CN108356801A - 一种刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构，其特征在于该背负结构包括背甲、人工脊柱部分和背架部分；所述背甲固定在人背部，背甲的左右两部分用于连接背架部分，背甲的中间位置用于连接人工脊柱部分；所述人工脊柱部分包括背甲母板、背甲子板、脊柱节上方固定盒、脊柱节上方固定轴、脊柱节最上节、脊柱节、脊柱节最下节、脊柱节最下节固定板和气动肌腱，所述背架部分包括多个柔链、背架、导轨、滑轮固定板和滑轮，多个柔链依次连接，且相邻两个柔链之间能够相对转动。该结构中人工脊柱部分的气动肌腱与脊柱节可以帮助人实现背部助力功能；该人工脊柱部分具有长度可调功能，可以适应不同身高人群，更加适合人体穿戴、操作。

Description

一种刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构

技术领域

本发明涉及外骨骼机器人技术领域，具体为一种刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构。

背景技术

外骨骼机器人是一种可穿戴机器人，穿戴在操作者的身体外部，为操作者提供保护、支撑等功能。外骨骼机器人可以帮助人轻易地完成很多技术动作，包括举起、搬运沉重的负载，它将外部动力装置和人体完美融合从而出色地帮助人完成各种动作并提高工作效率。随着社会现代化进程的到来，外骨骼机器人技术将会涉及到人类生活的各个方面，可以预见外骨骼机器人的发展前景十分广阔。

目前市场上没有类似刚柔耦合式外骨骼机器人用的背部助力背负结构。专利号为ZL201610052183.0的中国专利公开了一种气动助力装置用上肢结构，该结构没有柔性部分，不能完美的与人体融合，且该装置没有背负结构，不能帮助人背负外部载荷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构。该结构用于外骨骼机器人背部的助力背负功能，属于刚柔耦合式，更加适合人体穿戴、操作。该结构中人工脊柱部分的气动肌腱与脊柱节可以帮助人实现背部助力功能；该人工脊柱部分具有长度可调功能，可以适应不同身高人群；该结构有柔性环节，因为人具有形状复杂易受伤害的特点，所以柔链部分更适合对人进行服务。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，提供一种刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构，其特征在于该背负结构包括背甲、人工脊柱部分和背架部分；所述背甲固定在人背部，背甲的左右两部分用于连接背架部分，背甲的中间位置用于连接人工脊柱部分；

所述人工脊柱部分包括背甲母板、背甲子板、脊柱节上方固定盒、脊柱节上方固定轴、脊柱节最上节、脊柱节、脊柱节最下节、脊柱节最下节固定板和气动肌腱，

背甲母板通过螺栓固定在背甲的中部上，脊柱节上方固定盒通过背甲子板固定在背甲母板上，背甲母板与背甲子板能相对滑动，并通过螺栓固定调节相对位置；脊柱节最上节上端穿在脊柱节上方固定盒内，并通过脊柱节上方固定轴将脊柱节最上节和脊柱节上方固定盒间隙配合在一起；脊柱节最上节、若干脊柱节、脊柱节最下节依次头尾咬合在一起；两条气动肌腱依次穿过脊柱节最上节、若干脊柱节、脊柱节最下节的边缘孔将脊柱节最上节、若干脊柱节、脊柱节最下节串联在一起；脊柱节最下节通过螺栓与脊柱节最下节固定板前端连接在一起；

