一种机械外骨骼的制作方法

1.本公开涉及机械外骨骼领域，特别是涉及一种机械外骨骼。


背景技术：

2.机械外骨骼或称动力外骨骼(powered exoskeleton)，是一种由金属、碳纤维等框架构成并且可让人穿上的机器装置，这个装备可以提供额外能量来供四肢运动。别称：强化服、动力服(power suit)、动力装甲(power armor或powered armor)、exoframe、hardsuit或exosuit等。
3.在穿戴机械外骨骼时，需要调整机械外骨骼的胯宽和腰背厚度，目前，机械外骨骼调整其胯宽和腰背厚度的操作过程较为复杂。


技术实现要素：

4.本公开实施例旨在提供一种机械外骨骼，以解决现有技术中调整机械外骨骼的胯宽和腰背厚度的操作过程较为复杂的技术问题。
5.本公开实施例解决其技术问题采用以下技术方案：提供一种机械外骨骼，包括背架组件、两下肢组件及两髋部组件，各所述髋部组件包括：安装杆，连接于所述背架组件；滑动杆，所述滑动杆滑动连接于所述安装杆，所述两髋部组件的滑动杆分别连接于所述两下肢组件；及锁紧机构，用于将所述滑动杆锁紧于所述安装杆，所述锁紧机构在解锁时，所述滑动杆可相对于所述安装杆滑动，所述滑动杆的滑动方向与所述机械外骨骼的前向呈夹角a，夹角a为锐角。
6.在一些实施例中，所述安装杆和所述滑动杆的两者之一为外管，所述安装杆和所述滑动杆两者中的另一者为内杆；所述外管套设于所述内杆的外部。
7.在一些实施例中，所述安装杆包括第一安装杆段和第二安装杆段；所述第一安装杆段连接于所述背架组件，所述第二安装杆段连接于所述第一安装杆段，所述第二安装杆段滑动套设于所述滑动杆；所述第二安装杆段的长度方向平行于所述滑动杆的滑动方向。
8.在一些实施例中，所述滑动杆包括第一滑杆段和第二滑杆段；所述第一滑杆段的长度方向平行于所述安装杆的滑动方向，所述第二安装杆段套设于所述第一滑杆段的内部，所述两髋部组件的第二滑杆段分别连接于所述两下肢组件；所述第二滑杆段的长度方向平行于竖直平面。
9.在一些实施例中，所述滑动杆还包括第三滑杆段；所述第三滑杆段设置于所述第一滑杆段和所述第二滑杆段之间，所述第三滑杆段的长度方向与所述第一滑杆段的长度方向之间的夹角为钝角，所述第三滑杆段的长度方向与所述第二滑杆段的长度方向之间的夹角为钝角。
10.在一些实施例中，所述第一滑杆段的长度方向、所述第二滑杆段的长度方向及所述第三滑杆段的长度方向在同一平面上。
11.在一些实施例中，所述第一滑杆段的位置高于所述第二滑杆段的位置。
12.在一些实施例中，所述外管包括管主体和两固定片；所述两固定片设置于所述管主体内，所述内杆插入所述管主体内，并设置于所述两固定片之间。
13.在一些实施例中，所述内杆包括两第一平面部，各所述固定片包括第二平面部；所述两第一平面部分别与所述两固定片的第二平面部相接触，所述第一平面部、所述第二平面部平行于竖直平面。
14.在一些实施例中，所述锁紧机构活动设置于所述外管，在所述内杆上开设有两个以上的定位孔，所述两个以上的定位孔沿所述滑动杆的滑动方向排列，所述锁紧机构能够插入其中一所述定位孔内，所述锁紧机构可沿其插入方向远离所述内杆，直至退出所述其中一所述定位孔。
15.在一些实施例中，在所述内杆上开设有滑槽，所述滑槽的长度方向与所述滑动杆的长度方向相平行，所述滑槽具有朝向所述锁紧机构的槽壁，所述两个以上的定位孔开设于所述槽壁上，所述锁紧机构穿过所述滑槽，所述锁紧机构可沿其插入方向远离所述内杆，直至退出所述滑槽。
16.在一些实施例中，所述内杆还包括定位玻珠；在所述内杆上开设有两个以上的定位凹槽，所述两个以上的定位凹槽沿所述滑动杆的滑动方向排列，所述定位玻珠的球头能够伸入其中一所述定位凹槽内。
