CN113146591B - 一种具有减震功能的负重助力外骨骼 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有减震功能的负重助力外骨骼，包括髋关节机构、膝关节机构、踝关节机构和腰部空间连杆支撑机构；腰部空间连杆支撑机构包括旋转连接件、以及对称设置在旋转连接件轴向两侧的支撑组件，支撑组件靠近旋转连接件的一端通过第一纵向转动件转动连接在旋转连接件上，以使得支撑组件能够通过绕旋转连接件转动来与人体的腰部和髋部尺寸相适应，另一端与髋关节机构连接，且在两个支撑组件之间还轴向设置有长度可调的拉线和支撑弹簧，支撑弹簧的轴向两端分别通过拉线与对应侧的支撑组件连接。本发明能对运动过程中重物竖向往复运动产生的作用力进行缓冲，从而降低人体肌肉疲劳度，提高负重能力，同时能提高穿戴者的穿戴舒适性。

Description

一种具有减震功能的负重助力外骨骼

技术领域

本发明涉及外骨骼技术领域，具体涉及一种具有减震功能的负重助力外骨骼。

背景技术

人们在背负重物时，下肢和脊柱会受到巨大压力，而且背负重物重量的极限较小。特别是在道路崎岖的地域，这些地方不能通过车辆，只能靠人来背负重物，而且行走路途较远，自然就需要一种能减轻人体压力，并且可增加背负重量的装置。

由于人体结构复杂，通常将人体步行时单条腿运动分为摆动相与支撑相，摆动相为脚底与地面无接触阶段，支撑相为脚部与地面接触阶段，当人体在负重行走时，人体腿部的运动状态是在支撑相与摆动相之间不断转变。

负重助力外骨骼就是一种能穿戴在人体，并在人体负重时能为人体提供重力支撑，以减轻人体下肢受到的压力，提高背负重量的装置。

如公开号为CN111843999A的发明专利申请中公开了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。该负重行走助力外骨骼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。但上述负重行走助力外骨骼在实际背负重物行走时会存在下面的问题：1、重物放置在置物板上，当人体行走时，人体会在竖直方向往复运动，此时重物将会跟随人体在竖直方向往复运动，在每次往复运动时，重物的竖向往复运动都会增加对人体尤其是腰部位置的作用力，由此会增加人体肌肉的疲劳度，降低负重能力。2、臀部组件的尺寸一定，不能根据不同使用者的情况进行调节，由此会降低穿戴者的穿戴舒适性。

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：如何提供一种能对运动过程中重物竖向往复运动产生的作用力进行缓冲，从而降低人体肌肉疲劳度，提高负重能力，同时能提高穿戴者的穿戴舒适性的具有减震功能的负重助力外骨骼。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有减震功能的负重助力外骨骼，包括髋关节机构、膝关节机构和踝关节机构，还包括腰部空间连杆支撑机构；

所述腰部空间连杆支撑机构包括旋转连接件、以及对称设置在所述旋转连接件轴向两侧的支撑组件，所述支撑组件靠近所述旋转连接件的一端通过第一纵向转动件转动连接在所述旋转连接件上，以使得所述支撑组件能够通过绕所述旋转连接件转动来与人体的腰部和髋部尺寸相适应，所述支撑组件远离所述旋转连接件的一端与对应位置的所述髋关节机构连接，且在两个所述支撑组件之间还轴向设置有长度可调的拉线与支撑弹簧，所述支撑弹簧的轴向两端分别通过所述拉线与对应侧的所述支撑组件连接。

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，且本方案中的初始状态为人体直立时的状态，即初始状态时人体膝关节的弯曲角度为0°。

本发明的工作原理是：本发明的负重助力外骨骼在使用时，将该负重助力外骨骼穿戴在人体下肢部位，当不同使用者在穿戴该负重助力外骨骼时，不同使用者的腰部和髋部尺寸会存在不同，为了使得本发明的负重助力外骨骼能更好的与不同使用者的腰部和髋部尺寸相适应，此时通过调整拉线的长度，可以将两侧的支撑组件同时绕旋转连接件转动，使得两侧的支撑组件之间形成不同的夹角，直到该负重助力外骨骼的穿戴尺寸与使用者的腰部和髋部尺寸相适应，支撑弹簧用于对静态时整个负重助力外骨骼的结构稳定性进行支撑，由此使得在整个使用过程中该外骨骼的穿戴尺寸均能保持与使用者的腰部和髋部尺寸相适应的状态，从而提高整个穿戴使用过程的舒适性。

同时，当人体在负重行走时，负重物可以直接或间接放置在旋转连接件上，此时重物的重力经旋转连接件传递到两侧的支撑组件，支撑组件再进一步将该重力依次经髋关节机构、膝关节机构和踝关节机构向下传递到地面，这样就使得人体下肢和脊柱承担的重力将小于重物的实际重力，从而达到减少负重时人体肌肉的用力，减缓肌肉疲劳，提高负重能力的目的。

另外，当人体负重行走时，人体两条腿在支撑相和摆动相的状态下来回变化，使得人体重心在竖向方向也是不断变化的，此时重物跟随人体在竖向方向往复运动，当重物在竖向往复运动时，重物作用在旋转连接件上的作用力发生变化，由于支撑组件是转动连接在旋转连接件上的，并且两个支撑组件之间设有支撑弹簧，此时重物对旋转连接件作用力的变化将会引起支撑弹簧的变形，也就是说此时支撑弹簧将通过变形对动态负重时的能量进行缓冲，吸收部分重物对外骨骼和人体产生的直接作用力，起到缓冲减震的目的，由此达到进一步提高外骨骼的负重能力，减轻人体负担的目的。

因此， 本方案的外骨骼不仅在能保持与使用者的腰部和髋部尺寸相适应的状态，提高整个穿戴使用过程的舒适性，同时还能对运动过程中重物竖向往复运动产生的作用力进行缓冲，从而降低人体肌肉疲劳度，提高负重能力。

