下肢外骨骼装置的制作方法

1.本实用新型涉及穿戴式外骨骼技术领域，具体而言，涉及一种下肢外骨骼装置。


背景技术：

2.目前，下肢外骨骼装置在穿戴后可以帮助体弱的老年人行走，也可以帮助康复患者进行康复训练。现有的下肢外骨骼装置为整体式的下肢外骨骼，穿戴者在穿戴时需要将腰部、腿部以及脚部同时穿入该装置中，其不便于穿戴者穿戴、存储和运输；并且，由于人体下肢关节相对复杂，而当前的整体式下肢外骨骼装置只能实现人体下肢矢状面的运动或部分额状面的运动，下肢运动自由度受到较大的局限。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种下肢外骨骼装置，以解决现有技术中的下肢外骨骼装置结构复杂、运动自由度受限的问题。
4.本实用新型提供了一种下肢外骨骼装置，下肢外骨骼装置包括：髋关节模块，髋关节模块包括腰部固定组件和第一大腿固定组件，第一大腿固定组件包括髋关节支撑杆、第一大腿固定件以及转动机构，第一大腿固定件用于与腿部固定，转动机构位于髋关节支撑杆和第一大腿固定件之间，髋关节支撑杆具有相对设置的第一端和第二端，髋关节支撑杆的第一端与腰部固定组件可转动连接，髋关节支撑杆能够相对腰部固定组件在前后方向上摆动，髋关节支撑杆的第二端与转动机构连接，第一大腿固定件通过转动机构能够相对髋关节支撑杆在水平方向上转动；踝关节模块，踝关节模块包括脚部固定组件和第一小腿固定组件，脚部固定组件与第一小腿固定组件可转动连接；膝关节模块，膝关节模块包括第二大腿固定组件和第二小腿固定组件，第二大腿固定组件与第二小腿固定组件可转动连接，髋关节模块、踝关节模块以及膝关节模块相互独立，第一大腿固定组件和第二大腿固定组件错位设置，第一小腿固定组件和第二小腿固定组件错位设置。
5.进一步地，转动机构包括：第一配合件，固定在髋关节支撑杆的第二端上；第二配合件，与第一配合件可活动连接，第二配合件固定在第一大腿固定件上，第一大腿固定件通过第一配合件和第二配合件配合以相对髋关节支撑杆在水平方向上转动。
6.进一步地，髋关节模块还包括：连杆组件，设置在腰部固定组件与髋关节支撑杆的第一端之间，髋关节支撑杆通过连杆组件能够相对腰部固定组件在左右方向上摆动。
7.进一步地，连杆组件包括：第一连接杆，第一连接杆的一端与腰部固定组件连接；第二连接杆，第二连接杆的一端与第一连接杆的另一端铰接，第二连接杆的另一端与髋关节支撑杆的第一端连接。
8.进一步地，腰部固定组件包括：支架，第一连接杆与支架连接；腰部固定件，设置在支架上，腰部固定件与支架配合以与腰部固定连接。
9.进一步地，髋关节模块包括两个第一大腿固定组件和两个连杆组件，第一大腿固定组件与连杆组件一一对应设置，且两个第一大腿固定组件和两个连杆组件均与支架对称
设置，髋关节模块还包括调节机构，调节机构设置在第一连接杆与支架之间，调节机构用于调节两个第一连接杆的间距。
10.进一步地，调节机构包括：齿轮，位于支架的中部，且齿轮可转动地设置在支架上；两个齿条，两个齿条分别与齿轮啮合，且两个齿条对称设置在齿轮的两侧，两个齿条与两个第一连接杆一一对应连接；锁紧件，锁紧件设置在齿轮上，锁紧件具有锁定齿轮的锁定状态和解锁状态。
11.进一步地，调节机构还包括：滑块，设置在齿条与第一连接杆之间；导轨，设置在支架上，滑块可移动地设置在导轨内。
12.进一步地，踝关节模块还包括：助力组件，可转动地设置在第一小腿固定组件的第一端与脚部固定组件之间，助力组件具有蓄力状态和释放状态，在脚部支撑受力的情况下，助力组件处于蓄力状态；在脚部蹬地发力的情况下，助力组件处于释放状态。
13.进一步地，助力组件包括：转动组件，转动组件的一端与脚部固定组件连接；扭簧，扭簧的一端固定设置，扭簧的另一端与转动组件的另一端连接，转动组件与扭簧配合以使助力组件在蓄力状态和释放状态之间切换。
14.进一步地，转动组件包括：第一转动件，第一转动件具有相对设置的第一端面和第二端面，第一端面与脚部固定组件连接，第二端面上偏心设置有第一驱动凸起；第二转动件，与第一转动件同轴设置，第二转动件具有相对设置的第三端面和第四端面，且第三端面对应第二端面设置，第四端面与扭簧相互连接，第三端面上对应第一驱动凸起设置有第二驱动凸起。