所述背架部分包括多个柔链、背架、导轨、滑轮固定板和滑轮，多个柔链依次连接，且相邻两个柔链之间能够相对转动，最下端的柔链与脊柱节最下节固定板后端固定连接；所述背架包括平板部分和底部连接部分，底部连接部分固定于平板部分的下部中心，底部连接部分连接最上面的柔链，平板部分的上端左右对称连接有两个滑轮固定板；所述滑轮固定板上通过螺栓固连有滑轮；所述导轨安装在背甲的左右两部分上，滑轮与导轨相互配合，滑轮能在导轨上滑动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中各个柔链串联在一起与背架连接，背架上部通过滑轮、导轨方式连接，此种刚柔耦合式的机构不但可以为背架提供支撑作用，还可以让背架更灵活的随人体进行直腰、弯腰动作，顺应性好，更适合对人进行服务，并且背架的存在让机器人在背部助力的同时还可以承受一些外载荷，可以帮助人体实现背负外部载荷功能，功能更加多样化。

本发明中气动肌腱将脊柱节最上节、脊柱节、脊柱节最下节串联在一起，通过气动肌腱充气的时候会将离散的脊柱节重新咬合在一起，从而实现了人弯腰起身时背部的助力；脊柱节之间互相咬合在一起，人工脊柱只能随着人体向前弯腰和弯腰后的直腰，不能向后倾倒，这种防后仰功能让外骨骼机器人助力过程更加安全。

本发明中背甲母板与背甲子板通过螺栓连接在一起，背甲子板与脊柱节最上节固定盒连接在一起，背甲母板与背甲子板两端存在多个螺纹孔，螺栓可以通过不同的螺纹孔将背甲母板与背甲子板连接在一起，从而实现长度的可调，以适应不同身高的人。

本发明背部助力背负机构结构简单紧凑高效，人性化，节约资源。

附图说明

图1为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构在直腰状态下的主视结构示意图，此时气动肌腱处于充气状态；

图2为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构在直腰状态下的侧视结构示意图，此时气动肌腱处于充气状态；

图3为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构在弯腰状态下的侧视结构示意图，此时气动肌腱处于放气状态，人工脊柱部分与柔链部分处于弯曲状态；

图4为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构的人工脊柱部分长度可调结构示意图；

图5为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构的背甲1的立体结构示意图；

图6为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构的脊柱节最上节6立体结构示意图；

图7为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构的脊柱节7的立体结构示意图；

图8为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构的脊柱节最下节8的立体结构示意图；

图9为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构人工脊柱部分直腰状态下各脊柱节咬合关系示意图；

图10为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构的第一柔链11立体结构示意图

图11为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构第二柔链12立体结构示意图；

图12为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构第三柔链13立体结构示意图；

图13为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构第四柔链14立体结构示意图。

图14为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构第五柔链15立体结构示意图。

图15为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构第六柔链16立体结构示意图。

图16为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构柔链部分立体结构示意图；

图17为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构柔链母轴立体结构示图；

图18为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构柔链部分柔链母轴与柔链子轴装配立体结构示意图；

图19为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构滑轮22立体结构示意图；

图20为本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构滑轮导轨20部分立体结构示意图；

图中：1、背甲；2、背甲母板；3、背甲子板；4、脊柱节上方固定盒；5、脊柱节上方固定轴；6、脊柱节最上节；7、脊柱节；8、脊柱节最下节；9、脊柱节最下节固定板；10、气动肌腱；11、第一柔链；12、第二柔链；13、第三柔链；14、第四柔链；15、第五柔链；16、第六柔链；17、柔链子轴；18、柔链母轴；19、背架；20、导轨；21、滑轮固定板；22、滑轮。

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请的保护范围。

本发明刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构(简称背负结构，参见图1-20)包括背甲1、人工脊柱部分和背架部分；所述背甲1固定在人背部，背甲的左右两部分用于连接背架部分，背甲的中间位置用于连接人工脊柱部分；

所述背甲1(参见图5)能为左右导轨、背甲母板提供落脚点，背甲中间有四个通孔，用来与背甲母板2相固定，左右两边各有三个通孔，用来与导轨20相固定。

所述人工脊柱部分包括背甲母板2、背甲子板3、脊柱节上方固定盒4、脊柱节上方固定轴5、脊柱节最上节6、脊柱节7、脊柱节最下节8、脊柱节最下节固定板9和气动肌腱10，

