连，且第二支杆24的一端可转动地与腿部连接杆1相连，第二支杆24的一端可转动地与腿部连接杆1相连，且第二支杆24的另一端与接触模块21相连。第二支杆24连接腿部连接杆1的位置与第一支杆22连接腿部连接杆1的位置间隔开，其中，第一支杆22和第二支杆24中的至少一个为可伸缩杆。

因此，第一支杆22和第二支杆24均与接触模块21相连，且第一支杆22和第二支杆24均可转动地连接腿部连接杆1，其中至少包括：

a、第一支杆22为可伸缩杆，第二支杆24为长度固定的杆，在第一支杆22伸缩的过程中，第一支杆22将会驱动接触模块21绕着第二支杆24转动，在第一支杆22伸长到预定长度，接触模块21也将绕着第二支杆转动到稳定位置并接触地面；

b、第一支杆22为长度固定的杆，第二支杆24为可伸缩杆，在第二支杆24伸缩的过程中，第二支杆24将会驱动接触模块21绕着第一支杆22转动，在第二支杆24伸长到预定长度，接触模块21也将绕着第一支杆转动到稳定位置并接触地面；

c、第一支杆22和第二支杆24均为可伸缩杆，通过第一支杆22和第二支杆24伸缩量的不同驱动接触模块21运动以展开或收拢。

d、第一支杆22和第二支杆24均为可伸缩杆，第二支杆24的伸缩是用于调节接触模块21的转动范围，也就是说，参照上述a，在第一支杆22伸缩的过程中，第一支杆22将会驱动接触模块21绕着第二支杆24转动，在第一支杆22伸长到预定长度，接触模块21也将绕着第二支杆转动到稳定位置并接触地面，而通过第二支杆24的伸缩，可以对这种控制方式进行调节。

由上述可以看出，通过设置第一支杆22和第二支杆24，使得第一支杆22、第二支杆24、腿部连接杆1配合构成的一个三角形的稳定结构2，从而使得接触模块21可以稳定地支撑底面，提高动力外骨骼100的稳定性。

而且，腿部连接杆1、地面以及第一支杆22可以配合形成第一个三角形结构；腿部连接杆1、地面以及第二支杆24可以配合形成第二个三角形结构；腿部连接杆1、第一支杆22以及第二支杆24可以配合形成第三个三角形结构。通过多个三角形的结构形成三角支撑结构，从而提高了稳定结构2的支撑强度。

有利地，如图2所示，稳定结构2被构造成在展开状态第一支杆22和第二支杆24中连接接触模块21的一端均朝下。如图4，稳定结构2被构造成在收拢状态第一支杆22和第二支杆24中连接接触模块21的一端均朝上。从而方便稳定结构2的收拢和展开，避免稳定结构2影响行走。

当然，对于稳定结构2处于不同状态时第一支杆22和第二支杆24的状态，本申请并未做限定，稳定结构2处于不同状态时，第一支杆22和第二支杆24和可以为其它的状态，例如：稳定结构2位于展开状态时，第一支杆22和第二支杆24中连接接触模块21的一端均朝下，稳定结构2位于收拢的状态时，第一支杆22连接接触模块21的一端朝下，且第二支杆24连接接触模块21的一端朝上。

另外，优选地第二支杆24连接腿部连接杆1的位置低于第一支杆22连接腿部连接杆1的位置。

对于上述的可伸缩杆，都可以连接驱动件，该驱动件用来驱动可伸缩杆伸缩。

有利地，如图6所示，可伸缩杆包括：主杆组和副杆组。主杆组包括一个或依次铰接的多个主连杆；副杆组包括一个或依次铰接的多个副连杆，主连杆的个数与副连杆的个数相同，且对应的主连杆和副连杆交叉并铰接，主杆组的一端与驱动件可转动地连接且另一端与接触模块21可转动的连接，副杆组的一端与驱动件可转动地连接且另一端与接触模块21可转动地连接。可以提高可伸缩杆的结构强度。

进一步地，如图6所示，驱动件包括主体部和伸缩杆。伸缩杆可伸缩地设在主体部上，其中，主杆组的一端与主体部可转动地连接且相对位置固定，副杆组的一端与伸缩杆可转动的相连且相对位置固定。从而通过驱动件的收缩实现可伸缩杆的收缩。