优选的，所述支撑组件包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆远离所述第二支撑杆的一端与所述旋转连接件转动连接，所述第二支撑杆远离所述第一支撑杆的一端与对应位置的所述髋关节机构连接，在所述第一支撑杆靠近所述第二支撑杆的一端沿其长度方向开设有第一滑动槽，且在所述第一支撑杆上开设有第一滑动槽的侧壁上还沿其长度方向开设有第一条形孔，所述第二支撑杆靠近所述第一支撑杆的一端能够滑动伸入到所述第一滑动槽内，且在所述第二支撑杆靠近所述第一支撑杆的一端还沿其长度方向设有多个轴向贯穿所述第二支撑杆的第一安装孔，所述第二支撑杆能够沿所述第一滑动槽滑动，以使得所述第二支撑杆上的第一安装孔能够与所述第一条形孔的不同位置相对应，且所述第一安装孔和所述第一条形孔之间通过第一紧固件连接。

这样，该外骨骼在实际使用时，将支撑组件设计为可以通过相对滑动以改变整个支撑组件尺寸的第一支撑杆和第二支撑杆的结构形式，第一支撑杆、第二支撑杆和支撑弹簧的共同配合，能更好的与不同使用者的腰部和髋部尺寸相适应。

如在支撑弹簧的刚度保持一定的情况下，通过将第二支撑杆沿第一滑动槽进行滑动，以此来改变第一支撑杆和第二支撑杆的整体尺寸，可以实现与人体对应的腰部宽度和腰髋部高度尺寸的双重调节；当支撑弹簧的刚度可调时，保持第一支撑杆和第二支撑杆整体尺寸的不变，也可以实现腰部宽度和腰髋部高度尺寸的双重调节；当支撑弹簧的刚度可调，且第一支撑杆和第二支撑杆的整体尺寸变化时，可以实现腰髋部高度尺寸的单一调节，因此，本方案的外骨骼在实际使用时，可以根据具体情况对支撑弹簧和第一、第二支撑杆的整体尺寸进行调节，以更好的与不同使用者的腰髋部尺寸相适应，进一步提高穿着的舒适性。

优选的，所述第二支撑杆包括第一弯曲部、第二弯曲部和连接支撑部，所述第一弯曲部的一端与所述第一支撑杆连接，所述第一弯曲部的另一端倾斜向下设置并按设定的第一角度向上弯曲，以使得所述第一弯曲部整体呈向上弯曲的弧形结构，所述第一弯曲部远离所述第一支撑杆的一端倾斜向下延伸并按设定的第二角度向前弯曲，以形成整体呈向前弯曲的弧形结构的第二弯曲部，所述连接支撑部沿纵向平行设置，且所述连接支撑部靠近所述第二弯曲部的一端与所述第二弯曲部平滑过渡连接。

这样，将第二支撑杆设置为第一弯曲部、第二弯曲部和连接支撑部的结构样式，可以使得第二支撑杆整体呈现出分别向两侧并斜向下延伸的结构样式，以此更好的满足穿戴舒适性的要求。

优选的，所述踝关节机构包括两组对称设置在所述旋转连接件轴向两侧的踝关节组件，所述踝关节组件包括踝关节连接件和脚部组件，所述脚部组件用于与人体脚部连接，所述踝关节连接件采用硬质弹性材料制成，且所述踝关节连接件与对应位置的所述膝关节机构转动连接，以与人体踝关节的运动相适应。

这样，人体在背负重物时，重物的重力通过该外骨骼后最终经踝关节机构传递到地面，通过将踝关节连接件采用硬质弹性材料制成，使得踝关节连接件即具有较好的使用强度，同时当重力传递到踝关节连接件处时，硬质弹性材料制成的踝关节连接件具有一定的柔性化，此时柔性化的设计可以对传递到该处的作用力起到缓冲减震的效果，同时还具有降噪的功能，柔性化的设计对于踝关节也具有一定的保护作用。另外，踝关节连接件与膝关节机构转动连接，使得穿戴上该外骨骼后，人体踝关节也具有一定的自由度，以此来满足正常运动时人体踝关节的活动要求。

优选的，所述踝关节连接件上沿其高度方向分布有多个纵向贯穿所述踝关节连接件的减重槽，且在踝关节连接件上与所述减重槽对应的位置还设有多个轴向贯穿所述踝关节连接件的减重孔，所述踝关节连接件与对应位置的所述膝关节机构通过关节轴承转动连接，所述关节轴承包括球头部和螺纹连接部，所述螺纹连接部与所述膝关节机构螺纹连接，所述球头部与所述踝关节连接件连接，以使得所述踝关节连接件与所述膝关节机构之间的转动连接能够与人体踝关节的运动相适应；

所述脚部组件包括用于放置人体脚部的脚底板、以及能够通过调整长度以用于将人体脚部固定在所述脚底板上的脚部连接带。

这样，踝关节组件作为与地面直接接触的部件，其设计应该尽量的轻量化，因此，本方案通过在踝关节连接件上开设多个减重槽和减重孔，可以在保证踝关节连接件强度的基础上减轻其重量，进而实现轻量化的设计，同时，将踝关节连接件与膝关节机构通过关节轴承进行转动连接，使得踝关节连接件与膝关节机构之间能进行360°的自由转动，进而实现与人体踝关节趾屈、背屈、外展、内收、内旋和外旋的运动相适应，保证穿戴好该外骨骼后人体踝关节的自由运动，进一步提高穿着的舒适性；同时脚部组件在穿戴时，还可以通过调整脚部连接带的长度来更好的与不同人体的脚部尺寸相适应。

优选的，所述髋关节机构包括两组对称设置在所述旋转连接件轴向两侧的髋关节组件，所述髋关节组件包括第一连接件和第二连接件，在所述第一连接件的上端沿其纵向方向开设有第一连接孔，所述连接支撑部穿过对应侧所述第一连接件上的第一连接孔，并与所述第一连接孔转动连接，以与人体髋关节的外展和内收运动相适应，所述第一连接件的下端与所述第二连接件通过轴向设置的髋关节转动件转动连接，以与人体髋关节的前屈和后伸运动相适应。

这样，第一连接件上端沿纵向开设第一连接孔，连接支撑部穿过该第一连接孔并与第一连接孔转动连接，使得第一连接件与连接支撑部之间能够在轴向方向转动，以与人体髋关节的外展和内收运动相适应，同时第一连接件和第二连接件之间通过轴向设置的髋关节转动件转动连接，使得第一连接件和第二连接件之间能够在纵向方向转动，以与人体髋关节的前屈和后伸运动相适应，这样，使得穿戴上该外骨骼后，人体髋关节具有多个自由度，由此进一步提高穿戴的舒适性。同时，本方案通过将髋关节外展/内收的自由度设置在前屈/后伸自由度的上方，能最大化地降低该自由度运动轴心与人体运动轴心不重合带来的运动干涉问题，而将前屈/后伸自由度设置在下方，还能在不干涉人机运动的情况下，具有较好的灵活性。

