CN117961861A - 一种下肢支撑框架可分离的负重转移装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下肢支撑框架可分离的负重转移装置，包括：腰背框架、下肢支撑框架以及悬挂吊带；所述下肢支撑框架设置在穿戴者的腿部及足部，所述下肢支撑框架顶端延伸至穿戴者大腿上方，所述下肢支撑框架顶端设有第一悬挂固定点；所述腰背框架设置在穿戴者的背部及腰部，所述腰背框架下端向下延伸至所述下肢支撑框架顶端之下，所述腰背框架下端设有第二悬挂固定点；所述第二悬挂固定点位于所述第一悬挂固定点的下方，所述第一悬挂固定点和第二悬挂固定点通过所述悬挂吊带传动联接。本发明可以通过松开悬挂吊带独立使用腰背框架与下肢支撑框架，也可通过系紧悬挂吊带将腰背框架与下肢支撑框架结合使用，穿戴方便，灵活性好。

Description

一种下肢支撑框架可分离的负重转移装置

技术领域

本发明涉及可穿戴外骨骼技术领域，特别涉及一种下肢支撑框架可分离的负重转移装置。

背景技术

人类在日常工作生活中常常遇到希望增强人体腿部力量的情况，可穿戴外骨骼机器人是满足这一类应用的装置，尤其是带有动力的下肢助力外骨骼机器人；但现有技术中这类装置通常比较笨重，如专利200680006514.1、专利200780027195.7均披露了这类技术，因此用户的穿戴体验性差。

现有技术中，有专门针对膝关节助力的装置，这类装置针对上述笨重设备进行大幅度裁剪，大大减轻设备重量，如专利US9532894B2披露了一种膝关节助力的技术，其采用较为轻便的助力设备实现对穿戴者下肢的助力，较大改善用户的穿戴体验性；但这类技术也存在较为明显的缺陷：其缺乏落地支撑结构，设备腿部较重，用户的足部负重大，如果背负负载会进一步增加用户足部的负重，长时间穿戴会增加用户足部受伤的风险，用户体验性差，且其惯量较大，用户在行走及奔跑时会感觉不便。现有技术中，还有一类专门针对髋关节进行助力的装置，这类装置比较灵活，但不具备将负重转移到地面的功能，对于需要背负大重量负载的应用场合中还是需要有配套的负重转移支架。

发明内容

本发明的目的是提供一种下肢支撑框架可分离的负重转移装置，旨在解决现有技术中要么笨重，灵活性不足，要么不能背负大重量负载等问题。

本发明实施例提供一种下肢支撑框架可分离的负重转移装置，包括：

腰背框架、下肢支撑框架以及悬挂吊带；

所述下肢支撑框架设置在穿戴者的腿部及足部，所述下肢支撑框架顶端延伸至穿戴者大腿上方，所述下肢支撑框架顶端设有第一悬挂固定点；

所述腰背框架设置在穿戴者的背部及腰部，所述腰背框架下端向下延伸至所述下肢支撑框架顶端之下，所述腰背框架下端设有第二悬挂固定点；

所述第二悬挂固定点位于所述第一悬挂固定点的下方，所述第一悬挂固定点和第二悬挂固定点通过所述悬挂吊带传动联接。

进一步的，所述腰背框架包括：腰背主框、大腿摆杆、摆杆带、腰带以及肩带，所述腰背主框分别通过所述腰带以及肩带与穿戴者的腰部和肩部固定，所述腰背主框与所述大腿摆杆上端旋转联接，所述大腿摆杆下端通过所述摆杆带与穿戴者大腿固定，所述第二悬挂固定点设置在所述大腿摆杆上。

