CN112936224A - 一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统及使用方法，解决了现有技术中现有机器人无法进行力反馈的问题，具有保证助力效果的有益效果，具体方案如下：一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，包括骑座机构，包括支撑底座，支撑底座支撑座椅基体，座椅基体设置助力反馈单元，助力反馈单元包括座垫和压力传感器，压力传感器设于座垫与座椅基体之间；导轨机构，导轨机构设于支撑底座的外侧，心轴连接导轨机构和支撑底座，导轨机构可绕心轴转动，导轨机构设置支撑轨，滑块可沿着支撑轨滑动；动力机构；膝关节转动机构与动力机构相连接，由动力机构为膝关节转动机构提供扭矩以帮助人体行走助力减负。

Description

一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统及使用方法

技术领域

本发明涉及外骨骼机器人领域，尤其是一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统及使用方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

助力外骨骼机器人作为机器人领域的一个分支主要应用于辅助增强人体机能，帮助人体改善或提高行动能力。设计思路多为通过与人体外肢建立某种绑缚关系，利用电机或是液压作为驱动源，来达到助力活动的目的。具体应用可分为两大类：一类为辅助增强人体机能如军事领域中可用来提高士兵持续作战能力；生产车间中可减小工人的劳动强度，减轻肢体负担。一类为帮助改善行动不便的人群，以提高他们的行动能力。

对于第二类应用目前存在一些不足：一是绑缚式外骨骼本身的重量使本身的穿戴过程对该人群造成的不必要的负担，多需要他人帮助才能穿戴完成；二是绑缚式外骨骼结构复杂，需要髋、膝两处驱动源方可达到控制目的，控制难度教大。三是现有技术中也有非绑缚式的方案，但发明人发现，在动力方面，传统绑缚式外骨骼因装置较大，电池系统及各关节反馈系统易于布置，但非绑缚式机器人由于其轻量化、便捷化设计初衷，要求装置尽可能精简，因此容易造成供能不足以及不能完整追踪人体步态及助力反馈的问题；而且现有装置不能够较好地模拟人体的腿部各动作姿态，从而影响到助力效果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，可仿照骑行方式进行穿戴，方便快捷，同时又有绑缚式外骨骼所提供的助力效果。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，包括：

骑座机构，包括支撑底座，支撑底座支撑座椅基体，座椅基体设置助力反馈单元，助力反馈单元包括座垫和压力传感器，压力传感器设于座垫与座椅基体之间，该压力传感器为第一压力传感器；

导轨机构，导轨机构设于支撑底座的外侧，心轴连接导轨机构和支撑底座，导轨机构可绕心轴转动，导轨机构设置支撑轨，滑块可沿着支撑轨滑动；

动力机构，滑块与动力机构连接；

膝关节转动机构与动力机构相连接，由动力机构为膝关节转动机构提供扭矩以帮助人体行走助力减负；

踝关节转动机构与膝关节转动机构转动连接；

脚部感知机构与踝关节转动机构连接。

上述的下肢外骨骼助力系统，导轨机构的设置，实现骑座机构可相对于动力机构相对滑动，通过心轴实现导轨机构相对于座椅基座的转动，由此模拟人体髋关节的活动方式，由第一压力传感器对助力效果进行实时跟踪反馈，由动力机构支撑骑座机构，通过踝关节转动机构模拟人体踝关节在矢状面和横断面的旋转自由度，并通过动力机构带动膝关节转动机构的运动来帮助人体行走助力减负。

如上所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，所述脚部感知机构包括鞋板，鞋板支撑鞋套，用于获取脚部压力信号的压力传感器安装在鞋板前后两端，该压力传感器为第二压力传感器，通过第二压力传感器对脚部压力的检测，以判断与鞋板连接的腿部是否为非支撑腿状态。

如上所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，所述动力机构包括支架，支架与所述滑块连接，支架支撑电机，电机与传动单元连接，传动单元与所述的膝关节转动机构连接；

支架设置电池组，电池组通过主控制器与电机连接，用于向电机供电。

电机、所述的压力传感器分别与主控制器连接，其中电机通过电机控制器与主控制器连接，这里压力传感器包括第一压力传感器，还包括第二压力传感器，以便根据两压力传感器反馈的数据，调整电机的转向及扭矩大小。