优选的，所述连接支撑部与所述第一连接件之间通过滚动轴承进行转动连接，所述滚动轴承的外圈固定在所述第一连接孔内，所述滚动轴承的内圈与所述连接支撑部连接；

在所述第二连接件上端竖向开设有连接槽，所述连接槽沿纵向方向的前端向外延伸到贯穿所述第二连接件，所述第一连接件的下端伸入所述连接槽内，且初始状态下，所述第一连接件下端沿纵向方向的后端与所述连接槽纵向方向的侧壁相抵，以使得所述第二连接件能够相对所述第一连接件向前转动以与人体髋关节的前屈运动相适应，且所述第二连接件在相对所述第一连接件向后转动时，所述连接槽的侧壁将与所述第一连接件的下端相抵以限制所述第二连接件相对所述第一连接件向后转动。

这样，连接支撑部与第一连接件之间通过滚动轴承进行转动连接，保证了连接支撑部与第一连接件之间的可靠转动连接。

同时，根据人体髋关节的运动特点，人体髋关节只能进行前屈运动而不能进行后伸运动，因此本方案通过设置连接槽，并将连接槽沿纵向方向的前端向外延伸到贯穿第二连接件，这样可以使得第二连接件在绕第一连接件向前转动时的运动不受限制，以此来适应人体髋关节的前屈运动，同时初始状态下，第一连接件下端沿纵向方向的后端与连接槽纵向方向的侧壁相抵，这样可以使得第二连接件无法绕第一连接件向后转动，从而避免人体髋关节的后伸运动。通过对髋关节的伸展运动规律的研究，我们发现，当上身保持直立状态时，髋关节向后伸展会受到臀肌的阻碍，运动范围有限，而想要继续向后伸展，上身与下肢会一直维持直线状态，也就是髋关节向后伸展，上身向前倾斜，因此若设置髋关节的后伸运动范围，负重时重物产生的向后倾倒的力矩会直接作用在人体上身的肩部和腰部，使得人体会有向后倾倒的趋势，而为了保持站立的稳定性，需要施加额外的力来保持上身的平衡，这对于人体是不利的，本方案通过限制向后的伸展运动，重物产生的力矩直接通过肩部、腰部和大小腿进行平衡，由此可以进一步提高穿戴该外骨骼后人体的负重能力。

优选的，所述膝关节机构包括两组对称设置在所述旋转连接件轴向两侧的膝关节组件，所述膝关节组件包括大腿杆和小腿杆，所述大腿杆上设有用于与人体大腿连接的大腿绑缚组件，所述小腿杆上设有用于与人体小腿连接的小腿绑缚组件，所述大腿杆的上端与所述髋关节机构连接，所述小腿杆的下端与所述踝关节机构连接，所述大腿杆的下端与所述小腿杆的上端通过轴向设置的膝关节转动件进行转动连接，以与人体膝关节的前屈和后伸运行相适应，在所述膝关节转动件上还套设有助力扭簧，在所述大腿杆上开设有活动空间，所述助力扭簧的一端作为固定端连接在所述小腿杆上，所述助力扭簧的另一端作为活动端自由布置在所述大腿杆的活动空间内，且所述助力扭簧的活动端在所述大腿杆和所述小腿杆相对转动角度达到设定值时将与所述大腿杆相抵。

这样，膝关节机构通过大腿绑缚组件和小腿绑缚组件穿戴在人体的大腿和小腿上，大腿杆和小腿杆之间通过轴向设置的膝关节转动件进行转动连接，以与人体膝关节的前屈和后伸运动相适应。

同时在膝关节转动件上还套设有助力扭簧，当人体下肢运动，大腿和小腿之间做屈伸运动时，由于助力扭簧的固定端是固定连接在小腿杆上的，此时助力扭簧会跟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的活动空间内自由活动，即此时助力扭簧没有产生变形储能；而当人体在进行登山、爬楼梯等大角度运动时，膝关节角度和力矩随着楼梯高度或负荷重量的增加而增加，角度随高度增加引起的增加率高于负荷重量的增加，而随着膝关节角度的增加，伸膝肌的力臂减小，肌力的增加速率高于力矩，因此，膝关节助力/扭矩需要随着膝关节角度的增加而显著增加，以实现实质性的辅助效果，本方案的助力扭簧的活动端在进行大角度运动时，助力扭簧的活动端将与大腿杆相抵，当人体腿部带动小腿杆和大腿杆之间进一步转动时，此时助力扭簧持续与大腿杆相抵并在大腿杆的作用下发生变形并蓄能，当人体腿部伸展时，助力扭簧将复位释放能力为人体膝关节的运动提供助力，由此本方案实现了在平路行走时不提供助力，不产生额外负重，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，在所述小腿杆的上端竖向开设有安装槽，所述安装槽沿纵向方向的后端向外延伸到贯穿所述小腿杆，所述大腿杆的下端伸入所述安装槽内，且初始状态下，所述大腿杆沿纵向方向的前端与所述安装槽沿纵向方向的前端相抵，以使得所述大腿杆能够相对所述小腿杆向后转动以与人体膝关节的前屈运动相适应，且所述大腿杆在相对所述小腿杆向前转动时，所述安装槽的侧壁将与所述大腿杆相抵以限制所述大腿杆相对所述小腿杆向前转动。

这样，根据人体腿部运动特点，人体小腿只能绕大腿向后转动，却不能向前转动，因此本方案中安装槽沿纵向方向的后端向外延伸到贯穿小腿杆，以适应人体小腿绕大腿向后转动，大腿杆沿纵向方向的前端与安装槽沿纵向方向的前端相抵，可以限制小腿绕大腿的向前转动，以此使得该外骨骼更好的人体膝关节的运行相适应。