进一步的，所述腰背框架还包括：垂直于冠状面设置的髋外展轴，所述腰背主框与所述大腿摆杆上端通过所述髋外展轴旋转联接。

进一步的，所述腰背框架还包括：垂直于矢状面设置的髋屈伸轴，所述腰背主框与所述大腿摆杆上端通过所述髋屈伸轴旋转联接。

进一步的，所述腰背主框包括：腰杆，所述腰杆采用以下方案的任一种：

所述腰杆从穿戴者后腰向两侧延伸至穿戴者两侧髋关节附近，所述腰杆与所述大腿摆杆旋转联接；

所述腰杆从穿戴者两侧髋部直接上延至穿戴者腰部或肋下，所述腰杆上端通过所述腰带与穿戴者的腰部固定，和/或，所述腰杆上端通过所述肩带与穿戴者的躯干固定，所述腰杆下端与所述大腿摆杆旋转联接；

所述腰杆上端延伸至穿戴者背部及肩部上方，所述腰杆下端与所述大腿摆杆旋转联接。

进一步的，所述腰背主框还包括：背架，所述背架设置于穿戴者背部，所述背架下端通过所述腰带与穿戴者的腰部固联，所述背架上端通过所述肩带与穿戴者的肩部固联，所述背架上设有背架托盘。

进一步的，所述腰背框架还包括：动力模块，所述动力模块包括：动力基座和旋转输出端，所述动力基座与所述旋转输出端传动联接，所述动力基座与所述腰背主框固联，所述旋转输出端与所述大腿摆杆固联。

进一步的，所述下肢支撑框架包括：大腿模块、平行矢状面设置的膝关节轴、小腿模块、踝跖屈轴及足部模块，所述大腿模块、平行矢状面设置的膝关节轴、小腿模块、踝跖屈轴及足部模块依次设置于穿戴者大腿、膝关节、小腿、脚踝以及足部附近，所述大腿模块与所述小腿模块上段通过所述膝关节轴旋转联接，所述小腿模块下段与所述足部模块通过所述踝跖屈轴旋转联接，所述第一悬挂固定点设置在所述大腿模块上段。

进一步的，所述大腿模块与所述膝关节轴设置在穿戴者腿部的外侧，所述大腿模块下段与所述膝关节轴上端传动联接，所述小腿模块上段绕经穿戴者小腿前侧后转至膝关节外侧附近与所述膝关节轴下端传动联接，所述小腿模块中段贴合设置于穿戴者小腿前侧，所述小腿模块下段设置在穿戴者脚踝至胫骨内侧附近。

进一步的，所述大腿模块、所述膝关节轴以及所述小腿模块设置在穿戴者腿部的内侧，所述大腿模块上段从穿戴者大腿内侧向大腿前后侧延伸形成延伸悬臂，所述第一悬挂固定点设置在所述延伸悬臂上。

进一步的，所述膝关节轴包括：膝关节板、第一转轴、第二转轴、上齿轮及下齿轮，所述第一转轴和第二转轴垂直设置于所述膝关节板上，所述上齿轮与所述大腿模块下段固联，所述上齿轮的中心通过所述第一转轴与所述膝关节板旋转联接，所述下齿轮与所述小腿模块上段固联，所述下齿轮的中心通过所述第二转轴与所述膝关节板旋转联接，所述上齿轮与所述下齿轮相互啮合。

进一步的，所述足部模块包括：脚踏板、脚竖板以及垂直于冠状面设置的踝收展轴，所述脚踏板设置在穿戴者脚底，所述脚竖板竖直设置，贴近穿戴者的脚弓内侧，所述脚竖板下端和所述脚踏板上端通过所述踝收展轴旋转联接，所述脚竖板上端和所述小腿模块下段通过所述踝跖屈轴旋转联接；所述踝外展轴和所述踝跖屈轴设置在穿戴者足部内侧。

进一步的，所述大腿模块和/或小腿模块均包括上段与下段，所述上段设有若干用于长度调节的弹扣孔，所述下段设有弹扣，并在所述弹扣卡入所述弹扣孔时，所述上段和所述下段形成稳固联接；或者，所述下段设有若干用于长度调节的弹扣孔，所述上段设有弹扣，并在所述弹扣卡入所述弹扣孔时，所述上段和所述下段形成稳固联接。

