CN116833976A - 一种腿部组件及外附骨骼 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种腿部组件及外附骨骼，腿部组件包括小腿主板以及设置在小腿主板上的小腿穿戴件；小腿穿戴件具有小腿第一绑缚端以及小腿第二绑缚端，小腿第一绑缚端所形成的绑缚空间小于小腿第二绑缚端所形成的绑缚空间；小腿穿戴件被设置为，在穿戴状态下位于对应穿戴者胫骨前肌的上侧位置，小腿第一绑缚端朝向穿戴者大腿一侧，小腿第二绑缚端朝向穿戴者脚部一侧。将小腿穿戴件设置成锥形结构，且将较小的绑缚空间朝上设置，较大的绑缚空间向下设置，使整体呈正锥状设置，其所限定的绑缚空间可以对应于穿戴者胫骨前肌的上侧正锥形结构，与穿戴者小腿的锥形结构相配合，提高穿戴舒适性的同时可以防止小腿穿戴件相对于穿戴者腿部向下侧滑移。

Description

一种腿部组件及外附骨骼

技术领域

本申请涉及机械关节技术领域，尤其涉及一种腿部组件及外附骨骼。

背景技术

机械外骨骼，是一种可让人体穿上的机器装置，机械外骨骼主要用于辅助穿戴者肢体进行运动，其在医学、建筑、军事等领域中已得到广泛的应用。

目前的机械外骨骼系统一般包括有源和无源两种形式。以无源机械外骨骼为例，其是一种不具有驱动装置，仅通过机械结构辅助穿戴者关节部位进行运动的机械骨骼系统。

机械外骨骼通常通过穿戴件绑缚于人体实现与人体的连接，在使用者穿戴有机械外骨骼进行运动的情况下，由于机械外骨骼与使用者真实骨骼之间的运动不同步，会导致机械外骨骼相对于人体滑动，从而影响穿戴舒适性以及交互体验。

发明内容

本申请实施例的目的在于：提供一种腿部组件及外附骨骼，其能够解决现有技术中存在的上述问题。

为达上述目的，本申请采用以下技术方案：

一方面，提供一种腿部组件，包括小腿主板以及设置在所述小腿主板上的小腿穿戴件；

所述小腿穿戴件具有小腿第一绑缚端以及小腿第二绑缚端，所述小腿第一绑缚端所形成的绑缚空间小于所述小腿第二绑缚端所形成的绑缚空间；

所述小腿穿戴件被设置为，在穿戴状态下位于对应穿戴者胫骨前肌的上侧位置，所述小腿第一绑缚端朝向穿戴者大腿一侧，所述小腿第二绑缚端朝向穿戴者脚部一侧。

可选的，所述小腿穿戴件包括小腿侧板、小腿前挡板以及小腿后挡板，所述小腿穿戴件通过所述小腿侧板与所述小腿主板连接。

可选的，所述小腿第一绑缚端至所述小腿第二绑缚端之间至少部分通过第二过渡面过渡连接。

可选的，所述小腿侧板具有与所述小腿第一绑缚端对应的小腿第一连接端以及与所述小腿第二绑缚端对应的小腿第二连接端，在竖直方向上，所述小腿侧板由所述小腿第一连接端至所述小腿第二连接端逐渐向靠近所述小腿主板的方向倾斜形成所述第二过渡面。

可选的，所述第二过渡面与所述小腿主板之间的倾斜角度为3°到15°。

可选的，所述腿部组件还包括与所述小腿主板可相对转动连接的大腿主板，所述大腿主板上设置有大腿穿戴件，所述大腿穿戴件具有大腿第一绑缚端以及大腿第二绑缚端，所述大腿第一绑缚端所形成的绑缚空间大于所述大腿第二绑缚端所形成的绑缚空间，所述大腿穿戴件与所述小腿穿戴件被设置为，在所述腿部组件处于竖直状态下，所述大腿第二绑缚端与所述小腿第一绑缚端相向设置。

可选的，所述大腿第一绑缚端至所述大腿第二绑缚端之间至少部分通过第一过渡面过渡连接。

可选的，所述大腿穿戴件设置于所述大腿主板上，在穿戴状态下位于对应穿戴者肱四头肌下侧的位置。

可选的，所述大腿穿戴件包括大腿侧板、大腿前挡板以及大腿后挡板，所述大腿穿戴件通过所述大腿侧板与所述大腿主板连接。

可选的，所述大腿侧板具有与所述大腿第一绑缚端对应的大腿第一连接端以及与所述大腿第二绑缚端对应的大腿第二连接端，在竖直方向上，所述大腿侧板由所述大腿第一连接端至所述大腿第二连接端逐渐向远离所述大腿主板的方向倾斜形成所述第一过渡面。

可选的，所述第一过渡面与所述大腿主板之间的倾斜角度为2°到8°。

可选的，所述大腿侧板具有与所述大腿第一绑缚端对应的大腿第一连接端以及与所述大腿第二绑缚端对应的大腿第二连接端，在垂直于所述大腿侧板与所述大腿主板的连接面方向上，所述大腿第一连接端的宽度小于所述大腿第二连接端的宽度，连接所述大腿第一连接端与所述大腿第二连接端且远离所述大腿主板的表面形成所述第一过渡面，所述第一过渡面为光滑曲面。

