CN111843999B - 一种负重行走助力外骨骼 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负重行走助力外骨骼，包括臀部组件，臀部组件的内侧设有腰部组件，外侧向后延伸形成用于放置重物的置物板，臀部组件U型结构的开口两端对称设有腿部组件，腿部组件与臀部组件的对应位置转动连接，以与人体髋关节的前屈和后伸运动相适应，腿部组件包括转动连接且分别与人体的大腿和小腿连接的大腿杆和小腿杆，以与人体膝关节的前屈和后伸运动相适应，小腿杆远离其连接大腿杆的一端还转动连接有脚部组件，脚部组件与人体的脚部进行连接。本方案能达到减少人体负重行走肌肉的用力，减缓肌肉疲劳，提高负重能力的目的。

Description

一种负重行走助力外骨骼

技术领域

本发明涉及可穿戴设备技术领域，具体涉及一种负重行走助力外骨骼。

背景技术

膝关节是人体承受力最大的关节，在登山、上下楼梯等大角度、高强度的运动中膝关节承受的力很大，爬楼梯会对膝关节造成一定伤害，例如搬运大物件上下楼梯，会对膝关节造成较大的压力；人们在持续一段时间的运动后，体力下降，出现肌肉酸痛和运动疲劳，运动的灵活性和协调性大大降低，下肢膝关节表现尤为明显，因此迫切需要一种高效的膝关节运动助力机构。

膝关节运动助力外骨骼，顾名思义是穿戴于膝关节外部，并为其提供助力的仿生机械装置。另外，外骨骼还有支撑身体重量，保护身体器官，进行运动辅助和环境感知等作用。当前膝关节助力装置分为主动式和被动式两种，主动式助力装置主要有液压驱动和电机驱动，液压驱动的助力装置多应用在负重助力领域，在大腿和小腿之间安装液压缸，通过液压系统切换油路，实现对外骨骼机器人膝关节的支撑和放松，液压驱动具有功率密度高、动态响应快的优势，但也存在液压伺服系统控制复杂的问题；电机驱动的助力装置主要应用于康复医疗及助残领域，有采用电机加减速器直接作用于膝关节上的形式，也有通过电机带动连接在大腿和小腿之间的滚轴丝杠的形式，电机驱动便于控制，但电机的功率密度低，适用于下肢有运动障碍的康复领域。相较于被动式外骨骼，主动式外骨骼需要能源供给和运动控制，系统复杂、成本高、可靠性低。

如公开号为CN110653802A的发明专利申请中就公开了一种被动式的膝关节运动助力外骨骼装置，包括大腿支杆和小腿支杆，所述大腿支杆和所述小腿支杆通过中间转轴机构进行转动连接，所述中间转轴机构包括同轴转动连接的大腿连接盘和小腿连接盘，所述大腿连接盘用于与所述大腿支杆固定连接，所述小腿连接盘用于与所述小腿支杆固定连接，所述大腿连接盘和所述小腿连接盘上距离所述转动连接处距离相等的位置分别设有弧形状的第一限位槽和第二限位槽，所述第一限位槽对应圆弧的圆心角度数大于所述第二限位槽对应圆弧的圆心角度数，所述第一限位槽和所述第二限位槽在初始状态下部分重叠，且在所述小腿支杆和所述大腿支杆相对转动过程中，所述第一限位槽和所述第二限位槽的重叠范围逐渐加大，还包括储能机构，所述储能机构包括初始状态下处于自由状态的弹簧和曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构包括曲柄、连杆和滑块，所述曲柄与所述大腿连接盘平行设置，所述曲柄的一端连接在所述大腿连接盘和所述小腿连接盘的转动连接处，所述曲柄的另一端与所述连杆连接，所述曲柄上还设有朝向所述大腿连接盘方向延伸的限位凸起，所述限位凸起伸入到所述第一限位槽和所述第二限位槽内并能够沿所述第一限位槽和所述第二限位槽滑动，所述大腿支杆上设有安装管，所述弹簧套设在所述安装管上，所述弹簧靠近所述曲柄的一端固定连接在所述大腿支杆上，所述弹簧的另一端与所述滑块相抵，所述连杆与所述曲柄连接的另一端与所述滑块连接，所述曲柄转动时能够通过所述连杆带动所述滑块向所述大腿连接盘的方向移动并对所述弹簧进行压缩。

上述外骨骼装置在使用时， 当人体在平路上行走时，小腿摆动的角度小，第二限位槽始终在与第一限位槽完全重合前的位置转动，从而保证人体在平路行走时，储能机构始终处于不工作的状态，使得该装置不会对人体在平路上的行走带来阻力，即不会增加人体在平路上行走的负荷；当人体在进行登山、爬楼梯等大角度运动时，当小腿弯曲膝关节做屈曲运动时，小腿摆动的角度大，使得此时小腿连接盘绕大腿连接盘转动的角度较大，第二限位槽与第一限位槽完全重叠后继续转动，第二限位槽继续转动的同时通过限位凸起带动曲柄转动，进而使得弹簧压缩进行储能，当小腿回摆膝关节做伸展运动时，弹簧复位释放储存的能量为人体的运动助力。由此上述外骨骼装置在登山、爬楼梯时能为人体膝关节提供助力，从而达到减缓人体腿部肌肉出现酸痛和疲劳的效果，同时上述外骨骼在平路行走不需要助力时也不会增加人体的行走负荷。但是上述外骨骼在实际使用时仍然会存在下面的问题：人体膝关节不仅在登山、爬楼梯时会承受较大的力，同时当人们在背负重物时，人体膝关节包括整个下肢和脊柱也会受到巨大的压力，此时也需要一种外骨骼装置来为人体负重提供重力支撑，以减轻人体下肢受到的压力，提高背负重量的装置，但上述外骨骼装置很明显并不能在人体负重时提供重力支撑。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种能为人体负重提供重力支撑，以减轻人体下肢受到的压力，提高背负重量的负重行走助力外骨骼。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种负重行走助力外骨骼，包括开口向前且整体呈U型结构的臀部组件，所述臀部组件用于与人体的臀部位置相适应，所述臀部组件U型结构的内侧设有用于缠绕在人体腰部的腰部组件，所述臀部组件U型结构的外侧向后延伸形成用于放置重物的置物板，所述臀部组件U型结构的开口两端对称设有腿部组件，所述腿部组件与所述臀部组件的对应位置转动连接，以与人体髋关节的前屈和后伸运动相适应，所述腿部组件包括转动连接且分别与人体的大腿和小腿连接的大腿杆和小腿杆，以与人体膝关节的前屈和后伸运动相适应，所述小腿杆远离其连接所述大腿杆的一端还转动连接有脚部组件，所述脚部组件与人体的脚部进行连接。

在本方案中，以人体的方向作为参考方向，即本方案中的前、后、左、右、上、下分别对应为人体的前、后、左、右、上、下，同时本方案中的轴向为左右方向，竖向为上下方向，纵向为前后方向，初始状态为人体处于直立状态，大腿杆和小腿杆之间的夹角为180°，小腿杆相对大腿杆转动的角度为0°，也即人体膝关节运动角度为0°。