15.进一步地，第一小腿固定组件包括：壳体组件，具有安装腔，第一转动件和第二转动件设置在安装腔内，且分别位于壳体组件的两侧；支撑件，支撑件具有相对设置的第一端和第二端，支撑件的第一端与壳体组件连接，支撑件的第二端沿竖直方向朝远离脚部固定组件的方向延伸；第一小腿固定件，设置在支撑件的远离壳体组件的一端，第一小腿固定件能够将支撑件固定在腿上。
16.进一步地，踝关节模块还包括：限位结构，限位结构设置在第一转动件与壳体组件之间，和/或限位结构设置在第二转动件与壳体组件之间。
17.进一步地，壳体组件包括：主体，主体为中空结构；第一端盖和第二端盖，第一端盖和第二端盖分别位于主体的两侧，第一端盖、主体和第二端盖配合形成安装腔，第一端盖位于主体的靠近第一转动件的一侧，第二端盖位于主体的靠近第二转动件的一侧。
18.进一步地，主体的侧壁设置有第一限位凸起，第一限位凸起能够与第一驱动凸起配合限位以限制第一转动件相对主体的转动范围；和/或，第二端盖的朝向第二转动件的一侧设置有弧形限位槽，第四端面上设置有第二限位凸起，第二限位凸起位于弧形限位槽内，第二限位凸起与弧形限位槽配合以限制第二转动件相对第二端盖的转动范围。
19.进一步地，第二端面的中部具有支撑柱，第三端面的中部设置有安装孔，踝关节模块还包括：第一轴承，第一转动件与壳体组件之间和第二转动件与壳体组件之间均设置有第一轴承；第二轴承，设置在安装孔内，支撑柱穿设在第二轴承内。
20.进一步地，支撑件的第二端延伸至腿部的前侧。
21.进一步地，踝关节模块还包括：检测件，检测件能够检测脚部固定组件相对第一小腿固定组件的转动角度。
22.进一步地，第二大腿固定组件包括第一支撑杆和第二大腿固定件，第二大腿固定件固定于第一支撑杆的一端，第二大腿固定件能够与大腿连接固定；第二小腿固定组件包括第二支撑杆和第二小腿固定件，第二小腿固定件固定于第二支撑杆的一端，第二小腿固定件能够与小腿连接固定，第一支撑杆的另一端与第二支撑杆的另一端可转动连接，部分第一支撑杆位于腿部后方和/或部分第二支撑杆位于腿部后方。
23.进一步地，第一支撑杆的远离第二大腿固定件的一端位于腿部侧部，第二支撑杆的远离第二小腿固定件的一端位于腿部侧部。
24.进一步地，第二大腿固定件包括第一固定座和第一绑带，第一固定座与第一支撑杆的端部固定连接，且第一固定座位于腿部后方，第一固定座与第一绑带配合以固定大腿；第二小腿固定件包括第二固定座和第二绑带，第二固定座与第二支撑杆的端部固定连接，且第二固定座位于腿部后方，第二固定座与第二绑带配合以固定小腿。
25.进一步地，第一支撑杆由腿部的侧部螺旋向上延伸至腿部的后部；和/或，第二支撑杆由腿部的后部螺旋向上延伸至腿部的侧部。
26.进一步地，膝关节模块还包括：限位结构，限位结构设置在第一支撑杆和第二支撑杆之间，限位结构能够限制第一支撑杆和第二支撑杆相对转动的角度。
27.进一步地，第一大腿固定组件的设置位置低于第二大腿固定组件的设置位置，第一小腿固定组件的设置位置高于第二小腿固定组件的设置位置。
28.进一步地，髋关节模块还包括髋关节驱动组件，髋关节驱动组件设置在腰部固定组件和第一大腿固定组件之间，髋关节驱动组件能够驱动第一大腿固定组件相对腰部固定组件在前后方向上摆动；膝关节模块还包括膝关节驱动组件，膝关节驱动组件设置在第二大腿固定组件和第二小腿固定组件之间，膝关节驱动组件能够驱动第二大腿固定组件和第二小腿固定组件相对转动。
29.应用本实用新型的技术方案，该下肢外骨骼装置包括相互独立设置的髋关节模块、踝关节模块以及膝关节模块，并且将第一大腿固定组件和第二大腿固定组件错位设置，将第一小腿固定组件和第二小腿固定组件错位设置，如此能够降低穿戴者的穿戴难度，方便穿戴者对各个模块分别进行穿戴；并且，各模块之间相互错位设置不会产生干涉，提高了装置的自由度，使穿戴者运动可以更加灵活、自由，以适应更复杂的运动场景。
附图说明
30.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