可选的，所述小腿侧板具有与所述小腿第一绑缚端对应的小腿第一连接端以及与所述小腿第二绑缚端对应的小腿第二连接端，在垂直于所述小腿侧板与所述小腿主板的连接方向上，所述小腿第一连接端的宽度大于所述小腿第二连接端的宽度，连接所述小腿第一连接端与所述小腿第二连接端且远离所述小腿主板的表面形成所述第二过渡面，所述第二过渡面为光滑曲面。

可选的，所述大腿前挡板、所述大腿后挡板以及所述大腿侧板为一体结构，和/或，所述小腿前挡板、所述小腿后挡板以及所述小腿侧板为一体结构。

可选的，所述大腿前挡板、所述大腿后挡板以及所述大腿侧板为分体式结构，通过连接件相互连接，和/或，所述小腿前挡板、所述小腿后挡板以及所述小腿侧板为分体式结构，通过连接件相互连接。

可选的，所述小腿前挡板的刚性大于所述小腿后挡板的刚性。

可选的，所述小腿前挡板具有与所述小腿侧板连接的小腿前挡板连接端以及远离所述小腿侧板的小腿前挡板延伸端，所述小腿前挡板连接端的刚性大于所述小腿前挡板延伸端的刚性，和/或，所述小腿后挡板具有与所述小腿侧板连接的小腿后挡板连接端以及远离所述小腿侧板的小腿后挡板延伸端，所述小腿后挡板连接端的刚性大于所述小腿后挡板延伸端的刚性。

可选的，所述大腿前挡板具有与所述大腿侧板连接的大腿前挡板连接端以及远离所述大腿侧板的大腿前挡板延伸端，所述大腿前挡板连接端的刚性大于所述大腿前挡板延伸端的刚性，和/或，所述大腿后挡板具有与所述大腿侧板连接的大腿后挡板连接端以及远离所述大腿侧板的大腿后挡板延伸端，所述大腿后挡板连接端的刚性大于所述大腿后挡板延伸端的刚性。

另一方面，提供一种外附骨骼，具有如上所述的腿部组件。

本申请的有益效果为：本方案中通过将小腿穿戴件设置成一端绑缚空间大一端绑缚空间小的锥形结构，且将较小的绑缚空间朝上设置，较大的绑缚空间向下设置，使整体呈正锥状设置，其所限定的绑缚空间可以对应于穿戴者膝关节以下，胫骨前肌的上侧正锥形结构，小腿穿戴件的锥形结构与穿戴者小腿的锥形结构相配合，一方面穿戴舒适，另一方面可以防止小腿穿戴件相对于穿戴者腿部向下侧滑移，可以避免在抬起小腿的过程中，腿部组件在负重的作用下向下移动，进而造成穿戴件相对于穿戴者腿部滑动的情况发生。

进一步地，大腿穿戴件形成顶部开口大底部开口小的倒锥形结构用于配合人体大腿外形，小腿穿戴件形成顶部开口小底部开口大的正锥形结构用于配合人体小腿外形，由此可使得大腿穿戴件以及小腿穿戴件分别能够与穿戴者大腿以及穿戴者小腿外形相配合，从而提高穿戴的舒适性。

同时，上述一正一反的锥形结构，可以在竖直方向上形成自锁，即，小腿穿戴件的锥形结构可以防止小腿穿戴件相对于小腿向下滑动，大腿穿戴件的锥形结构可以防止大腿穿戴件相对于大腿向上滑动，由此可以避免大腿穿戴件以及小腿穿戴件在竖直方向上相对于穿戴者腿部发生滑动，而影响交互功能以及穿戴舒适性。

附图说明

下面根据附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

图1为外附骨骼穿戴于人体结构示意图。

图2为本申请实施例所述腿部组件结构一视角示意图。

图3为本申请实施例所述腿部组件结构又一视角示意图。

图4为本申请实施例所述腿部组件结构另一视角示意图。

图5为本申请实施例所述腿部组件中大腿穿戴件以及小腿穿戴件局部剖视图。

图6为本申请实施例所述大腿侧板截面图。

图7为本申请实施例所述小腿侧板截面图。

图8为本申请实施例所述小腿穿戴件一视角结构示意图。

图9为本申请实施例所述小腿穿戴件另一视角结构示意图。

图中：

100、腿部组件；110、大腿主板；120、小腿主板；130、大腿穿戴件；131、大腿侧板；1311、大腿第一连接端；1312、大腿第二连接端；132、大腿前挡板；133、大腿后挡板；134、大腿第一绑缚端；135、大腿第二绑缚端；136、第一过渡面；140、小腿穿戴件；141、小腿侧板；1411、小腿第一连接端；1412、小腿第二连接端；1413、第二过渡面；142、小腿前挡板；1421、小腿前挡板连接端；1422、小腿前挡板延伸端；1423、小腿前挡板加强筋；1424、凸台；1425、挡板凹槽；143、小腿后挡板；1431、小腿后挡板连接端；1432、小腿后挡板延伸端；1433、后挡板加强筋；1434、工艺孔；1435、挂置孔；144、小腿第一绑缚端；145、小腿第二绑缚端；200、背架；300、髋关节模组；400、鞋履组件。