如上所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，所述膝关节转动机构包括膝关节组件和小腿组件，膝关节组件的一端与所述动力机构的输出端连接，另一端与小腿组件连接，膝关节组件与小腿组件之间通过螺栓固定连接，膝关节组件设置多个螺纹孔，小腿组件与膝关节组件可通过不同的螺纹孔连接，以满足不同使用者的使用需求。

如上所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，所述小腿组件靠近所述踝关节转动机构处设置位姿传感器，位姿传感器与主控制器连接，位姿传感器用于向主控制器传输位置数据。

如上所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，所述踝关节转动机构包括踝关节转轴，踝关节转轴设置踝关节心轴与所述小腿组件连接，踝关节转轴远离踝关节心轴的端部可转动安装于所述鞋板。

如上所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，所述传动单元包括传送带，所述电机通过电机端传送带轮和膝关节传送带轮带动传送带运动，膝关节传送带轮与所述膝关节转动机构连接。

如上所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，所述座垫内侧设置两处滑槽，上方滑槽用于安装座椅垫板，下方滑槽用于安装压板，压板与下方滑槽间隙配合，所述压力传感器设于压板相对于座椅垫板的一侧；

所述座椅基体设置用于容纳压力传感器的凹部；

所述座椅基体的中部用于支撑所述的座垫，座椅基体的两端分别设置延伸段，延伸段均设置扶手，扶手便于握持。

所述膝关节传送带轮的一端设置大腿端定位法兰轴，另一端设置膝关节定位法兰轴，膝关节定位销穿过膝关节传送带轮、大腿端定位法兰轴和膝关节定位法兰轴设置。

如上所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，所述导轨机构包括两组导轨，每一导轨的侧部分别设置所述的支撑轨；

所述支撑轨为弧形。

第二方面，本发明还提供了一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统的使用方法，包括如下内容：

使用者骑在座椅基体，脚底通过脚部感知机构支撑；

动力机构启动，向膝关节转动机构提供扭矩，对使用者产生一个向上的托举力；

当使用者需要转向时，脚部在横断面上转动，此时踝关节在横断面上跟随转动；同时髋关节外扩，此时导轨机构转动跟随。

此外，由第二压力传感器检测信号，当同一鞋板前后两端有一端信号消失，即为非支撑腿状态，此时代表与该鞋板连接的腿为迈步状态，需要助力系统的该腿进行实时跟随，此时通过位姿传感器传输位置数据，通过预先设定好的神经网络模型数据来分配非支撑腿处电机的扭矩及转速。

上述本发明的有益效果如下：

1)本发明通过导轨机构的设置，导轨机构不仅通过心轴可实现相对于座椅基座的转动，由此实现人体冠状面上髋关节的转动模拟；导轨机构通过滑块，可带动座椅基座相对于动力机构滑动，由此实现人体矢状面上髋关节转动的模拟。

2)本发明通过助力反馈单元的设置，通过第一压力传感器可检测人体臀部作用到座椅基体的作用力，由此对助力效果进行实时跟踪反馈，并通过第一压力传感器对力的反馈，可有利于电机控制器对电机的转速和方向进行控制。

3)本发明整个助力系统无需绑缚，穿戴过程简便易行，通过踝关节转动机构模拟人体踝关节在矢状面和横断面的旋转自由度，并通过动力机构带动膝关节转动机构的运动来帮助人体行走助力减负。

4)本发明通过位姿传感器进行位姿检测，通过第一压力传感器和第二压力传感器进行臀部、脚部压力的实时反馈，有利于调节助力效果，稳定为使用者提供助力效果。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统具有单“腿”结构示意图；

图2是非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统的助力反馈单元结构图；

图3是非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统的导轨机构结构图；

图4是非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统的膝关节转动机构的安装示意图；

图5是非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统的踝关节转动机构结构图；

图6是非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统具有双“腿”结构示意图；

图中：11、助力反馈单元，12、座椅基体，13、支撑底座；111、座垫，112、座椅垫板，113、压板，114、第一压力传感器，115、上方滑槽，116、下方滑槽；