31.图1示出了根据本实用新型实施例提供的下肢外骨骼装置前侧视图；
32.图2示出了根据本实用新型实施例提供的下肢外骨骼装置后侧视图；
33.图3示出了根据本实用新型实施例提供的髋关节模块的立体图；
34.图4示出了根据本实用新型实施例提供的髋关节模块的后视图；
35.图5示出了根据本实用新型实施例提供的髋关节模块的左视图；
36.图6示出了本实用新型实施例提供的踝关节模块的结构示意图；
37.图7示出了本实用新型实施例提供的踝关节模块的穿戴示意图；
38.图8示出了本实用新型实施例提供的踝关节模块的侧视图；
39.图9示出了图8中a-a处的剖视图；
40.图10示出了本实用新型实施例提供的踝关节模块的爆炸图；
41.图11示出了本实用新型实施例提供的膝关节模块的结构示意图；
42.图12示出了本实用新型实施例提供的膝关节模块的侧视图。
43.其中，上述附图包括以下附图标记：
44.100、髋关节模块；110、腰部固定组件；111、支架；112、腰部固定件；120、第一大腿固定组件；121、髋关节支撑杆；122、第一大腿固定件；130、转动机构；131、第一配合件；132、第二配合件；141、第一连接杆；142、第二连接杆；151、齿轮；152、齿条；153、锁紧件；160、髋关节驱动组件；
45.200、踝关节模块；210、脚部固定组件；211、脚部支撑件；212、连接侧板；213、脚部固定件；220、第一小腿固定组件；221、壳体组件；2211、主体；2212、第一端盖；2213、第二端盖；222、支撑件；223、第一小腿固定件；231、扭簧；232、第一转动件；232a、第一端面；232b、第二端面；2321、第一驱动凸起；2322、支撑柱；233、第二转动件；233a、第三端面；233b、第四端面；2331、第二驱动凸起；2332、安装孔；241、第一限位凸起；242、弧形限位槽；243、第二限位凸起；250、第一轴承；260、第二轴承；270、连接法兰；281、磁石；282、pcb板；
46.300、膝关节模块；310、第二大腿固定组件；311、第一支撑杆；312、第二大腿固定件；3121、第一固定座；3122、第一绑带；320、第二小腿固定组件；321、第二支撑杆；322、第二小腿固定件；3221、第二固定座；3222、第二绑带；330、膝关节驱动组件。
具体实施方式
47.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。
48.如图1至图3所示，本技术实施例提供了一种下肢外骨骼装置，该下肢外骨骼装置包括：髋关节模块100、踝关节模块200以及膝关节模块300。其中，髋关节模块100包括腰部固定组件110和第一大腿固定组件120，第一大腿固定组件120包括髋关节支撑杆121、第一大腿固定件122以及转动机构130，第一大腿固定件122用于与腿部固定，转动机构130位于髋关节支撑杆121和第一大腿固定件122之间，髋关节支撑杆121具有相对设置的第一端和第二端，髋关节支撑杆121的第一端与腰部固定组件110可转动连接，髋关节支撑杆121能够相对腰部固定组件110在前后方向上摆动，髋关节支撑杆121的第二端与转动机构130连接，第一大腿固定件122通过转动机构130能够相对髋关节支撑杆121在水平方向上转动。踝关节模块200包括脚部固定组件210和第一小腿固定组件220，脚部固定组件210与第一小腿固定组件220可转动连接。膝关节模块300包括第二大腿固定组件310和第二小腿固定组件320，第二大腿固定组件310与第二小腿固定组件320可转动连接。在本技术中，髋关节模块100、踝关节模块200以及膝关节模块300相互独立，这样能够便于穿戴者单独携带每个模块，并且方便穿戴者穿戴每个模块，降低了穿戴者的穿戴难度。将第一大腿固定组件120和
第二大腿固定组件310错位设置，将第一小腿固定组件220和第二小腿固定组件320错位设置。这样可以避免各模块部件相互干涉，影响穿戴者自由行走。
