CN109568090A - 一种可跳跃的下肢外骨骼 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及下肢外骨骼机器人领域，具体地说是公开了一种可跳跃的下肢外骨骼装置。该装置包括背部、左下肢外骨骼、右下肢外骨骼、弹跳机构。左下肢外骨骼和右下肢外骨骼分别包括大腿外骨骼、小腿外骨骼、足部、髋关节、膝关节和踝关节。弹跳机构分为膝关节弹跳机构和踝关节弹跳机构，包括机架、上辅助杆、下辅助杆、驱动电机、锥齿轮箱、间歇齿轮传动机构、牵引绳系和钢板弹簧。解决了现有的下肢外骨骼主要训练穿戴者站立、步行、奔跑能力，专门训练跳跃能力的下肢外骨骼装置较少的问题。
Description
技术领域
本发明涉及下肢外骨骼机器人技术领域，特别涉及一种可跳跃的下肢外骨骼装置。
背景技术
可穿戴下肢外骨骼机器人是一种穿戴在人体下肢的人机一体化系统，广泛应用于军事、医疗等领域。其综合了传感、控制、信息融合、移动计算等机器人技术，用于保护穿戴者并为其提供额外的动力，辅助穿戴者完成站立、行走、跑步等动作。
目前，下肢外骨骼机器人技术的研究已经取得了很大的进步，但仍面临着诸多问题。如：现有的下肢外骨骼主要训练穿戴者站立、步行、奔跑能力，专门训练跳跃能力的下肢外骨骼装置较少。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可跳跃的下肢外骨骼，能够帮助穿戴者训练跳跃能力。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可跳跃的下肢外骨骼，包括下肢外骨骼本体和弹跳机构；
所述下肢外骨骼本体包括大腿外骨骼、膝关节和小腿外骨骼，所述大腿外骨骼通过所述膝关节与所述小腿外骨骼可转动连接；所述弹跳机构包括膝关节弹跳机构，所述膝关节弹跳机构设置于所述大腿外骨骼和所述小腿外骨骼之间，能够使所述膝关节弯曲和/或伸直；
和/或，
所述下肢外骨骼本体包括小腿外骨骼、踝关节和足部，所述小腿外骨骼通过所述踝关节与所述足部可转动连接；所述弹跳机构包括踝关节弹跳机构；所述踝关节弹跳机构设置于所述小腿外骨骼和所述足部之间，能够使所述踝关节弯曲和/或伸直。
优选的，所述下肢外骨骼本体包括大腿外骨骼、膝关节、小腿外骨骼、踝关节和足部，所述弹跳机构包括所述膝关节弹跳机构和所述踝关节弹跳机构，且所述膝关节弹跳机构和所述踝关节弹跳机构能够使所述膝关节和所述踝关节同步动作。
优选的，所述膝关节弹跳机构和/或所述踝关节弹跳机构包括：驱动装置、间歇传动装置和弹性储能装置；
所述驱动装置能够通过运动状态的所述间歇传动装置使所述膝关节或踝关节弯曲或伸直，且为所述弹性储能装置储能；
在所述间歇传动装置为停歇状态时，所述弹性储能装置能够释能使所述膝关节或踝关节伸直或弯曲。
优选的，所述驱动装置包括：驱动电机和锥齿轮箱，所述驱动电机的输出轴通过所述锥齿轮箱与所述间歇传动装置配合。
优选的，所述间歇传动装置包括：间歇齿轮传动机构。
优选的，所述膝关节弹跳机构和/或所述踝关节弹跳机构还包括机架；
所述间歇传动装置的输出部分包括输出连杆、牵引绳系、上辅助杆和下辅助杆，所述输出连杆通过所述牵引绳系分别连接于所述上辅助杆和所述下辅助杆，所述上辅助杆和所述下辅助杆均铰接于所述机架；
在所述膝关节弹跳机构中，所述上辅助杆与所述大腿外骨骼铰接，所述下辅助杆与所述小腿外骨骼铰接；
在所述踝关节弹跳机构中，所述上辅助杆与所述小腿外骨骼铰接，所述下辅助杆与所述足部铰接。