21、石墨铜套，22、心轴，23、导轨机构，24、滑块；231、导轨转套，233、第一导轨件，232、第二导轨件、234、支撑轨、241、凸块；

31、电机，32、减速器，33、大腿端，35、电池组；341、电机端传送带轮，342、传送带，343、膝关节传送带轮，344、大腿端定位法兰轴；

41、鞋板，42、第二压力传感器；

5、踝关节转动机构，51、踝关节心轴，52、踝关节转轴，53、角接触球轴承，54、锁紧螺母；

61、位姿传感器，62、小腿组件，63、膝关节组件，64、膝关节端定位法兰轴，65、膝关节定位销。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅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设备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。

术语解释部分：本发明中的术语“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，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，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的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在非绑缚式穿戴助力系统没有助力反馈的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统。

本发明的一种典型的实施方式中，参考图1所示，一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，包括骑座机构、导轨机构、动力机构、膝关节转动机构、踝关节转动机构5、脚部感知机构。

骑座机构包括支撑底座13，支撑底座为弧形，支撑底座支撑座椅基体12，座椅基体呈平板状，用于支撑使用者的臀部，座椅基体相对于支撑底座的一侧设置助力反馈单元，支撑底座可提高骑座机构的刚性。

参考图2所示，助力反馈单元包括座垫111、座椅垫板112、压板113、第一压力传感器114，座垫内侧设置座椅垫板和压板，第一压力传感器设于座椅垫板和座椅基体之间，对座垫施加压力，通过座椅垫板将力传递到第一压力传感器上，以其产生的微小形变作为检测量对压力实时标定。

而且座椅基体12的中部形成凹部，座垫111的形状与座椅基体的形状相适配，即座垫111的中部设置凸块，凸块卡入凹部设置；螺栓穿过座垫、座椅垫板与座椅基体连接。

座垫111的纵向截面为门型，座垫111内侧具有两滑槽，两滑槽上下设置，形成上方滑槽115和下方滑槽116；座垫上方滑槽内设置座椅垫板，上方滑槽与座椅垫板的尺寸相适配，以提高座垫的刚度，压板113滑入座垫111的下方滑槽内，下方滑槽与压板113为间隙配合，也就是说，座垫111相对于压板113可做1mm左右的上下移动。

压板的下方设置第一压力传感器114，第一压力传感器114安装在座椅基体12四个凹部内。通过螺栓将助力反馈单元11与座椅基体12固联，第一压力传感器114卡在座椅基体12凹部内，座垫111与座椅垫板112组成的刚性体压在第一压力传感器114上，使用者骑在骑座上会对助力反馈单元11施加压力，主控制器通过压力反馈即可检测到整个助力外骨骼系统的助力情况。

参考图3所示，导轨机构3设置两组导轨，相邻两组导轨之间间隔设定距离设置，每一组导轨均包括第一导轨件233和第二导轨件232，第一导轨件和第二导轨件之间间隔设定距离形成支撑轨234，支撑轨234形成用于支撑滑块24的轨道，支撑轨234呈弧形，滑块可沿着支撑轨234运动；每一组导轨的端部设置导轨转套231。

通过两组导轨设置，每一导轨的支撑轨各与一处支撑块配合，支撑块各与动力机构连接，两套动力机构各自与一组膝关节转动机构连接，膝关节转动机构与踝关节转动机构连接，踝关节转动机构与脚部感知机构连接，参考图6所示，形成骑座机构设置两条腿。

滑块24包括支撑块，支撑块设置多个螺栓孔，螺栓穿过螺栓孔实现与传动单元34的连接，支撑块上表面通过连接件固连凸块，凸块可沿着支撑轨234移动，凸块具有设定的长度，且凸块可设置沟槽，使得滑块成为带沟槽的滑块。

进一步地，座椅基体的中部用于支撑座垫，座椅基体的两端分别设置延伸段，延伸段均设置扶手，扶手便于握持。

导轨机构用来模拟人体髋关节的活动方式，在人体矢状面上髋关节转动的模拟通过滑块24在导轨机构上滑动来完成，在人体冠状面上髋关节的转动通过导轨机构3一端设置的心轴22来完成，心轴穿过导轨转套231与支撑底座13连接，心轴一端固定于座椅基体上，另一端与导轨机构相联，整个导轨机构可绕着心轴转动。