本发明的工作原理是：在使用本发明的负重行走助力外骨骼时，将臀部组件与人体的臀部位置相对应，腿部组件与人体的腿部位置相对应，然后将腰部组件缠绕在人体的腰部，将大腿杆和小腿杆分别与人体的大腿和小腿位置进行连接，脚部组件与人体的脚部位置连接，由此实现了将本发明的负重助力行走外骨骼穿戴在人体的目的。

当人体需要背负重物行走时，将重物放置在置物板上，此时置物板上重物的部分重力将经置物板传递到臀部组件，臀部组件再将该重力向下传递给大腿杆，大腿杆将该重力进一步经小腿杆传递到脚部组件，传递到脚部组件的重力再进一步向下传递到地面，这样就使得需要人体下肢和脊柱承担的重力将小于重物的实际重力，从而达到减少负重行走时人体肌肉的用力，减缓肌肉疲劳，提高负重能力的目的。

同时本方案中腿部组件与臀部组件的对应位置转动连接，大腿杆和小腿杆转动连接，小腿杆与脚部组件转动连接，由此使得穿戴上该外骨骼后，人体下肢能正常的进行前进后退运动，保证正常的行走。

优选的，所述小腿杆用于与所述大腿杆转动连接的位置设有小腿转动盘，所述小腿转动盘的外圆周上开设有多个锁止槽，所述大腿杆靠近所述小腿杆的一端设有锁止机构，所述锁止机构包括与所述大腿杆轴向滑动连接的锁止按钮和与所述大腿杆竖向滑动连接的锁止销，所述锁止按钮的一端滑动伸入到所述大腿杆内，且在所述锁止按钮伸入到所大腿杆内的位置开设有开口朝向所述小腿杆方向的限位凹槽，所述锁止销的上端伸入到所述限位凹槽内，且所述锁止按钮向外滑动伸出所述大腿杆时，所述锁止销的上端被抵出所述限位凹槽并向下移动卡在对应位置的所述锁止槽内，所述锁止销处还设有第一弹簧，所述第一弹簧在所述锁止销卡在对应位置的所述锁止槽时处于被压缩状态，且所述第一弹簧在所述锁止按钮向内滑动伸入所述大腿杆时复位且能够带动所述锁止销退出所述锁止槽并使得所述锁止销的上端卡在所述限位凹槽内。

这样，通过锁止机构与锁止槽的配合，可以实现将大腿杆和小腿杆的位置进行锁死、或是使得大腿杆和小腿杆可以自由转动以适应人体膝关节的前屈后伸运动的效果。

当在某些使用场合需要人体的下肢保持在一定的弯曲角度时，即需要人体的膝关节弯曲一定角度且大腿和小腿状态保持不变的情况下，此时就需要将大腿杆和小腿杆位置锁死，向外拉动锁止按钮，使得锁止按钮向外滑动伸出大腿杆，此时锁止销的上端被抵出限位凹槽并向下移动卡在对应位置的锁止槽内，这样在锁止槽和锁止销的相互作用下，使得大腿杆和小腿杆之间处于锁死的状态，锁止销处的第一弹簧也将处于压缩状态，这样，外骨骼装置的大腿杆和小腿杆就处于锁死状态，一方面锁死的大腿杆和小腿杆能够使得人体大腿和小腿在整个支撑期间保持位置的关系的一定，从而避免支撑期间下肢的突然晃动造成的安全隐患，由此可以保证人体下肢的安全，另一方面外骨骼装置将在大部分支撑期期间为人体提供支撑力，从而去除大部分人体膝关节的负荷，减缓人体膝关节的压力和肌肉疲劳；同时，小腿转动盘上的多个锁止槽可以使得大腿杆和小腿杆之间具有不同的锁死角度，从而使得人体可以根据需要选择不同的锁死角度，实现多角度锁死保护和支撑人体的目的。

当人体需要正常行走解除大腿杆和小腿杆之间的锁死状态时，向内按动锁止按钮，使得锁止按钮沿大腿杆向内滑动，此时限位凹槽将移动到锁止销的上方，在第一弹簧的弹力作用下，锁止销将向上移动退出锁止槽，同时锁止销的上端将卡在限位凹槽内，这样，锁止销和锁止槽之间的锁止关系取消，大腿杆和小腿杆之间能够自由转动以适应人体膝关节的前屈后伸运动。

优选的，初始状态时，所述锁止销位于所述小腿转动盘的正上方，且所述锁止销的下端能够卡在对应位置的所述锁止槽内，多个所述锁止槽对应分布在所述小腿转动盘绕所述大腿杆与人体膝关节的屈曲运动相适应的转动角度上。

这样，初始状态时锁止销位于小腿转动盘的正上方，且锁止销的下端能够卡在对应位置的锁止槽内，这样当人体膝关节运动角度为0°时也能实现大腿杆和小腿杆的锁死，同时多个锁止槽对应分布在小腿转动盘绕大腿杆与人体膝关节的屈曲运动相适应的转动角度上，由此使得人体膝关节在屈曲运动的多个角度均能实现大腿杆和小腿杆之间的锁死，从而满足不同状态下的保护和支撑人体的目的。

优选的，所述锁止槽呈V型结构，所述锁止销靠近所述锁止槽的一端呈与所述锁止槽形状相适应的V型结构，且所述锁止销的下端卡在对应位置的所述锁止槽内时，相邻两个所述锁止槽的相接面将与对应位置的所述锁止销相抵接。

这样，锁止槽和锁止销卡接处均设计呈V型结构，使得锁止槽和锁止销对应位置在卡接时具有较大的接触面积，从而保证大腿杆和小腿杆的锁死效果，同时当锁止销的下端卡在锁止槽内时，相邻两个锁止槽的相接面与对应位置的锁止销相抵接，以此在竖向方向对锁止销进行限位。

优选的，所述锁止销上还开设有竖向的定位槽，所述第一弹簧安装在所述定位槽内，且所述第一弹簧的上端与所述定位槽的上侧壁相抵，所述第一弹簧的下端伸出所述定位槽后套设在所述锁止销的V型结构上。

这样，将第一弹簧安装在定位槽内，可以减小整个锁止销和第一弹簧占用的空间，从而可以使得整个腿部组件的结构尺寸减小，第一弹簧的下端伸出定位槽后套设在锁止销的V型结构上，这样当锁止销卡在锁止槽内时，第一弹簧下端套设在锁止销V型结构的部分将被压缩，被压缩的第一弹簧才能在向内按压锁止按钮时提供弹性恢复力使得锁止销向上运动退出锁止槽。

优选的，所述锁止销的上端设有沿所述锁止按钮向外滑动的方向呈逐渐向上倾斜的过渡面，所述限位凹槽与所述过渡面对应的位置设有与所述过渡面相适应的倾斜面，且所述锁止销的上端在所述锁止按钮向外滑动方向的终点设有能够与所述锁止按钮相抵以限制所述锁止按钮继续向外滑动的限位凸起。

这样，当向外拉动或向内按压锁止按钮时，限位凹槽上的倾斜面与锁止销上端的过渡面进行配合，以实现锁止按钮和锁止销之间的相对移动，使得对锁止按钮的操作更加的省力和方便，同时在锁止销的上端设置限位凸起，利用限位凸起限位锁止按钮向外滑动的终点，这样一方面避免了向外拉动锁止按钮幅度过大导致锁止按钮不能正常复位，另一方面保证了每次锁止按钮均能向外拉动到位。