进一步的，所述悬挂吊带包括：吊带上段和吊带下段，所述吊带上段和所述吊带下段通过吊带插扣联接。

进一步的，所述悬挂吊带上设有长度调节环扣，以调节所述悬挂吊带的长短。

本发明的有益效果：

1、可以通过松开悬挂吊带独立使用腰背框架与下肢支撑框架，也可通过系紧悬挂吊带将腰背框架与下肢支撑框架结合使用；其中，独立使用适合背负负载不大的场合，结合使用适合背负较大负载的场合。

2、腰背框架及下肢支撑框架均为独立穿戴和脱卸，穿脱简便快捷，收纳携带均十分方便，易于使用。

3、腰背框架及下肢支撑框架的贴身性以及灵活性均非常好，可以支持穿戴者高速奔跑及灵活运动的需求。

4、腰背框架及其载荷重量转移比例可以通过拉紧或放松悬挂吊带调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例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为实施例1的下肢支撑框架可分离的负重转移装置的侧视示意图；

图2为实施例1的下肢支撑框架可分离的负重转移装置的正视示意图；

图3为实施例1的腰背框架的侧视示意图；

图4为实施例1的下肢支撑框架的侧视示意图；

图5为实施例2的下肢支撑框架可分离的负重转移装置的侧视示意图；

图6为实施例3的下肢支撑框架可分离的负重转移装置的侧视示意图；

图7为实施例4的下肢支撑框架可分离的负重转移装置的侧视示意图；

图8为实施例5的下肢支撑框架可分离的负重转移装置的侧视示意图；

图9为实施例5的下肢支撑框架可分离的负重转移装置的正视示意图；

图10为膝关节轴的结构示意图；

图11为大腿模块或小腿模块的结构示意图。

附图标记说明如下：

1、腰背框架；11、腰背主框；111、腰杆；112、背架；1121、背架托盘；12、髋屈伸轴；13、大腿摆杆；131、第二悬挂固定点；132、摆杆末端；14、摆杆带；15、动力模块；151、动力基座；152、旋转输出端；16、腰带；17、肩带；18、髋外展轴；19、悬挂吊带；191、吊带插扣；192、吊带上段；193、吊带下段；

2、下肢支撑框架；21、大腿模块；211、大腿上段；2111、弹扣孔；212、大腿下段；2121、弹扣；213、第一悬挂固定点；214、大腿绑带；22、膝关节轴；221、第一转轴；222、第二转轴；223、膝关节板；224、上齿轮；225、下齿轮；226、护膝绑带；23、小腿模块；231、小腿末端；232、小腿中段；233、小腿绑带；234、小腿顶端；24、踝跖屈轴；25、足部模块；251、脚踏板；252、脚竖板；253、踝收展轴；254、足部绑带；

3、负载。

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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1-4，实施例1提供了一种下肢支撑框架可分离的负重转移装置，包括：腰背框架1、下肢支撑框架2以及悬挂吊带19；下肢支撑框架2设置在穿戴者的腿部及足部，下肢支撑框架2顶端延伸至穿戴者大腿上方，下肢支撑框架2顶端设有第一悬挂固定点213；腰背框架1设置在穿戴者的背部及腰部，腰背框架1下端向下延伸至下肢支撑框架2顶端之下，腰背框架1下端设有第二悬挂固定点131；第二悬挂固定点131位于第一悬挂固定点213的下方，第一悬挂固定点213和第二悬挂固定点131通过悬挂吊带19传动联接。

实施例1的悬挂吊带19能够将腰背框架1及其承载负载3的重量转移至下肢支撑框架2上，再通过下肢支撑框架2将腰背框架1及其承载负载3的重量转移至地面，且能够满足穿戴者背负负载3运动的灵活性，能够满足人体运动时扭腰、弯腰、侧跨等灵活动作的需求。

下面对腰背框架1进行具体说明：

腰背框架1包括：腰背主框11、大腿摆杆13、摆杆带14、腰带16以及肩带17，腰背主框11分别通过腰带16以及肩带17与穿戴者的腰部和肩部固定，腰背主框11与大腿摆杆13上端旋转联接，大腿摆杆下端132通过摆杆带14与穿戴者大腿固定，第二悬挂固定点131设置在大腿摆杆13上。