优选的，所述牵引绳系包括第一牵引绳、第二牵引绳和第三牵引绳；
所述第二牵引绳一端固定于所述输出连杆，另一端与所述第一牵引绳一端和所述第三牵引绳一端固结，所述第一牵引绳另一端固定于所述上辅助杆，所述第三牵引绳另一端固定于所述下辅助杆。
优选的，所述间歇传动装置包括间歇齿轮传动机构，所述间歇齿轮传动机构包括依次啮合的第一直齿轮、复合齿轮、不完全复合齿轮和第二直齿轮；
所述第一直齿轮与所述驱动装置的输出端配合，所述不完全复合齿轮和所述第二直齿轮间歇配合，所述第二直齿轮的输出轴与所述输出连杆配合。
优选的，所述弹性储能装置包括：钢板弹簧，所述钢板弹簧的两端分别与所述上辅助杆和所述下辅助杆固接。
优选的，还包括背部和两个髋关节；
所述下肢外骨骼本体的数量是两个，分别为左下肢外骨骼和右下肢外骨骼；所述背部通过两个所述髋关节分别与所述左下肢外骨骼和所述右下肢外骨骼可转动连接。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的可跳跃的下肢外骨骼，其优点与积极效果为：
1、本发明采用锥齿轮箱改变驱动电机传动方向并使用复合齿轮构成传动装置，弹跳机构结构紧凑，能够满足下肢外骨骼机器人的应用需求；
2、本发明采用间歇式齿轮传动机构作为传动装置，弹跳机构重量轻，能够减轻人体负担；
3、本发明的弹跳机构，在人行走时也可适时存储和释放膝关节和踝关节的能量，具有缓冲减震的效果；
4、本发明解决了现有的下肢外骨骼主要训练穿戴者站立、步行、奔跑能力，专门训练跳跃能力的下肢外骨骼装置较少的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的可跳跃的下肢外骨骼的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的弹跳机构的整体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的锥齿轮箱的整体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的间歇齿轮传动机构的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的弹跳机构的设计原理图一；
图6为本发明实施例提供的弹跳机构的设计原理图二；
图7为本发明实施例提供的跳跃模型的简图。
其中，1为背部，2为髋关节，3为大腿外骨骼，4为膝关节，5为小腿外骨骼，6为踝关节，7为足部，8为上辅助杆，9为机架，10为钢板弹簧，11为锥齿轮箱，12为电机输出轴，13为驱动电机，14为下辅助杆，15为第一牵引绳，16为第二牵引绳，17为过孔，18为第三牵引绳，19为第一齿轮轴，20为第二齿轮轴，21为第三齿轮轴，22为输出连杆，23为第四齿轮轴，24为第一锥齿轮，25为第二锥齿轮，26为第一直齿轮，27为复合齿轮，28为不完全复合齿轮，29为第二直齿轮，30为齿轮箱体，31为齿轮箱盖。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
本发明实施例提供的可跳跃的下肢外骨骼，包括下肢外骨骼本体和弹跳机构，其结构可以参照图1和图2所示；