优选的，所述小腿转动盘还上设有安装圆环，所述大腿杆靠近所述小腿杆的一端设有大腿连接件，所述大腿连接件与所述安装圆环对应的位置设有安装凸起，且所述安装凸起伸入所述安装圆环内并通过盖板与所述安装圆环转动连接，所述盖板还与所述大腿连接件固定连接，所述大腿连接件上还开设有容纳空间，在所述安装凸起上还套设有助力扭簧，所述助力扭簧的一端作为固定端固定连接在所述小腿转动盘上，所述助力扭簧的另一端作为活动端自由布置在所述容纳空间内，且所述助力扭簧的活动端在在所述大腿杆和所述小腿杆的相对转动角度达到设定值时将与所述大腿连接件相抵。

这样，当人体下肢运动，大腿和小腿之间做屈伸运动时，套设在安装凸起上的助力扭簧由于其固定端是固定在小腿转动盘上的，故此时助力扭簧能随小腿杆一起绕大腿杆转动，当人体在平路上行走时，助力扭簧的活动端在大腿杆件和小腿杆件的相对转动角度达到设定值之前都是出于自由状态，即此时助力扭簧没有产生变形蓄能，只有当人体在进行登山、上下楼梯等大角度运动时，助力扭簧的活动端能随小腿杆绕大腿杆的转动角度达到设定值，此时助力扭簧的活动端将与大腿连接件相抵，当人体腿部带动大腿杆和小腿杆之间进一步相对转动时，此时助力扭簧持续与大腿连接件相抵并在大腿杆的作用下产生变形并蓄能，当人体腿部伸展时，助力扭簧复位释放能量为人体膝关节运动提供助力，即通常膝关节平路行走角度60°左右时实现平路行走不助力，上下楼梯提供被动助力的效果。因此本方案实现了在平路行走时不提供助力、不会产生额外负重，仅在登山、上下楼梯等大角度运动时才提供助力的目的。

优选的，在所述大腿杆和所述小腿杆上还分别连接有绑缚装置，所述绑缚装置包括绑缚带和旋转复位机构，所述旋转复位机构包括弧形导轨和滑块，所述弧形导轨固定连接在所述大腿杆和所述小腿杆上，所述滑块滑动连接在弧形导轨上以与人体腿部的内旋和外旋运动相适应，且在所述滑块滑动方向的两端均设有复位弹簧，所述复位弹簧沿所述滑块的滑动方向布置，所述复位弹簧的两端分别连接在所述弧形导轨和所述滑块上，在所述滑块上还沿其滑动方向开设有贯穿所述滑块的安装孔，所述绑缚带穿过所述安装孔并与所述滑块固定连接。

这样，将绑缚装置分别安装在大腿杆和小腿杆上，以实现将腿部组件连接在人体小腿和大腿上的目的，在进行穿戴时，人体大腿和人体小腿分别套设在绑缚带内，当人体的大腿和小腿做内旋和外旋运动时，滑块将沿弧形导轨滑动以适应人体大腿和小腿的运动，同时滑块滑动方向两端设置复位弹簧，滑块在位于弧形导轨中间位置时，两端的复位弹簧弹力相同而处于平衡状态，当人体大腿和小腿做内旋和外旋运动时，滑块将沿弧形导轨滑动，由此将使得两端的复位弹簧的弹力不一致，因此在人体大腿和小腿的运动完成后，两侧的复位弹簧将提供助力并带动人体大腿和小腿自动复位。

优选的，所述弧形导轨的竖向截面呈U型结构，且所述弧形导轨U型结构的竖向开口端分别向所述弧形导轨的内侧延伸形成卡接部，所述滑块竖向方向的两端均开设有沿所述滑块滑动方向贯穿所述滑块且呈U型结构的卡接槽，所述弧形导轨的卡接部能够卡设在所述卡接槽内以实现所述滑块与所述弧形导轨的滑动连接，在所述弧形导轨沿所述滑块滑动方向的两端部位置还固定连接有挡块，所述复位弹簧的两端分别连接在所述滑块和对应侧的所述挡块上。

这样，在进行滑块和弧形导轨的连接时，将弧形导轨的卡接部伸入到滑块对应位置的卡接槽内，然后移动滑块使其沿弧形导轨滑动直到滑块完全滑动连接在弧形导轨处，此时再安装上弧形导轨两端的挡块即可，由此就可以方便的实现滑块和弧形导轨之间的安装。

优选的，所述脚部组件包括脚底板，所述脚底板通过杆端关节轴承与所述小腿杆转动连接，所述小腿杆靠近所述脚部组件的一端设有安装座，所述安装座的下端以安装座的轴线为中心对称设有两个安装块，所述杆端关节轴承包括球头和球座，所述球座包括安装部和外螺纹部，所述球座的外螺纹部与所述脚底板进行螺纹连接，所述球头呈空心结构且转动连接在所述安装部内，所述球头的空心结构处穿设有安装轴，所述安装轴的两端固定连接在对应位置的安装块上，在两个安装块的外侧还套设有第一减震弹簧，第一减震弹簧的两端分别固定在安装座和脚底板的上端。

这样，脚底板穿戴在人体脚部，脚底板通过杆端关节轴承与小腿杆进行连接，从而使得脚部组件能绕小腿杆自由转动，以此来适应人体脚部踝关节位置的运动。同时第一减震弹簧能对人体行走过程中产生的冲击进行有效的缓冲和吸收，从而进一步提高该外骨骼装置穿着的舒适性。

优选的，所述臀部组件包括腰部卡壳和合页组件，所述腰部卡壳上沿轴向方向开设有贯穿所述腰部卡壳的安装通孔，在所述腰部卡壳的轴向两端均设有腰部伸缩杆，所述腰部伸缩杆靠近所述腰部卡壳的一端滑动伸入到安装通孔内，且所述腰部伸缩杆伸入到安装通孔的部分与所述腰部卡壳通过第一紧定螺钉进行连接，在所述腰部伸缩杆远离所述腰部卡壳的一端通过第一纵向转动连接件转动连接有第一旋转臂，以与人体髋关节的内收和外展运动相适应，所述第一旋转臂远离其连接所述腰部伸缩杆的一端与对应位置的所述合页组件进行竖向转动连接，所述合页组件包括多个竖向转动连接的合页，且在所述合页组件远离其连接所述第一旋转臂的一端还通过第一竖向转动连接件连接有第二旋转臂，所述第二旋转臂远离其连接所述合页组件的一端还通过第一轴向转动连接件转动连接有竖向设置的支撑架，在所述支撑架靠近所述第二旋转臂的一端开设有连接凹槽，所述第二旋转臂靠近所述支撑架的一端伸入到连接凹槽内并与所述支撑架转动连接，在连接凹槽处的所述支撑架上还设有三角限位块，所述三角限位块上开设有三角限位槽，初始状态下，所述第二旋转臂的下侧卡接在三角限位槽内并与所述三角限位块相抵，以对人体髋关节的前屈和后伸运动进行限位支撑。