其中，摆杆带14设置的效果如下：当悬挂吊带19张紧时，会在矢状面及冠状面同时向大腿摆杆13施加附加转矩，使得大腿摆杆13有前后摆动或外展内收的趋势，摆杆带14将大腿摆杆13的末端固定在穿戴者大腿上，且大腿摆杆13为刚性结构，从而可以承载前后摆动及外展内收的附加扭矩，能够保证悬挂吊带19张紧传递重力时的稳定性。

进一步的，腰背框架1还包括：垂直于冠状面设置的髋外展轴18，腰背主框11与大腿摆杆上端通过髋外展轴旋转联接，通过髋外展轴18，穿戴者可以在穿戴腰背框架1的情况下实现下肢的灵活外展与内收，运动灵活性不受限制。

在实施例2中，请参阅图5，腰背框架1还包括：垂直于矢状面设置的髋屈伸轴12，腰背主框11与大腿摆杆上端通过髋屈伸轴12旋转联接，髋屈伸轴12使得大腿摆杆13跟随穿戴者大腿自由摆动，如图5所示的未安装助力装置的负重转移装置适合野外长时间工作、中轻型负载的情形。

其中，腰背主框11包括：腰杆111，实施例1的腰杆111从穿戴者后腰向两侧延伸至穿戴者两侧髋关节附近，腰杆111与大腿摆杆13旋转联接；

在实施例3中，如图6所示，腰杆111也可从穿戴者两侧髋部直接上延至穿戴者腰部或肋下，腰杆111上端通过腰带16与穿戴者的腰部固定，和/或，腰杆111上端通过肩带17与穿戴者的躯干固定，腰杆111下端与大腿摆杆13旋转联接；此类腰杆111设计适用于腰背框架1的负载承载方式为环腰或环腰躯干承载负载3的情形，负载3直接通过肩带17或腰带16挂在腰杆111上，其重量通过腰杆111转移至大腿摆杆13，再通过悬挂吊带19将重量转移至下肢支撑框架2上，最终转移至地面，从而可以减轻穿戴者腰和/或躯干承载负载3的负担。

在实施例4中，如图7所示，腰杆111上端延伸至穿戴者背部及肩部上方，腰杆111下端与大腿摆杆13旋转联接，此类腰杆111适用于穿戴者背负背包或穿着很重的特种工作服(如铅衣、防爆服等)的情形，背包或特种工作服的重量可以通过腰杆111、大腿摆杆13、悬挂吊带19以及下肢支撑框架2逐步转移至地面，减轻穿戴者的负担。

进一步的，腰背主框11还包括：背架112，背架112设置于穿戴者背部，背架112下端通过腰带16与穿戴者的腰部固联，背架112上端通过肩带17与穿戴者的肩部固联，背架112上设有背架托盘1121，背架托盘1121上可以承载负载3，负载3的重量通过背架112传递至背架112下端所固联的腰带16上，再传递给与固联的腰杆111，最后传递至悬挂吊带19，再转移至地面，或者，背架112与腰杆111传动联接，负载3的重量通过背架112传递至与腰杆111上，最后传递至悬挂吊带19，再转移至地面，从而减轻穿戴者肩部、脊柱以及下肢的负担。

进一步的，腰背框架1还包括：动力模块15，动力模块15一端与腰背主框11固联，动力模块15另一端与大腿摆杆13固联。

具体的，动力模块15包括：动力基座151和旋转输出端152，动力基座151与旋转输出端152传动联接，动力基座151与腰背主框11固联，旋转输出端152与大腿摆杆13固联，旋转输出端152可以相对于动力基座151转动，从而带动大腿摆杆13相对于腰杆111转动；动力模块15平行于矢状面方向设置，其旋转输出端152可以在动力驱动下带动大腿摆杆13垂直于矢状面前后转动，进而在穿戴者行走时同步带动其大腿前后摆动，可以帮助穿戴者迈步或蹬腿，使得穿戴者行走更轻松省力。