17.在一些实施例中，所述安装杆铰接于所述背架，各所述髋部组件可相对于所述背架组件转动，各所述髋部组件在相对于所述背架组件转动时所绕的转动轴线平行于所述机械外骨骼的前向。
18.在一些实施例中，夹角a的取值范围为55～65
°
。
19.与现有技术相比较，在本公开实施例提供的机械外骨骼中，通过将滑动杆的滑动方向设置为与机械外骨骼的前向呈夹角a，夹角a为锐角，需要增大机械外骨骼的胯宽及腰背的厚度时，锁紧机构解锁，滑动杆相对于安装杆朝远离安装杆的方向滑动距离x，期间，滑动杆朝前移动x
·
cosa，与此同时，滑动杆朝远离人体胯部的方向移动x
·
cos(90
°‑
a)，锁紧机构将滑动杆锁紧于安装杆。需要减小机械外骨骼的胯宽及腰背的厚度时，滑动杆相对于安装杆朝靠近安装杆的方向滑动距离x，滑动杆朝后移动x
·
cosa，并且滑动杆朝远离人体胯部的方向移动x
·
cos(90
°‑
a)。从而实现在调整机械外骨骼的胯宽的同时，同步调整机械外骨骼的腰背的厚度，不需要分别调整机械外骨骼的胯宽及腰背厚度，操作过程较为方便。
附图说明
20.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
21.图1是目前的一种机械外骨骼的使用状态图；
22.图2是本公开其中一实施例提供的一种机械外骨骼的结构示意图；
23.图3至图5是图2所示的机械外骨骼的使用状态图；
24.图6是图2所示的机械外骨骼的部分结构的结构示意图；
25.图7是图6所示的a-a处的剖面示意图；
26.图8是图6所示的b-b处的剖面示意图；
27.图9是图8所示的i处的局部放大图；
28.图10是图9所示的c-c处的剖面示意图。
具体实施方式
29.为了便于理解本公开，下面结合附图和具体实施例，对本公开进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“上端”、“下端”、“顶部”以及“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，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公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本公开。
31.请参阅图1，不同身材的人体，其胯宽尺寸是不同的，同时不同体型的人体腰背的厚度也是不同的。因此，在目前的机械外骨骼中，通常配置有两组调节机构，一组调节机构用于调节机械外骨骼的胯宽，另一组调节机构用于调节机械外骨骼的腰背厚度。在调整机械外骨骼的胯宽及腰背厚度时，需要分别操作两组调节机构，操作过程较为繁琐。
32.一般来说，人体的胯宽越大，人体的腰背厚度也越大。基于此，请参阅图2至5，本公开其中一实施例提供一种机械外骨骼100，机械外骨骼100在调整其胯宽的同时，能够同步调节腰背的厚度，以适应不同体型的人体。
33.机械外骨骼100包括背架组件10、两下肢组件20及两髋部组件30。两髋部组件30皆连接于背架组件10，两下肢组件20分别连接于两髋部组件30。
34.背架组件10包括背架12、托板14及两背带。背带和托板14分别设置于背架12的两相对侧。
35.背架12大致呈板状或者扁平的框架状结构，可以具有轻微的弧度，以贴合人体的肩背部。背架12包括朝向相反的前表面和后表面。背架整体12镂空，利于降低背架12的重量，以减轻穿戴者的负担。