优选的，所述大腿杆包括大腿上杆和大腿下杆，所述大腿上杆的上端用于与所述髋关节机构连接，所述大腿下杆的下端用于与所述小腿杆连接，所述大腿上杆的下端沿其长度方向开设有大腿滑动槽，在所述大腿滑动槽的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述大腿上杆的大腿连接孔，在所述大腿下杆的上端沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述大腿下杆的大腿安装孔，所述大腿下杆滑动伸入到所述大腿滑动槽内，以使得所述大腿安装孔能够与不同位置的所述大腿连接孔对应，且所述大腿安装孔与对应位置的所述大腿连接孔通过大腿紧固件进行连接；

所述小腿杆包括小腿上杆和小腿下杆，所述小腿上杆的上端用于与所述大腿下杆的下端连接，所述小腿下杆的下端用于与所述踝关节机构连接，所述小腿下杆的上端沿其长度方向开设有小腿滑动槽，在所述小腿滑动槽的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述小腿下杆的小腿连接孔，在所述小腿上杆的下端沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述小腿上杆的小腿安装孔，所述小腿上杆滑动伸入到所述小腿滑动槽内，以使得所述小腿安装孔能够与不同位置的所述小腿连接孔对应，且所述小腿安装孔与对应位置的所述小腿连接孔通过小腿紧固件进行连接。

这样，当需要调节大腿杆的整体长度时，将大腿下杆沿大腿滑动槽滑动，使得大腿下杆上的大腿安装孔与大腿上杆上不同位置的大腿连接孔进行对应，然后再通过大腿紧固件将大腿安装孔和大腿连接孔进行连接固定，由此达到调整大腿杆整体长度的目的。

当需要调节小腿杆的整体长度时，将小腿上杆沿小腿滑动槽滑动，使得小腿上杆上的小腿安装孔与小腿下杆上不同位置的小腿连接孔进行对应，然后再通过小腿紧固件将小腿安装孔和小腿连接孔进行连接固定，由此达到调整小腿杆整体长度的目的。

由此，通过对大腿杆和小腿杆整体长度的调整，可以使得该外骨骼更好的与不同穿戴者的腿部尺寸相适应，由此进一步提高穿戴的舒适性，更好的满足不同穿戴者的穿戴需求。

附图说明

图1为本发明具有减震功能的负重助力外骨骼的结构示意图；

图2为本发明具有减震功能的负重助力外骨骼中腰部空间连杆支撑机构的结构示意图；

图3为本发明具有减震功能的负重助力外骨骼中踝关节机构的结构示意图

图4为本发明具有减震功能的负重助力外骨骼中髋关节机构的前侧结构示意图；

图5为本发明具有减震功能的负重助力外骨骼中髋关节机构的后侧结构示意图；

图6为本发明具有减震功能的负重助力外骨骼中膝关节机构的前侧结构示意图；

图7为本发明具有减震功能的负重助力外骨骼中膝关节机构的后侧结构示意图；

图8为图7中A处的放大示意图；

图9为本发明具有减震功能的负重助力外骨骼中膝关节机构的局部爆炸示意图。

附图标记说明：腰部空间连杆支撑机构1、旋转连接件101、第一支撑杆102、第二支撑杆103、第一弯曲部1031、第二弯曲部1032、连接支撑部1033、支撑弹簧104、第一纵向转动件105、髋关节机构2、第一连接件201、第一连接孔2011、第二连接件202、连接槽2021、髋关节转动件203、膝关节机构3、大腿杆301、活动空间3011、大腿上杆3012、大腿下杆3013、大腿连接孔3014、大腿安装孔3015、小腿杆302、安装槽3021、小腿上杆3022、小腿下杆3023、小腿安装孔3024、小腿连接孔3025、助力扭簧303、膝关节转动件304、大腿绑缚组件305、小腿绑缚组件306、踝关节机构4、踝关节连接件401、减重槽4011、减重孔4012、脚底板402、脚部连接带403、关节轴承404。

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和附图2所示，一种具有减震功能的负重助力外骨骼，包括髋关节机构2、膝关节机构3和踝关节机构4，还包括腰部空间连杆支撑机构1；

腰部空间连杆支撑机构1包括旋转连接件101、以及对称设置在旋转连接件101轴向两侧的支撑组件，支撑组件靠近旋转连接件101的一端通过第一纵向转动件105转动连接在旋转连接件101上，以使得支撑组件能够通过绕旋转连接件101转动来与人体的腰部和髋部尺寸相适应，支撑组件远离旋转连接件101的一端与对应位置的髋关节机构2连接，且在两个支撑组件之间还轴向设置有长度可调的拉线和支撑弹簧104，支撑弹簧104的轴向两端分别通过拉线与对应侧的支撑组件连接。

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，且本方案中的初始状态为人体直立时的状态，即初始状态时人体膝关节的弯曲角度为0°。

本发明的工作原理是：本发明的负重助力外骨骼在使用时，将该负重助力外骨骼穿戴在人体下肢部位，当不同使用者在穿戴该负重助力外骨骼时，不同使用者的腰部和髋部尺寸会存在不同，为了使得本发明的负重助力外骨骼能更好的与不同使用者的腰部和髋部尺寸相适应，此时通过调整拉线的长度，可以将两侧的支撑组件同时绕旋转连接件101转动，使得两侧的支撑组件之间形成不同的夹角，直到该负重助力外骨骼的穿戴尺寸与使用者的腰部和髋部尺寸相适应，支撑弹簧104用于对静态时整个负重助力外骨骼的结构稳定性进行支撑，由此使得在整个使用过程中该外骨骼的穿戴尺寸均能保持与使用者的腰部和髋部尺寸相适应的状态，从而提高整个穿戴使用过程的舒适性。

同时，当人体在负重行走时，负重物可以直接或间接放置在旋转连接件101上，此时重物的重力经旋转连接件101传递到两侧的支撑组件，支撑组件再进一步将该重力依次经髋关节机构、膝关节机构和踝关节机构向下传递到地面，这样就使得人体下肢和脊柱承担的重力将小于重物的实际重力，从而达到减少负重时人体肌肉的用力，减缓肌肉疲劳，提高负重能力的目的。