下面对下肢支撑框架2进行具体说明：

下肢支撑框架2包括：大腿模块21、平行矢状面设置的膝关节轴22、小腿模块23、踝跖屈轴24及足部模块25，其中，大腿模块21、平行矢状面设置的膝关节轴22、小腿模块23、踝跖屈轴24及足部模块25依次设置于穿戴者大腿、膝关节、小腿、脚踝以及足部附近，大腿模块21与小腿模块上段(即小腿顶端234)通过膝关节轴22旋转联接，小腿模块下段(即小腿末端231)与足部模块25通过踝跖屈轴24旋转联接，第一悬挂固定点213设置在大腿模块上段(即大腿上段211)，其中，膝关节轴22平行矢状面竖直设置，能够使得大腿模块21与小腿模块23相对旋转平面与穿戴者行走下肢平面一致。

其中，大腿模块21与膝关节轴22设置在穿戴者腿部的外侧，大腿模块下段(即大腿下段212)与膝关节轴22上端传动联接，小腿顶端234绕经穿戴者小腿前侧后转至膝关节外侧附近与膝关节轴22下端传动联接，小腿模块中段(即小腿中段232)贴合设置于穿戴者小腿前侧，小腿末端231设置在穿戴者脚踝至胫骨内侧附近。

具体的，如图1所示，大腿上段211为弧形薄板结构，贴合于穿戴者大腿外侧设置；大腿下段212为管状或杆状结构，与膝关节轴22上端固联；小腿末端231为管状或杆状结构，位于穿戴者脚踝至胫骨内侧附近，小腿末端231与踝跖屈轴24上端传动联接；小腿中段232为弧形薄板结构，贴合设置于穿戴者小腿前侧；小腿顶端234绕经穿戴者小腿转至膝关节外侧，与膝关节轴22下端固联，使得大腿模块21与小腿模块23基于膝关节轴22可以相对转动。

在实施例5中，大腿模块21、膝关节轴22以及小腿模块23可设置在穿戴者腿部的内侧，大腿上段211从穿戴者大腿内侧向大腿前后侧延伸形成延伸悬臂，第一悬挂固定点213设置在延伸悬臂上。

具体的，如图8和图9所示，小腿顶端234、膝关节轴22、大腿下段212、大腿上段211均设置在穿戴者大腿内侧，大腿上段211呈弧形薄板结构，其从穿戴者大腿内侧向大腿前后侧延伸形成延伸悬臂，第一悬挂固定点213设置在大腿上段211的延伸悬臂上；大腿摆杆13的中下部设置有第二悬挂固定点131，位于第一悬挂固定点213之下。

进一步的，第一悬挂固定点213可设置在前延伸悬臂上，也可设置在后延伸悬臂上，也可同时设置在前延伸悬臂和后延伸悬臂上，其中，第一悬挂固定点213同时设置在前延伸悬臂和后延伸悬臂上为实现稳定悬挂腰背框架1使得下肢支撑框架2可以均衡承载腰背框架1及负载3。

需要说明的是，大腿模块21、膝关节轴22以及小腿模块23设置在穿戴者腿部的内侧相比大腿模块21与膝关节轴22设置在穿戴者腿部的外侧的优点如下：结构更加简单、承载更平衡、承载能力更强，穿戴也更方便，也更贴身，重量更轻。

下面对膝关节轴22进行具体说明：

请参阅图10，膝关节轴22包括：膝关节板223、第一转轴221、第二转轴222、上齿轮224及下齿轮225，第一转轴221和第二转轴222垂直设置于膝关节板223上，上齿轮224与大腿下段212固联，上齿轮224的中心通过第一转轴221与膝关节板223旋转联接，下齿轮225与小腿顶端234固联，下齿轮225的中心通过第二转轴222与膝关节板223旋转联接，上齿轮224与下齿轮225相互啮合。

膝关节轴22采用双齿轮啮合的双轴结构，可以在膝关节稳定传递负载3承重的同时，使得大腿模块21与小腿模块23相对旋转时，其旋转瞬心与人体膝关节的旋转瞬心较好地吻合，从而使得下肢支撑框架2能够更好地贴合穿戴者下肢，传力更加稳定、体验好。