背甲母板2通过螺栓固定在背甲1的中部上，脊柱节上方固定盒4通过背甲子板3固定在背甲母板2上，背甲母板与背甲子板能相对滑动，并通过螺栓固定调节相对位置；脊柱节最上节6上端穿在脊柱节上方固定盒4内，并通过脊柱节上方固定轴5将脊柱节最上节6和脊柱节上方固定盒4间隙配合在一起；脊柱节最上节6、若干脊柱节7、脊柱节最下节8依次头尾咬合在一起；两条气动肌腱10依次穿过脊柱节最上节、若干脊柱节、脊柱节最下节的边缘孔将脊柱节最上节、若干脊柱节、脊柱节最下节串联在一起；脊柱节最下节8通过螺栓与脊柱节最下节固定板9前端连接在一起；

所述背架部分包括多个柔链、柔链子轴17、柔链母轴18、背架19、导轨20、滑轮固定板21和滑轮22，多个柔链依次连接，且相邻两个柔链之间能够相对转动，最下端的柔链与脊柱节最下节固定板9后端固定连接，最上面的柔链连接背架19的底端；所述背架19包括平板部分和底部连接部分，底部连接部分固定于平板部分的下部中心，底部连接部分连接最上面的柔链，平板部分的上端左右对称连接有两个滑轮固定板21；所述滑轮固定板上通过螺栓固连有滑轮22；所述导轨20安装在背甲1的左右两部分上，滑轮22与导轨相互配合，滑轮能在导轨上上下滑动；

本申请中柔链的数量为六个，分别为第一柔链11、第二柔链12、第三柔链13、第四柔链14、第五柔链15、第六柔链16。所述第二柔链12底端杆通过间隙配合与脊柱节最下节固定板9尾端孔配合在一起，第一柔链、第二柔链、第三柔链三者之间通过开口销依次从下至上连接在一起，第三柔链13的底端杆穿过第二柔链中间孔，开口销穿过第一柔链、第二柔链、第三柔链将三者底端连接在一起进行轴向固定，第二柔链与第三柔链通过螺栓连接进行周向固定，第三柔链、四、五、六皆头尾穿插通过柔链母轴、柔链子轴连接在一起。

本发明的工作原理和工作流程是：当人处于直腰状态时，气动肌腱10处于充气状态，由于有脊柱节最上节6、脊柱节7和脊柱节最下节8边缘孔的存在，气动肌腱10并不会完全膨胀，在脊柱节最上节6、脊柱节7和脊柱节最下节8两端边缘孔的中间部分的气动肌腱会膨胀并使脊柱节最上节6、脊柱节7和脊柱节最下节8都紧紧串联在一起，并且脊柱节最上节6、脊柱节7和脊柱节最下节8头尾相嵌合，防止人体后仰。当人弯腰的时候，气动肌腱10会放气，脊柱节最上节6、脊柱节7和脊柱节最下节8会离散开来，随着人弯腰人工脊柱部分也会伸长。外部负载可以加到背架19上。由于柔链部分的存在，背架19会随着人弯腰而弯曲，此时滑轮22会在导轨20上往下滑动，由于柔链部分和滑轮22、导轨20的存在，背架19会平滑的随着人体完成弯腰动作。当人直腰时，气动肌腱10充气，并且在脊柱节最上节6、脊柱节7和脊柱节最下节8两端通孔之间部分会膨胀致使人工脊柱部分缩短，此时人工脊柱部分会产生拉力作用到背甲1上，由于背甲1固定在人背部，所以人工脊柱部分会对人背部产生拉力，帮助人完成直腰动作。此时柔链部分会直立起来，并且滑轮22在导轨20上往上滑动，背架19也会随着人体平滑地完成直腰动作。