另外，当人体负重行走时，人体两条腿在支撑相和摆动相的状态下来回变化，使得人体重心在竖向方向也是不断变化的，此时重物跟随人体在竖向方向往复运动，当重物在竖向往复运动时，重物作用在旋转连接件101上的作用力发生变化，由于支撑组件是转动连接在旋转连接件101上的，并且两个支撑组件之间设有支撑弹簧104，此时重物对旋转连接件101作用力的变化将会引起支撑弹簧104的变形，也就是说此时支撑弹簧104将通过变形对动态负重时的能量进行缓冲，吸收部分重物对外骨骼和人体产生的直接作用力，起到缓冲减震的目的，由此达到进一步提高外骨骼的负重能力，减轻人体负担的目的。

因此， 本方案的外骨骼不仅在能保持与使用者的腰部和髋部尺寸相适应的状态，提高整个穿戴使用过程的舒适性，同时还能对运动过程中重物竖向往复运动产生的作用力进行缓冲，从而降低人体肌肉疲劳度，提高负重能力。

在本实施例中，支撑组件包括第一支撑杆102和第二支撑杆103，第一支撑杆102远离第二支撑杆103的一端与旋转连接件101转动连接，第二支撑杆103远离第一支撑杆102的一端与对应位置的髋关节机构2连接，在第一支撑杆102靠近第二支撑杆103的一端沿其长度方向开设有第一滑动槽，且在第一支撑杆102上开设有第一滑动槽的侧壁上还沿其长度方向开设有第一条形孔，第二支撑杆103靠近第一支撑杆102的一端能够滑动伸入到第一滑动槽内，且在第二支撑杆103靠近第一支撑杆102的一端还沿其长度方向设有多个轴向贯穿第二支撑杆103的第一安装孔，第二支撑杆103能够沿第一滑动槽滑动，以使得第二支撑杆103上的第一安装孔能够与第一条形孔的不同位置相对应，且第一安装孔和第一条形孔之间通过第一紧固件连接。

这样，该外骨骼在实际使用时，将支撑组件设计为可以通过相对滑动以改变整个支撑组件尺寸的第一支撑杆102和第二支撑杆103的结构形式，第一支撑杆102、第二支撑杆103和支撑弹簧104的共同配合，能更好的与不同使用者的腰部和髋部尺寸相适应。

如在支撑弹簧104的刚度保持一定的情况下，通过将第二支撑杆103沿第一滑动槽进行滑动，以此来改变第一支撑杆102和第二支撑杆103的整体尺寸，可以实现与人体对应的腰部宽度和腰髋部高度尺寸的双重调节；当支撑弹簧104的刚度可调时，保持第一支撑杆102和第二支撑杆103整体尺寸的不变，也可以实现腰部宽度和腰髋部高度尺寸的双重调节；当支撑弹簧104的刚度可调，且第一支撑杆102和第二支撑杆103的整体尺寸变化时，可以实现腰髋部高度尺寸的单一调节，因此，本方案的外骨骼在实际使用时，可以根据具体情况对支撑弹簧104和第一、第二支撑杆的整体尺寸进行调节，以更好的与不同使用者的腰髋部尺寸相适应，进一步提高穿着的舒适性。

在本实施例中，第二支撑杆103包括第一弯曲部1031、第二弯曲部1032和连接支撑部1033，第一弯曲部1031的一端与第一支撑杆102连接，第一弯曲部1031的另一端倾斜向下设置并按设定的第一角度向上弯曲，以使得第一弯曲部1031整体呈向上弯曲的弧形结构，第一弯曲部1031远离第一支撑杆的一端倾斜向下延伸并按设定的第二角度向前弯曲，以形成整体呈向前弯曲的弧形结构的第二弯曲部1032，连接支撑部1033沿纵向平行设置，且连接支撑部1033靠近第二弯曲部1032的一端与第二弯曲部1032平滑过渡连接。在本实施例中，设定的第一角度为110-130°，设定的第二角度为50-70°。

这样，将第二支撑杆103设置为第一弯曲部1031、第二弯曲部1032和连接支撑部1033的结构样式，可以使得第二支撑杆103整体呈现出分别向两侧并斜向下延伸的结构样式，以此更好的满足穿戴舒适性的要求。

如附图3所示，在本实施例中，踝关节机构4包括两组对称设置在旋转连接件101轴向两侧的踝关节组件，踝关节组件包括踝关节连接件401和脚部组件，脚部组件用于与人体脚部连接，踝关节连接件401采用硬质弹性材料制成，且踝关节连接件401与对应位置的膝关节机构3转动连接，以与人体踝关节的运动相适应。在本具体实施例中，踝关节连接件401采用TPU98A材料制成。

这样，人体在背负重物时，重物的重力通过该外骨骼后最终经踝关节机构4传递到地面，通过将踝关节连接件401采用硬质弹性材料制成，使得踝关节连接件401即具有较好的使用强度，同时当重力传递到踝关节连接件401处时，硬质弹性材料制成的踝关节连接件401具有一定的柔性化，此时柔性化的设计可以对传递到该处的作用力起到缓冲减震的效果，同时还具有降噪的功能，柔性化的设计对于踝关节也具有一定的保护作用。另外，踝关节连接件401与膝关节机构3转动连接，使得穿戴上该外骨骼后，人体踝关节也具有一定的自由度，以此来满足正常运动时人体踝关节的活动要求。

在本实施例中，踝关节连接件401上沿其高度方向分布有多个纵向贯穿踝关节连接件401的减重槽4011，且在踝关节连接件401上与减重槽4011对应的位置还设有多个轴向贯穿踝关节连接件401的减重孔4012，踝关节连接件401与对应位置的膝关节机构3通过关节轴承404转动连接，关节轴承404包括球头部和螺纹连接部，螺纹连接部与膝关节机构3螺纹连接，球头部与踝关节连接件401连接，以使得踝关节连接件401与膝关节机构3之间的转动连接能够与人体踝关节的运动相适应；

脚部组件包括用于放置人体脚部的脚底板402、以及能够通过调整长度以用于将人体脚部固定在脚底板402上的脚部连接带403。

这样，踝关节组件作为与地面直接接触的部件，其设计应该尽量的轻量化，因此，本方案通过在踝关节连接件401上开设多个减重槽4011和减重孔4012，可以在保证踝关节连接件401强度的基础上减轻其重量，进而实现轻量化的设计，同时，将踝关节连接件401与膝关节机构3通过关节轴承404进行转动连接，使得踝关节连接件401与膝关节机构3之间能进行360°的自由转动，进而实现与人体踝关节趾屈、背屈、外展、内收、内旋和外旋的运动相适应，保证穿戴好该外骨骼后人体踝关节的自由运动，进一步提高穿着的舒适性；同时脚部组件在穿戴时，还可以通过调整脚部连接带403的长度来更好的与不同人体的脚部尺寸相适应。