36.两背带皆设置于背架12的前表面，两背带共同用于将背架12固定于人体的肩背部。人体在穿戴机械外骨骼100时，背架12的前表面朝向人体的肩背部，背架12的后表面背向人体的肩背部。在背架12的前表面上可以覆盖有软垫，利于提高穿戴的舒适性。
37.两背带的上端皆连接于背架12的顶部，两背带的下端分别连接于两髋部组件30。
38.在一些实施例中，背架组件10还可以包括胸带。胸带连接于两背带之间，胸带能够提供固定作用，可以将背架12更好的固定在人体的肩背部，提供有效支撑。
39.在一些实施例中，背架组件10还可以包括腰带。腰带设置于背架12的前表面，并靠近背架12的下端，腰带用于将背架12的下部固定于人体的腰背部。
40.托板14设置于背架12的后表面。托板14基本上垂直于背架12，托板14用于承托负重。
41.在一些实施例中，托板14铰接于背架12，托板14在相对于背架12转动时所绕的转
动轴线基本上平行于背架12的下边缘。托板14在不承托负重时，可朝上转动至与背架12的后表面相贴合，利于收纳，美观，并且不容易被意外碰撞。
42.背架组件10还包括两固定轴16。两固定轴16皆凸设于背架12的后表面，并且皆靠近背架12的下端，各固定轴16的中心线基本上垂直于背架12，两固定轴16分别靠近背架12的两竖边，两固定轴16分别用于连接两髋部组件30。
43.各下肢组件20包括大腿支架22、小腿支架24及脚部支架26。大腿支架22用于固定于人体的大腿，两下肢组件20的大腿支架22分别转动连接两髋部组件30，与人体的髋关节相对应，小腿支架24用于固定于人体的小腿，小腿支架24转动连接大腿支架22，与人体的膝关节相对应，脚部支架26用于固定于人体的脚部，脚部支架26转动连接小腿支架24，与人体的脚踝关节相对应。
44.大腿支架22可以包括大腿护板和大腿绑缚。大腿护板具有与人体的大腿相适配的弧度，用于与人体的大腿的表面相贴合，大腿绑缚用于将大腿护板固定于人体的大腿。小腿支架24可以包括小腿护板和小腿绑缚。小腿护板具有与人体的小腿相适配的弧度，用于与人体的小腿的表面相贴合，小腿绑缚用于将小腿护板固定于人体的小腿。
45.请参阅图6至图10，各髋部组件30包括安装杆32、滑动杆34及锁紧机构36。安装杆32连接背架组件10，滑动杆34滑动连接安装杆32，两下肢组件20分别连接两髋部组件30的滑动杆34。锁紧机构36将滑动杆34锁紧于安装杆32，以使滑动杆34与安装杆32保持固定，在锁紧机构36解锁时，滑动杆34可相对于安装杆32滑动。滑动杆34的滑动方向s与机械外骨骼100的前向f呈夹角a，夹角a为锐角。
46.为适不同个体的体型，达到更好的穿戴效果，夹角a的取值范围可以限定为55
°‑
65
°
。其中，通过分析不同体型人体胯宽款和腰背厚度数据，得出a的最优值接近59
°
。
47.需要说明，所谓机械外骨骼100的前向f，即在人体正常穿戴机械外骨骼100并处于站立状态时背架12的前表面所朝向的方向。
48.人体在穿戴机械外骨骼100时，安装杆32从人体的腰背部处延伸至人体的胯部处，滑动杆34位于人体的胯部处。通过将滑动杆34的滑动方向s设置为与机械外骨骼100的前向f呈夹角a，需要增大机械外骨骼100的胯宽及腰背的厚度时，锁紧机构36解锁，滑动杆34相对于安装杆32朝远离安装杆32的方向滑动距离x，期间，滑动杆34朝前移动x
·
cos a，与此同时，滑动杆34朝远离人体胯部的方向移动x
·
cos(90
°‑
a)，锁紧机构36将滑动杆34锁紧于安装杆。需要减小机械外骨骼100的胯宽及腰背的厚度时，滑动杆34相对于安装杆32朝靠近安装杆32的方向滑动距离x，滑动杆34朝后移动x
·
cos a，并且滑动杆34朝远离人体胯部的方向移动x
·
cos(90