这样，在腰部卡壳两端伸缩腰部伸缩杆，将腰部伸缩杆沿安装通孔移动，移动到位后，将腰部卡壳和腰部伸缩杆再通过第一紧定螺钉进行连接，这样就可以通过调节腰部伸缩杆在安装通孔的位置，实现腰部卡壳和腰部伸缩杆整体长度的调节，腰部伸缩杆与第一旋转臂通过第一纵向转动连接件进行连接，以适应人体髋关节的内收和外展运动，合页组件与第二旋转臂之间通过第一竖向转动连接件进行连接，以适应人体髋关节的内旋和外旋运动，第二旋转臂与支撑架之间通过第一轴向转动连接件进行连接，以适应人体髋关节的前屈和后伸运动，同时支撑架上的三角限位块还能有效对人体髋关节的前屈和后伸运动进行限位和支撑，这样就使得该外骨骼具有多个自由度来适应人体髋关节的运动，穿戴好该外骨骼后不会对人体髋关节的正常活动产生影响，提高穿着的舒适性；同时合页组件中的多个合页之间竖向转动连接，通过调整合页之间的位置可以使得臀部组件更加紧密的贴合于人体，合页组件与腰部伸缩杆一起，可更好的适应穿戴者的不同臀部宽度和厚度以及行走过程中臀部组织的变形，进一步提高穿戴的舒适性。

优选的，所述大腿杆包括大腿上部小杆、大腿中部大杆和大腿下部小杆，所述大腿中部大杆的下端沿其长度方向设有贯穿所述大腿中部大杆的第一滑动槽，第一滑动槽靠近所述大腿下部小杆一端的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述大腿中部大杆的第一限位孔，在所述大腿下部小杆的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述大腿下部小杆的第一连接孔，所述大腿下部小杆的上端伸入到第一滑动槽内，且第一连接孔与对应位置的第一限位孔之间通过第一连接螺钉进行连接；在所述支撑架靠近所述大腿上部小杆的一端沿其长度方向依次开设有第一安装槽和第二安装槽，第一安装槽的直径大于第二安装槽的直径，所述大腿上部小杆的上端穿过第一安装槽后伸入到第二安装槽内，且所述大腿上部小杆的上端伸入到第二安装槽的部分与所述支撑架之间通过第一紧固螺钉进行连接，在所述大腿上部小杆的外侧还套设有第二减震弹簧，所述第二减震弹簧的上端伸入到第一安装槽内，且所述第二减震弹簧伸入到第一安装槽内的部分通过第二紧固螺钉与所述支撑架固定连接，在所述大腿中部大杆上还设有弹簧安装座，所述大腿上部小杆的下端伸入到第一滑动槽内，且所述大腿中部大杆、所述大腿上部小杆和所述弹簧安装座通过第三紧固螺钉进行连接，所述弹簧安装座靠近所述第二减震弹簧的一端开设有第三安装槽，所述第二减震弹簧的下端套设在所述大腿中部大杆外，且所述第二减震弹簧的下端伸入到第三安装槽内，所述第二减震弹簧伸入到第三安装槽的部分通过第四紧固螺钉与所述弹簧安装座固定连接。

这样，通过设置大腿中部大杆和大腿下部小杆，当需要调节大腿杆的整体长度时，将大腿下部小杆的上端沿第一滑动槽滑动，使得大腿下部小杆上不同位置的第一连接孔与大腿中部大杆上的第一限位孔相对应，然后再利用第一连接螺钉将第一连接孔和第一限位孔进行连接，从而达到调整大腿杆整体长度的目的，以满足不同人体对该外骨骼装置的穿戴需求。

同时套设在大腿上部小杆和大腿中部大杆上的第二减震弹簧还能对人体行走过程中产生的冲击进行有效的缓冲和吸收，从而进一步提高该外骨骼装置穿着的舒适性。

附图说明

图1为本发明负重行走助力外骨骼的结构示意图；

图2为本发明负重行走助力外骨骼中臀部组件前侧的结构示意图；

图3为本发明负重行走助力外骨骼中臀部组件后侧的局部爆炸示意图；

图4为本发明负重行走助力外骨骼中臀部中支撑架的剖视图；

图5为本发明负重行走助力外骨骼中腿部组件的结构示意图；

图6为图5中A处的放大示意图；

图7图6中去除盖板后的结构示意图；

图8为图7的爆炸示意图；

图9为本发明负重行走助力外骨骼中小腿杆的爆炸示意图；

图10为本发明负重行走助力外骨骼中大腿杆和支撑架的结构示意图；

图11为本发明负重行走助力外骨骼中大腿杆和支撑架的爆炸示意图；

图12为本发明负重行走助力外骨骼中绑缚装置的结构示意图；

图13为图12的爆炸示意图；

图14本发明负重行走助力外骨骼中脚部组件与小腿杆连接处的结构示意图；

图15为图14的爆炸示意图。

附图标记说明：置物板1、臀部组件2、腰部卡壳21、第一旋转臂22、合页组件23、第二旋转臂24、支撑架25、三角限位块251、第一安装槽252、第二安装槽253、第二紧固螺钉254、第一紧固螺钉255、第一纵向转动连接件26、第一竖向转动连接件27、第一轴向转动连接件28、腰部伸缩杆29、腿部组件3、第二减震弹簧31、弹簧安装座32、第四紧固螺钉321、第三紧固螺钉322、大腿连接件33、容纳空间331、安装凸起332、大腿杆34、大腿中部大杆341、大腿下部小杆342、第一限位孔343、第一连接孔344、大腿上部小杆345、小腿杆35、小腿外杆351、小腿内杆352、第二限位孔353、第二连接孔354、盖板36、锁止按钮37、限位凹槽371、锁止销38、第一弹簧381、限位凸起382、小腿转动盘40、助力扭簧401、锁止槽402、腰部组件4、绑缚装置5、绑缚带51、卡环52、弧形导轨53、滑块54、安装孔541、卡接槽542、复位弹簧55、挡块56、脚部组件6、脚底板61、第一减震弹簧62、安装座63、安装块64、杆端关节轴承65、安装轴66。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如附图1到附图15所示，一种负重行走助力外骨骼，包括开口向前且整体呈U型结构的臀部组件2，臀部组件2用于与人体的臀部位置相适应，臀部组件2的U型结构的内侧设有用于缠绕在人体腰部的腰部组件4，臀部组件2的U型结构的外侧向后延伸形成用于放置重物的置物板1，臀部组件2的U型结构的开口两端对称设有腿部组件3，腿部组件3与臀部组件2的对应位置转动连接，以与人体髋关节的前屈和后伸运动相适应，腿部组件3包括转动连接且分别与人体的大腿和小腿连接的大腿杆34和小腿杆35，以与人体膝关节的前屈和后伸运动相适应，小腿杆35远离其连接大腿杆34的一端还转动连接有脚部组件6，脚部组件6与人体的脚部进行连接。

在本方案中，以人体的方向作为参考方向，即本方案中的前、后、左、右、上、下分别对应为人体的前、后、左、右、上、下，同时本方案中的轴向为左右方向，竖向为上下方向，纵向为前后方向，初始状态为人体处于直立状态，大腿杆和小腿杆之间的夹角为180°，小腿杆相对大腿杆转动的角度为0°，也即人体膝关节运动角度为0°。