其中，下肢外骨骼本体包括大腿外骨骼3、膝关节4和小腿外骨骼5，大腿外骨骼3通过膝关节4与小腿外骨骼5可转动连接；弹跳机构包括膝关节弹跳机构，膝关节弹跳机构设置于大腿外骨骼3和小腿外骨骼5之间，能够使膝关节4弯曲和/或伸直；可以理解的是，膝关节4弯曲对应大腿外骨骼3和小腿外骨骼5相向偏转，膝关节4伸直对应大腿外骨骼3和小腿外骨骼5相背偏转，帮助跳跃；
和/或，
其中，下肢外骨骼本体包括小腿外骨骼5、踝关节6和足部7，小腿外骨骼5通过踝关节6与足部7可转动连接；弹跳机构包括踝关节弹跳机构；踝关节弹跳机构设置于小腿外骨骼5和足部7之间，能够使踝关节6弯曲和/或伸直；可以理解的是，踝关节6弯曲对应小腿外骨骼5和足部7相向偏转，踝关节6伸直对应小腿外骨骼5和足部7相背偏转，帮助跳跃。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的可跳跃的下肢外骨骼，解决了现有的下肢外骨骼主要训练穿戴者站立、步行、奔跑能力，专门训练跳跃能力的下肢外骨骼装置较少的问题。
作为优选，下肢外骨骼本体包括大腿外骨骼3、膝关节4、小腿外骨骼5、踝关节6和足部7，弹跳机构包括膝关节弹跳机构和踝关节弹跳机构，且膝关节弹跳机构和踝关节弹跳机构能够使膝关节4和踝关节6同步动作，以提高两个部分跳跃过程的协调性。具体的，弹跳机构使膝关节4和踝关节6同时由弯曲状态变为伸直状态，瞬间提升人体重心，实现起跳。
在本实施例中，膝关节弹跳机构和/或踝关节弹跳机构包括：驱动装置、间歇传动装置和弹性储能装置，其结构可以参照图1和图2所示；
其中，驱动装置能够通过运动状态的间歇传动装置使膝关节4或踝关节6弯曲或伸直，且为弹性储能装置储能；
在间歇传动装置为停歇状态时，弹性储能装置能够释能使膝关节4或踝关节6伸直或弯曲。如此设置，间歇传动装置实现了储能和释能的交替进行，实现起跳，弹跳机构结构简单，重量轻，能够减轻人体负担；弹性储能装置的弹性储能和瞬间释能使膝关节4或踝关节6先弯曲，然后立即伸直，帮助跳跃；弹性储能装置在人行走时也可适时存储和释放膝关节和踝关节的能量，具有缓冲减震的效果。
作为优选，驱动装置包括：驱动电机13和锥齿轮箱11，驱动电机13的输出轴12通过锥齿轮箱11与间歇传动装置配合。本方案采用锥齿轮箱11改变驱动电机13的传动方向，结构紧凑，能够满足下肢外骨骼机器人的应用需求。具体的，锥齿轮箱11包括齿轮箱体30、齿轮箱盖31、第一齿轮轴19、第一锥齿轮24和第二锥齿轮25，其中，驱动电机13采用螺栓固定于齿轮箱体30上，第一锥齿轮24与第二锥齿轮25相互啮合构成锥齿轮对，第一锥齿轮24安装在电机轴上，第二锥齿轮25安装在第一齿轮轴19上，第一齿轮轴19与齿轮箱体30联接，齿轮箱盖31将第一锥齿轮24和第二锥齿轮25密封。驱动电机13转动，带动齿轮箱中第一锥齿轮24旋转，第一锥齿轮24与第二锥齿轮25构成的锥齿轮对将驱动电机13水平方向的转动做90°旋转变换为第一齿轮轴19竖直方向的转动。
在本实施例中，间歇传动装置包括：间歇齿轮传动机构，包括不完全复合齿轮28和与其啮合的若干个齿轮，具有结构紧凑、稳定可靠的优点。当然，还可以采用其他间歇运动机构，如棘轮机构、槽轮机构和连杆机构。
具体的，膝关节弹跳机构和/或踝关节弹跳机构还包括机架9；
间歇传动装置的输出部分包括输出连杆22、牵引绳系、上辅助杆8和下辅助杆14，输出连杆22通过牵引绳系分别连接于上辅助杆8和下辅助杆14，上辅助杆8和下辅助杆14均铰接于机架9；
在膝关节弹跳机构中，上辅助杆8与大腿外骨骼3铰接，下辅助杆14与小腿外骨骼5铰接，其结构可以参照图1和图2所示；