具体实施方式

为使本申请解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本申请实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实施例提供一种腿部组件，旨在提高外附骨骼穿戴的舒适性以及交互便利性。

参考图1，图1为外骨骼系统的整体结构穿戴状态示意图，本实施方式所述的腿部组件100作为外骨骼系统中的一部分，用于穿戴于人体腿部实现对人体腿部的支撑，从而减轻穿戴者腿部负担，降低穿戴者腿部负重感，提高穿戴者在穿戴外骨骼系统的状态下的负重能力。

本实施方式的用于增强人体负重能力的外骨骼系统以无源外骨骼为例，一般而言，无源外骨骼包括背架200、髋关节模组300、腿部组件100以及鞋履组件400，为了让外骨骼系统能够穿戴于人体，并协助穿戴者肢体的运动，上述各部分的部件均对应设置有穿戴组件，各穿戴组件根据穿戴者各部位的人体结构，对应提供穿戴者对应肢体的穿戴空间。

外骨骼系统中，各模组、组件中用于支撑穿戴者肢体，并具有一定刚性，用于实现力传递的构件可以采用金属材质，例如：铝质材料，铝合金材料、铜质材料、铜合金材料、铁质材料、不锈钢材料，也可以采用塑料、碳纤维材料等一种或多种的结合，一般采用刚性较高，具备一定抵抗切向扭矩能力，质量较小，适用于无源外骨骼的轻便要求的材料。同时，外骨骼系统中还包括有软质材料，软质材料一般用于上述的穿戴组件中，以使穿戴组件能够适于不同身材体型的穿戴者肢体，从而让穿戴者肢体与外骨骼系统之间具有良好的顺应性。

背架200用于穿戴在穿戴者的腰背部分，为外骨骼系统的核心部分，让外骨骼系统与穿戴者之间具有良好的同步性，能够决定穿戴者的其他肢体与外骨骼系统的各模组之间的顺应性，背架200一般会由穿戴者的上背部延伸至穿戴者的腰部或上臀部，其具备承载负重的功能。

髋关节模组300的一侧与背架200连接，髋关节模组300的另一侧与腿部组件100连接，一般而言，为了适配人体髋关节构造，髋关节模组300会由穿戴者腰部分别朝人体两侧环绕，从而形成环绕于穿戴者髋部的髋关节穿戴空间，并具备两个或以上的活动自由度，从而提供人体髋关节的活动自由度。

腿部组件100的一端与髋关节模组300可转动地连接，提供人体大腿，也可以说是髋关节部分的自由度，包括第一腿部构件与第二腿部构件，本实施方式中，第一腿部构件作为外骨骼系统的大腿组件，用于绑定穿戴者的大腿，第二腿部构件作为外骨骼系统的小腿组件，用于绑定穿戴者的小腿。当然，在其他实施方式中，第一腿部构件和第二腿部构件也可以绑定在人体可相对转动的任意两部位上。第一腿部构件与第二腿部构件相邻的一端转动连接以限定出第一转动轴线，在人体步行、奔跑等其他需要腿部配合运动的过程中，第一腿部构件与第二腿部构件之间能够为人体膝关节提供摆转自由度。

鞋履组件400提供穿戴者鞋足部的固定空间，一般而言，鞋履组件400包括用于固定穿戴者鞋履的基板以及环绕基板设置的穿戴组件，但也有一种设置方式，鞋履组件400包括鞋履，穿戴者可直接将足部穿入外骨骼系统本身自带的鞋履当中，完成与鞋履组件400的穿戴。鞋履组件400通过与小腿组件活动连接，形成踝关节组件，提供穿戴者踝关节活动自由度。

具体的，参照图2-9所示，本申请实施例提供的腿部组件100，包括小腿主板120以及设置在所述小腿主板120上的小腿穿戴件140；

所述小腿穿戴件140具有小腿第一绑缚端144以及小腿第二绑缚端145，所述小腿第一绑缚端144所形成的绑缚空间小于所述小腿第二绑缚端145所形成的绑缚空间；

所述小腿穿戴件140被设置为，在穿戴状态下位于对应穿戴者胫骨前肌的上侧位置，所述小腿第一绑缚端144朝向穿戴者大腿一侧，所述小腿第二绑缚端145朝向穿戴者脚部一侧。

本方案中通过将小腿穿戴件140设置成一端绑缚空间大一端绑缚空间小的锥形结构，且将较小的绑缚空间朝上设置，较大的绑缚空间向下设置，使整体呈正锥状设置，其所限定的绑缚空间可以对应于穿戴者膝关节以下，胫骨前肌的上侧正锥形结构，小腿穿戴件140的锥形结构与穿戴者小腿的锥形结构相配合，可以防止小腿穿戴件140相对于穿戴者腿部先下侧滑移，可以避免在抬起小腿的过程中，腿部组件100在负重的作用下向下移动，而造成整体相对于穿戴者腿部滑动的情况发生。