°‑
a)。从而实现在调整机械外骨骼100的胯宽的同时，同步调整机械外骨骼100的腰背的厚度。
49.滑动杆34为管件，安装杆32套设于滑动杆34的内部，滑动杆34的内壁能够引导安装杆32滑动，从而实现滑动杆34与安装杆32的滑动连接。
50.可以理解，安装杆32与滑动杆34的滑动连接的方式并不局限于安装杆32套设于滑动杆34的内部，根据实际需要，也可以在安装杆32上设置滑轨，滑轨的长度方向与安装杆32的长度方向一致，在滑动杆34上设置与滑轨相配合的滑块，滑块和滑轨相配合也能够实现滑动杆34与安装杆32的滑动连接。
51.可以理解，根据实际需要，也可以将安装杆32设置为管件，安装杆32套设于滑动杆
34的外部，安装杆32的内壁能够引导滑动杆34滑动，从而实现滑动杆34与安装杆32的滑动连接。综上，只要满足以下条件即可：
52.安装杆32和滑动杆34两者之一为外管，安装杆32和滑动杆34中的另一者为内杆，外管套设于内杆的外部。外管的内壁能够引导内杆滑动，从而实现外管和内杆的滑动连接。
53.锁紧机构36活动设置于外管，并插入内杆内，以实现锁紧机构36将滑动杆34锁紧于安装杆32。锁紧机构36可沿其插入方向远离内杆，以使锁紧机构36解锁。锁紧机构36在解锁后，可沿其插入方向靠近内杆，以插入内杆内。
54.可以理解，锁紧机构36将滑动杆34锁紧于安装杆32的方式并不局限于插入内杆内，根据实际需要，锁紧机构36也可以将内杆压紧于外管的内壁，从而将滑动杆34锁紧于安装杆32。需要解锁时，锁紧机构36远离内杆，以松开内杆，此时，锁紧机构36解锁。
55.安装杆32包括第一安装杆段320和第二安装杆段322。第一安装杆段320连接背架组件10，第二安装杆段322套设于滑动杆34。
56.需要说明，所谓第二安装杆322段套设于滑动杆34，当安装杆32为内杆，滑动杆34为外管时，第二安装杆段322套设于滑动杆34的内部，当安装杆32为外杆，滑动杆34为内杆时，第二安装杆段322套设于滑动杆34的外部。
57.第一安装杆段320的长度方向基本上垂直于机械外骨骼100的前向s。
58.在第一安装杆段320上开设有轴孔。两髋部组件上的轴孔的中心线分别与两固定轴的中心线相重合，两髋部组件上的轴孔分别与固定轴相配合，以实现第一安装杆段320分别与背架组件10的铰接。两髋部组件30可分别绕两固定轴16的中心线转动，以分别带动两下肢组件20一并转动，与人体的大腿的内、外摆的作用相匹配。
59.第二安装杆段322的长度方向平行于滑动杆34的滑动方向。
60.人体在穿戴机械外骨骼100时，第一安装杆段320位于人体的腰背部处，第二安装杆322段位于人体的胯部处。
61.内杆大致呈扁平的杆状结构，包括两第一外弧面部3210和两第一平面部3212。两第一弧面部3210的朝向相反。两第一平面部3212的朝向相反，皆设置于两第一外弧面部3210之间。第一平面部3212平行于竖直平面，该竖直平面平行于前向f。两第一平面部3212和两第一外弧面部3210共同用于与外管相贴合，以引导外管相对于内杆滑动。通过内杆的第一平面部与外管相贴合，能够引导外管相对于内杆滑动，阻止外管相对于内杆转动，另外，由于第一平面部3212平行于竖直平面，能够提高内杆的抗竖向弯矩的能力，内杆的承载性能较好，不容易被负重折弯。
62.可以理解，根据实际需要，第一平面部3212和第一外弧面部3210也可以各仅有一个。
63.两第一外弧面部3210之间的距离大于两第一平面部3212之间的距离，也即内杆的竖向尺寸大于水平向尺寸。这样设计可以在内杆的重量、体积不变的前提下，增加内杆的竖向尺寸，减小内杆的水平向尺寸，以提高内杆的竖向抗弯矩的能力。