本发明的工作原理是：在使用本发明的负重行走助力外骨骼时，将臀部组件2与人体的臀部位置相对应，腿部组件3与人体的腿部位置相对应，然后将腰部组件4缠绕在人体的腰部，将大腿杆34和小腿杆35分别与人体的大腿和小腿位置进行连接，脚部组件6与人体的脚部位置连接，由此实现了将本发明的负重助力行走外骨骼穿戴在人体的目的。

当人体需要背负重物行走时，将重物放置在置物板1上，此时置物板1上重物的部分重力将经置物板1传递到臀部组件2，臀部组件2再将该重力向下传递给大腿杆34，大腿杆34将该重力进一步经小腿杆35传递到脚部组件6，传递到脚部组件6的重力再进一步向下传递到地面，这样就使得需要人体下肢和脊柱承担的重力将小于重物的实际重力，从而达到减少人体肌肉的用力，减缓肌肉疲劳，提高负重能力的目的。

同时本方案中腿部组件3与臀部组件2的对应位置转动连接，大腿杆34和小腿杆35转动连接，小腿杆35与脚部组件6转动连接，由此使得穿戴上该外骨骼后，人体下肢能正常的进行前进后退运动，保证正常的行走。

在本实施例中，小腿杆35用于与大腿杆34转动连接的位置设有小腿转动盘40，小腿转动盘40的外圆周上开设有多个锁止槽402，大腿杆34靠近小腿杆35的一端设有锁止机构，锁止机构包括与大腿杆34轴向滑动连接的锁止按钮37和与大腿杆34竖向滑动连接的锁止销38，锁止按钮37的一端滑动伸入到大腿杆34内，且在锁止按钮37伸入到所大腿杆34内的位置开设有开口朝向小腿杆35方向的限位凹槽371，锁止销38的上端伸入到限位凹槽371内，且锁止按钮37向外滑动伸出大腿杆34时，锁止销38的上端被抵出限位凹槽371并向下移动卡在对应位置的锁止槽402内，锁止销38处还设有第一弹簧381，第一弹簧381在锁止销38卡在对应位置的锁止槽402时处于被压缩状态，且第一弹簧381在锁止按钮37向内滑动伸入大腿杆34时复位且能够带动锁止销38退出锁止槽402并使得锁止销38的上端卡在限位凹槽371内。

这样，通过锁止机构与锁止槽402的配合，可以实现将大腿杆34和小腿杆35的位置进行锁死、或是使得大腿杆34和小腿杆35可以自由转动以适应人体膝关节的前屈后伸运动的效果。

当在某些使用场合需要人体的下肢保持在一定的弯曲角度时，即需要人体的膝关节弯曲一定角度且大腿和小腿状态保持不变的情况下，此时就需要将大腿杆34和小腿杆35位置锁死，向外拉动锁止按钮37，使得锁止按钮37向外滑动伸出大腿杆34，此时锁止销38的上端被抵出限位凹槽371并向下移动卡在对应位置的锁止槽402内，这样在锁止槽402和锁止销38的相互作用下，使得大腿杆34和小腿杆35之间处于锁死的状态，锁止销38处的第一弹簧381也将处于压缩状态，这样，外骨骼装置的大腿杆34和小腿杆35就处于锁死状态，一方面锁死的大腿杆34和小腿杆35能够使得人体大腿和小腿在整个支撑期间保持位置的关系的一定，从而避免支撑期间下肢的突然晃动造成的安全隐患，由此可以保证人体下肢的安全，另一方面外骨骼装置将在大部分支撑期期间为人体提供支撑力，从而去除大部分人体膝关节的负荷，减缓人体膝关节的压力和肌肉疲劳；同时，小腿转动盘40上的多个锁止槽402可以使得大腿杆34和小腿杆35之间具有不同的锁死角度，从而使得人体可以根据需要选择不同的锁死角度，实现多角度锁死保护和支撑人体的目的。

当人体需要正常行走解除大腿杆34和小腿杆35之间的锁死状态时，向内按动锁止按钮37，使得锁止按钮37沿大腿杆34向内滑动，此时限位凹槽371将移动到锁止销38的上方，在第一弹簧381的弹力作用下，锁止销38将向上移动退出锁止槽402，同时锁止销38的上端将卡在限位凹槽371内，这样，锁止销38和锁止槽402之间的锁止关系取消，大腿杆34和小腿杆35之间能够自由转动以适应人体膝关节的前屈后伸运动。

在本实施例中，初始状态时，锁止销38位于小腿转动盘40的正上方，且锁止销38的下端能够卡在对应位置的锁止槽402内，多个锁止槽402对应分布在小腿转动盘40绕大腿杆34与人体膝关节的屈曲运动相适应的转动路径上。

这样，初始状态时锁止销38位于小腿转动盘40的正上方，且锁止销38的下端能够卡在对应位置的锁止槽402内，这样当人体膝关节运动角度为0°时也能实现大腿杆34和小腿杆35的锁死，同时多个锁止槽402对应分布在小腿转动盘40绕大腿杆34与人体膝关节的屈曲运动相适应的转动路径上，由此使得人体膝关节在屈曲运动的多个角度均能实现大腿杆34和小腿杆35之间的锁死，从而满足不同状态下的保护和支撑人体的目的。

在本实施例中，锁止槽402呈V型结构，锁止销38靠近锁止槽402的一端呈与锁止槽402形状相适应的V型结构，且锁止销38的下端卡在对应位置的锁止槽402内时，相邻两个锁止槽402的相接面将与对应位置的锁止销38相抵接。

这样，锁止槽402和锁止销38卡接处均设计呈V型结构，使得锁止槽402和锁止销38对应位置在卡接时具有较大的接触面积，从而保证大腿杆34和小腿杆35的锁死效果，同时当锁止销38的下端卡在锁止槽402内时，相邻两个锁止槽402的相接面与对应位置的锁止销38相抵接，以此在竖向方向对锁止销38进行限位。

在本实施例中，锁止销38上还开设有竖向的定位槽，第一弹簧381安装在定位槽内，且第一弹簧381的上端与定位槽的上侧壁相抵，第一弹簧381的下端伸出定位槽后套设在锁止销38的V型结构上。

这样，将第一弹簧381安装在定位槽内，可以减小整个锁止销38和第一弹簧381占用的空间，从而可以使得整个腿部组件3的结构尺寸减小，第一弹簧381的下端伸出定位槽后套设在锁止销38的V型结构上，这样当锁止销38卡在锁止槽402内时，第一弹簧381下端套设在锁止销38V型结构的部分将被压缩，被压缩的第一弹簧381才能在向内按压锁止按钮37时提供弹性恢复力使得锁止销38向上运动退出锁止槽402。

在本实施例中，锁止销38的上端设有沿锁止按钮37向外滑动的方向呈逐渐向上倾斜的过渡面，限位凹槽371与过渡面对应的位置设有与过渡面相适应的倾斜面，且锁止销38的上端在锁止按钮37向外滑动方向的终点设有能够与锁止按钮37相抵以限制锁止按钮37继续向外滑动的限位凸起382。

这样，当向外拉动或向内按压锁止按钮37时，限位凹槽371上的倾斜面与锁止销38上端的过渡面进行配合，以实现锁止按钮37和锁止销38之间的相对移动，使得对锁止按钮37的操作更加的省力和方便，同时在锁止销38的上端设置限位凸起382，利用限位凸起382限位锁止按钮37向外滑动的终点，这样一方面避免了向外拉动锁止按钮37幅度过大导致锁止按钮37不能正常复位，另一方面保证了每次锁止按钮37均能向外拉动到位。