在踝关节弹跳机构中，上辅助杆8与小腿外骨骼5铰接，下辅助杆14与足部7铰接。如此设置，优化了弹跳机构，动作流畅。
以膝关节弹跳机构为例，上述结构的相关工作过程为：通过运动状态的间歇齿轮传动机构带动输出连杆22偏转，牵引绳系分别拉动上辅助杆8和下辅助杆14相向偏转，带动大腿外骨骼3和小腿外骨骼5相向偏转，即膝关节4弯曲，同时，弹性储能装置储能；当间歇齿轮传动机构为停歇状态时，牵引绳系松弛，弹性储能装置瞬间释能，两端向外的张力推动上辅助杆8和下辅助杆14反向偏转，进而推动大腿外骨骼3和小腿外骨骼5反向偏转，即膝关节4立即伸直，瞬间提升人体重心，实现起跳。对于踝关节弹跳机构，工作原理类似，弹性储能装置储能和瞬间释能使踝关节6先弯曲，然后立即伸直。
作为优选，牵引绳系包括第一牵引绳15、第二牵引绳16和第三牵引绳18，其结构可以参照图2所示；
其中，第二牵引绳16一端固定于输出连杆22，另一端与第一牵引绳15一端和第三牵引绳18一端固结，第一牵引绳15另一端固定于上辅助杆8，第三牵引绳18另一端固定于下辅助杆14。工作时，输出连杆22的偏转拉动第二牵引绳16，使固结点偏移，并通过第一牵引绳15和第三牵引绳18分别拉动上辅助杆8和下辅助杆14相向偏转。本方案结构简单，重量轻，能够减轻人体负担。
具体的，间歇传动装置包括间歇齿轮传动机构，该间歇齿轮传动机构包括依次啮合的第一直齿轮26、复合齿轮27、不完全复合齿轮28和第二直齿轮29，其结构可以参照图1和图4所示，具有结构紧凑、稳定可靠的优点；
第一直齿轮26与驱动装置的输出端配合，不完全复合齿轮28和第二直齿轮29间歇配合，第二直齿轮29的输出轴与输出连杆22配合。复合齿轮27的外齿与第一直齿轮26啮合，复合齿轮27的内齿与不完全复合齿轮28的外齿啮合，不完全复合齿轮28的内齿与第二直齿轮29啮合，第二齿轮轴20、第三齿轮轴21和第四齿轮轴23通过齿轮端通孔与齿轮支架联接。第一直齿轮26依次带动间歇齿轮传动机构中复合齿轮27、不完全复合齿轮28和第二直齿轮29转动，通过第二直齿轮29输出轴带动输出连杆22偏转。当不完全复合齿轮28转动到特定位置，其内齿光滑部分导致不完全复合齿轮28与第二直齿轮29不再啮合，第二直齿轮29输出轴失去力矩。
作为优选，弹性储能装置包括：钢板弹簧10，该钢板弹簧10的两端分别与上辅助杆8和下辅助杆14固接，其结构可以参照图1和图2所示，钢板弹簧10能够压缩储能。
本发明实施例提供可跳跃的下肢外骨骼，还包括背部1和两个髋关节2；
其结构可以参照图1所示，下肢外骨骼本体的数量是两个，分别为左下肢外骨骼和右下肢外骨骼；背部1通过两个髋关节2分别与左下肢外骨骼和右下肢外骨骼可转动连接。通过髋关节2电机驱动，带动人体大腿和小腿运动。
下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：
如图1所示，一种可跳跃的下肢外骨骼包括背部1、左下肢外骨骼、右下肢外骨骼和弹跳机构。左下肢外骨骼和右下肢外骨骼分别包括大腿外骨骼3、小腿外骨骼5、足部7、髋关节2、膝关节4和踝关节6。所述弹跳机构分为膝关节弹跳机构和踝关节弹跳机构，包括机架9、上辅助杆8、下辅助杆14、驱动电机13、锥齿轮箱11、间歇齿轮传动机构、牵引绳系和钢板弹簧10。
如图1所示，其背部1通过髋关节2与大腿外骨骼3转动连接，大腿外骨骼3通过膝关节4与小腿外骨骼5转动连接，小腿外骨骼5通过踝关节6与足部7转动连接。通过髋关节2电机驱动，带动人体大腿和小腿运动。