64.在内杆上开设有两个以上的定位孔324，两个以上的定位孔324沿滑动杆34的滑动方向s排列，锁紧机构36沿其插入方向插入其中一定位孔324。锁紧机构36可沿其插入方向远离内杆，直至退出该定位孔324，从而使锁紧机构36解锁。
65.通过设置两个以上的定位孔324，锁紧机构36可分别插入不同的定位孔324，能够
形成档位调节的功能，利于保证两髋部组件30的滑动杆322的滑动程度一致。
66.需要调整机械外骨骼100的胯宽及腰背的厚度时，锁紧机构36退出当前定位孔324，滑动杆34相对于安装杆32滑动，直至锁紧机构36对准该定位孔324之前或之后的其他定位孔324，待锁紧机构36插入新的定位孔324即可。
67.在内杆上开设有滑槽326，滑槽326的长度方向与滑动杆34的滑动方向s相平行，锁紧机构36穿过滑槽326。在滑动杆34相对于安装杆32滑动时，锁紧机构36沿滑槽326移动，滑槽326具有引导作用，能够引导滑动杆34滑动。
68.滑槽326具有朝向锁紧机构36的槽壁。两个以上的定位孔324开设于槽壁。
69.在内杆上开设有两个以上的定位凹槽328。两个以上的定位凹槽328沿滑动杆34的滑动方向s排列，外杆的一部分伸入其中一定位凹槽328，外杆的该部位可弹性地伸缩。在滑动杆34相对于安装杆32滑动的过程中，外杆的该部位可伸入至其中一定位凹槽328内，滑动杆34可停留在当前位置，以提示使用者：锁紧机构36已经对准一定位孔324。使用者可直接将锁紧机构36插入该定位孔324内，不需要对准，较为方便。
70.定位凹槽328所在的面可以与定位孔324所在的面相背，根据实际需要，定位凹槽328所在的面也可以与定位孔324所在的面相邻，定位凹槽328还可以与定位孔324开设于同一面。
71.各定位凹槽328大致呈半球状。
72.滑动杆34包括第一滑杆段340、第二滑杆段342及第三滑杆段344。第三滑杆段344设置于第一滑杆段340和第二滑杆段342之间。第二安装杆段322套设于第一滑杆段340，两髋部组件30的第二滑杆段342分别连接两下肢组件20。
73.需要说明，所谓第二安装杆段322套设于第一滑杆段340，当安装杆32为内杆，滑动杆34为外管时，第二安装杆322套设于第一滑杆段340的内部，当安装杆32为外管，滑动杆34为内杆时，第二安装杆322套设于第一滑杆段340的外部。
74.第一滑杆段340的长度方向、第二滑杆段342的长度方向及第三滑杆段344的长度方向皆在同一平面上，其中，第一滑杆段340的长度方向和第三滑杆段344的长度方向的夹角为钝角，第二滑杆段342的长度方向和第三滑杆段344的长度方向的夹角为钝角。第二滑杆段342的长度方向基本上平行于竖直平面，该竖直平面平行于机械外骨骼100的前向s。在人体穿戴机械外骨骼100时，可以使得第一滑杆段340、第二滑杆段342及第三滑杆段344基本上贴合人体的髋部曲线，其中，第二滑杆段342基本上与人体的侧面平行。滑动杆34与人体的贴合程度更高，滑动杆34与人体的贴合程度越高，突出于人体的程度也就越低，对人体运动的影响也相对较小，穿戴的舒适性较好。此外，滑动杆34与人体的贴合程度越高，人体表面与滑动杆34接触面积越大，人体参与承载滑动杆34的部分越多，能够提高滑动杆34整体的承载性能，滑动杆对人体的所传递的力也更为均匀，更不容易使人体的局部疲劳。
75.第一滑杆段340的位置高于第二滑杆段342的位置，使得两髋部组件的30的滑动杆34大致呈八字形。
76.可以理解，根据实际需要，第三滑杆段342可以省略，例如，第一滑杆段340直接连接第二滑杆段342。