在本实施例中，小腿转动盘40还上设有安装圆环，大腿杆34靠近小腿杆35的一端设有大腿连接件33，大腿连接件33与安装圆环对应的位置设有安装凸起332，且安装凸起332伸入安装圆环内并通过盖板36与安装圆环转动连接，盖板36还与大腿连接件33固定连接，大腿连接件33上还开设有容纳空间331，在安装凸起332上还套设有助力扭簧401，助力扭簧401的一端作为固定端固定连接在小腿转动盘40上，助力扭簧401的另一端作为活动端自由布置在容纳空间331内，且助力扭簧401的活动端在在大腿杆34和小腿杆35的相对转动角度达到设定值时将与大腿连接件33相抵。

这样，当人体下肢运动，大腿和小腿之间做屈伸运动时，套设在安装凸起332上的助力扭簧401由于其固定端是固定在小腿转动盘40上的，故此时助力扭簧401能随小腿杆35一起绕大腿杆34转动，当人体在平路上行走时，助力扭簧401的活动端在大腿杆34件和小腿杆35件的相对转动角度达到设定值之前都是出于自由状态，即此时助力扭簧401没有产生变形蓄能，只有当人体在进行登山、上下楼梯等大角度运动时，助力扭簧401的活动端能随小腿杆35绕大腿杆34的转动角度达到设定值，此时助力扭簧401的活动端将与大腿连接件33相抵，当人体腿部带动大腿杆34和小腿杆35之间进一步相对转动时，此时助力扭簧401持续与大腿连接件33相抵并在大腿杆34的作用下产生变形并蓄能，当人体腿部伸展时，助力扭簧401复位释放能量为人体膝关节运动提供助力，即通常膝关节平路行走角度60°左右时实现平路行走不助力，上下楼梯提供被动助力的效果。因此本方案实现了在平路行走时不提供助力、不会产生额外负重，仅在登山、上下楼梯等大角度运动时才提供助力的目的。

在本实施例中，在大腿杆34和小腿杆35上还分别连接有绑缚装置5，绑缚装置5包括绑缚带51和旋转复位机构，旋转复位机构包括弧形导轨53和滑块54，弧形导轨53通过卡环52固定连接在大腿杆34和小腿杆35上，滑块54滑动连接在弧形导轨53上以与人体腿部的内旋和外旋运动相适应，且在滑块54滑动方向的两端均设有复位弹簧55，复位弹簧55沿滑块54的滑动方向布置，复位弹簧55的两端分别连接在弧形导轨53和滑块54上，在滑块54上还沿其滑动方向开设有贯穿滑块54的安装孔541，绑缚带51穿过安装孔541并与滑块54固定连接。

这样，将绑缚装置5分别安装在大腿杆34和小腿杆35上，以实现将腿部组件3连接在人体小腿和大腿上的目的，在进行穿戴时，人体大腿和人体小腿分别套设在绑缚带51内，当人体的大腿和小腿做内旋和外旋运动时，滑块54将沿弧形导轨53滑动以适应人体大腿和小腿的运动，同时滑块54滑动方向两端设置复位弹簧55，滑块54在位于弧形导轨53中间位置时，两端的复位弹簧55弹力相同而处于平衡状态，当人体大腿和小腿做内旋和外旋运动时，滑块54将沿弧形导轨53滑动，由此将使得两端的复位弹簧55的弹力不一致，因此在人体大腿和小腿的运动完成后，两侧的复位弹簧55将提供助力并带动人体大腿和小腿自动复位。

在本实施例中，弧形导轨53的竖向截面呈U型结构，且弧形导轨53U型结构的竖向开口端分别向弧形导轨53的内侧延伸形成卡接部，滑块54竖向方向的两端均开设有沿滑块54滑动方向贯穿滑块54且呈U型结构的卡接槽542，弧形导轨53的卡接部能够卡设在卡接槽542内以实现滑块54与弧形导轨53的滑动连接，在弧形导轨53沿滑块54滑动方向的两端部位置还固定连接有挡块56，复位弹簧55的两端分别连接在滑块54和对应侧的挡块56上。

这样，在进行滑块54和弧形导轨53的连接时，将弧形导轨53的卡接部伸入到滑块54对应位置的卡接槽542内，然后移动滑块54使其沿弧形导轨53滑动直到滑块54完全滑动连接在弧形导轨53处，此时再安装上弧形导轨53两端的挡块56即可，由此就可以方便的实现滑块54和弧形导轨53之间的安装。

在本实施例中，脚部组件6包括脚底板61，脚底板61通过杆端关节轴承65与小腿杆35转动连接，小腿杆35靠近脚部组件6的一端设有安装座63，安装座63的下端以安装座63的轴线为中心对称设有两个安装块64，杆端关节轴承65包括球头和球座，球座包括安装部和外螺纹部，球座的外螺纹部与脚底板61进行螺纹连接，球头呈空心结构且转动连接在安装部内，球头的空心结构处穿设有安装轴66，安装轴66的两端固定连接在对应位置的安装块64上，在两个安装块64的外侧还套设有第一减震弹簧62，第一减震弹簧62的两端分别固定在安装座63和脚底板的上端。

这样，脚底板61穿戴在人体脚部，脚底板61通过杆端关节轴承65与小腿杆35进行连接，从而使得脚部组件6能绕小腿杆35自由转动，以此来适应人体脚部踝关节位置的运动。同时第一减震弹簧能对人体行走过程中产生的冲击进行有效的缓冲和吸收，从而进一步提高该外骨骼装置穿着的舒适性。

在本实施例中，臀部组件2包括腰部卡壳21和合页组件23，腰部卡壳21上沿轴向方向开设有贯穿腰部卡壳21的安装通孔，在腰部卡壳21的轴向两端均设有腰部伸缩杆29，腰部伸缩杆29靠近腰部卡壳21的一端滑动伸入到安装通孔内，且腰部伸缩杆29伸入到安装通孔的部分与腰部卡壳21通过第一紧定螺钉进行连接，在腰部伸缩杆29远离腰部卡壳21的一端通过第一纵向转动连接件26转动连接有第一旋转臂22，以与人体髋关节的内收和外展运动相适应，第一旋转臂22远离其连接腰部伸缩杆29的一端与对应位置的合页组件23进行竖向转动连接，合页组件23包括多个竖向转动连接的合页，且在合页组件23远离其连接第一旋转臂22的一端还通过第一竖向转动连接件27连接有第二旋转臂24，第二旋转臂24远离其连接合页组件23的一端还通过第一轴向转动连接件28转动连接有竖向设置的支撑架25，在支撑架25靠近第二旋转臂24的一端开设有连接凹槽，第二旋转臂24靠近支撑架25的一端伸入到连接凹槽内并与支撑架25转动连接，在连接凹槽处的支撑架25上还设有三角限位块251，三角限位块251上开设有三角限位槽，初始状态下，第二旋转臂24的下侧卡接在三角限位槽内并与三角限位块251相抵，以对人体髋关节的前屈和后伸运动进行限位支撑。