本方案中，所述小腿穿戴件140具体包括小腿侧板141、小腿前挡板142以及小腿后挡板143，所述小腿穿戴件140通过所述小腿侧板141与所述小腿主板120连接。

所述小腿第一绑缚端144至所述小腿第二绑缚端145之间至少部分通过第二过渡面1413过渡连接。所述小腿侧板141具有与所述小腿第一绑缚端144对应的小腿第一连接端1411以及与所述小腿第二绑缚端145对应的小腿第二连接端1412，在竖直方向上，所述小腿侧板141由所述小腿第一连接端1411至所述小腿第二连接端1412逐渐向靠近所述小腿主板120的方向倾斜形成所述第二过渡面1413。所述第二过渡面1413与所述小腿主板120之间的倾斜角度α为3°到15°之间的任意角度，具体在本实施例中，该倾斜角度α为12°。

继续参照图2-9所示，本申请实施例提供的腿部组件100，还包括大腿主板110，所述大腿主板110与所述小腿主板120可相对转动连接，所述大腿主板110上设置有大腿穿戴件130。

本实施例中大腿穿戴件130用于将大腿主板110绑缚于穿戴者大腿，小腿穿戴件140用于将小腿主板120绑缚于穿戴者小腿，通常情况下，大腿穿戴件130及小腿穿戴件140均具有一定的宽度，以使大腿穿戴件130以及小腿穿戴件140均一定的接触面积与穿戴者的大腿和小腿接触，而非通过一条线状结构绑缚于穿戴者腿部，以提高穿戴的舒适性。

在此结构下，所述大腿穿戴件130在宽度方向上的两端分别形成大腿第一绑缚端134以及大腿第二绑缚端135，将大腿第一绑缚端134围绕大腿时所限定的环状空间定义为大腿第一绑缚空间，大腿第二绑缚端135围绕大腿时所限定的环状空间定义为大腿第二绑缚空间；同样的，小腿穿戴件140在宽度方向上的两端分别形成小腿第一绑缚端144以及小腿第二绑缚端145，将小腿第一绑缚端144围绕小腿时所限定的环状空间定义为小腿第一绑缚空间，小腿第二绑缚端145围绕小腿时所限定的环状空间定义为小腿第二绑缚空间。

本实施例中，所述大腿第一绑缚空间大于所述大腿第二绑缚空间，所述小腿第一绑缚空间小于所述小腿第二绑缚空间；所述大腿穿戴件130与所述小腿穿戴件140被设置为，在所述腿部组件100处于竖直状态下，所述大腿第二绑缚端135与所述小腿第一绑缚端144相向设置。

在上述结构下，大腿穿戴件130形成顶部开口大底部开口小的倒锥形结构用于配合人体大腿外形，小腿穿戴件140形成顶部开口小底部开口大的正锥形结构用于配合人体小腿外形，由此可使得大腿穿戴件130以及小腿穿戴件140分别能够与穿戴者大腿以及穿戴者小腿外形相配合，从而提高穿戴的舒适性。

同时，上述一正一反的锥形结构，可以在竖直方向上形成自锁，即，小腿穿戴件140的锥形结构可以防止小腿穿戴件140相对于小腿向下滑动，大腿穿戴件130的锥形结构可以防止大腿穿戴件130相对于大腿向上滑动，由此可以避免大腿穿戴件130以及小腿穿戴件140在竖直方向上相对于穿戴者腿部发生滑动，而影响交互功能以及穿戴舒适性。

由于人体膝关节的滑膜结构使得膝关节弯曲时，膝关节的旋转中心是变动的，最明显的一种表现为膝关节弯曲时，大腿和小腿的总长是逐渐减小的，且弯曲角度越大长度减小越多。而外骨骼机器人腿部组件100所采用的是单点铰接形式的膝关节，其旋转中心是固定不变的，所以膝关节弯曲时大腿和小腿的总长也是不变的，这便导致穿戴者穿戴腿部组件100后抬腿或者下蹲时会明显感觉到腿部穿戴件上下滑动，腿部组件100与人腿不能同步，影响人机交互性，上述一正一反的锥形防滑动结构，可以最大限度的减少行走下蹲时腿部组件100相对于人腿的上下滑动，提高穿戴舒适性。

为了进一步保证穿戴件与人体的贴合性，本实施例中所述大腿第一绑缚端134至所述大腿第二绑缚端135之间至少部分通过第一过渡面136过渡连接，所述小腿第一绑缚端144至所述小腿第二绑缚端145之间至少部分通过第二过渡面1413过渡连接。