接下来对足部模块25进行说明：

请参阅图1和图2，足部模块25包括：脚踏板251、脚竖板252以及垂直于冠状面设置的踝收展轴253，脚踏板251设置在穿戴者脚底，脚竖板252竖直设置，贴近穿戴者的脚弓内侧，脚竖板252下端和脚踏板251上端通过踝收展轴253旋转联接，脚竖板252上端和小腿末端231通过踝跖屈轴24旋转联接，其中，踝收展轴253可以匹配人体脚踝内收外展的运动自由度，踝跖屈轴24可以匹配人体脚踝跖屈背屈的运动自由度。

现有人体负重转移支架技术中，足部支撑机构多采用外侧或中间支撑的方式，还有一些足部支撑采用脚跟后侧中间支撑的方式来实现，但一般采用多个轴配合满足人体脚踝灵活的运动需求，脚部支撑结构显得笨重、不贴脚，影响快速行走或奔跑的体验，实施例1的踝外展轴253和踝跖屈轴24设置在穿戴者足部内侧，此类设计有利于穿戴者使用下肢支撑框架2承载负荷时更容易转移重心，实现平衡，从而提升实施例1的负重转移装置在承载负荷情况下的灵活性机动性。

请参阅图1和图9，其中，下肢支撑框架2还包括：大腿绑带214、护膝绑带226、小腿绑带233以及足部绑带254，下肢支撑框架2通过大腿绑带214、护膝绑带226、小腿绑带233以及足部绑带254分别与穿戴者的大腿、膝关节、小腿以及足部固定。

具体的，大腿上段211通过大腿绑带214与穿戴者大腿上端固定，小腿顶端234以及大腿下段212通过护膝绑带226与穿戴者膝关节固定，小腿中段232通过小腿绑带233与穿戴者小腿固定，脚踏板251和脚竖板252通过足部绑带254与穿戴者的足部紧密固定。

绑带的设置效果如下：当悬挂吊带19张紧时，也会同时在矢状面及冠状面向大腿模块21施加附加转矩，大腿绑带214、护膝绑带226、小腿绑带233可以将刚性的大腿模块21、膝关节轴22以及小腿模块23与穿戴者下肢紧密固定，从而能够保证在悬挂吊带19张紧时下肢支撑框架2传递重力的稳定性，其中，护膝绑带226能够使得下肢支撑架构2的整体刚性更佳，同时，护膝绑带226还可以实现护膝功能。

请参阅图11，为适应不同穿戴者的大腿长度，大腿上段211与大腿下段212分开设置，大腿上段211设有若干用于长度调节的弹扣孔2111，大腿模块下段设有弹扣2121，并在弹扣2121卡入弹扣孔2111时，大腿上段211和大腿下段212形成稳固联接；或者，大腿下段212设有若干用于长度调节的弹扣孔2111，大腿上段211设有弹扣2121，并在弹扣2121卡入弹扣孔2111时，大腿上段211和大腿下段212形成稳固联接。

为适应不同穿戴者的小腿长度，小腿顶端234与小腿末端231分开设置，小腿顶端234设有若干用于长度调节的弹扣孔2111，小腿末端231设有弹扣2121，并在弹扣2121卡入弹扣孔2111时，小腿顶端234和小腿末端231形成稳固联接；或者，小腿末端231设有若干用于长度调节的弹扣孔2111，小腿顶端234设有弹扣2121，并在弹扣2121卡入弹扣孔2111时，小腿顶端234和小腿末端231形成稳固联接。

为减小悬挂吊带19张紧时附加转矩的干扰，悬挂吊带19、第一悬挂固定点213及第二悬挂固定点131尽量贴近穿戴者腿部。

为便于穿戴者穿戴及脱卸负重转移装置，悬挂吊带19设置为吊带上段192和吊带下段193，吊带上段192和吊带下段193通过吊带插扣191联接，穿戴负重转移装置时可以先穿戴下肢支撑框架2，再穿戴腰背框架1，然后通过插上吊带插扣191联接吊带上段192和吊带下段193，以实现负载3重力的传递。