从上述描述可以看出，在驱动件伸缩的过程中，主杆组连接主体部的一端与副杆组连接伸缩杆的一端之间的距离改变，从而实现可伸缩杆的伸缩。而且，主杆组与副杆组之间形成有多个多边形稳定结构，从而可以提高可伸缩杆的支撑强度。

优选地，为了使得可伸缩杆的伸缩可控，可以将主连杆设置成绕轴线可转动地连接副连杆。也就是说，使得可伸缩杆的伸缩构造成二维平面的形式。

有利地，主体部上连接有绕伸缩杆的轴线可旋转的主连接件，主杆组的一端与主连接件铰接，且主杆组的一端的旋转中心轴垂直于伸缩杆的轴线，伸缩杆的自由端连接有绕伸缩杆的轴线可旋转的副连接件，副杆组的一端与副连接件铰接，且副杆组的一端的旋转中心轴垂直于伸缩杆的轴线。通过设置连接件，可以方便可伸缩杆与驱动件可转动地连接，提高稳定结构的装配效率和稳定性。

进一步地，驱动件为气缸。使用气缸作为驱动件，可以提高可伸缩杆伸缩的快速和稳定性，而且气动的缓冲性能较好，具有减震的作用。

下面参照附图描述本发明具体实施例的稳定结构2的可伸缩的第一支杆22和伸缩方式。

有利地，如图6所示，第一支杆22包括：第一主杆组221和第一副杆组222。第一主杆组221包括一个或依次铰接的多个第一主连杆2211；第一副杆组222包括一个或依次铰接的多个第一副连杆2221，第一主连杆2211的个数与第一副连杆2221的个数相同，且对应的第一主连杆2211和第一副连杆2221交叉并铰接，第一主杆组221的一端与第一驱动件23可转动地连接且另一端与接触模块21可转动的连接，第一副杆组222的一端与第一驱动件23可转动地连接且另一端与接触模块21可转动地连接。可以提高第一支杆22的结构强度。

进一步地，如图6所示，第一驱动件23包括第一主体部231和第一伸缩杆232。第一伸缩杆232可伸缩地设在第一主体部231上，其中，第一主杆组221的一端与第一主体部231可转动地连接且相对位置固定，第一副杆组222的一端与第一伸缩杆232可转动的相连且相对位置固定。从而通过第一驱动件23的收缩实现第一支杆22的收缩。

下面结合图6进行举例说明，参照图6，以第一主杆组221包括两个第一主连杆2211、第一副杆组222包括两个第一副连杆2221为例，为了方便描述，将两个第一主连杆2211分别标记为杆a、杆b，将两个第一副连杆2221分别标记为杆c和杆d。

其中，杆a的一端与杆b的一端铰接，杆a的另一端构造成第一主杆组221的一端并可转动地连接第一驱动件23的第一主体部231，杆b的另一端构造成第一主杆组221的另一端并连接接触模块21；

杆c的一端与杆d的一端铰接，且杆c的另一端构造成第一副杆组222的一端，并可转动地连接第一驱动件23的第一伸缩杆232，杆d的另一端构造成第一副杆组222的另一端并连接接触模块21；

另外，杆a的中部与杆c的中部铰接，杆b与杆d的中部铰接。

当然，上述仅仅是以“第一主杆组221包括两个第一主连杆2211、第一副杆组222包括两个第一副连杆2221”为例进行的说明，并非对本发明保护范围的限制，例如，本发明的第一主杆组221也可以包括一个、三个、四个等数量的第一主连杆2211，同样地第一副杆组222也可以包括一个、三个、四个等数量的第一副连杆2221。

从上述描述可以看出，在第一驱动件23伸缩的过程中，第一主杆组221连接第一主体部231的一端与第一副杆组222连接第一伸缩杆232的一端之间的距离改变，从而实现第一支杆22的伸缩。而且，第一主杆组221与第一副杆组222之间形成有多个多边形稳定结构，从而可以提高第一支杆22的支撑强度。

优选地，为了使得第一支杆22的伸缩可控，可以将第一主连杆2211设置成绕轴线可转动地连接第一副连杆2221。也就是说，使得第一支杆22的伸缩构造成二维平面的形式。