导轨机构通过对支撑轨半径以及旋转中心的设计能够很好地模拟髋关节的运动，同时能够保证在人体向前抬腿迈步的过程中整个动力机构及其以下的机构整体重心不会上移，这意味着：在非支撑腿的跟随环节人体向前迈步整个系统不会对人腿产生束缚负重感。

如图1所示，本实施例中，动力机构通过四个定位孔与导轨机构的滑块24固联结合。动力机构包括支架，支架支撑电机31、减速器32、传动单元和电池组，支架形成大腿端33，支架设置四个定位孔，用于同滑块连接；电池组安装在支架内；电池组为电机和主控制器供能。

进一步的，传动单元包括电机端传送带轮341、传送带342、膝关节传送带轮343。

电机扭矩传递共分为两个阶段。在动力机构3中：电机31的输出轴端与减速器32的输入轴端通过键连接的方式配合，减速器32的输出轴端与电机端传送带轮341通过键连接的方式配合，至此将电机轴的输出扭矩传递到了电机端传送带轮341上。

大腿端定位法兰轴344通过螺栓连接固定在支架的前端，电机端扭矩经传送带342传递至膝关节传送带轮343。至此，完成了电机扭矩传递的第一阶段。

膝关节转动机构6包括膝关节组件63、膝关节定位法兰轴64、膝关节定位销65、小腿组件62和位姿传感器61。

参考图4所示，本实施例中，膝关节传送带轮343实际是在由大腿端定位法兰轴344与膝关节定位法兰轴64所共同组成的公共轴上转动的。而二者则由膝关节定位销65作为中心轴。膝关节定位法兰轴64、膝关节组件63、膝关节传送带轮343是通过螺栓连接将三者固联结合，小腿组件62与膝关节组件63通过螺栓连接固联结合，四者组成一个刚性体。至此，电机的扭矩传递到了小腿组件62，完成了电机扭矩传递的第二阶段。

踝关节转动机构5包括踝关节心轴51、踝关节转轴52、角接触球轴承53、轴承锁紧螺母54。

脚部感知机构通过踝关节转动机构的角接触球轴承及轴承锁紧螺母与踝关节转动机构相连接。该机构包括鞋板及第二压力传感器42，鞋板支撑鞋套，鞋套与鞋板可形成拖鞋的形式，第二压力传感器42为薄膜压力传感器。薄膜压力传感器安装在鞋板前后两端，以此分别检测脚掌、脚跟着地情况。

本实施例中，小腿组件62底端安装踝关节转轴52的卡槽内，通过踝关节心轴51将二者连接，踝关节心轴51两端通过卡簧固定，参考图5所示，通过绕踝关节心轴51转动来模拟人体踝关节在矢状面的转动。踝关节转轴52下端装有成对安装的角接触球轴承53，将其装入鞋板41的侧边圆孔内，下端由轴承锁紧螺母54锁紧，鞋板41通过绕踝关节转轴52的转动，来模拟人体踝关节在横断面上的旋转。

此外，膝关节组件与小腿组件之间通过螺栓固定连接，膝关节组件设置多个螺纹孔，小腿组件与膝关节组件可通过不同的螺纹孔连接，以满足不同身高使用者的使用需求。

进一步，位姿传感器安装在小腿组件末端接近踝关节转轴处，位姿传感器具体为六轴加速度传感器，以此检测腿部位姿。

需要说明的是，第一压力传感器、第二压力传感器、位姿传感器与主控制器连接，电机与电机控制器连接，电机控制器与主控制器连接，主控制器、电机控制器安装于支撑底座13上方、座椅基体12底部凹槽内，主控制器可以STM32F407系列芯片为微处理器芯片，电机控制器可为伺服电机驱动器，主控制器设置启动按钮。

下肢外骨骼助力系统通过膝关节转动机构中的位姿传感器、第二压力传感器来追踪人体步态，并通过助力反馈单元来对助力效果进行实时跟踪反馈；通过动力机构的电池组为整个系统供能，传动单元将电机扭矩传至膝关节组件；通过导轨机构模拟人体髋关节在矢状面和冠状面的旋转自由度；通过踝关节转动机构模拟人体踝关节在矢状面和横断面的旋转自由度；整个系统通过电机为膝关节组件提供扭矩来帮助人体行走助力减负。