为匹配负重转移装置的穿戴误差，悬挂吊带19还带有长度调节环扣，穿戴者通过拉紧或松开长度调节环扣调节悬挂吊带19的长短，从而可以匹配穿戴者的尺寸，达到调节负载重力转移比例的目的；长度调节环扣可以采用日常生活中常用的目字扣、口子扣、卡扣等形式，为防止滑动，还可以用魔术贴粘紧保证牢靠度。

负重转移装置的负重转移方式为：当负载3向下压腰背框架1时，大腿摆杆13会向下滑动，第二悬挂固定点131会向下拉悬挂吊带19，悬挂吊带19张紧，进而向下拉第一悬挂固定点213，第一悬挂固定点213将向下的拉力转移至刚性的大腿模块21上，接着大腿模块21上的负荷会沿着大腿模块21传递至膝关节轴22，再传递至小腿模块23的上端，然后由小腿模块23转移至穿戴者脚踝内侧，直至通过足部模块25转移至地面。

需要说明的是，腰背框架1及下肢支撑框架2既可以融合成为一个装置为穿戴者提供助力，也可以拆分成为两个独立装置配合穿戴者提供助力：

1、当腰背框架1独立使用时，腰背框架1髋部带有动力，其跟随穿戴者下肢摆动的节奏适时地给出伸髋力矩和曲髋力矩，帮助穿戴者减轻行走时下肢肌肉负担，降低体能消耗；同时，其带有的背架112可以将背部负载3的重量转移至穿戴者盆骨，减轻穿戴者肩部及脊柱的负担。本情形适合背负轻型负载情况下使用。

2、当下肢支撑框架2独立使用时，大腿模块21或小腿模块23上可以挂载负载3，负载3可以通过下肢支撑框架2的刚性结构转移至地面，降低穿戴者下肢负担。

3、当腰背框架1和下肢支撑框架2结合使用时，穿戴者背负的负载3的大部分重量可以通过腰背框架1和下肢支撑框架2转移至地面；同时，腰背框架1中动力模块15还可以跟随穿戴者下肢摆动的节奏适时地给出伸髋助力力矩和曲髋助力力矩，帮助穿戴者减轻行走时下肢肌肉负担，平衡下肢支撑框架2的自重，降低穿戴者行走体能消耗。

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。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的。

包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (15)

1.一种下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，包括：

腰背框架、下肢支撑框架以及悬挂吊带；

所述下肢支撑框架设置在穿戴者的腿部及足部，所述下肢支撑框架顶端延伸至穿戴者大腿上方，所述下肢支撑框架顶端设有第一悬挂固定点；

所述腰背框架设置在穿戴者的背部及腰部，所述腰背框架下端向下延伸至所述下肢支撑框架顶端之下，所述腰背框架下端设有第二悬挂固定点；

所述第二悬挂固定点位于所述第一悬挂固定点的下方，所述第一悬挂固定点和第二悬挂固定点通过所述悬挂吊带传动联接。

2.根据权利要求1所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述腰背框架包括：腰背主框、大腿摆杆、摆杆带、腰带以及肩带，所述腰背主框分别通过所述腰带以及肩带与穿戴者的腰部和肩部固定，所述腰背主框与所述大腿摆杆上端旋转联接，所述大腿摆杆下端通过所述摆杆带与穿戴者大腿固定，所述第二悬挂固定点设置在所述大腿摆杆上。

3.根据权利要求2所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述腰背框架还包括：垂直于冠状面设置的髋外展轴，所述腰背主框与所述大腿摆杆上端通过所述髋外展轴旋转联接。

4.根据权利要求2所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述腰背框架还包括：垂直于矢状面设置的髋屈伸轴，所述腰背主框与所述大腿摆杆上端通过所述髋屈伸轴旋转联接。

5.根据权利要求2所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述腰背主框包括：腰杆，所述腰杆采用以下方案的任一种：