77.外管包括管主体341和两固定片343。两固定片343皆固定于管主体341内，内杆插入管主体341内，并设置于两固定片343之间。各固定片343可以通过螺丝固定于管主体341。
78.可以理解，根据实际需要，管主体341和两固定片343可以省略，作为替代，外管包括管件，该管件为一体式的管材，管件的内孔的截面大致为腰形或者跑道形，管件的内孔的孔壁形成两第二平面部3432。
79.在管主体341的管壁上开设有第一安装孔3410，第一安装孔3410用于安装锁紧机构36。
80.各固定片343包括第二外弧面部3430和第二平面部3432。第二外弧面部3430的朝向和第二平面部3432的朝向相反，第二弧面部3430的两直线边缘与第二平面部3432的两直线边缘相重合。内杆的两第一外弧面部3210皆与管主体341的内壁相贴合，两固定片343的第二外弧面部3430皆与管主体341的内壁相贴合，内杆的两第一外弧面部3210及两固定片343的第二外弧面部3430基本围成一完整的外圆柱面，内杆的两第一平面部3212分别与两固定片343的第二平面部3432相贴合，具有限位的作用，能够限制滑动杆34相对于安装杆32的转动，并传递较大的扭矩，保证机械外骨骼100的负载能力。
81.第一平面部3212与第二平面部3432相贴合，也即，第二平面部3432平行于竖直面，该竖直面平行于前向f。通过将第二平面部3432平行于竖直面，第一平面部3212与第二平面部3432相贴合，以引导外管相对于内杆滑动，阻止外管相对于内杆转动。另外，由于第二平面部3432平行于竖直平面，能够提高外管的抗竖向弯矩的能力，外管的承载性能较好，不容易被负重折弯。
82.可以理解，根据实际需要，固定片343的数量可以仅有一个。
83.在两固定片343中，其中一固定片343靠近锁紧机构36，另一固定片343远离锁紧机构36。在靠近锁紧机构36的一固定片343上开设有第二安装孔3434。第二安装孔3434对准第一安装孔3410，第二安装孔3434用于安装锁紧机构36。第二安装孔3434为螺孔，其中心线与锁紧机构36的插入方向相重合。
84.在远离锁紧机构36的另一固定片343上开设有玻珠安装孔3436。玻珠安装孔3436可以为螺孔。
85.外管还包括定位玻珠345。定位玻珠345可以为标准的玻珠。定位玻珠345的壳体收容并固定于玻珠安装孔3436内，在定位玻珠345的壳体的外表面上设置有外螺纹结构，与玻珠安装孔3436相螺接。
86.定位玻珠345的球头伸出定位玻珠345的壳体，以伸入其中一定位凹槽328内，在滑动杆34开始滑动的瞬间，内杆挤压定位玻珠345的球头，定位玻珠345的球头压缩定位玻珠345的弹簧，定位玻珠345的球头收入定位玻珠345的壳体内，以使定位玻珠345的球头退出该定位凹槽328，在滑动杆34滑动至一定位凹槽328对准定位玻珠345的球头时，定位玻珠345的弹簧复原，将定位玻珠345的球头推出定位玻珠345的壳体，以使定位玻珠345的球头伸入定位凹槽328内。
87.锁紧机构36包括旋柄360和螺杆362。旋柄360设置于管主体341的外壁处，旋柄360固定于螺杆362。螺杆362的转动轴线与锁紧件36的插入方向相重合，螺杆362依次穿过第一安装孔3410、第二安装孔3434及滑槽326并插入其中一定位孔324内。螺杆362与第二安装孔3434相螺接，以实现锁紧件36与外管相螺接。可以理解，根据实际需要，也可以将第一安装孔3410设置为螺孔，螺杆362与第一安装孔3410相螺接。
88.使用者可通过旋柄360拧松螺杆362，以使螺杆362朝远离内杆的方向移动，直至退