49.通过本技术提供的技术方案，该下肢外骨骼装置包括相互独立设置的髋关节模块100、踝关节模块200以及膝关节模块300，并且将第一大腿固定组件120和第二大腿固定组件310错位设置，将第一小腿固定组件220和第二小腿固定组件320错位设置，如此能够降低穿戴者的穿戴难度，方便穿戴者对各个模块分别进行穿戴；并且，各模块之间相互错位设置不会产生干涉，提高了装置的自由度，使穿戴者运动可以更加灵活、自由，以适应更复杂的运动场景。
50.具体的，可将第一大腿固定组件120的设置位置低于第二大腿固定组件310的设置位置，第一小腿固定组件220的设置位置高于第二小腿固定组件320的设置位置。如此能够使各模块之间交错布置，这样既能避免各模块相互干涉，又能从下肢整体上给予支撑，辅助穿戴者行走。
51.其中，髋关节模块100还包括髋关节驱动组件160，髋关节驱动组件160设置在腰部固定组件110和第一大腿固定组件120之间，髋关节驱动组件160能够驱动第一大腿固定组件120相对腰部固定组件110在前后方向上摆动。膝关节模块300还包括膝关节驱动组件330，膝关节驱动组件330设置在第二大腿固定组件310和第二小腿固定组件320之间，膝关节驱动组件330能够驱动第二大腿固定组件310和第二小腿固定组件320相对转动。通过设置髋关节驱动组件160和膝关节驱动组件330能够辅助穿戴者发力，减少穿戴者的运动负荷。
52.在本技术中参照图1，前后方向为x轴所在方向，左右方向为y轴所在方向，第一大腿固定件122相对髋关节支撑杆121在水平方向上转动，即为第一大腿固定件122以z轴为轴线进行转动。
53.通过本技术提供髋关节模块100，将转动机构130设置在髋关节支撑杆121与第一大腿固定件122之间，以使第一大腿固定件122可以相对髋关节支撑杆121在水平方向上转动，这样穿戴者在穿戴后其髋关节可以进行内旋/外旋运动；通过将髋关节支撑杆121的第一端与腰部固定组件110可转动连接，使髋关节支撑杆121能够相对腰部固定组件110在前后方向上摆动，这样即可使髋关节实现屈曲/伸展运动。通过本技术提供的技术方案能够满足髋关节2个自由度，方便穿戴者进行内旋/外旋、屈曲/伸展运动，扩大了穿戴者的活动范围，提高了模块穿戴的舒适性和灵活性。
54.如图5所示，该转动机构130包括第一配合件131和第二配合件132。第一配合件131固定在髋关节支撑杆121的第二端上，第二配合件132与第一配合件131可活动连接，第二配合件132固定在第一大腿固定件122上，第一大腿固定件122通过第一配合件131和第二配合件132配合以相对髋关节支撑杆121在水平方向上转动。
55.具体的，第一配合件131和第二配合件132可以为两个可相对滑动的滑块，在第一配合件131和第二配合件132之间设置滚珠，以实现二者的相对滑动，将第一配合件131和第二配合件132设置为弧形结构，以实现第一大腿固定件122相对髋关节支撑杆121在水平方向上转动。
56.当然，还可将第一配合件131和第二配合件132中的其中一个设置为导轨，将第一配合件131和第二配合件132中的另一个设置为滑块，将导轨设置为弧形，将滑块可移动地
设置在该弧形导轨内，即可实现第一大腿固定件122相对髋关节支撑杆121在水平方向上转动。
57.其中，该髋关节模块100还包括连杆组件，连杆组件设置在腰部固定组件110与髋关节支撑杆121的第一端之间，髋关节支撑杆121通过连杆组件能够相对腰部固定组件110在左右方向上摆动。通过上述结构，可以使穿戴者的髋关节进行内收/外展运动，如此可以满足髋关节在3个自由度的运动，进一步提高模块的灵活性和舒适性，便于穿戴者使用。并且，利用连杆组件实现上述运动，其结构简单，便于设计和安装。
58.具体的，该连杆组件包括：第一连接杆141和第二连接杆142。其中，第一连接杆141的一端与腰部固定组件110连接，第一连接杆141的另一端与第二连接杆142的一端铰接，第二连接杆142的另一端与髋关节支撑杆121的第一端连接。如此可以实现第二连接杆142相对第一连接杆141摆动，进而可以实现第一大腿固定组件120相对腰部固定组件110在左右方向上摆动。