由于柔链部分刚柔耦合的性质，当人体直腰时，柔链部分也会起到支撑背架19的作用。

实施例1

本实施例刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构包括背甲1、人工脊柱部分和背架部分；所述背甲1固定在人背部，背甲的左右两部分用于连接背架部分，背甲的中间位置用于连接人工脊柱部分；所述人工脊柱部分包括背甲母板2、背甲子板3、脊柱节上方固定盒4、脊柱节上方固定轴5、脊柱节最上节6、脊柱节7、脊柱节最下节8、脊柱节最下节固定板9和气动肌腱10，

背甲中间有四个通孔，用来与背甲母板2相固定，左右两边各有三个通孔，用来与导轨20相固定。

背甲母板固定在背甲上，背甲子板3通过中间的四个通孔与脊柱节上方固定盒4相固定，通过螺栓将背甲母板2与背甲子板3的两端固定在一起，背甲母板与背甲子板可以相对滑动，背甲母板2与背甲子板3两端分别有多个螺纹孔，当滑动到想要的位置时，用螺栓穿过背甲母板与背甲子板两边的螺纹孔，将背甲母板与背甲子板固定在一起，可以实现长度可调功能；脊柱节上方固定轴5穿过脊柱节上方固定盒4与脊柱节最上节6上端通孔并进行间隙配合，若干脊柱节7与脊柱节最上节6和脊柱节最下节8依次头尾相连，

所述脊柱节最上节6(参见图6)的上方设有轴孔601，脊柱节上方固定轴5穿过此轴孔将脊柱节最上节与脊柱节上方固定盒固定在一起；脊柱节最上节的下方是一根带有圆球的圆柱604，它可以伸到下一节脊柱节的中间凹槽702，起到支撑导向作用；脊柱节最上节的背部设有与相邻脊柱节相连的凹槽通道603，用来容纳下一节脊柱节的头部701，以此互相嵌合实现防后仰功能；脊柱节最上节6的凹槽通道的两侧对称设置有两个气动肌腱安装通孔602；

每个脊柱节7(参见图7)背部下部设有凹槽通道603，背部头部701的形状与该凹槽通道的形状结构相匹配，在凹槽通道的左右两侧对称设置也有两个气动肌腱安装通孔602；脊柱节的前部上部设有能容纳带有圆球的圆柱604的圆球的中间凹槽702，前部下部连接带有圆球的圆柱604；第一个脊柱节的头部701连接在脊柱节最上节的凹槽通道内，脊柱节最上节的带有圆球的圆柱伸到第一个脊柱节的中间凹槽内；相邻两个脊柱节的头部和凹槽通道依次嵌合连接在一起，带有圆球的圆柱与中间凹槽依次配合连接在一起；

所述脊柱节最下节8(参见图8)背部头部701形状与脊柱节上的凹槽通道形状结构相匹配，背部下部左右对称设有两个气动肌腱安装通孔(边缘孔)602；脊柱节最下节前部上部设有能容纳带有圆球的圆柱604的圆球的中间凹槽702，前部下部没有连接带有圆球的圆柱604，前部的前端面上设有用来与脊柱节最下节固定板9相固定的螺纹孔；脊柱节最下节的头部连接最后一个脊柱节的凹槽通道；

两条气动肌腱分别穿过上述脊柱节最上节、若干脊柱节、脊柱节最下节的两个气动肌腱安装通孔602，将脊柱节最上节、若干脊柱节、脊柱节最下节连接在一起；带有圆球的圆柱与中间凹槽的依次连接起到支撑和导向的作用，头部和凹槽通道依次嵌合连接起到防止后仰的功能，所以人工脊柱只能随人体做弯腰和直腰动作，并不会让人体做后仰动作，起到了防后仰功能，当人弯腰时，脊柱节7处于离散状态并且气动肌腱10处于放气状态，当人直腰需要助力的时候气动肌腱10充气自身缩短并将所有的脊柱节7聚合到一起以此实现直腰助力功能。

