CN108161905A - 一种可变刚度下肢外骨骼助力机器人 - Google Patents

一种可变刚度下肢外骨骼助力机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可变刚度下肢外骨骼助力机器人，包括人机信息交互感知单元(100)、电控单元(200)、电液伺服驱动单元(300)和下肢外骨骼机械单元(400)。本发明下肢外骨骼机械单元(400)中的髋关节(2f)与髋关节连接件(1c)之间采用限位组合十字铰机构，并结合双向作用液压缸(321)，较好地拟合了人体髋关节空间结构，提高了穿戴的舒适性，并结合刚度可调的单向作用弹簧复位液压缸(3a)，满足了行走时快速响应、大力矩的需求并增加了行走的续航能力；采用足底压力信息采集单元(110)并结合腰部陀螺仪采集人体步态信息和姿态信息，并运用拐杖单元(120)，将穿戴者的运动意图引入到该外骨骼助力机器人协同控制中，提升了人机共融性与交互控制的协调性。

Description

一种可变刚度下肢外骨骼助力机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种可变刚度下肢外骨骼助力机器人。
背景技术
在山地、丛林等无路地区，常规手段往往无法胜任野外作业、运输的需求；此外，老年人与残疾人的助力行走以及危险区域高强度、高度灵活作业方式，如消防、救援减灾等方面作为社会深度需求，亟需一种突破传统方式的作业工具。可穿戴型下肢外骨骼助力机器人作为一种全新作业机器人，突破传统人机关系的局限性，引入人的控制决策，实现人机协同与高度智能化助力行走与野外作业，极大地拓展人体下肢关节机能，为完成特定环境下的人机任务协同提供全新作业手段。目前，可穿戴型下肢外骨骼机器人处于深度研究与高速发展中。
针对可穿戴型下肢外骨骼助力机器人，目前存在几个共性问题：一、人机不能高度共融，其中，共融具体指的是穿戴舒适性与关节驱动符合人体下肢行走特点；二、结构的重量化与不紧凑；三、人机交互信息通道的低效性。在现有技术条件下，可穿戴型下肢外骨骼机器人存在一定的局限性。国内外涉及下肢外骨骼机器人的专利主要有以下几项：分别是申请号为201310257360.5的“一种穿戴型下肢助力机器人、其折叠方法及用于装运的手拉箱”、申请号为201210370541.4的“便携式可穿戴下肢康复及助行外骨骼机器人”、申请号为201480016611.3的“具有拐杖的步态装置”。上述专利均采用电机驱动，响应速度与作用力不能完全满足人体行走助力的需求，偏向于残障人士的辅助支撑；上述专利在拟合人体关节设计上均存在一定差异，未完全考虑人体髋关节空间结构的匹配性；此外，上述专利均未考虑在行走过程中关节驱动的刚度变化，包括人机协同行走时在触地相的冲击性与弹起相响应快速性，以及在摆动相的能量回收，影响了人机共融与交互控制的协调性，降低了使用的舒适性与安全性。
基于此，特提出本发明。
发明内容
本发明提供了一种可变刚度下肢外骨骼助力机器人，以期解决上述问题。
本发明的可变刚度下肢外骨骼助力机器人，包括人机信息交互感知单元、电控单元、电液伺服驱动单元和下肢外骨骼机械单元，其中，
所述下肢外骨骼机械单元用于穿戴在穿戴者身上；
所述人机信息交互感知单元获取穿戴者步态信息、姿态信息和运动意图信息，并将这些信息发送至所述电控单元；
所述电控单元用于接收并识别所述人机信息交互感知单元发送的信息，根据信息发出相应控制指令至所述电液伺服驱动单元；
所述电液伺服驱动单元用于接收所述控制指令，根据所述控制指令，完成所述下肢外骨骼机械单元的启动、停止、关节助力行走与失稳时步态调整。
进一步地，所述人机信息交互感知单元包括足底压力信息采集单元、拐杖单元和腰部陀螺仪；其中，
所述足底压力信息采集单元与所述腰部陀螺仪均设置于所述下肢外骨骼机械单元上；
所述足底压力信息采集单元用于采集人机协同行走时的足底压力信息，进而检测人体步态信息；