所述第一过渡面136及第二过渡面1413可以为倾斜面，也可以为适应人体大腿及小腿相应位置的肌肉线条结构的适配曲面。

作为一种优选的技术方案，本实施例中所述大腿穿戴件130设置于所述大腿主板110上，在穿戴状态下位于对应穿戴者肱四头肌下侧的位置，所述小腿穿戴件140设置于所述小腿主板120上，在穿戴状态下位于对应穿戴者胫骨前肌的上侧位置。

继续参照图2-9所示，本实施例中对大腿穿戴件130以及小腿穿戴件140的具体结构进行详细说明，所述大腿穿戴件130包括大腿侧板131、大腿前挡板132以及大腿后挡板133，所述大腿穿戴件130通过所述大腿侧板131与所述大腿主板110连接；

所述小腿穿戴件140包括小腿侧板141、小腿前挡板142以及小腿后挡板143，所述小腿穿戴件140通过所述小腿侧板141与所述小腿主板120连接。

所述大腿侧板131具有与所述大腿第一绑缚端134对应的大腿第一连接端1311以及与所述大腿第二绑缚端135对应的大腿第二连接端1312，在竖直方向上，所述大腿侧板131由所述大腿第一连接端1311至所述大腿第二连接端1312逐渐向远离所述大腿主板110的方向倾斜形成所述第一过渡面136。

参照图6所示，所述第一过渡面136与所述大腿主板110之间的倾斜角度β为2°到8°之间的任意角度，具体在本实施例中，该倾斜角度β为4°。

类似的，参照图7所示，所述小腿侧板141具有与所述小腿第一绑缚端144对应的小腿第一连接端1411以及与所述小腿第二绑缚端145对应的小腿第二连接端1412，在竖直方向上，所述小腿侧板141由所述小腿第一连接端1411至所述小腿第二连接端1412逐渐向靠近所述小腿主板120的方向倾斜形成所述第二过渡面1413，所述第二过渡面1413与所述小腿主板120之间的倾斜角度α为3°到15°之间的任意角度，具体在本实施例中，该倾斜角度α为12°。

需要指出的是，上述过渡面与主板之间的夹角并不限制过渡面的形状，其具体夹角的测量可参照图6及图7所示，提供连接过渡面两端的辅助线，测量辅助线与主板之间的夹角而获得倾斜角α与β的角度值。

需要指出的是，所述第一过渡面136以及第二过渡面1413并不限于上述的倾斜的平面结构，为了使其更加贴合人体的大腿及小腿，在其他实施例中还可以采用不同的设置方式，例如，在本申请的另一种实施例中，参照图6所示，所述大腿侧板131具有与所述大腿第一绑缚端134对应的大腿第一连接端1311以及与所述大腿第二绑缚端135对应的大腿第二连接端1312，在垂直于所述大腿侧板131与所述大腿主板110的连接面方向上，所述大腿第一连接端1311的宽度小于所述大腿第二连接端1312的宽度，连接所述大腿第一连接端1311与所述大腿第二连接端1312且远离所述大腿主板110的表面形成所述第一过渡面136，所述第一过渡面136为光滑曲面。

同样的，参照图7所示，所述小腿侧板141具有与所述小腿第一绑缚端144对应的小腿第一连接端1411以及与所述小腿第二绑缚端145对应的小腿第二连接端1412，在垂直于所述小腿侧板141与所述小腿主板120的连接方向上，所述小腿第一连接端1411的宽度大于所述小腿第二连接端1412的宽度，连接所述小腿第一连接端1411与所述小腿第二连接端1412且远离所述小腿主板120的表面形成所述第二过渡面1413，所述第二过渡面1413为光滑曲面。

上述将所述第一过渡面136以及所述第二过渡面1413设置为光滑曲面的结构，具体的曲面线型可以根据人体肌肉线条进行设计，相较于简单的倾斜平面，该结构能够使得穿戴状态下更加贴附于人体，从而提高穿戴舒适性，提高交互便利性。

在本申请所述的腿部组件100中，所述大腿穿戴件中所述大腿前挡板132、所述大腿后挡板133以及所述大腿侧板131为一体结构；所述小腿穿戴件140中，所述小腿前挡板142、所述小腿后挡板143以及所述小腿侧板141为一体结构。在其为一体结构的情况下，可以采用同种材料通过一次注塑加工成型，也可以为不同材料，通过二次注塑加工成型。

需要指出的是，上述大腿穿戴件130及小腿穿戴件140为一体结构并不作为对本申请的限制，在其他实施例中还可以采用大腿穿戴件130及小腿穿戴件140的各个组成部分为分体式结构，在为分体结构的情况下，两者之间通过连接件相互连接。

大腿穿戴件130与小腿穿戴件140的结构形式并不限于相同，在本申请的其他方案中还可以为，大腿穿戴件130与小腿穿戴件140其一为一体式结构，另一个为分体式结构。

可选的，本申请中的大腿穿戴件130还可以为大腿前挡板132与大腿侧板131为一体结构一体注塑成型，而大腿后挡板133与大腿侧板131为分体结构通过连接件相互连接，或，大腿后挡板133与大腿侧板131为一体结构一体注塑成型，大腿前挡板132与大腿侧板131为分体式结构通过连接件相互连接。