背架部分包括第一柔链11、第二柔链12、第三柔链13、第四柔链14、第五柔链15、第六柔链16、柔链子轴17、柔链母轴18、背架19、导轨20、滑轮固定板21、滑轮22，

第一柔链11(参见图10)为扁圆柱形，第一柔链的中间设有用来容纳第二柔链的底部圆柱部分1204的纵向有通孔1102，第一柔链侧面圆周上沿直径方向设有横向通孔1101；

第二柔链12(参见图11)为‘T’形结构，由圆盘部分1201和底部圆柱部分1204组成，圆盘部分中间设有用于容纳第三柔链的下方圆柱1303的小通孔1202，底部圆柱部分上设有第二柔链横向小通孔1203，

第三柔链13(参见图12)包括弯折板部分1301、第三扇形板1302、轴部分，轴部分1303固定在弯折板部分的下方，轴部分上设有第三柔链横向小通孔1304，弯折板部分的中部连接第三扇形板，第三扇形板的两个直线边与弯折板部分的两个平面焊接在一起，

第四柔链14(参见图13)包括第四弯折板1402、第四扇形板1401、第四柔链夹道1403，第四柔链夹道1403固定在第四弯折板的下表面，第四柔链夹道1403设有与第三扇形板相配合的凹槽，第四弯折板的中部连接第四扇形板，第三扇形板深入到第四柔链夹道1403中，

第五柔链15(参见图14)包括第五水平板1502、第五弧形板1501、第五柔链夹道1503，第五水平板1502的下表面固定第五柔链夹道1503，上表面与第五弧形板1501的直线边焊接在一起；第五柔链夹道1503设有与第四扇形板相配合的凹槽，第四扇形板深入到第五柔链夹道1503中，

第六柔链16(参见图15)包括第六水平板1601、第六柔链夹道1602，第六水平板的下方焊接第六柔链夹道，第五弧形板1501深入到第六柔链夹道1602中，

上述的第一、二、三、四、五、六柔链装配在一起构成柔链部分，如图16所示，第三、四、五、六柔链依次通过各自柔链夹道与相应的弧形板、扇形板配合在一起，同时相连接处通过柔链母轴18、柔链子轴17装配在一起。第六柔链与背架下部通过螺栓固定在一起。第三、四、五柔链使得背架可以柔顺地随着人体进行弯腰动作，第五、六柔链使得背架可以随人体进行左右摇摆。

第二柔链的底部圆柱部分穿过脊柱节最下节固定板的后端，并深入第一柔链的纵向通孔，然后通过开口销穿过第一柔链的横向通孔和第二柔链的横向小通孔1203，将第二柔链、第一柔链及脊柱节最下节固定板固定在一起。

所述脊柱节最下节固定板9体为L型构件，脊柱节最下节8通过螺栓与脊柱节最下节固定板9前端固定在一起，第二柔链12穿过脊柱节最下节固定板9后端与第一柔链11的纵向通孔，第二柔链12分别与第一柔链及脊柱节最下节固定板进行间隙配合，第三柔链13底端轴穿过第二柔链12的小通孔，开口销穿过第一柔链11的横向通孔、第二柔链12水平面内的横向小通孔1203和第三柔链13底端轴水平面内第三柔链横向小通孔1304将三者连接在一起，第三柔链13、第四柔链14、第五柔链15、第六柔链16依次头尾相嵌合，并通过柔链母轴18和柔链子轴17依次串联在一起，第一柔链11、第二柔链12、第三柔链13、第四柔链14、第五柔链15、第六柔链16串联在一起，其变形情况与大变形柔性杆相类似，但是由于是刚性材料还可以起到支撑作用，第六柔链16通过螺栓与背架19底部连接在一起，背架可以承担外载荷；