如图1和图2所示，其膝关节弹跳机构通过上辅助杆8和下辅助杆14分别与大腿外骨骼3和小腿外骨骼5连接。上辅助杆8上端与大腿外骨骼3铰接，上辅助杆8下端与机架9上端铰接。下辅助杆14下端与小腿外骨骼5铰接，下辅助杆14上端与机架9下端铰接。钢板弹簧10两端分别与上辅助杆8和下辅助杆14固接。其踝关节弹跳机构类似，通过上辅助杆8和下辅助杆14分别与小腿外骨骼5和足部7连接。
如图2所示，其机架9上设有驱动电机13、锥齿轮箱11、间歇齿轮传动机构。间歇齿轮传动机构通过齿轮轴固定在机架9上，并通过锥齿轮箱11与驱动电机13输出轴12相连。
如图3所示，一种可跳跃的下肢外骨骼，其锥齿轮箱11包括齿轮箱体30、齿轮箱盖31、第一齿轮轴19、第一锥齿轮24和第二锥齿轮25，其中，驱动电机13采用螺栓固定于齿轮箱体30上，第一锥齿轮24与第二锥齿轮25相互啮合构成锥齿轮对，第一锥齿轮24安装在电机轴上，第二锥齿轮25安装在第一齿轮轴19上，第一齿轮轴19与齿轮箱体30联接，齿轮箱盖31将第一锥齿轮24和第二锥齿轮25密封。驱动电机13转动，带动齿轮箱中第一锥齿轮24旋转，第一锥齿轮24与第二锥齿轮25构成的锥齿轮对将驱动电机13水平方向的转动做90°旋转变换为第一齿轮轴19竖直方向的转动。
如图4所示，其间歇齿轮传动机构包括第一直齿轮26、复合齿轮27、不完全复合齿轮28、第二直齿轮29、第二齿轮轴20、第三齿轮轴21和第四齿轮轴23，复合齿轮27的外齿与第一直齿轮26啮合，复合齿轮27的内齿与不完全复合齿轮28的外齿啮合，不完全复合齿轮28的内齿与第二直齿轮29啮合，第二齿轮轴20、第三齿轮轴21和第四齿轮轴23通过齿轮端通孔与齿轮支架联接。第一直齿轮26依次带动间歇齿轮传动机构中复合齿轮27、不完全复合齿轮28和第二直齿轮29转动，通过第二直齿轮29输出轴带动输出连杆22偏转。当不完全复合齿轮28转动到特定位置，其内齿光滑部分导致不完全复合齿轮28与第二直齿轮29不再啮合，第二直齿轮29输出轴失去力矩。
如图2所示，其牵引绳系包括第一牵引绳15、第二牵引绳16和第三牵引绳18。第二牵引绳16一端固定在间歇齿轮传动机构输出连杆22上，第二牵引绳16另一端通过过孔17与第一牵引绳15和第三牵引绳18一端固结在一点，第一牵引绳15另一端和第三牵引绳18另一端分别固定在上辅助杆8和下辅助杆14上。
工作原理：
初始状态下，人体在下肢外骨骼作用下保持站立姿态，弹跳机构的上辅助杆8和下辅助杆14与机架9的夹角均为最大，钢板弹簧10处于伸展状态。对于膝关节弹跳机构，驱动电机13转动，带动齿轮箱中锥齿轮对旋转，将驱动电机13输出轴12的径向转动变换为第一齿轮轴19的径向转动，通过间歇齿轮传动机构将力矩传递给第二直齿轮29输出轴，带动输出连杆22偏转。输出连杆22的偏转拉动第二牵引绳16，使固结点远离过孔17方向偏移，并通过第一牵引绳15和第三牵引绳18分别拉动上辅助杆8和下辅助杆14相向偏转，带动大腿外骨骼3和小腿外骨骼5相向偏转，即膝关节4弯曲，同时，钢板弹簧10弯曲变形储能。当不完全复合齿轮28转动到特定位置，其与第二直齿轮29不再啮合，牵引绳系松弛，钢板弹簧10瞬间释能。钢板弹簧10两端向外的张力推动上辅助杆8和下辅助杆14反向偏转，进而推动大腿外骨骼3和小腿外骨骼5反向偏转，即膝关节4立即伸直。对于踝关节弹跳机构，工作原理类似，钢板弹簧10的弯曲储能和瞬间释能使踝关节6先弯曲，然后立即伸直。控制膝关节弹跳机构和踝关节弹跳机构的驱动电机13同时工作，使膝关节4和踝关节6同时由弯曲状态变为伸直状态，瞬间提升人体重心，实现起跳。