所述拐杖单元用于支撑穿戴者，捕获穿戴者的运动意图信息并将所述运动意图信息传送给腰部陀螺仪；
所述腰部陀螺仪用于采集穿戴者穿戴外骨骼时的姿态信息并获取足底压力信息采集单元与所述拐杖单元所采集的信息，将这些信息发送至所述电控单元。
进一步地，所述拐杖单元包括拐杖、陀螺仪和底部压力传感器，其中，所述陀螺仪和所述底部压力传感器设置于所述拐杖上。
进一步地，所述腰部陀螺仪与所述足底压力信息采集单元及所述拐杖单元均采用无线方式连接。
可选地，所述电控单元包括外骨骼主控制模块、比例阀驱动放大控制模块、比例溢流阀驱动放大控制模块、电机驱动放大控制模块和电池模块，其中：
所述外骨骼主控制模块用于在检测出人体姿态与步态信息后，选择合适模式并计算出步态的安全区域以及防跌倒信息，根据算法控制所述比例溢流阀控制模块以控制液压缸助力大小，控制所述电机驱动放大控制模块以控制电机的输出流量，同时控制所述比例阀放大控制模块；
所述电池模块分别与所述外骨骼主控制模块、所述比例阀驱动放大控制模块、所述比例阀溢流驱动放大控制模块、所述电机驱动放大控制模块连接，用于控制电池的充电及放电。
可选地，所述下肢外骨骼机械单元包括左腿组件、右腿组件、髋关节连接件、腰带和背包；其中：
所述左腿组件和所述右腿组件的结构相同，二者均包括鞋底、踝关节连接板、小腿连杆、膝关节连接头、大腿连杆和髋关节，其中，
所述踝关节连接板设置于所述鞋底的外侧和所述小腿连杆的底部之间并与所述鞋底和所述小腿连杆连接；
所述膝关节连接头设置于所述小腿连杆顶部和所述大腿连杆底部之间并与所述小腿连杆和所述大腿连杆连接，所述髋关节设置于所述大腿连杆顶部并与所述大腿连杆连接；
所述髋关节设置于所述髋关节连接件的两侧并与所述髋关节连接件连接；所述腰带设置于所述髋关节连接件的前端；
所述背包设置于所述髋关节连接件的顶部。
进一步地，所述足底压力信息采集单元包括：设置于所述踝关节连接板上的足底压力信息采集板以及设置于所述鞋底上面的四个力敏元件，所述足底压力信息采集板与四个所述力敏元件通过导线连接。
可选地，所述电液伺服驱动单元包括液压模块、髋关节驱动模块和膝关节驱动模块，其中：
所述液压模块设置于背包内并通过油管分别与所述髋关节驱动模块和所述膝关节驱动模块连接；
所述髋关节驱动模块包括两个髋关节液压缸，两个所述髋关节液压缸分别用于驱动所述左腿组件的髋关节和所述右腿组件的髋关节，进而驱动所述左腿组件和所述右腿组件的大腿连杆；
所述膝关节驱动模块包括两个单向作用弹簧复位液压缸，两个所述单向作用弹簧复位液压缸分别用于驱动所述左腿组件和所述右腿组件的小腿连杆。
进一步地，所述髋关节液压缸为双向作用液压缸。
可选地，所述髋关节与所述髋关节连接件通过限位组合十字铰机构连接。
可选地，所述踝关节连接板和所述小腿连杆的底部通过限位组合十字铰机构连接。
可选地，腰部陀螺仪与外骨骼主控制模块以有线方式连接。
本发明提供的可变刚度下肢外骨骼助力机器人，具有如下的有意效果：
1、下肢外骨骼机械单元中的髋关节与髋关节连接件之间采用限位组合十字铰机构，并结合双向作用液压缸，较好地拟合了人体髋关节空间结构，提高了穿戴的舒适性。
2、结合刚度可调的单向作用弹簧复位液压缸，满足了行走时快速响应、大力矩的需求并增加了行走的续航能力。
3、采用足底压力信息采集单元并结合腰部陀螺仪采集人体步态信息和姿态信息，并运用拐杖单元，以简捷有效的方式将穿戴者的运动意图信息引入到该外骨骼助力机器人协同控制中，提升了人机共融性与交互控制的协调性。
4、解决了现有下肢外骨骼助力机器人存在的人机共融与交互控制的协调性差、使用舒适性与安全性低的缺陷。
附图说明
图1为本发明可变刚度下肢外骨骼助力机器人组成结构示意框图。
图2为本发明可变刚度下肢外骨骼助力机器人的拐杖单元立体结构示意图。
图3为本发明可变刚度下肢外骨骼助力机器人的下肢外骨骼机械单元立体结构示意图。