这样，在腰部卡壳21两端伸缩腰部伸缩杆29，将腰部伸缩杆29沿安装通孔移动，移动到位后，将腰部卡壳和腰部伸缩杆29再通过第一紧定螺钉进行连接，这样就可以通过调节腰部伸缩杆29在安装通孔的位置，实现腰部卡壳和腰部伸缩杆29整体长度的调节，腰部伸缩杆29与第一旋转臂22通过第一纵向转动连接件26进行连接，以适应人体髋关节的内收和外展运动，合页组件23与第二旋转臂24之间通过第一竖向转动连接件27进行连接，以适应人体髋关节的内旋和外旋运动，第二旋转臂24与支撑架25之间通过第一轴向转动连接件28进行连接，以适应人体髋关节的前屈和后伸运动，同时支撑架上的三角限位块251还能有效对人体髋关节的前屈和后伸运动进行限位和支撑，这样就使得该外骨骼具有多个自由度来适应人体髋关节的运动，穿戴好该外骨骼后不会对人体髋关节的正常活动产生影响，提高穿着的舒适性；同时合页组件23中的多个合页之间竖向转动连接，通过调整合页之间的位置可以使得臀部组件2更加紧密的贴合于人体，合页组件与腰部伸缩杆29一起，可更好的适应穿戴者的不同臀部宽度和厚度以及行走过程中臀部组织的变形，进一步提高穿戴的舒适性。

在本实施例中，大腿杆34包括大腿上部小杆345、大腿中部大杆341和大腿下部小杆342，大腿中部大杆341的下端沿其长度方向设有贯穿大腿中部大杆341的第一滑动槽，第一滑动槽靠近大腿下部小杆342一端的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿大腿中部大杆341的第一限位孔343（具体实施时，该第一限位孔可以等距进行分布），在大腿下部小杆342的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿大腿下部小杆342的第一连接孔344，大腿下部小杆342的上端伸入到第一滑动槽内，且第一连接孔344与对应位置的第一限位孔343之间通过第一连接螺钉进行连接；在支撑架25靠近大腿上部小杆345的一端沿其长度方向依次开设有第一安装槽252和第二安装槽253，第一安装槽252的直径大于第二安装槽253的直径，大腿上部小杆345的上端穿过第一安装槽252后伸入到第二安装槽253内，且大腿上部小杆345的上端伸入到第二安装槽253的部分与支撑架25之间通过第一紧固螺钉255进行连接，在大腿上部小杆345的外侧还套设有第二减震弹簧31，第二减震弹簧31的上端伸入到第一安装槽252内，且第二减震弹簧31伸入到第一安装槽252内的部分通过第二紧固螺钉254与支撑架25固定连接，在大腿中部大杆341上还设有弹簧安装座32，大腿上部小杆345的下端伸入到第一滑动槽内，且大腿中部大杆341、大腿上部小杆345和弹簧安装座32通过第三紧固螺钉322进行连接，弹簧安装座32靠近第二减震弹簧31的一端开设有第三安装槽，第二减震弹簧31的下端套设在大腿中部大杆341外，且第二减震弹簧31的下端伸入到第三安装槽内，第二减震弹簧31伸入到第三安装槽的部分通过第四紧固螺钉321与弹簧安装座32固定连接。

这样，通过设置大腿中部大杆341和大腿下部小杆342，当需要调节大腿杆34的整体长度时，将大腿下部小杆342的上端沿第一滑动槽滑动，使得大腿下部小杆342上不同位置的第一连接孔344与大腿中部大杆341上的第一限位孔343相对应，然后再利用第一连接螺钉将第一连接孔344和第一限位孔343进行连接，从而达到调整大腿杆34整体长度的目的，以满足不同人体对该外骨骼装置的穿戴需求。

同时套设在大腿上部小杆345和大腿中部大杆341上的第二减震弹簧31还能对人体行走过程中产生的冲击进行有效的缓冲和吸收，从而进一步提高该外骨骼装置穿着的舒适性。

本实施例中，小腿杆35包括小腿外杆351和小腿内杆352，小腿外杆351的上端用于与大腿内杆342的下端转动连接，小腿外杆351的下端沿其长度方向设有第二滑动槽，第二滑动槽的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿小腿外杆351的第二限位孔353，在小腿内杆352的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿小腿内杆352的第二连接孔354，小腿内杆352的上端伸入到第二滑动槽内，且第二连接孔354与对应位置的第二限位孔353之间通过第二连接螺钉进行连接。

这样，通过设置小腿内杆352和小腿外杆351，当需要调节小腿杆35的整体长度时，将小腿内杆352的上端沿第二滑动槽滑动，使得小腿内杆352上不同位置的第二连接孔354与小腿外杆351上的第二限位孔353相对应，然后再利用第二连接螺钉将第二连接孔354和第二限位孔353进行连接，从而达到调整小腿杆35整体长度的目的，以满足不同人体对该外骨骼装置的穿戴需求。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种负重行走助力外骨骼，其特征在于，包括开口向前且整体呈U型结构的臀部组件，所述臀部组件用于与人体的臀部位置相适应，所述臀部组件U型结构的内侧设有用于缠绕在人体腰部的腰部组件，所述臀部组件U型结构的外侧向后延伸形成用于放置重物的置物板，所述臀部组件U型结构的开口两端对称设有腿部组件，所述腿部组件与所述臀部组件的对应位置转动连接，以与人体髋关节的前屈和后伸运动相适应，所述腿部组件包括转动连接且分别与人体的大腿和小腿连接的大腿杆和小腿杆，以与人体膝关节的前屈和后伸运动相适应，所述小腿杆远离其连接所述大腿杆的一端还转动连接有脚部组件，所述脚部组件与人体的脚部进行连接；

所述小腿杆用于与所述大腿杆转动连接的位置设有小腿转动盘，所述小腿转动盘的外圆周上开设有多个锁止槽，所述大腿杆靠近所述小腿杆的一端设有锁止机构，所述锁止机构包括与所述大腿杆轴向滑动连接的锁止按钮和与所述大腿杆竖向滑动连接的锁止销，所述锁止按钮的一端滑动伸入到所述大腿杆内，且在所述锁止按钮伸入到所大腿杆内的位置开设有开口朝向所述小腿杆方向的限位凹槽，所述锁止销的上端伸入到所述限位凹槽内，且所述锁止按钮向外滑动伸出所述大腿杆时，所述锁止销的上端被抵出所述限位凹槽并向下移动卡在对应位置的所述锁止槽内，所述锁止销处还设有第一弹簧，所述第一弹簧在所述锁止销卡在对应位置的所述锁止槽时处于被压缩状态，且所述第一弹簧在所述锁止按钮向内滑动伸入所述大腿杆时复位且能够带动所述锁止销退出所述锁止槽并使得所述锁止销的上端卡在所述限位凹槽内。

2.根据权利要求 1所述的负重行走助力外骨骼，其特征在于，初始状态时，所述锁止销位于所述小腿转动盘的正上方，且所述锁止销的下端能够卡在对应位置的所述锁止槽内，多个所述锁止槽对应分布在所述小腿转动盘绕所述大腿杆与人体膝关节的屈曲运动相适应的转动角度上。

3.根据权利要求1所述的负重行走助力外骨骼，其特征在于，所述锁止槽呈V型结构，所述锁止销靠近所述锁止槽的一端呈与所述锁止槽形状相适应的V型结构，且所述锁止销的下端卡在对应位置的所述锁止槽内时，相邻两个所述锁止槽的相接面将与对应位置的所述锁止销相抵接。