图5和图6所示是本专利弹跳机构设计原理图：
为了选择合适的驱动电机并设计齿轮传动装置，需要计算钢板弹簧储能所需的力和力矩。
设钢板弹簧弯曲角度为α，其水平张力为F1。
对弯曲状态的钢板弹簧进行分析，在点N’处的截面(用线mn表示)，有
其中，E是杨氏模量，I是面积惯性矩，S是B’N’长度，ψ是N’处切线与水平线夹角。
令钢板弹簧总长度用L表示。
对大挠度的弯曲板，K由下式求出
其中，
对于给定的α，钢板弹簧的水平张力F1为
钢板弹簧在水平方向投影长度Lc可由下式推出
为获得牵引绳的拉力F2，先利用几何关系推导出原理图中几个角度
其中，β为辅助杆转角，L1＝|OC|，L2＝|BC|
类似地，λ＝∠QO'P，γ＝∠MA'H，δ＝∠QMP可解。
F1和F2在辅助杆上点C处作用相等，从而推出
在准静态下，点M’在M’Q，M’A’，M’G’三根牵引绳作用下平衡，F＝2F2
于是得到向钢板弹簧中储能所需的输出转矩
在钢板弹簧弯曲角度变化过程中，所需的输出转矩最大值应小于齿轮传动装置的输出转矩。
钢板弹簧弯曲时视为一个圆弧，半径则储存在钢板弹簧中的能量
将人体简化为由3段刚体组成的系统，如图7所示是本专利跳跃模型简图：
图中三段肢体分别代表小腿和足，大腿，头、躯干及上肢，各肢体的质量为mi，各肢体的质心转动惯量为Ii，各肢体的长度为li，各肢体质心到转动关节的距离为ai，脚踝位置为(x0,y0)，关节角度θi(i＝1,2,3)。
求出每个杆件在绝对坐标系下的质心位置，第i个杆件的质心位置为
对各杆件质心位置求导，得到各杆件质心的速度
式中
采用Lagrange法进行动力学方程求解。Lagrange法数学描述如下：
系统动能是各杆件动能之和
系统势能是各杆件势能之和
由于动能是qi和的函数，势能是qi的函数，因而将式(15)(16)代入式(14)得
其中，τ由钢板弹簧的储能Ebend提供。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明采用锥齿轮箱改变驱动电机传动方向并使用复合齿轮构成传动装置，弹跳机构结构紧凑，能够满足下肢外骨骼机器人的应用需求；
2、本发明采用间歇式齿轮传动机构作为传动装置，弹跳机构重量轻，能够减轻人体负担；
3、本发明的弹跳机构，在人行走时也可适时存储和释放膝关节和踝关节的能量，具有缓冲减震的效果；
4、本发明解决了现有的下肢外骨骼主要训练穿戴者站立、步行、奔跑能力，专门训练跳跃能力的下肢外骨骼装置较少的问题。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种可跳跃的下肢外骨骼，其特征在于，包括下肢外骨骼本体和弹跳机构；
所述下肢外骨骼本体包括大腿外骨骼(3)、膝关节(4)和小腿外骨骼(5)，所述大腿外骨骼(3)通过所述膝关节(4)与所述小腿外骨骼(5)可转动连接；所述弹跳机构包括膝关节弹跳机构，所述膝关节弹跳机构设置于所述大腿外骨骼(3)和所述小腿外骨骼(5)之间，能够使所述膝关节(4)弯曲和/或伸直；
和/或，
所述下肢外骨骼本体包括小腿外骨骼(5)、踝关节(6)和足部(7)，所述小腿外骨骼(5)通过所述踝关节(6)与所述足部(7)可转动连接；所述弹跳机构包括踝关节弹跳机构；所述踝关节弹跳机构设置于所述小腿外骨骼(5)和所述足部(7)之间，能够使所述踝关节(6)弯曲和/或伸直。