图4为本发明可变刚度下肢外骨骼助力机器人的足底压力信息采集单元的立体结构示意图。
图5为本发明可变刚度下肢外骨骼助力机器人的下肢外骨骼机械单元的腰部与髋关节立体结构示意图。
图6为本发明可变刚度下肢外骨骼助力机器人的背包立体结构示意图。
图7为本发明可变刚度下肢外骨骼助力机器人的单向作用弹簧复位液压缸伸出状态立体结构示意图。
图8为本发明可变刚度下肢外骨骼助力机器人的单向作用弹簧复位液压缸缩回状态立体结构示意图。
其中，100-人机信息交互感知单元，110-足底压力信息采集单元，120-拐杖单元，121-拐杖，122-陀螺仪，123-底部压力传感器，200-电控单元，300-电液伺服驱动单元，310-液压模块，320-髋关节驱动模块，321-双向作用液压缸，330-膝关节驱动模块，400-下肢外骨骼机械单元，1a-左腿组件，1b-右腿组件，1c-髋关节连接件，1f-背包，2a-鞋底，2b-踝关节连接板，2c-小腿连杆，2d-膝关节连接头，2e-大腿连杆，2f-髋关节，3a-单向作用弹簧复位液压缸，4a-足底压力信息采集板，4c-力敏元件，5a-固定旋钮，5b-腰带调节板，5c-弧形弯板，5d-十字铰链，5e-Y型接头，5f-髋关节液压缸安装板，5g-髋关节液压缸，5h-髋关节液压缸位移传感器，5i-腰带方通，5j-线性导轨安装板，5k-油管，6a-电机减速器，6b-液压油箱，6c-背包框架，6d-外接安装板，6e-比例阀块，6f-电磁阀，6g-油管快换接头，6h-电路板安装模块，6j-电机驱动器，6k-电机。
具体实施方式
以下结合附图1-8，对本发明做进一步地说明。
如图1所示，本发明的下肢外骨骼助力机器人包括：人机信息交互感知单元100、电控单元200、电液伺服驱动单元300和下肢外骨骼机械单元400，人机交互感知单元100与电控单元200连接，电液伺服驱动单元300分别与电控单元200及下肢外骨骼机械单元400连接，其中，
下肢外骨骼机械单元400用于穿戴在穿戴者身上；
电液伺服控制单元300用于驱动下肢外骨骼机械单元400的启动、停止及关节助力行走与失稳时步态调整；
人机信息交互感知单元100包括足底压力信息采集单元110、拐杖单元120和腰部陀螺仪；其中，
足底压力信息采集单元110与所述腰部陀螺仪设置于所述下肢外骨骼机械单元400上；其中，
足底压力信息采集单元110用于采集人机协同行走时的足底压力信息，进而检测人体步态信息；
拐杖单元120用于支撑穿戴者，采集穿戴者的运动意图信息并将该运动意图信息发送给腰部陀螺仪；
腰部陀螺仪用于采集足底压力信息采集单元110与拐杖单元120所采集的信息，将这些信息发送至电控单元200；
电控单元200用于接收并识别腰部陀螺仪发送的信息，根据该信息发出相应控制信号至所述电液伺服驱动单元300以控制所述电液伺服驱动单元300，进一步控制下肢外骨骼机械单元400的启停与行走速度。
如图2所示，拐杖单元120包括拐杖121、陀螺仪122和底部压力传感器123，其中，所述陀螺仪122和所述底部压力传感器123设置于所述拐杖121上。典型地，拐杖单元120支撑在穿戴者的腋下，穿戴者施加在拐杖单元120的压力由底部压力传感器123检测，拐杖单元120所处的倾斜角度由陀螺仪122检测，检测获得的信息为穿戴者的运动意图信息，这些信息将发送给腰部陀螺仪。
腰部陀螺仪与足底压力信息采集单元110及拐杖单元120均采用无线方式连接。
在一个实施例中，人机信息交互感知单元100还包括关节位移测量单元、液压缸进出口压力测量单元和电机转速测量单元。
在一个实施例中，电控单元200包括外骨骼主控制模块、比例阀驱动放大控制模块、比例溢流阀驱动放大控制模块、电机驱动放大控制模块和电池模块，其中：
所述外骨骼主控制模块用于在检测出人体姿态与步态信息后，选择合适模式并计算出步态的安全区域以及防跌倒信息，根据算法控制所述比例溢流阀控制模块以控制液压缸助力大小，控制所述电机驱动放大控制模块以控制电机的输出流量，同时控制所述比例阀放大控制模块；