有利地，第一主体部231上连接有绕第一伸缩杆232的轴线可旋转的第一主连接件233，第一主杆组221的一端与第一主连接件233铰接，且第一主杆组221的一端的旋转中心轴垂直于第一伸缩杆232的轴线，第一伸缩杆232的自由端连接有绕第一伸缩杆232的轴线可旋转的第一副连接件234，第一副杆组222的一端与第一副连接件234铰接，且第一副杆组222的一端的旋转中心轴垂直于第一伸缩杆232的轴线。通过设置连接件，可以方便第一支杆22与第一驱动件23可转动地连接，提高稳定结构2的装配效率和稳定性。

进一步地，第一驱动件23为气缸。使用气缸作为第一驱动件23，可以提高第一支杆22伸缩的快速和稳定性，而且气动的缓冲性能较好，具有减震的作用。

下面参照附图描述本发明实施例的稳定结构2的可伸缩第二支杆24和驱动方式。

在本发明的一些实施例中，第二支杆24为可伸缩杆，稳定结构2还包括：第二驱动件25，第二驱动件25与第二支杆24相连，第二驱动件25用于驱动第二支杆24伸缩。

进一步地，第二支杆24包括：第二主杆组241和第二副杆组242。第二主杆组241包括一个或依次铰接的多个第二主连杆2411；第二副杆组242包括一个或依次铰接的多个第二副连杆2421，第二主连杆2411的个数与第二副连杆2421的个数相同，且对应的第二主连杆2411和第二副连杆2421交叉并铰接，第二主杆组241的一端与第二驱动件25可转动地连接且另一端与接触模块21可转动地连接，第二副杆组242的一端与第二驱动件25可转动地连接且另一端与接触模块21可转动地连接。可以提高第二支杆24的结构强度。

有利地，如图6，第二驱动件25包括第二主体部251和第二伸缩杆252。第二伸缩杆252可伸缩地设在第二主体部251上，其中，第二主杆组241的一端与第二主体部251可转动地连接且相对位置固定，第二副杆组242的一端与第二伸缩杆252可转动地连接且相对位置固定。从而通过第二驱动件25的收缩实现第二支杆24的收缩。

下面结合图6进行举例说明，参照图6，以第二主杆组241包括一个第二主连杆2411、第二副杆组242包括一个第二副连杆2421为例。

其中，第二主连杆2411的一端可转动地连接第二驱动件25的第二主体部251，第二主连杆2411的另一端连接接触模块21；

第二副连杆2421的一端可转动地连接第二驱动件25的第二伸缩杆252，第二副连杆2421的另一端连接接触模块21；

另外，第二主连杆2411的中部与第二副连杆2421的中部铰接。

当然，上述仅仅是以“第二主杆组241包括一个第二主连杆2411、第二副杆组242包括一个第二副连杆2421”为例进行的说明，并非对本发明保护范围的限制，例如，本发明的第二主杆组241也可以包括两个、三个、四个等数量的第二主连杆2411，同样地第二副杆组242也可以包括两个、三个、四个等数量的第二副连杆2421。

从上述描述可以看出，在第二驱动件25伸缩的过程中，第二主杆组241连接第二主体部251的一端与第二副杆组242连接第二伸缩杆252的一端之间的距离改变，从而实现第二支杆24的伸缩。而且，第二主杆组241与第二副杆组242之间形成有多个多边形稳定结构，从而可以提高第二支杆24的支撑强度。

优选地，为了使得第二支杆24的伸缩可控，可以将第二主连杆2411设置成绕轴线可转动地连接第二副连杆2421。也就是说，使得第二支杆24的伸缩构造成二维平面的形式。

进一步地，第二主体部251上连接有绕第二伸缩杆252的轴线可旋转的第二主连接件253，第二主杆组241的一端与第二主连接件253铰接，且第二主杆组241的一端的旋转中心轴垂直于第二伸缩杆252的轴线，第二伸缩杆252的自由端连接有绕第二伸缩杆252的轴线可旋转的第二副连接件254，第二副杆组242的一端与第二副连接件254铰接，且第二副杆组242的一端的旋转中心轴垂直于第二伸缩杆252的轴线。通过设置连接件，可以方便第二支杆24与第二驱动件25可转动地连接，提高稳定结构2的装配效率和稳定性。