出定位孔324，从而使锁紧件36解锁。其中，在螺杆362退出定位孔，且未退出滑槽326时，滑槽326的两端具有限位的作用，使得滑动杆34能够相对于安装杆32滑动，但内杆不能从外管内完全拔出。在螺杆362退出滑槽326时，滑动杆34能够相对于安装杆32滑动，并且内杆能够从外管内完全拔出。
89.与现有技术相比较，在本公开实施例提供的机械外骨骼100中，通过将滑动杆34的滑动方向s设置为与机械外骨骼100的前向f呈夹角a，需要增大机械外骨骼100的胯宽及腰背的厚度时，锁紧机构36解锁，滑动杆34相对于安装杆32朝远离安装杆32的方向滑动距离x，期间，滑动杆34朝前移动x
·
cosa，与此同时，滑动杆34朝远离人体胯部的方向移动x
·
cosa(90
°‑
a)，锁紧机构36将滑动杆34锁紧于安装杆。需要减小机械外骨骼100的胯宽及腰背的厚度时，滑动杆34相对于安装杆32朝靠近安装杆32的方向滑动距离x，滑动杆34朝后移动x
·
cosa，并且滑动杆34朝远离人体胯部的方向移动x
·
cos(90
°‑
a)。从而实现在调整机械外骨骼100的胯宽的同时，同步调整机械外骨骼100的腰背的厚度，不需要分别调整机械外骨骼100的胯宽及腰背厚度，操作过程较为方便。
90.另外，通过在内杆配置第一平面部3212，在外管配置第二平面部，第一平面部3212与第二平面部3432相贴合，能够引导外管相对于内杆滑动，阻止外管相对于内杆转动，在此基础上，由于第一平面部3212、第二平面部3432平行于竖直面，内杆、外管的抗竖向弯矩的能力较好，内杆、外管的承载性能较好，不容易被负重折弯。
91.另外，第一滑杆段340的长度方向、第二滑杆段342的长度方向及第三滑杆段344的长度方向皆在同一平面上，其中，第一滑杆段340的长度方向和第三滑杆段344的长度方向的夹角为钝角，第二滑杆段342的长度方向和第三滑杆段344的长度方向的夹角为钝角。第二滑杆段342的长度方向基本上平行于竖直平面，该竖直平面平行于机械外骨骼100的前向s。在人体穿戴机械外骨骼100时，可以使得第一滑杆段340、第二滑杆段342及第三滑杆段344基本上贴合人体的髋部曲线，其中，第二滑杆段342基本上与人体的侧面平行。滑动杆34与人体的贴合程度更高，滑动杆34与人体的贴合程度越高，突出于人体的程度也就越低，对人体运动的影响也相对较小，穿戴的舒适性较好。此外，滑动杆34与人体的贴合程度越高，人体表面与滑动杆34接触面积越大，人体参与承载滑动杆34的部分越多，能够提高滑动杆34整体的承载性能，滑动杆34对人体的所传递的力也更为均匀，更不容易使人体的局部疲劳。
92.另外，通过将两个以上的定位孔324设置于滑槽326的槽壁上，根据锁紧件36靠近内杆的程度不同，可实现锁紧件36的锁紧和解锁功能，并且能够控制内杆是否能够从外管内完全拔出。
93.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参阅前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种机械外骨骼，其特征在于，包括背架组件、两下肢组件及两髋部组件，各所述髋部组件包括：安装杆，连接于所述背架组件；滑动杆，所述滑动杆滑动连接于所述安装杆，所述两髋部组件的滑动杆分别连接于所述两下肢组件；及锁紧机构，用于将所述滑动杆锁紧于所述安装杆，所述锁紧机构在解锁时，所述滑动杆可相对于所述安装杆滑动，所述滑动杆的滑动方向与所述机械外骨骼的前向呈夹角a，夹角a为锐角。2.根据权利要求1所述的机械外骨骼，其特征在于，所述安装杆和所述滑动杆的两者之一为外管，所述安装杆和所述滑动杆两者中的另一者为内杆；所述外管套设于所述内杆的外部。