所述电池模块分别与所述外骨骼主控制模块、所述比例阀驱动放大控制模块、所述比例阀溢流驱动放大控制模块、所述电机驱动放大控制模块连接，用于控制电池的充电及放电。
电控单元200设置在背包里面。
在一个实施例中，腰部陀螺仪与外骨骼主控制模块以有线方式连接，也可以以无线方式连接。
如图3所示，为本发明一个实施例提供的可变刚度下肢外骨骼助力机器人的下肢外骨骼机械单元400的立体结构示意图。下肢外骨骼机械单元400包括左腿组件1a、右腿组件1b、髋关节连接件1c、腰带(图中未示出)和背包1f；左腿组件1a和右腿组件1b结构相同，二者均包括鞋底2a、踝关节连接板2b、小腿连杆2c、膝关节连接头2d、大腿连杆2e和髋关节2f，踝关节连接板2b连接在鞋底2a的外侧和小腿连杆2c的底部之间，膝关节连接头2d连接在小腿连杆2c顶部和大腿连杆2e底部之间，髋关节2f连接大腿连杆2e顶部；左腿组件1a和右腿组件1b的髋关节2f连接在髋关节连接件1c的两侧，腰带固定在髋关节连接件1c的前端，背包1f固定在髋关节连接件1c的顶部，该下肢外骨骼助力机器人采用背负式背包1f，将该下肢外骨骼助力机器人的重量通过刚性的下肢外骨骼机械单元400，传导到鞋底2a的支承面，减少穿戴者的承重负担，并将电控单元200与电液伺服驱动单元300的液压模块310放置于背包1f中，优化了该下肢外骨骼助力机器人的集成性。
如图4所示，为本发明可变刚度下肢外骨骼助力机器人的足底压力信息采集单元110的立体结构示意图，足底压力信息采集单元110包括：设置于踝关节连接板2b上的足底压力信息采集板4a以及设置于鞋底2a上面的四个力敏元件4c，足底压力信息采集板4a与四个力敏元件4c通过导线连接。足底压力信息采集单元110用于收集人机协同行走时的足底压力信息，足底压力信息采集板4a结合腰部陀螺仪检测人体步态和姿态信息，完成安全区域校核，同时，运用拐杖单元120，以简捷有效地方式将穿戴者的运动意图信息引入到外骨骼助力机器人的协同控制中，提升了人机共融与交互控制的协调性；腰部陀螺仪、足底压力信息采集单元110、关节位移测量单元、液压缸进出口压力测量单元和液压模块310、电机转速测量单元均采用无线通讯方式与电控单元200连接，优化了人机交互通道。
在一个实施例中，电液伺服驱动单元300包括液压模块310、髋关节驱动模块320和膝关节驱动模块330，液压模块310设置于背包1f内并通过油管分别与髋关节驱动模块320和膝关节驱动模块330连接。
如图3、图5、图6所示，液压模块310包括液压油箱6b、比例阀块6e、电磁阀6f和油管快换接头6g，液压油箱6b中的油液通过比例阀块6e、电磁阀6f和油管快换接头6g后经过油管，输入到髋关节驱动模块320和膝关节驱动模块330，以驱动髋关节2f、左腿组件1a和右腿组件1b运动。
髋关节驱动模块320包括两个髋关节液压缸5g，该髋关节液压缸5g为双向作用液压缸321，两个双向作用液压缸321分别用于驱动左腿组件1a和右腿组件1b的髋关节2f，进而驱动左腿组件1a和右腿组件1b的大腿连杆2e。
膝关节驱动模块330包括两个单向作用弹簧复位液压缸3a，两个单向作用弹簧复位液压缸3a分别用于驱动左腿组件1a和右腿组件1b的小腿连杆2c。
单向作用弹簧复位液压缸3a具备能量储存与助力的输出特性，与人体行走时能量输出特点高度一致的特性，能实现膝关节变刚度助力，减少冲击，提高行走柔顺性，回收膝关节反馈能量。如图7和图8所示，单向作用弹簧复位液压缸3a的液压缸刚度为可调节设置，且其弹簧的预紧力为可调节设置，可有效提升弹起，提高了液压驱动的响应速度，满足行走时快速响应、大力矩的需求；此外，行走过程中人机协同行走时在触地相冲击力较大，触地瞬间冲击力峰值能达到体重的四倍有余，采用上述设计使得外骨骼助力机器人具备摆动相的能量回收，提高了能量利用效率，增加了其行走的续航能力，并且降低了行走冲击力，提高了行走时柔顺性。