可选的，本申请中的小腿穿戴件140还可以为小腿前挡板142与小腿侧板141为一体结构一体注塑成型，而小腿后挡板143与小腿侧板141为分体结构，通过连接件相互连接，或，小腿后挡板143与小腿侧板141为一体结构通过注塑成型，而小腿前挡板142与小腿侧板141为分体式结构，通过连接件相互连接。

参照图4、5、8、9所示，本实施例中的小腿穿戴件140包括小腿侧板141、小腿前挡板142以及小腿后挡板143，所述小腿侧板141用于连接小腿主板120，所述小腿前挡板142以及所述小腿后挡板143分别位于所述小腿侧板141的两侧，且与所述小腿侧板141固定连接，所述小腿前挡板142的刚性大于所述小腿后挡板143的刚性。

不同刚性的挡板结构在本方案中具有不同的作用，具体的，将小腿前挡板142的刚性设置为大于小腿后挡板143的刚性，在穿戴状态下，小腿前挡板142与人体小腿前侧贴合，小腿后挡板143与人体小腿后侧贴合，由于人腿的生物学特点，人腿前侧壁后侧肌肉量少，且胫骨位置靠前，所以刚性较大的小腿前挡板142可以以人体前侧的胫骨进行定位，实现在不同体型的人腿穿戴时，腿部组件100侧面的中线都能够与人腿的裤缝线平齐，实现最佳的人机交互。

本方案中将小腿后挡板143的刚性设置为交小腿前挡板142弱，其主要目的在于刚性弱的情况下，其变形性能较强，易于适配小腿后侧较多的肌肉的形状变化。

本申请中实现小腿前挡板142的刚性大于小腿后挡板143的刚性的方式可以为多种，在本公开的一种实施例中采用所述小腿前挡板142所采用的材料刚性大于所述小腿后挡板143所采用的材料刚性的方案，采用刚性较大的材料制作小腿前挡板142，而刚性较弱的材料制作小腿后挡板143从而在材料本身上实现上述小腿前挡板142与小腿后挡板143之间的刚性差异。

另外，在本申请的其他实施例中，还可以采用小腿前挡板142与小腿后挡板143采用相同的材料，而在两者的厚度或结构上进行变化，使得小腿前挡板142的刚性大于小腿后挡板143的刚性。

进一步的，参照图4所示，本实施例中所述小腿前挡板142具有与所述小腿侧板141连接的小腿前挡板连接端1421以及远离所述小腿侧板141的小腿前挡板延伸端1422，所述小腿前挡板连接端1421的刚性大于所述小腿前挡板延伸端1422的刚性。

通过将小腿前挡板142与小腿侧板141连接的端部刚性增强，能够使在适应不同体型的人腿时及运动过程中，小腿前挡板142与小腿侧板141连接处不产生大的变形，使得小腿前挡板142作用于人腿的作用力更加均匀，避免小腿前挡板142与小腿侧板141连接处产生应力集中而变形，提高穿戴舒适性。

本实施中提供的提高小腿前挡板142与小腿侧板141连接处的刚性的方案为，在所述小腿前挡板142上并位于靠近所述小腿前挡板连接端1421的位置设置有小腿前挡板加强筋1423。

同时，为了进一步提高小腿前挡板142与小腿侧板141连接处的刚性，还可以采用由所述小腿前挡板连接端1421至所述小腿前挡板延伸端1422，所述前挡板的厚度逐渐变薄方案，即使得小腿前挡板142与小腿侧板141连接处较厚，从而具有较强的刚性。

参照图8、9所示，作为所述的腿部组件100的另一种可选方案，为进一步提高小腿前挡板142的刚性，还可以在所述小腿前挡板142上设置用于对所述小腿前挡板142进行结构补强的凸台1424。凸台1424增加了小腿前挡板142局部位置的厚度，使其变形性能下降、刚性增强。

具体的，所述凸台1424的设置形式可以为多种，其可以采用所述凸台1424沿所述小腿前挡板142的周向延伸的方案，即，在小腿前挡板142表面形成一圈或半圈凸台1424，由于设置了凸台1424，在凸台1424之外的其他位置所述小腿前挡板142表面形成挡板凹槽1425，所述挡板凹槽1425中设置有搭扣装置。

搭扣用于固定连接小腿前挡板142与小腿后挡板143的连接绳、绑带等连接结构。

在本申请的其他实施方式中，凸台1424还可以采用其他的设置方式，例如所述凸台1424有两个，两个凸台1424沿水平方向延伸设置，两所述凸台1424之间形成挡板凹槽1425，所述挡板凹槽1425中设置有搭扣装置。

需要指出的是，在上述设置方式下，凸台1424的数量并不限于两个，其还可以根据补强要求设置为两个以上，例如设置为三个、四个等数量的凸台1424。

与小腿前挡板142结构相似的，参照图5所示，在本申请的一种可选的实施例中，所述小腿后挡板143具有与所述小腿侧板141连接的小腿后挡板连接端1431以及远离所述小腿侧板141的小腿后挡板延伸端1432，所述小腿后挡板连接端1431的刚性大于所述小腿后挡板延伸端1432的刚性。