优选地，第二驱动件25为气缸。使用气缸作为第二驱动件25，可以提高第二支杆24伸缩的快速和稳定性，而且气动的缓冲性能较好，具有减震的作用。

如图6所示，在本发明的稳定结构2中，接触模块21包括连接轴211，连接轴211上连接有至少一个轮子212，第一支杆22与连接轴211相连。可以通过接触模块21稳定地支撑地面，从而提高稳定结构2的支撑强度和稳定性。

本发明提供了一能够增加动力外骨骼使用时稳定性的结构，当外骨骼检测到失稳状态时，启动稳定结构，通过气缸或者电机改变伸缩结构的长度，使之前处于未接触地面的接触轮向远离身体以及接近地面的方向运动，从而构成支撑，增加整体的稳定性。

另外，本发明还提供了一种用于动力外骨骼100的稳定结构2。稳定结构2为前述的用于动力外骨骼100的稳定结构2。

本发明的下肢动力外骨骼增强稳定的结构。其优势在于，利用三角形原理，当外骨骼检测到失稳状态时，启动稳定结构，通过气缸或者电机改变伸缩结构的长度，使之前处于未接触地面的接触轮向远离身体以及接近地面的方向运动，从而构成支撑，增加整体的稳定性。

以下将结合附图对本发明的一个具体实施例进行说明，如图1到4所示，分别为稳定结构工作(展开的状态)和非工作(收拢的状态)状态时的正视和侧视图(相对于人而言)。其中21为接触模块，22为第一支杆，23为第一驱动件，24为第二支杆，25为第二驱动件，3为外骨骼膝关节电机，1为外骨骼腿部连接杆。其中23和25的气缸固定的连接在腿部连接杆上。

稳定结构的细节参考图6。其中，接触模块21中，包含两个用于与地面接触的具有一定弹性的轮子212，211为中间连杆，第一支杆22和第二支杆24均为可伸缩杆并通过连接件和连接轴211连接起来，使伸缩杆整体能够绕连接轴211轴线运动，也可以使伸缩杆最接近连接轴211的那一部分绕垂直于连接轴211轴线的直线运动。

第一驱动件23(例如气缸)与腿部连接杆固定连接，第一伸缩杆232为气缸的伸缩杆，第二驱动件25为下侧的气缸，第二伸缩杆252为下侧的连接杆。

第一支杆22可伸缩，第一支杆22的最大长度大于第二支杆24，关节数也大于下侧伸缩杆，以使接触轮能够处于近上侧收缩，远下侧工作。当第一伸缩杆232处于伸长状态时，第一支杆22的长度变短，稳定结构抬起，处于非工作状态，当第一伸缩杆232收缩时，第一支杆22的长度变长，稳定结构处于工作状态。第二驱动件25通过调节第二伸缩杆252的长度，可以改变第二支杆24的长度，从而改变稳定结构收放过程的半径，因此，当气缸第二驱动件25缺失时，则收放半径固定。根据三角形的性质，三角形三条边长固定时，三角形固定。

第一副连接件234用于连接第一伸缩杆232和第一支杆22，第一副连接件234具有两个方向的转动自由度，并且两个转动自由度的轴相互垂直。第一主连接件233与第一副连接件234类似，但第一主连接件233具有中空轴，第一驱动件23的第一伸缩杆232从中空轴中通过，同时中空轴固定在腿部连接杆上，使第二支杆24或者第二支杆24在转动的过程中，两侧转动同轴。

稳定结构可以工作在两种模式下，长时工作状态和检测工作状态。在长时工作时，稳定结构直接伸出，在人体运动过程中起辅助作用，在检测工作状态时，由动力外骨骼监测人体运动过程，在将要发送失稳状态时，启动稳定结构。

本发明能够增加动力外骨骼使用时稳定性的结构，当外骨骼检测到失稳状态时，启动稳定结构，通过气缸或者电机改变伸缩结构的长度，使之前处于未接触地面的接触轮向远离身体以及接近地面的方向运动，从而构成支撑，增加整体的稳定性。

可以通过检测脚底压力与中心位置或检测脚底陀螺仪数据确定是否失稳。

该稳定结构的伸缩半径可以通过气缸或者电机进行调节。

稳定结构可以收起，也可以放下。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种动力外骨骼，其特征在于，包括：