如附图4和附图5所示，在本实施例中，髋关节机构2包括两组对称设置在旋转连接件101轴向两侧的髋关节组件，髋关节组件包括第一连接件201和第二连接件202，在第一连接件201的上端沿其纵向方向开设有第一连接孔2011，连接支撑部1033穿过对应侧第一连接件201上的第一连接孔2011，并与第一连接孔2011转动连接，以与人体髋关节的外展和内收运动相适应，第一连接件201的下端与第二连接件202通过轴向设置的髋关节转动件203转动连接，以与人体髋关节的前屈和后伸运动相适应。

这样，第一连接件201上端沿纵向开设第一连接孔2011，连接支撑部1033穿过该第一连接孔2011并与第一连接孔2011转动连接，使得第一连接件201与连接支撑部1033之间能够在轴向方向转动，以与人体髋关节的外展和内收运动相适应，同时第一连接件201和第二连接件202之间通过轴向设置的髋关节转动件203转动连接，使得第一连接件201和第二连接件202之间能够在纵向方向转动，以与人体髋关节的前屈和后伸运动相适应，这样，使得穿戴上该外骨骼后，人体髋关节具有多个自由度，由此进一步提高穿戴的舒适性。同时，本方案通过将髋关节外展/内收的自由度设置在前屈/后伸自由度的上方，能最大化地降低该自由度运动轴心与人体运动轴心不重合带来的运动干涉问题，而将前屈/后伸自由度设置在下方，还能在不干涉人机运动的情况下，具有较好的灵活性。

在本实施例中，连接支撑部1033与第一连接件201之间通过滚动轴承进行转动连接，滚动轴承的外圈固定在第一连接孔2011内，滚动轴承的内圈与连接支撑部1033连接；

在第二连接件202上端竖向开设有连接槽2021，连接槽2021沿纵向方向的前端向外延伸到贯穿第二连接件202，第一连接件201的下端伸入连接槽2021内，且初始状态下，第一连接件201下端沿纵向方向的后端与连接槽2021纵向方向的侧壁相抵，以使得第二连接件202能够相对第一连接件201向前转动以与人体髋关节的前屈运动相适应，且第二连接件202在相对第一连接件201向后转动时，连接槽2021的侧壁将与第一连接件201的下端相抵以限制第二连接件202相对第一连接件201向后转动。

这样，连接支撑部1033与第一连接件201之间通过滚动轴承进行转动连接，保证了连接支撑部1033与第一连接件201之间的可靠转动连接。

同时，根据人体髋关节的运动特点，人体髋关节只能进行前屈运动而不能进行后伸运动，因此本方案通过设置连接槽2021，并将连接槽2021沿纵向方向的前端向外延伸到贯穿第二连接件202，这样可以使得第二连接件202在绕第一连接件201向前转动时的运动不受限制，以此来适应人体髋关节的前屈运动，同时初始状态下，第一连接件201下端沿纵向方向的后端与连接槽2021纵向方向的侧壁相抵，这样可以使得第二连接件202无法绕第一连接件201向后转动，从而避免人体髋关节的后伸运动。通过对髋关节的伸展运动规律的研究，我们发现，当上身保持直立状态时，髋关节向后伸展会受到臀肌的阻碍，运动范围有限，而想要继续向后伸展，上身与下肢会一直维持直线状态，也就是髋关节向后伸展，上身向前倾斜，因此若设置髋关节的后伸运动范围，负重时重物产生的向后倾倒的力矩会直接作用在人体上身的肩部和腰部，使得人体会有向后倾倒的趋势，而为了保持站立的稳定性，需要施加额外的力来保持上身的平衡，这对于人体是不利的，本方案通过限制向后的伸展运动，重物产生的力矩直接通过肩部、腰部和大小腿进行平衡，由此可以进一步提高穿戴该外骨骼后人体的负重能力。

如附图6到附图9所示，在本实施例中，膝关节机构3包括两组对称设置在旋转连接件101轴向两侧的膝关节组件，膝关节组件包括大腿杆301和小腿杆302，大腿杆301上设有用于与人体大腿连接的大腿绑缚组件305，小腿杆302上设有用于与人体小腿连接的小腿绑缚组件306，大腿杆301的上端与髋关节机构2连接，小腿杆302的下端与踝关节机构4连接，大腿杆301的下端与小腿杆302的上端通过轴向设置的膝关节转动件304进行转动连接，以与人体膝关节的前屈和后伸运行相适应，在膝关节转动件304上还套设有助力扭簧303，在大腿杆301上开设有活动空间3011，助力扭簧303的一端作为固定端连接在小腿杆302上，助力扭簧303的另一端作为活动端自由布置在大腿杆301的活动空间3011内，且助力扭簧303的活动端在大腿杆301和小腿杆302相对转动角度达到设定值时将与大腿杆301相抵。

这样，膝关节机构3通过大腿绑缚组件305和小腿绑缚组件306穿戴在人体的大腿和小腿上，大腿杆301和小腿杆302之间通过轴向设置的膝关节转动件304进行转动连接，以与人体膝关节的前屈和后伸运动相适应。

同时在膝关节转动件304上还套设有助力扭簧303，当人体下肢运动，大腿和小腿之间做屈伸运动时，由于助力扭簧303的固定端是固定连接在小腿杆302上的，此时助力扭簧303会跟随小腿杆302一起绕大腿杆301转动，当人体在平路上行走时，助力扭簧303的活动端在大腿杆301的活动空间3011内自由活动，即此时助力扭簧303没有产生变形储能；而当人体在进行登山、爬楼梯等大角度运动时，膝关节角度和力矩随着楼梯高度或负荷重量的增加而增加，角度随高度增加引起的增加率高于负荷重量的增加，而随着膝关节角度的增加，伸膝肌的力臂减小，肌力的增加速率高于力矩，因此，膝关节助力/扭矩需要随着膝关节角度的增加而显著增加，以实现实质性的辅助效果，本方案的助力扭簧303的活动端在进行大角度运动时，助力扭簧303的活动端将与大腿杆301相抵，当人体腿部带动小腿杆302和大腿杆301之间进一步转动时，此时助力扭簧303持续与大腿杆301相抵并在大腿杆301的作用下发生变形并蓄能，当人体腿部伸展时，助力扭簧303将复位释放能力为人体膝关节的运动提供助力，由此本方案实现了在平路行走时不提供助力，不产生额外负重，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，在小腿杆302的上端竖向开设有安装槽3021，安装槽3021沿纵向方向的后端向外延伸到贯穿小腿杆302，大腿杆301的下端伸入安装槽3021内，且初始状态下，大腿杆301沿纵向方向的前端与安装槽3021沿纵向方向的前端相抵，以使得大腿杆301能够相对小腿杆302向后转动以与人体膝关节的前屈运动相适应，且大腿杆301在相对小腿杆302向前转动时，安装槽3021的侧壁将与大腿杆301相抵以限制大腿杆301相对小腿杆302向前转动。