上述将小腿后挡板143与小腿侧板141连接端的刚性增强的有益效果与小腿前挡板142与小腿连接端的刚性增强的有益效果相同，在此不再单独进行说明。

对于小腿后挡板143的结构增强形式具体可以为，在所述小腿后挡板143上并位于靠近所述后挡板连接端1431的位置设置有后挡板加强筋1433。

需要指出的是，上述小腿前挡板142及小腿后挡板143与小腿侧板141连接处的刚性，可分别大于各自延伸端的刚性，但是，并不作为对本申请的限制，在本申请的其他实施方式中，还可以为小腿前挡板142与小腿后挡板143两者之一的连接端刚性大于其延伸端的刚性。

可选的，所述大腿前挡板132具有与所述大腿侧板131连接的大腿前挡板连接端以及远离所述大腿侧板的大腿前挡板延伸端，所述大腿前挡板连接端的刚性大于所述大腿前挡板延伸端的刚性，和/或，所述大腿后挡板133具有与所述大腿侧板连接的大腿后挡板连接端以及远离所述大腿侧板131的大腿后挡板延伸端，所述大腿后挡板连接端的刚性大于所述大腿后挡板延伸端的刚性。

由于本方案中小腿后挡板143的刚性整体上需要弱于小腿前挡板142的刚性，参照图8所示，本实施例中在所述小腿后挡板143上设置有若干工艺孔1434，所述工艺孔1434可降低所述小腿后挡板143的刚性，使得小腿后挡板143的整体刚性弱于小腿前挡板142。

所述工艺孔1434位于所述小腿后挡板143的中部位置。将工艺孔1434设置在小腿后挡板143的中部位置的目的主要在于使得小腿后挡板143的中部位置开始至后挡板延伸端1432的刚性整体较弱，从而满足根部不易变形，而其余部分具有较强变形性能的需求。

同时，由于小腿前挡板142与小腿侧板141连接的端部刚性，以及小腿后挡板143与小腿侧板141连接端的刚性均进行了增强，使得穿戴件整体上能够具备较好的形状保持能力，再结合大腿穿戴件130与所述小腿穿戴件140的一正一反的设置方式，在穿戴者进行屈膝动作时，一方面，一正一反设置的穿戴件能够尽量避免穿戴件相较于穿戴者腿部发生相对滑移，另一方面，在穿戴件抵抗与大腿发生滑移的趋势时，刚性得到增强的穿戴件不会因受到沿腿部方向上的拉力或者压力而轻易发生变形，在穿戴件一正一反的设置方式以及增强穿戴件刚性的结合作用下，进一步提高了人体穿戴的舒适性。

参照图8、9所示，为了便于与连接绳、绑带等结构的连接，本实施例中在所述小腿后挡板143上还设置有挂置孔1435。所述挂置孔1435位于所述小腿后挡板143远离所述小腿侧挡板的一端，所述挂置孔1435为多个，多个所述挂置孔1435沿竖直方向依次布置，或，所述挂置孔1435为一个长条形孔，其长度方向沿竖直方向设置。

同时，本实施例中还提供一种外附骨骼，具如上所述的腿部组件100。具有如上腿部组件100的外附骨骼穿戴舒适性高，能够减少相对于人体的上下滑动，使用交互性好。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本申请的技术原理。这些描述只是为了解释本申请的原理，而不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其它具体实施方式，这些方式都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种腿部组件(100)，其特征在于，包括小腿主板(100)以及设置在所述小腿主板(120)上的小腿穿戴件(140)；

所述小腿穿戴件(140)包括小腿第一绑缚端(144)以及小腿第二绑缚端(145)，所述小腿第一绑缚端(144)所形成的绑缚空间小于所述小腿第二绑缚端(145)所形成的绑缚空间；

所述小腿穿戴件(140)被设置为在穿戴状态下位于对应穿戴者胫骨的上侧位置，所述小腿第一绑缚端(144)靠近穿戴者大腿一侧，所述小腿第二绑缚端(145)靠近穿戴者脚部一侧。

2.根据权利要求1所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述小腿穿戴件(140)包括小腿侧板(141)、小腿前挡板(142)以及小腿后挡板(143)，所述小腿穿戴件(140)通过所述小腿侧板(141)与所述小腿主板(120)连接。

3.根据权利要求2所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述小腿第一绑缚端(144)至所述小腿第二绑缚端(145)之间至少部分通过第二过渡面(1413)过渡连接。

4.根据权利要求3所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述小腿侧板(141)具有与所述小腿第一绑缚端(144)对应的小腿第一连接端(1411)以及与所述小腿第二绑缚端(145)对应的小腿第二连接端(1412)，在竖直方向上，所述小腿侧板(141)由所述小腿第一连接端(1411)至所述小腿第二连接端(1412)逐渐向靠近所述小腿主板(120)的方向倾斜形成所述第二过渡面(1413)。