背架19上端左右对称焊接有两个滑轮固定板21，滑轮固定板21通过螺栓与滑轮22连接在一起，导轨20通过螺栓与背甲1左右两部分相应位置连接在一起，滑轮22与导轨20嵌合在一起，滑轮可以在导轨上滑动，背架能提供外载荷背负功能，背架19通过滑轮22、导轨20与柔链部分可以随人体做弯腰直腰动作。

所述柔链母轴18(参见图17)呈‘T’形，顶端圆形平台上开有小孔，小孔可以穿过螺栓，但是孔径比螺栓帽要小；底下圆柱中间开有较大的通孔，可以与柔链母轴最下端圆柱进行间隙配合；

所述柔链子轴(参见图18)呈阶梯状分为三段，每段直径依次变小，最底部一段中间开有螺纹孔；当柔链子轴与柔链母轴配合时，柔链子轴最底部一段与柔链母轴最下端较大的通孔间隙配合，螺栓穿过柔链母轴并穿过柔链子轴最下端螺纹孔将柔链母轴、柔链子轴固定在一起，既能保证各连接部位能发生转动连接，又能使整体更加美观。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (5)

1.一种刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构，其特征在于该背负结构包括背甲、人工脊柱部分和背架部分；所述背甲固定在人背部，背甲的左右两部分用于连接背架部分，背甲的中间位置用于连接人工脊柱部分；

所述人工脊柱部分包括背甲母板、背甲子板、脊柱节上方固定盒、脊柱节上方固定轴、脊柱节最上节、脊柱节、脊柱节最下节、脊柱节最下节固定板和气动肌腱，

背甲母板通过螺栓固定在背甲的中部上，脊柱节上方固定盒通过背甲子板固定在背甲母板上，背甲母板与背甲子板能相对滑动，并通过螺栓固定调节相对位置；脊柱节最上节上端穿在脊柱节上方固定盒内，并通过脊柱节上方固定轴将脊柱节最上节和脊柱节上方固定盒间隙配合在一起；脊柱节最上节、若干脊柱节、脊柱节最下节依次头尾咬合在一起；两条气动肌腱依次穿过脊柱节最上节、若干脊柱节、脊柱节最下节的边缘孔将脊柱节最上节、若干脊柱节、脊柱节最下节串联在一起；脊柱节最下节通过螺栓与脊柱节最下节固定板前端连接在一起；

所述背架部分包括多个柔链、背架、导轨、滑轮固定板和滑轮，多个柔链依次连接，且相邻两个柔链之间能够相对转动，最下端的柔链与脊柱节最下节固定板后端固定连接；所述背架包括平板部分和底部连接部分，底部连接部分固定于平板部分的下部中心，底部连接部分连接最上面的柔链，平板部分的上端左右对称连接有两个滑轮固定板；所述滑轮固定板上通过螺栓固连有滑轮；所述导轨安装在背甲的左右两部分上，滑轮与导轨相互配合，滑轮能在导轨上滑动。

2.根据权利要求1所述的刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构，其特征在于所述脊柱节最上节的上方设有轴孔，脊柱节上方固定轴穿过此轴孔将脊柱节最上节与脊柱节上方固定盒固定在一起；脊柱节最上节的下方是一根带有圆球的圆柱；脊柱节最上节的背部设有与相邻脊柱节相连的凹槽通道；脊柱节最上节的凹槽通道的两侧对称设置有两个气动肌腱安装通孔；

每个脊柱节背部下部设有凹槽通道，背部头部的形状与该凹槽通道的形状结构相匹配，在凹槽通道的左右两侧对称设置也有两个气动肌腱安装通孔；脊柱节的前部上部设有能容纳带有圆球的圆柱的圆球的中间凹槽，前部下部连接带有圆球的圆柱；第一个脊柱节的头部连接在脊柱节最上节的凹槽通道内，脊柱节最上节的带有圆球的圆柱伸到第一个脊柱节的中间凹槽内；相邻两个脊柱节的头部和凹槽通道依次嵌合连接在一起，带有圆球的圆柱与中间凹槽依次配合连接在一起；