4.根据权利要求1所述的负重行走助力外骨骼，其特征在于，所述锁止销上还开设有竖向的定位槽，所述第一弹簧安装在所述定位槽内，且所述第一弹簧的上端与所述定位槽的上侧壁相抵，所述第一弹簧的下端伸出所述定位槽后套设在所述锁止销的V型结构上；

所述锁止销的上端设有沿所述锁止按钮向外滑动的方向呈逐渐向上倾斜的过渡面，所述限位凹槽与所述过渡面对应的位置设有与所述过渡面相适应的倾斜面，且所述锁止销的上端在所述锁止按钮向外滑动方向的终点设有能够与所述锁止按钮相抵以限制所述锁止按钮继续向外滑动的限位凸起。

5.根据权利要求1所述的负重行走助力外骨骼，其特征在于，所述小腿转动盘还上设有安装圆环，所述大腿杆靠近所述小腿杆的一端设有大腿连接件，所述大腿连接件与所述安装圆环对应的位置设有安装凸起，且所述安装凸起伸入所述安装圆环内并通过盖板与所述安装圆环转动连接，所述盖板还与所述大腿连接件固定连接，所述大腿连接件上还开设有容纳空间，在所述安装凸起上还套设有助力扭簧，所述助力扭簧的一端作为固定端固定连接在所述小腿转动盘上，所述助力扭簧的另一端作为活动端自由布置在所述容纳空间内，且所述助力扭簧的活动端在所述大腿杆和所述小腿杆的相对转动角度达到设定值时将与所述大腿连接件相抵。

6.根据权利要求1所述的负重行走助力外骨骼，其特征在于，在所述大腿杆和所述小腿杆上还分别连接有绑缚装置，所述绑缚装置包括绑缚带和旋转复位机构，所述旋转复位机构包括弧形导轨和滑块，所述弧形导轨固定连接在所述大腿杆和所述小腿杆上，所述滑块滑动连接在弧形导轨上以与人体腿部的内旋和外旋运动相适应，且在所述滑块滑动方向的两端均设有复位弹簧，所述复位弹簧沿所述滑块的滑动方向布置，所述复位弹簧的两端分别连接在所述弧形导轨和所述滑块上，在所述滑块上还沿其滑动方向开设有贯穿所述滑块的安装孔，所述绑缚带穿过所述安装孔并与所述滑块固定连接；

所述弧形导轨的竖向截面呈U型结构，且所述弧形导轨U型结构的竖向开口端分别向所述弧形导轨的内侧延伸形成卡接部，所述滑块竖向方向的两端均开设有沿所述滑块滑动方向贯穿所述滑块且呈U型结构的卡接槽，所述弧形导轨的卡接部能够卡设在所述卡接槽内以实现所述滑块与所述弧形导轨的滑动连接，在所述弧形导轨沿所述滑块滑动方向的两端部位置还固定连接有挡块，所述复位弹簧的两端分别连接在所述滑块和对应侧的所述挡块上。

7.根据权利要求1所述的负重行走助力外骨骼，其特征在于，所述脚部组件包括脚底板，所述脚底板通过杆端关节轴承与所述小腿杆转动连接，所述小腿杆靠近所述脚部组件的一端设有安装座，所述安装座的下端以安装座的轴线为中心对称设有两个安装块，所述杆端关节轴承包括球头和球座，所述球座包括安装部和外螺纹部，所述球座的外螺纹部与所述脚底板进行螺纹连接，所述球头呈空心结构且转动连接在所述安装部内，所述球头的空心结构处穿设有安装轴，所述安装轴的两端固定连接在对应位置的安装块上，在两个安装块的外侧还套设有第一减震弹簧，第一减震弹簧的两端分别固定在安装座和脚底板的上端。

8.根据权利要求1所述的负重行走助力外骨骼，其特征在于，所述臀部组件包括腰部卡壳和合页组件，所述腰部卡壳上沿轴向方向开设有贯穿所述腰部卡壳的安装通孔，在所述腰部卡壳的轴向两端均设有腰部伸缩杆，所述腰部伸缩杆靠近所述腰部卡壳的一端滑动伸入到安装通孔内，且所述腰部伸缩杆伸入到安装通孔的部分与所述腰部卡壳通过第一紧定螺钉进行连接，在所述腰部伸缩杆远离所述腰部卡壳的一端通过第一纵向转动连接件转动连接有第一旋转臂，以与人体髋关节的内收和外展运动相适应，所述第一旋转臂远离其连接所述腰部伸缩杆的一端与对应位置的所述合页组件进行竖向转动连接，所述合页组件包括多个竖向转动连接的合页，且在所述合页组件远离其连接所述第一旋转臂的一端还通过第一竖向转动连接件连接有第二旋转臂，所述第二旋转臂远离其连接所述合页组件的一端还通过第一轴向转动连接件转动连接有竖向设置的支撑架，在所述支撑架靠近所述第二旋转臂的一端开设有连接凹槽，所述第二旋转臂靠近所述支撑架的一端伸入到连接凹槽内并与所述支撑架转动连接，在连接凹槽处的所述支撑架上还设有三角限位块，所述三角限位块上开设有三角限位槽，初始状态下，所述第二旋转臂的下侧卡接在三角限位槽内并与所述三角限位块相抵，以对人体髋关节的前屈和后伸运动进行限位支撑。

9.根据权利要求8所述的负重行走助力外骨骼，其特征在于，所述大腿杆包括大腿上部小杆、大腿中部大杆和大腿下部小杆，所述大腿中部大杆的下端沿其长度方向设有贯穿所述大腿中部大杆的第一滑动槽，第一滑动槽靠近所述大腿下部小杆一端的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述大腿中部大杆的第一限位孔，在所述大腿下部小杆的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述大腿下部小杆的第一连接孔，所述大腿下部小杆的上端伸入到第一滑动槽内，且第一连接孔与对应位置的第一限位孔之间通过第一连接螺钉进行连接；在所述支撑架靠近所述大腿上部小杆的一端沿其长度方向依次开设有第一安装槽和第二安装槽，第一安装槽的直径大于第二安装槽的直径，所述大腿上部小杆的上端穿过第一安装槽后伸入到第二安装槽内，且所述大腿上部小杆的上端伸入到第二安装槽的部分与所述支撑架之间通过第一紧固螺钉进行连接，在所述大腿上部小杆的外侧还套设有第二减震弹簧，所述第二减震弹簧的上端伸入到第一安装槽内，且所述第二减震弹簧伸入到第一安装槽内的部分通过第二紧固螺钉与所述支撑架固定连接，在所述大腿中部大杆上还设有弹簧安装座，所述大腿上部小杆的下端伸入到第一滑动槽内，且所述大腿中部大杆、所述大腿上部小杆和所述弹簧安装座通过第三紧固螺钉进行连接，所述弹簧安装座靠近所述第二减震弹簧的一端开设有第三安装槽，所述第二减震弹簧的下端套设在所述大腿中部大杆外，且所述第二减震弹簧的下端伸入到第三安装槽内，所述第二减震弹簧伸入到第三安装槽的部分通过第四紧固螺钉与所述弹簧安装座固定连接。

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