这样，根据人体腿部运动特点，人体小腿只能绕大腿向后转动，却不能向前转动，因此本方案中安装槽3021沿纵向方向的后端向外延伸到贯穿小腿杆302，以适应人体小腿绕大腿向后转动，大腿杆301沿纵向方向的前端与安装槽3021沿纵向方向的前端相抵，可以限制小腿绕大腿的向前转动，以此使得该外骨骼更好的人体膝关节的运行相适应。

在本实施例中，大腿杆301包括大腿上杆3012和大腿下杆3013，大腿上杆3012的上端用于与髋关节机构2连接，大腿下杆3013的下端用于与小腿杆302连接，大腿上杆3012的下端沿其长度方向开设有大腿滑动槽，在大腿滑动槽的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿大腿上杆3012的大腿连接孔3014，在大腿下杆3013的上端沿其长度方向分布有多个轴向贯穿大腿下杆3013的大腿安装孔3015，大腿下杆3013滑动伸入到大腿滑动槽内，以使得大腿安装孔3015能够与不同位置的大腿连接孔3014对应，且大腿安装孔3015与对应位置的大腿连接孔3014通过大腿紧固件进行连接；

小腿杆302包括小腿上杆3022和小腿下杆3023，小腿上杆3022的上端用于与大腿下杆3013的下端连接，小腿下杆3023的下端用于与踝关节机构4连接，小腿下杆3023的上端沿其长度方向开设有小腿滑动槽，在小腿滑动槽的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿小腿下杆3023的小腿连接孔3025，在小腿上杆3022的下端沿其长度方向分布有多个轴向贯穿小腿上杆3022的小腿安装孔3024，小腿上杆3022滑动伸入到小腿滑动槽内，以使得小腿安装孔3024能够与不同位置的小腿连接孔3025对应，且小腿安装孔3024与对应位置的小腿连接孔3025通过小腿紧固件进行连接。

这样，当需要调节大腿杆301的整体长度时，将大腿下杆3013沿大腿滑动槽滑动，使得大腿下杆3013上的大腿安装孔3015与大腿上杆3012上不同位置的大腿连接孔3014进行对应，然后再通过大腿紧固件将大腿安装孔3015和大腿连接孔3014进行连接固定，由此达到调整大腿杆301整体长度的目的。

当需要调节小腿杆302的整体长度时，将小腿上杆3022沿小腿滑动槽滑动，使得小腿上杆3022上的小腿安装孔3024与小腿下杆3023上不同位置的小腿连接孔3025进行对应，然后再通过小腿紧固件将小腿安装孔3024和小腿连接孔3025进行连接固定，由此达到调整小腿杆302整体长度的目的。

由此，通过对大腿杆301和小腿杆302整体长度的调整，可以使得该外骨骼更好的与不同穿戴者的腿部尺寸相适应，由此进一步提高穿戴的舒适性，更好的满足不同穿戴者的穿戴需求。

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 (8)

1.一种具有减震功能的负重助力外骨骼，包括髋关节机构、膝关节机构和踝关节机构，其特征在于，还包括腰部空间连杆支撑机构；

所述腰部空间连杆支撑机构包括旋转连接件、以及对称设置在所述旋转连接件轴向两侧的支撑组件，所述支撑组件靠近所述旋转连接件的一端通过第一纵向转动件转动连接在所述旋转连接件上，以使得所述支撑组件能够通过绕所述旋转连接件转动来与人体的腰部和髋部尺寸相适应，所述支撑组件远离所述旋转连接件的一端与对应位置的所述髋关节机构连接，且在两个所述支撑组件之间还轴向设置有长度可调的拉线和支撑弹簧，所述支撑弹簧的轴向两端分别通过所述拉线与对应侧的所述支撑组件连接；通过调整拉线的长度，可以将两侧的支撑组件同时绕旋转连接件转动，使得两侧的支撑组件之间形成不同的夹角；

所述支撑组件包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆远离所述第二支撑杆的一端与所述旋转连接件转动连接，所述第二支撑杆远离所述第一支撑杆的一端与对应位置的所述髋关节机构连接，在所述第一支撑杆靠近所述第二支撑杆的一端沿其长度方向开设有第一滑动槽，且在所述第一支撑杆上开设有第一滑动槽的侧壁上还沿其长度方向开设有第一条形孔，所述第二支撑杆靠近所述第一支撑杆的一端能够滑动伸入到所述第一滑动槽内，且在所述第二支撑杆靠近所述第一支撑杆的一端还沿其长度方向设有多个轴向贯穿所述第二支撑杆的第一安装孔，所述第二支撑杆能够沿所述第一滑动槽滑动，以使得所述第二支撑杆上的第一安装孔能够与所述第一条形孔的不同位置相对应，且所述第一安装孔和所述第一条形孔之间通过第一紧固件连接；

所述第二支撑杆包括第一弯曲部、第二弯曲部和连接支撑部，所述第一弯曲部的一端用于与所述第一支撑杆连接，所述第一弯曲部的另一端倾斜向下设置并按设定的第一角度向上弯曲，以使得所述第一弯曲部整体呈向上弯曲的弧形结构，所述第一弯曲部远离所述第一支撑杆的一端倾斜向下延伸并按设定的第二角度向前弯曲，以形成整体呈向前弯曲的弧形结构的第二弯曲部，所述连接支撑部沿纵向平行设置，且所述连接支撑部靠近所述第二弯曲部的一端与所述第二弯曲部平滑过渡连接；