在一个优选的实施例中，髋关节2f与所述髋关节连接件1c通过限位组合十字铰机构连接，该限位组合十字铰机构包括十字铰链5d。限位组合十字铰机构模拟髋关节两个自由度，并具备一定的关节空间限制功能，结合髋关节配置的液压缸，能较好地模拟人体髋关节的运动功能。
在另一个优选的实施例中，踝关节连接板2b和小腿连杆2c的底部通过限位组合十字铰机构连接，该限位组合十字铰机构包括十字铰链。限位组合十字铰机构模拟踝关节两个自由度，并具备一定的关节空间限制功能。
图5是本发明一个实施例的下肢外骨骼机械单元400的腰部与髋关节2f立体结构示意图，在腰部依序设置有固定旋钮5a、腰带调节板5b、弧形弯板5c、十字铰链5d、Y型接头5e、髋关节液压缸安装板5f、髋关节液压缸5g、髋关节液压缸位移传感器5h、腰带方通5i、线性导轨安装板5j和油管5k，固定旋钮5a用于将线性导轨安装板5j固定在腰带方通5i上，腰带调节板5b用于调整腰带的位置，弧形弯板5c结合十字铰链5d，用于连接并传递髋关节液压缸5g对髋关节2f的驱动力，Y型接头5e用作十字铰链5d的支撑，髋关节液压缸安装板5f用于安装Y型接头5e和髋关节液压缸5g，也用作安装腰带方通5i，髋关节液压缸位移传感器5h安装在髋关节液压缸5g的缸筒上，用于检测髋关节液压缸5g的液压杆的位移量，线性导轨安装板5j用于安装线性导轨，油管5k用于连接髋关节驱动模块。其中，髋关节液压缸5g采用双向作用液压缸321。
在一个实施例中，腰部陀螺仪设置于腰带上。
本发明可变刚度下肢外骨骼助力机器人的工作流程如下：
S101，拐杖单元120捕获穿戴者的运动意图信息；
S102，人机信息交互感知单元100中的足底压力信息采集单元110采集人机协同行走时的足底压力信息，进而检测人穿戴外骨骼时的步态信息；
S103，人机信息交互感知单元100中的腰部陀螺仪采集人穿戴外骨骼时的姿态信息并获取足底压力信息采集单元110与拐杖单元120所采集的信息；
S104，电控单元200接收并识别腰部陀螺仪发送的信息，根据该信息发出相应控制信号至所述电液伺服驱动单元300；
S105，电液伺服驱动单元300接收该控制信号，根据该控制信号，控制下肢外骨骼机械单元400的启停与行走速度。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可变刚度下肢外骨骼助力机器人，包括人机信息交互感知单元(100)、电控单元(200)、电液伺服驱动单元(300)和下肢外骨骼机械单元(400)，其特征在于:
所述下肢外骨骼机械单元(400)用于穿戴在穿戴者身上；
所述人机信息交互感知单元(100)获取穿戴者步态信息、姿态信息和运动意图信息，并将这些信息发送至所述电控单元(200)；
所述电控单元(200)用于接收并识别所述人机信息交互感知单元(100)发送的信息，根据信息发出相应控制指令至所述电液伺服驱动单元(300)；
所述电液伺服驱动单元(300)用于接收所述控制指令，根据所述控制指令，完成所述下肢外骨骼机械单元(400)的启动、停止、关节助力行走与失稳时步态调整。
2.根据权利要求1所述的下肢外骨骼助力机器人，其特征在于，所述人机信息交互感知单元(100)包括足底压力信息采集单元(110)、拐杖单元(120)和腰部陀螺仪；其中，
所述足底压力信息采集单元(110)与所述腰部陀螺仪均设置于所述下肢外骨骼机械单元(400)上；
所述足底压力信息采集单元(110)用于采集人机协同行走时的足底压力信息，进而检测人体步态信息；
所述拐杖单元(120)用于支撑穿戴者，捕获穿戴者的运动意图信息并将所述运动意图信息传送给腰部陀螺仪；
所述腰部陀螺仪用于采集穿戴者穿戴外骨骼时的姿态信息并获取足底压力信息采集单元(110)与所述拐杖单元(120)所采集的信息，将这些信息发送至所述电控单元(200)。