3.根据权利要求2所述的机械外骨骼，其特征在于，所述安装杆包括第一安装杆段和第二安装杆段；所述第一安装杆段连接于所述背架组件，所述第二安装杆段连接于所述第一安装杆段，所述第二安装杆段滑动套设于所述滑动杆；所述第二安装杆段的长度方向平行于所述滑动杆的滑动方向。4.根据权利要求3所述的机械外骨骼，其特征在于，所述滑动杆包括第一滑杆段和第二滑杆段；所述第一滑杆段的长度方向平行于所述安装杆的滑动方向，所述第二安装杆段套设于所述第一滑杆段的内部，所述两髋部组件的第二滑杆段分别连接于所述两下肢组件；所述第二滑杆段的长度方向平行于竖直平面。5.根据权利要求4所述的机械外骨骼，其特征在于，所述滑动杆还包括第三滑杆段；所述第三滑杆段设置于所述第一滑杆段和所述第二滑杆段之间，所述第三滑杆段的长度方向与所述第一滑杆段的长度方向之间的夹角为钝角，所述第三滑杆段的长度方向与所述第二滑杆段的长度方向之间的夹角为钝角。6.根据权利要求5所述的机械外骨骼，其特征在于，所述第一滑杆段的长度方向、所述第二滑杆段的长度方向及所述第三滑杆段的长度方向在同一平面上。7.根据权利要求6所述的机械外骨骼，其特征在于，所述第一滑杆段的位置高于所述第二滑杆段的位置。8.根据权利要求2所述的机械外骨骼，其特征在于，所述外管包括管主体和两固定片；所述两固定片设置于所述管主体内，所述内杆插入所述管主体内，并设置于所述两固定片之间。9.根据权利要求2所述的机械外骨骼，其特征在于，所述内杆包括两第一平面部，各所述固定片包括第二平面部；所述两第一平面部分别与所述两固定片的第二平面部相接触，所述第一平面部、所述第二平面部平行于竖直平面。10.根据权利要求2所述的机械外骨骼，其特征在于，所述锁紧机构活动设置于所述外管，在所述内杆上开设有两个以上的定位孔，所述两个以上的定位孔沿所述滑动杆的滑动方向排列，所述锁紧机构能够插入其中一所述定位孔内，所述锁紧机构可沿其插入方向远离所述内杆，直至退出所述其中一所述定位孔。
11.根据权利要求10所述的机械外骨骼，其特征在于，在所述内杆上开设有滑槽，所述滑槽的长度方向与所述滑动杆的长度方向相平行，所述滑槽具有朝向所述锁紧机构的槽壁，所述两个以上的定位孔开设于所述槽壁上，所述锁紧机构穿过所述滑槽，所述锁紧机构可沿其插入方向远离所述内杆，直至退出所述滑槽。12.根据权利要求10所述的机械外骨骼，其特征在于，所述内杆还包括定位玻珠；在所述内杆上开设有两个以上的定位凹槽，所述两个以上的定位凹槽沿所述滑动杆的滑动方向排列，所述定位玻珠的球头能够伸入其中一所述定位凹槽内。13.根据权利要求1至12任意一项所述的机械外骨骼，其特征在于，所述安装杆铰接于所述背架，各所述髋部组件可相对于所述背架组件转动，各所述髋部组件在相对于所述背架组件转动时所绕的转动轴线平行于所述机械外骨骼的前向。14.根据权利要求1至12任意一项所述的机械外骨骼，其特征在于，夹角a的取值范围为55～65
°
。

技术总结
本公开涉及机械外骨骼领域，公开了一种机械外骨骼，包括背架组件、两下肢组件及两髋部组件，各髋部组件包括安装杆、滑动杆及锁紧机构。安装杆连接于背架组件；滑动杆滑动连接于安装杆，两髋部组件的滑动杆分别连接于两下肢组件；锁紧机构将滑动杆锁紧于安装杆，锁紧机构在解锁时，滑动杆可相对于安装杆滑动，滑动杆的滑动方向与机械外骨骼的前向呈夹角a，夹角a为锐角。需要调整机械外骨骼的胯宽及腰背的厚度时，锁紧机构解锁，滑动杆相对于安装杆滑动距离x，期间，滑动杆移动x


技术研发人员：尹鹏
受保护的技术使用者：广州视睿电子科技有限公司
技术研发日：2022.01.25
技术公布日：2023/8/5