腿部连接杆；

稳定结构，所述稳定结构安装在所述腿部连接杆上，所述稳定结构在收拢和展开的状态之间可转换，所述稳定结构在收拢时收拢在所述腿部连接杆上，且所述稳定结构在展开时适于接触地面并朝倾斜向上的方向支撑所述腿部连接杆。

2.根据权利要求1所述的动力外骨骼，其特征在于，所述稳定结构包括：

接触模块，所述稳定结构位于展开状态时所述接触模块适于接触地面；

第一支杆，所述第一支杆的一端与所述腿部连接杆相连，且所述第一支杆的另一端与所述接触模块相连，所述第一支杆用于驱动所述接触模块接触或远离地面。

3.根据权利要求2所述的动力外骨骼，其特征在于，

所述第一支杆与所述腿部连接杆可转动地相连；和/或

所述第一支杆为可伸缩杆。

4.根据权利要求2所述的动力外骨骼，其特征在于，所述稳定结构还包括第二支杆，所述第一支杆的一端和所述第二支杆的一端均可转动地与所述腿部连接杆相连，且所述第二支杆连接所述腿部连接杆的位置与所述第一支杆连接所述腿部连接杆的位置间隔开，所述第一支杆的另一端和所述第二支杆的另一端均与所述接触模块相连，所述第一支杆和所述第二支杆中的至少一个为可伸缩杆。

5.根据权利要求4所述的动力外骨骼，其特征在于，所述稳定结构被构造成在展开状态所述第一支杆和所述第二支杆中连接所述接触模块的一端均朝下、且在收拢状态时所述第一支杆和所述第二支杆中连接所述接触模块的一端均朝上。

6.一种用于动力外骨骼的稳定结构，其特征在于，所述稳定结构包括：

接触模块，所述接触模块适于接触地面；

第一支杆，所述第一支杆与所述接触模块相连，所述第一支杆用于驱动所述接触模块收拢和展开。

7.根据权利要求6所述的用于动力外骨骼的稳定结构，其特征在于，所述第一支杆为可伸缩杆，所述可伸缩杆上连接有用于驱动所述可伸缩杆伸缩的驱动件。

8.根据权利要求6所述的用于动力外骨骼的稳定结构，其特征在于，所述稳定结构还包括：

第二支杆，所述第二支杆与所述接触模块相连，其中，所述第一支杆和所述第二支杆中的至少一个为可伸缩杆，所述可伸缩杆上连接有用于驱动所述可伸缩杆伸缩的驱动件。

9.根据权利要求7或8所述的用于动力外骨骼的稳定结构，其特征在于，所述可伸缩杆包括：

主杆组，所述主杆组包括一个或依次铰接的多个主连杆；

副杆组，所述副杆组包括一个或依次铰接的多个副连杆，所述主连杆的个数与所述副连杆的个数相同，且对应的所述主连杆和所述副连杆交叉并铰接，

所述主杆组的一端与所述驱动件可转动地连接且另一端与所述接触模块可转动的连接，所述副杆组的一端与所述驱动件可转动地连接且另一端与所述接触模块可转动地连接。

10.根据权利要求9所述的用于动力外骨骼的稳定结构，其特征在于，所述驱动件包括：

主体部；

伸缩杆，所述伸缩杆可伸缩地设在所述主体部上，

其中，所述主杆组的所述一端与所述主体部可转动地连接且相对位置固定，所述副杆组的所述一端与所述伸缩杆可转动的相连且相对位置固定。

11.根据权利要求10所述的用于动力外骨骼的稳定结构，其特征在于，所述主体部上连接有绕所述伸缩杆的轴线可旋转的主连接件，所述主杆组的所述一端与所述主连接件铰接，且所述主杆组的所述一端的旋转中心轴垂直于所述伸缩杆的轴线，所述伸缩杆的自由端连接有绕所述伸缩杆的轴线可旋转的副连接件，所述副杆组的所述一端与所述副连接件铰接，且所述副杆组的所述一端的旋转中心轴垂直于所述伸缩杆的轴线。

12.根据权利要求6-8中任一项所述的用于动力外骨骼的稳定结构，其特征在于，所述接触模块包括连接轴，所述连接轴上连接有至少一个轮子。