5.根据权利要求4所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述第二过渡面(1413)与所述小腿主板(120)之间的倾斜角度为3°到15°。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述腿部组件(100)还包括与所述小腿主板(120)可相对转动连接的大腿主板(110)，所述大腿主板(110)上设置有大腿穿戴件(130)，所述大腿穿戴件(130)具有大腿第一绑缚端(134)以及大腿第二绑缚端(135)，所述大腿第一绑缚端(134)所形成的绑缚空间大于所述大腿第二绑缚端(135)所形成的绑缚空间，所述大腿穿戴件(130)与所述小腿穿戴件(140)被设置为，在所述腿部组件(100)处于竖直状态下，所述大腿第二绑缚端(135)与所述小腿第一绑缚端(144)相向设置。

7.根据权利要求6所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述大腿第一绑缚端(134)至所述大腿第二绑缚端(135)之间至少部分通过第一过渡面(136)过渡连接。

8.根据权利要求7所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述大腿穿戴件(130)设置于所述大腿主板(110)上，在穿戴状态下位于对应穿戴者肱四头肌下侧的位置。

9.根据权利要求7所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述大腿穿戴件(130)包括大腿侧板(131)、大腿前挡板(132)以及大腿后挡板(133)，所述大腿穿戴件(130)通过所述大腿侧板(131)与所述大腿主板(110)连接。

10.根据权利要求9所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述大腿侧板(131)具有与所述大腿第一绑缚端(134)对应的大腿第一连接端(1311)以及与所述大腿第二绑缚端(135)对应的大腿第二连接端(1312)，在竖直方向上，所述大腿侧板(131)由所述大腿第一连接端(1311)至所述大腿第二连接端(1312)逐渐向远离所述大腿主板(110)的方向倾斜形成所述第一过渡面(136)。

11.根据权利要求10所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述第一过渡面(136)与所述大腿主板(110)之间的倾斜角度为2°到8°。

12.根据权利要求9所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述大腿侧板(131)具有与所述大腿第一绑缚端(134)对应的大腿第一连接端(1311)以及与所述大腿第二绑缚端(135)对应的大腿第二连接端(1312)，在垂直于所述大腿侧板(131)与所述大腿主板(110)的连接面方向上，所述大腿第一连接端(1311)的宽度小于所述大腿第二连接端(1312)的宽度，连接所述大腿第一连接端(1311)与所述大腿第二连接端(1312)且远离所述大腿主板(110)的表面形成所述第一过渡面(136)，所述第一过渡面(136)为光滑曲面。

13.根据权利要求3所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述小腿侧板(141)具有与所述小腿第一绑缚端(144)对应的小腿第一连接端(1411)以及与所述小腿第二绑缚端(145)对应的小腿第二连接端(1412)，在垂直于所述小腿侧板(141)与所述小腿主板(120)的连接方向上，所述小腿第一连接端(1411)的宽度大于所述小腿第二连接端(1412)的宽度，连接所述小腿第一连接端(1411)与所述小腿第二连接端(1412)且远离所述小腿主板(120)的表面形成所述第二过渡面(1413)，所述第二过渡面(1413)为光滑曲面。

14.根据权利要求9所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述大腿前挡板(132)、所述大腿后挡板(133)以及所述大腿侧板(131)为一体结构，和/或，所述小腿前挡板、所述小腿后挡板以及所述小腿侧板为一体结构。

15.根据权利要求9所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述大腿前挡板(132)、所述大腿后挡板(133)以及所述大腿侧板(131)为分体式结构，通过连接件相互连接，和/或，所述小腿前挡板、所述小腿后挡板以及所述小腿侧板为分体式结构，通过连接件相互连接。

16.根据权利要求9述的腿部组件(100)，其特征在于，所述小腿前挡板(142)的刚性大于所述小腿后挡板(143)的刚性。

17.根据权利要求2所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述小腿前挡板(142)具有与所述小腿侧板(141)连接的小腿前挡板连接端(1421)以及远离所述小腿侧板(141)的小腿前挡板延伸端(1422)，所述小腿前挡板连接端(1421)的刚性大于所述小腿前挡板延伸端(1422)的刚性，和/或，所述小腿后挡板(143)具有与所述小腿侧板(141)连接的小腿后挡板(143)连接端以及远离所述小腿侧板(141)的小腿后挡板(143)延伸端，所述小腿后挡板(143)连接端的刚性大于所述小腿后挡板(143)延伸端的刚性。

18.根据权利要求9所述的腿部组件(100)，其特征在于，所述大腿前挡板(132)具有与所述大腿侧板(131)连接的大腿前挡板连接端以及远离所述大腿侧板(131)的大腿前挡板延伸端，所述大腿前挡板连接端的刚性大于所述大腿前挡板延伸端的刚性，和/或，所述大腿后挡板(133)具有与所述大腿侧板(131)连接的大腿后挡板连接端以及远离所述大腿侧板(131)的大腿后挡板延伸端，所述大腿后挡板连接端的刚性大于所述大腿后挡板延伸端的刚性。

19.一种外附骨骼，其特征在于，具有权利要求1-18中任一项所述的腿部组件(100)。