支撑弹簧的刚度可调，对支撑弹簧和第一、第二支撑杆的整体尺寸进行调节，以更好的与不同使用者的腰髋部尺寸相适应。

2.根据权利要求1所述的具有减震功能的负重助力外骨骼，其特征在于，所述踝关节机构包括两组对称设置在所述旋转连接件轴向两侧的踝关节组件，所述踝关节组件包括踝关节连接件和脚部组件，所述脚部组件用于与人体脚部连接，所述踝关节连接件采用硬质弹性材料制成，且所述踝关节连接件与对应位置的所述膝关节机构转动连接，以与人体踝关节的运动相适应。

3.根据权利要求2所述的具有减震功能的负重助力外骨骼，其特征在于，所述踝关节连接件上沿其高度方向分布有多个纵向贯穿所述踝关节连接件的减重槽，且在踝关节连接件上与所述减重槽对应的位置还设有多个轴向贯穿所述踝关节连接件的减重孔，所述踝关节连接件与对应位置的所述膝关节机构通过关节轴承转动连接，所述关节轴承包括球头部和螺纹连接部，所述螺纹连接部与所述膝关节机构螺纹连接，所述球头部与所述踝关节连接件连接，以使得所述踝关节连接件与所述膝关节机构之间的转动连接能够与人体踝关节的运动相适应；

所述脚部组件包括用于放置人体脚部的脚底板、以及能够通过调整长度以用于将人体脚部固定在所述脚底板上的脚部连接带。

4.根据权利要求2所述的具有减震功能的负重助力外骨骼，其特征在于，所述髋关节机构包括两组对称设置在所述旋转连接件轴向两侧的髋关节组件，所述髋关节组件包括第一连接件和第二连接件，在所述第一连接件的上端沿其纵向方向开设有第一连接孔，所述连接支撑部穿过对应侧所述第一连接件上的第一连接孔，并与所述第一连接孔转动连接，以与人体髋关节的外展和内收运动相适应，所述第一连接件的下端与所述第二连接件通过轴向设置的髋关节转动件转动连接，以与人体髋关节的前屈和后伸运动相适应。

5.根据权利要求4所述的具有减震功能的负重助力外骨骼，其特征在于，所述连接支撑部与所述第一连接件之间通过滚动轴承进行转动连接，所述滚动轴承的外圈固定在所述第一连接孔内，所述滚动轴承的内圈与所述连接支撑部连接；

在所述第二连接件上端竖向开设有连接槽，所述连接槽沿纵向方向的前端向外延伸到贯穿所述第二连接件，所述第一连接件的下端伸入所述连接槽内，且初始状态下，所述第一连接件下端沿纵向方向的后端与所述连接槽纵向方向的侧壁相抵，以使得所述第二连接件能够相对所述第一连接件向前转动以与人体髋关节的前屈运动相适应，且所述第二连接件在相对所述第一连接件向后转动时，所述连接槽的侧壁将与所述第一连接件的下端相抵以限制所述第二连接件相对所述第一连接件向后转动。

6.根据权利要求1所述的具有减震功能的负重助力外骨骼，其特征在于，所述膝关节机构包括两组对称设置在所述旋转连接件轴向两侧的膝关节组件，所述膝关节组件包括大腿杆和小腿杆，所述大腿杆上设有用于与人体大腿连接的大腿绑缚组件，所述小腿杆上设有用于与人体小腿连接的小腿绑缚组件，所述大腿杆的上端与所述髋关节机构连接，所述小腿杆的下端与所述踝关节机构连接，所述大腿杆的下端与所述小腿杆的上端通过轴向设置的膝关节转动件进行转动连接，以与人体膝关节的前屈和后伸运行相适应，在所述膝关节转动件上还套设有助力扭簧，在所述大腿杆上开设有活动空间，所述助力扭簧的一端作为固定端连接在所述小腿杆上，所述助力扭簧的另一端作为活动端自由布置在所述大腿杆的活动空间内，且所述助力扭簧的活动端在所述大腿杆和所述小腿杆相对转动角度达到设定值时将与所述大腿杆相抵。

7.根据权利要求6所述的具有减震功能的负重助力外骨骼，其特征在于，在所述小腿杆的上端竖向开设有安装槽，所述安装槽沿纵向方向的后端向外延伸到贯穿所述小腿杆，所述大腿杆的下端伸入所述安装槽内，且初始状态下，所述大腿杆沿纵向方向的前端与所述安装槽沿纵向方向的前端相抵，以使得所述大腿杆能够相对所述小腿杆向后转动以与人体膝关节的前屈运动相适应，且所述大腿杆在相对所述小腿杆向前转动时，所述安装槽的侧壁将与所述大腿杆相抵以限制所述大腿杆相对所述小腿杆向前转动。

8.根据权利要求7所述的具有减震功能的负重助力外骨骼，其特征在于，所述大腿杆包括大腿上杆和大腿下杆，所述大腿上杆的上端用于与所述髋关节机构连接，所述大腿下杆的下端用于与所述小腿杆连接，所述大腿上杆的下端沿其长度方向开设有大腿滑动槽，在所述大腿滑动槽的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述大腿上杆的大腿连接孔，在所述大腿下杆的上端沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述大腿下杆的大腿安装孔，所述大腿下杆滑动伸入到所述大腿滑动槽内，以使得所述大腿安装孔能够与不同位置的所述大腿连接孔对应，且所述大腿安装孔与对应位置的所述大腿连接孔通过大腿紧固件进行连接；

所述小腿杆包括小腿上杆和小腿下杆，所述小腿上杆的上端用于与所述大腿下杆的下端连接，所述小腿下杆的下端用于与所述踝关节机构连接，所述小腿下杆的上端沿其长度方向开设有小腿滑动槽，在所述小腿滑动槽的侧壁上沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述小腿下杆的小腿连接孔，在所述小腿上杆的下端沿其长度方向分布有多个轴向贯穿所述小腿上杆的小腿安装孔，所述小腿上杆滑动伸入到所述小腿滑动槽内，以使得所述小腿安装孔能够与不同位置的所述小腿连接孔对应，且所述小腿安装孔与对应位置的所述小腿连接孔通过小腿紧固件进行连接。

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