所述脊柱节最下节的背部头部形状与脊柱节上的凹槽通道形状结构相匹配，背部下部左右对称设有两个气动肌腱安装通孔；脊柱节最下节前部上部设有能容纳带有圆球的圆柱的圆球的中间凹槽，前部下部没有连接带有圆球的圆柱，前部的前端面上设有用来与脊柱节最下节固定板相固定的螺纹孔；脊柱节最下节的头部连接最后一个脊柱节的凹槽通道；

两条气动肌腱分别穿过上述脊柱节最上节、若干脊柱节、脊柱节最下节的两个气动肌腱安装通孔，将脊柱节最上节、若干脊柱节、脊柱节最下节连接在一起。

3.根据权利要求1或2所述的刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构，其特征在于所述柔链的数量为六个，分别为第一柔链、第二柔链、第三柔链、第四柔链、第五柔链、第六柔链；所述第二柔链底端杆通过间隙配合与脊柱节最下节固定板尾端孔配合在一起，第一柔链、第二柔链、第三柔链三者之间通过开口销依次从下至上连接在一起，第三柔链的底端杆穿过第二柔链中间孔，开口销穿过第一柔链、第二柔链、第三柔链将三者底端连接在一起进行轴向固定，第二柔链与第三柔链通过螺栓连接进行周向固定，第三柔链、四、五、六皆头尾穿插通过柔链母轴、柔链子轴连接在一起。

4.根据权利要求3所述的刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构，其特征在于，

第一柔链为扁圆柱形，第一柔链的中间设有用来容纳第二柔链的底部圆柱部分的纵向有通孔，第一柔链侧面圆周上沿直径方向设有横向通孔；

第二柔链为‘T’形结构，由圆盘部分和底部圆柱部分组成，圆盘部分中间设有用于容纳第三柔链的下方圆柱的小通孔，底部圆柱部分上设有第二柔链横向小通孔，

第三柔链包括弯折板部分、第三扇形板、轴部分，轴部分固定在弯折板部分的下方，轴部分上设有第三柔链横向小通孔，弯折板部分的中部连接第三扇形板，第三扇形板的两个直线边与弯折板部分的两个平面焊接在一起，

第四柔链包括第四弯折板、第四扇形板、第四柔链夹道，第四柔链夹道固定在第四弯折板的下表面，第四柔链夹道设有与第三扇形板相配合的凹槽，第四弯折板的中部连接第四扇形板，第三扇形板深入到第四柔链夹道中，

第五柔链包括第五水平板、第五弧形板、第五柔链夹道，第五水平板的下表面固定第五柔链夹道，上表面与第五弧形板的直线边焊接在一起；第五柔链夹道设有与第四扇形板相配合的凹槽，第四扇形板深入到第五柔链夹道中；

第六柔链包括第六水平板、第六柔链夹道，第六水平板的下方焊接第六柔链夹道，第五弧形板深入到第六柔链夹道中，

上述的第一、二、三、四、五、六柔链装配在一起构成柔链部分，第三、四、五、六柔链依次通过各自柔链夹道与相应的弧形板、扇形板配合在一起，同时相连接处通过柔链母轴、柔链子轴装配在一起。

5.根据权利要求3所述的刚柔耦合式外骨骼机器人用背部助力背负结构，其特征在于，

所述柔链母轴呈‘T’形，顶端圆形平台上开有小孔，底下圆柱中间开有较大的通孔；

所述柔链子轴呈阶梯状分为三段，每段直径依次变小，最底部一段中间开有螺纹孔；当柔链子轴与柔链母轴配合时，柔链子轴最底部一段与柔链母轴最下端较大的通孔间隙配合，螺栓穿过柔链母轴并穿过柔链子轴最下端螺纹孔将柔链母轴、柔链子轴固定在一起。