工作原理说明：

1.穿戴启动：使用者通过握住座椅基体12的前后两握手将装置提起并骑在座椅垫板上，左、右脚分别通过两侧的鞋板支撑(为清晰描述鞋板41压力检测，鞋套并未画出，但很容易推测)。穿戴完成后，即可按下启动按钮，外骨骼助力系统开始运行。

2.支撑腿助力：先由脚部的第二压力传感器42检测信号，当前后两端都检测到压力信号时表示该腿进入支撑腿阶段，此时电机31通过旋转经传动单元34使膝关节的张角增大，适当增加扭矩，使骑座助力反馈单元对人体产生一个向上的托举力，托举力的具体数值经由助力反馈单元实时反馈，以此调整电机31的转向及扭矩大小。

3.非支撑腿跟随：先由脚部的第二压力传感器42检测信号，当前后两端有一端信号消失为非支撑腿状态，此时代表该腿为迈步状态，需要助力系统的该腿进行实时跟随，此时通过小腿组件62末端的位姿传感器61传输位置数据，通过预先设定好的神经网络模型数据来分配非支撑腿处电机31的扭矩及转速。

4.特殊行走状态:当使用者需要转向时，脚部在横断面上转动，此时踝关节在横断面上跟随转动；同时髋关节外扩，此时导轨机构绕心轴22转动跟随。至此完成了机械结构的转向跟随。由于在转向过程中依旧有支撑腿非支撑腿的分别，因此控制思路与2、3所述并无二致。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，包括：

骑座机构，包括支撑底座，支撑底座支撑座椅基体，座椅基体设置助力反馈单元，助力反馈单元包括座垫和压力传感器，压力传感器设于座垫与座椅基体之间；

导轨机构，导轨机构设于支撑底座的外侧，心轴连接导轨机构和支撑底座，导轨机构可绕心轴转动，导轨机构设置支撑轨，滑块可沿着支撑轨滑动；

动力机构，滑块与动力机构连接；

膝关节转动机构与动力机构相连接，由动力机构为膝关节转动机构提供扭矩以帮助人体行走助力减负；

踝关节转动机构与膝关节转动机构转动连接；

脚部感知机构与踝关节转动机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，所述脚部感知机构包括鞋板，鞋板支撑鞋套，用于获取脚部压力信号的压力传感器安装在鞋板前后两端。

3.根据权利要求1所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，所述动力机构包括支架，支架与所述滑块连接，支架支撑电机，电机与传动单元连接，传动单元与所述的膝关节转动机构连接；

支架设置电池组，电池组与电机连接，电机、所述的压力传感器分别与主控制器单独连接。

4.根据权利要求3所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，所述膝关节转动机构包括膝关节组件和小腿组件，膝关节组件的一端与所述动力机构的输出端连接，另一端与小腿组件连接。

5.根据权利要求4所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，所述小腿组件靠近所述踝关节转动机构处设置位姿传感器，位姿传感器与主控制器连接。

6.根据权利要求4所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，所述踝关节转动机构包括踝关节转轴，踝关节转轴设置踝关节心轴与所述小腿组件连接，踝关节转轴远离踝关节心轴的端部可转动安装于所述鞋板。

7.根据权利要求3所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，所述传动单元包括传送带，所述电机通过电机端传送带轮和膝关节传送带轮带动传送带运动，膝关节传送带轮与所述膝关节转动机构连接。

8.根据权利要求1所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，所述座垫内侧设置两处滑槽，上方滑槽用于安装座椅垫板，下方滑槽用于安装压板，压板与下方滑槽间隙配合，所述压力传感器设于压板相对于座椅垫板的一侧；

所述座椅基体设置用于容纳压力传感器的凹部；

所述座椅基体的中部用于支撑所述的座垫，座椅基体的两端分别设置延伸段，延伸段均设置扶手。

9.根据权利要求1所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，所述导轨机构包括两组导轨，每一导轨的侧部分别设置所述的支撑轨；

所述支撑轨为弧形。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统的使用方法，其特征在于，包括如下内容：

使用者骑在座椅基体，脚底通过脚部感知机构支撑；

动力机构启动，向膝关节转动机构提供扭矩，对使用者产生一个向上的托举力；

当使用者需要转向时，脚部在横断面上转动，此时踝关节在横断面上跟随转动；同时髋关节外扩，此时导轨机构转动跟随。

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