3.根据权利要求2所述的下肢外骨骼助力机器人，其特征在于，所述拐杖单元(120)包括拐杖(121)、陀螺仪(122)和底部压力传感器(123)，所述陀螺仪(122)和所述底部压力传感器(123)设置于所述拐杖(121)上。
4.根据权利要求2所述的下肢外骨骼助力机器人，其特征在于，所述腰部陀螺仪与所述足底压力信息采集单元(110)及所述拐杖单元(120)均采用无线方式连接。
5.根据权利要求1所述的下肢外骨骼助力机器人，其特征在于，所述电控单元(200)包括外骨骼主控制模块、比例阀驱动放大控制模块、比例溢流阀驱动放大控制模块、电机驱动放大控制模块和电池模块，其中：
所述外骨骼主控制模块用于在检测出人体姿态与步态信息后，选择合适模式并计算出步态的安全区域以及防跌倒信息，根据算法控制所述比例溢流阀控制模块以控制液压缸助力大小，控制所述电机驱动放大控制模块以控制电机的输出流量，同时控制所述比例阀放大控制模块；
所述电池模块分别与所述外骨骼主控制模块、所述比例阀驱动放大控制模块、所述比例阀溢流驱动放大控制模块、所述电机驱动放大控制模块连接，用于控制电池的充电及放电。
6.根据权利要求1-5任一所述的下肢外骨骼助力机器人，其特征在于，所述下肢外骨骼机械单元(400)包括左腿组件(1a)、右腿组件(1b)、髋关节连接件(1c)、腰带和背包(1f)；其中：
所述左腿组件(1a)和所述右腿组件(1b)的结构相同，二者均包括鞋底(2a)、踝关节连接板(2b)、小腿连杆(2c)、膝关节连接头(2d)、大腿连杆(2e)和髋关节(2f)，其中，
所述踝关节连接板(2b)设置于所述鞋底(2a)的外侧和所述小腿连杆(2c)的底部之间并与所述鞋底(2a)和所述小腿连杆(2c)连接；
所述膝关节连接头(2d)设置于所述小腿连杆(2c)顶部和所述大腿连杆(2e)底部之间并与所述小腿连杆(2c)和所述大腿连杆(2e)连接，所述髋关节(2f)设置于所述大腿连杆(2e)顶部并与所述大腿连杆连接；
所述髋关节(2f)设置于所述髋关节连接件(1c)的两侧并与所述髋关节连接件(1c)连接；
所述腰带设置于所述髋关节连接件(1c)的前端；
所述背包(1f)设置于所述髋关节连接件(1c)的顶部。
7.根据权利要求6所述的下肢外骨骼助力机器人，其特征在于，所述足底压力信息采集单元(110)包括：设置于所述踝关节连接板(2b)上的足底压力信息采集板(4a)以及设置于所述鞋底(2a)上面的四个力敏元件(4c)，所述足底压力信息采集板(4a)与四个所述力敏元件(4c)通过导线连接。
8.根据权利要求6所述的下肢外骨骼助力机器人，其特征在于，所述电液伺服驱动单元(300)包括液压模块(310)、髋关节驱动模块(320)和膝关节驱动模块(330)，其中：
所述液压模块(310)设置于所述背包(1f)内并通过油管分别与所述髋关节驱动模块(320)和所述膝关节驱动模块(330)连接；
所述髋关节驱动模块(320)包括两个髋关节液压缸(5g)，两个所述髋关节液压缸(5g)分别用于驱动所述左腿组件(1a)的髋关节(2f)和所述右腿组件(1b)的髋关节(2f)，进而驱动所述左腿组件(1a)和所述右腿组件(1b)的大腿连杆(2e)；
所述膝关节驱动模块(330)包括两个单向作用弹簧复位液压缸(3a)，两个所述单向作用弹簧复位液压缸(3a)分别用于驱动所述左腿组件(1a)和所述右腿组件(1b)的小腿连杆(2c)。
9.根据权利要求6所述的下肢外骨骼助力机器人，其特征在于，所述髋关节(2f)与所述髋关节连接件(1c)通过限位组合十字铰机构连接。
10.根据权利要求6所述的下肢外骨骼助力机器人，其特征在于，所述踝关节连接板(2b)和所述小腿连杆(2c)的底部通过限位组合十字铰机构连接。
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