所述腰杆从穿戴者后腰向两侧延伸至穿戴者两侧髋关节附近，所述腰杆与所述大腿摆杆旋转联接；

所述腰杆从穿戴者两侧髋部直接上延至穿戴者腰部或肋下，所述腰杆上端通过所述腰带与穿戴者的腰部固定，和/或，所述腰杆上端通过所述肩带与穿戴者的躯干固定，所述腰杆下端与所述大腿摆杆旋转联接；

所述腰杆上端延伸至穿戴者背部及肩部上方，所述腰杆下端与所述大腿摆杆旋转联接。

6.根据权利要求2所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述腰背主框还包括：背架，所述背架设置于穿戴者背部，所述背架下端通过所述腰带与穿戴者的腰部固联，所述背架上端通过所述肩带与穿戴者的肩部固联，所述背架上设有背架托盘。

7.根据权利要求2所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述腰背框架还包括：动力模块，所述动力模块包括：动力基座和旋转输出端，所述动力基座与所述旋转输出端传动联接，所述动力基座与所述腰背主框固联，所述旋转输出端与所述大腿摆杆固联。

8.根据权利要求1所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述下肢支撑框架包括：大腿模块、平行矢状面设置的膝关节轴、小腿模块、踝跖屈轴及足部模块，所述大腿模块、平行矢状面设置的膝关节轴、小腿模块、踝跖屈轴及足部模块依次设置于穿戴者大腿、膝关节、小腿、脚踝以及足部附近，所述大腿模块与所述小腿模块上段通过所述膝关节轴旋转联接，所述小腿模块下段与所述足部模块通过所述踝跖屈轴旋转联接，所述第一悬挂固定点设置在所述大腿模块上段。

9.根据权利要求8所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述大腿模块与所述膝关节轴设置在穿戴者腿部的外侧，所述大腿模块下段与所述膝关节轴上端传动联接，所述小腿模块上段绕经穿戴者小腿前侧后转至膝关节外侧附近与所述膝关节轴下端传动联接，所述小腿模块中段贴合设置于穿戴者小腿前侧，所述小腿模块下段设置在穿戴者脚踝至胫骨内侧附近。

10.根据权利要求8所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述大腿模块、所述膝关节轴以及所述小腿模块设置在穿戴者腿部的内侧，所述大腿模块上段从穿戴者大腿内侧向大腿前后侧延伸形成延伸悬臂，所述第一悬挂固定点设置在所述延伸悬臂上。

11.根据权利要求8所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述膝关节轴包括：膝关节板、第一转轴、第二转轴、上齿轮及下齿轮，所述第一转轴和第二转轴垂直设置于所述膝关节板上，所述上齿轮与所述大腿模块下段固联，所述上齿轮的中心通过所述第一转轴与所述膝关节板旋转联接，所述下齿轮与所述小腿模块上段固联，所述下齿轮的中心通过所述第二转轴与所述膝关节板旋转联接，所述上齿轮与所述下齿轮相互啮合。

12.根据权利要求8所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述足部模块包括：脚踏板、脚竖板以及垂直于冠状面设置的踝收展轴，所述脚踏板设置在穿戴者脚底，所述脚竖板竖直设置，贴近穿戴者的脚弓内侧，所述脚竖板下端和所述脚踏板上端通过所述踝收展轴旋转联接，所述脚竖板上端和所述小腿模块下段通过所述踝跖屈轴旋转联接；所述踝外展轴和所述踝跖屈轴设置在穿戴者足部内侧。

13.根据权利要求8所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述大腿模块和/或小腿模块均包括上段与下段，所述上段设有若干用于长度调节的弹扣孔，所述下段设有弹扣，并在所述弹扣卡入所述弹扣孔时，所述上段和所述下段形成稳固联接；或者，所述下段设有若干用于长度调节的弹扣孔，所述上段设有弹扣，并在所述弹扣卡入所述弹扣孔时，所述上段和所述下段形成稳固联接。

14.根据权利要求1所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述悬挂吊带包括：吊带上段和吊带下段，所述吊带上段和所述吊带下段通过吊带插扣联接。

15.根据权利要求14所述的下肢支撑框架可分离的负重转移装置，其特征在于，所述悬挂吊带上设有长度调节环扣，以调节所述悬挂吊带的长短。