[实用新型]无源下肢型外骨骼

说明书

本实用新型涉及一种无源下肢型外骨骼，包括：背部单元，背部单元包括背部托板，背部托板用于装载重物；腰部单元，腰部单元与背部单元活动连接；髋关节和大腿单元，腰部单元通过髋关节与大腿单元活动连接；膝关节和小腿单元，大腿单元通过膝关节与小腿单元活动连接；蓄能支撑机构，蓄能支撑机构设置于大腿单元内并与小腿单元连接，且在大腿单元相对小腿单元发生弯曲时，蓄能支撑机构进行蓄能，在大腿单元与小腿单元恢复直立位姿时，蓄能支撑机构自动释放支撑力；以及踝关节和脚部单元，小腿单元通过踝关节与脚部单元活动连接。蓄能支撑机构会自动释放支撑力，实现为人体膝关节提供助力，协助穿戴者进行负重劳动时可以更加舒适和安全且高效。

技术领域

本实用新型涉及外骨骼装备技术领域，特别是涉及一种无源下肢型外骨骼。

背景技术

随着现代化战争发展，武器装备不断改善，士兵背负重量呈越来越重的趋势，直接影响了士兵的战斗力和健康状况。近年来，应用于体能增强的外骨骼作为具有强大功能的可穿戴机械设备，越来越受到国内外众多学者和科研人员的重视，成为新的研究热点，并开始逐步运用到军工领域。外骨骼这一名词来源于生物学中昆虫和壳类动物的坚硬外壳，外骨骼主要为昆虫和壳类动物提供了防护和支撑功能。人体机械外骨骼系统是一种穿戴在操作者身体外部的，在为操作者提供了诸如保护、身体支撑等功能的基础上，为穿戴者提供了额外的动力或能力，增强了人体机能，能够在操作者的控制下完成一定的功能和任务。

无源下肢型外骨骼是一种人体负重助力装置，为穿戴者设计一套体外支架，通过将外挂物重量传导到地面的同时，放大穿戴者的肢体动感，做到既增强士兵作业能力，又保持其行动灵活性的，无源下肢型外骨骼可以在不限制运动灵活度的前提下，增强士兵负重能力，减小士兵疲劳程度，降低受伤几率，提高战斗力，有效解决城市复杂地形环境、高原山地缺氧环境的士兵体能问题。无源下肢型外骨骼要实现为人体助力，在支撑相需要体现出“刚性”对人体进行负载支撑，在摆动相负载不干扰人体的正常行走，达到人机交互力最小，两者既有明显不同的功能需求又有着“同一机械结构”这一本质联系。

然而，现有的无源下肢型外骨骼装置的结构设计不够合理，重力向地面传递的路径交错复杂，无法实现重力向地面有效传导，致使穿戴者负重仍然较高，舒适性和安全性较差。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种无源下肢型外骨骼，旨在解决现有技术重力无法有效传递至地面，造成穿戴者负重较高，影响舒适性和安全性的问题。

本申请提供一种无源下肢型外骨骼，所述无源下肢型外骨骼包括：

背部单元，所述背部单元包括背部托板，所述背部托板用于装载重物；

腰部单元，所述腰部单元与所述背部单元活动连接；

髋关节和大腿单元，所述腰部单元通过所述髋关节与所述大腿单元活动连接；

膝关节和小腿单元，所述大腿单元通过所述膝关节与所述小腿单元活动连接；

蓄能支撑机构，所述蓄能支撑机构设置于所述大腿单元内并与所述小腿单元连接，且在所述大腿单元相对所述小腿单元发生弯曲时，所述蓄能支撑机构进行蓄能，在所述大腿单元与所述小腿单元恢复直立位姿时，所述蓄能支撑机构自动释放支撑力；以及

踝关节和脚部单元，所述小腿单元通过所述踝关节与所述脚部单元活动连接。