2.根据权利要求1所述的可跳跃的下肢外骨骼，其特征在于，所述下肢外骨骼本体包括大腿外骨骼(3)、膝关节(4)、小腿外骨骼(5)、踝关节(6)和足部(7)，所述弹跳机构包括所述膝关节弹跳机构和所述踝关节弹跳机构，且所述膝关节弹跳机构和所述踝关节弹跳机构能够使所述膝关节(4)和所述踝关节(6)同步动作。
3.根据权利要求1所述的可跳跃的下肢外骨骼，其特征在于，所述膝关节弹跳机构和/或所述踝关节弹跳机构包括：驱动装置、间歇传动装置和弹性储能装置；
所述驱动装置能够通过运动状态的所述间歇传动装置使所述膝关节(4)或踝关节(6)弯曲或伸直，且为所述弹性储能装置储能；
在所述间歇传动装置为停歇状态时，所述弹性储能装置能够释能使所述膝关节(4)或踝关节(6)伸直或弯曲。
4.根据权利要求3所述的可跳跃的下肢外骨骼，其特征在于，所述驱动装置包括：驱动电机(13)和锥齿轮箱(11)，所述驱动电机(13)的输出轴(12)通过所述锥齿轮箱(11)与所述间歇传动装置配合。
5.根据权利要求3所述的可跳跃的下肢外骨骼，其特征在于，所述间歇传动装置包括：间歇齿轮传动机构。
6.根据权利要求3所述的可跳跃的下肢外骨骼，其特征在于，所述膝关节弹跳机构和/或所述踝关节弹跳机构还包括机架(9)；
所述间歇传动装置的输出部分包括输出连杆(22)、牵引绳系、上辅助杆(8)和下辅助杆(14)，所述输出连杆(22)通过所述牵引绳系分别连接于所述上辅助杆(8)和所述下辅助杆(14)，所述上辅助杆(8)和所述下辅助杆(14)均铰接于所述机架(9)；
在所述膝关节弹跳机构中，所述上辅助杆(8)与所述大腿外骨骼(3)铰接，所述下辅助杆(14)与所述小腿外骨骼(5)铰接；
在所述踝关节弹跳机构中，所述上辅助杆(8)与所述小腿外骨骼(5)铰接，所述下辅助杆(14)与所述足部(7)铰接。
7.根据权利要求6所述的可跳跃的下肢外骨骼，其特征在于，所述牵引绳系包括第一牵引绳(15)、第二牵引绳(16)和第三牵引绳(18)；
所述第二牵引绳(16)一端固定于所述输出连杆(22)，另一端与所述第一牵引绳(15)一端和所述第三牵引绳(18)一端固结，所述第一牵引绳(15)另一端固定于所述上辅助杆(8)，所述第三牵引绳(18)另一端固定于所述下辅助杆(14)。
8.根据权利要求6所述的可跳跃的下肢外骨骼，其特征在于，所述间歇传动装置包括间歇齿轮传动机构，所述间歇齿轮传动机构包括依次啮合的第一直齿轮(26)、复合齿轮(27)、不完全复合齿轮(28)和第二直齿轮(29)；
所述第一直齿轮(26)与所述驱动装置的输出端配合，所述不完全复合齿轮(28)和所述第二直齿轮(29)间歇配合，所述第二直齿轮(29)的输出轴与所述输出连杆(22)配合。
9.根据权利要求6所述的可跳跃的下肢外骨骼，其特征在于，所述弹性储能装置包括：钢板弹簧(10)，所述钢板弹簧(10)的两端分别与所述上辅助杆(8)和所述下辅助杆(14)固接。
10.根据权利要求1所述的可跳跃的下肢外骨骼，其特征在于，还包括背部(1)和两个髋关节(2)；
所述下肢外骨骼本体的数量是两个，分别为左下肢外骨骼和右下肢外骨骼；所述背部(1)通过两个所述髋关节(2)分别与所述左下肢外骨骼和所述右下肢外骨骼可转动连接。
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