59.其中，第一连接杆141与腰部固定组件110可以固定连接，也可设计为铰接。在本实施例中，第一连接杆141与腰部固定组件110为固定连接，这样可以限制第二连接杆142的摆动范围，进而能够限制第一大腿固定组件120相对腰部固定组件110的活动范围，提高模块结构的稳定性，避免穿戴者因为活动过度而造成损伤。
60.该腰部固定组件110包括：支架111和腰部固定件112。第一连接杆141与支架111连接，腰部固定件112设置在支架111上，腰部固定件112与支架111配合以与腰部固定连接。腰部固定件112可以设置为绑带。通过支架111和腰部固定件112与腰部进行固定，其结构简单，方便穿戴者进行穿戴。
61.具体的，该髋关节模块100包括两个第一大腿固定组件120和两个连杆组件，第一大腿固定组件120与连杆组件一一对应设置，且两个第一大腿固定组件120和两个连杆组件均与支架111对称设置。
62.如图4所示，该髋关节模块100还包括调节机构，调节机构设置在第一连接杆141与支架111之间，调节机构用于调节两个第一连接杆141的间距。通过设置调节机构，可以提高模块与穿戴者的适配性，以根据穿戴者不同身材尺寸调节两个第一大腿固定组件120的间距，以适应不同穿戴人群。
63.具体的，该调节机构包括：齿轮151和两个齿条152。齿轮151位于支架111的中部，且齿轮151可转动地设置在支架111上，两个齿条152分别与齿轮151啮合，且两个齿条152对称设置在齿轮151的两侧，两个齿条152与两个第一连接杆141一一对应连接。通过上述结构配合，转动齿轮151可以使两个齿条152同步相向移动或反向移动，进而能够使两个第一大腿固定组件120的中心始终与腰部固定组件110的中心重合，使模块整体始终为对称结构。
64.其中，该调节机构还包括锁紧件153，锁紧件153设置在齿轮151上，锁紧件153具有锁定齿轮151的锁定状态和解锁状态。通过设置锁紧件153可以在不需要调整两个第一连接杆141的间距时，利用锁紧件153将齿轮151固定，以避免齿轮151随意转动。具体的，该锁紧件153设置为胀紧套，将胀紧套套设在齿轮151上，利用胀紧套锁定或解锁齿轮151，其结构简单、便于锁紧齿轮151。
65.在本实施例中，该调节机构还包括：滑块和导轨。滑块设置在齿条152与第一连接杆141之间，齿条152通过滑块与第一连接杆141连接，导轨设置在支架111上，滑块可移动地
设置在导轨内。导轨可以为单独结构，也可在支架111上设置通槽，将通槽作为导轨。利用上述结构可以为第一连接杆141和齿条152提供导向，使第一连接杆141和齿条152相对支架111平稳移动，提高了模块整体的稳定性。
66.具体的，该髋关节模块100还包括髋关节驱动组件160，髋关节驱动组件160设置在第二连接杆142与髋关节支撑杆121的第一端之间，髋关节驱动组件160能够驱动髋关节支撑杆121相对腰部固定组件110在前后方向上摆动。通过设置髋关节驱动组件160，可以为髋关节支撑杆121相对腰部固定组件110在前后方向上摆动提供动力，辅助穿戴者运动，降低穿戴者的运动负荷。
67.通过本技术提供的髋关节模块100，将第二连接杆142与髋关节支撑杆121可转动连接，能够实现髋关节的屈曲/伸展，将第一连接杆141与第二连接杆142铰接，能够实现髋关节的内收/外展，将第一大腿固定件122通过转动机构130与髋关节支撑杆121可转动连接，能够实现髋关节的内旋/外旋。通过上述结构满足了髋关节3个自由度的运动要求，使穿戴者在穿戴后能够灵活运动，提高了模块的舒适性和灵活性，且上述模块结构简单，便于穿戴者穿戴，其制造成本低。
68.如图6和图7所示，该踝关节模块200还包括助力组件，助力组件可转动地设置在第一小腿固定组件220的第一端与脚部固定组件210之间，助力组件具有蓄力状态和释放状态，在脚部支撑受力的情况下，助力组件处于蓄力状态；在脚部蹬地发力的情况下，助力组件处于释放状态。
69.将助力组件设置在第一小腿固定组件220和脚部固定组件210之间，助力组件具有蓄力状态和释放状态，当脚部支撑受力时，可以通过助力组件进行蓄力以存储能量，这样能够在脚踝受压时，通过助力组件对脚踝起到缓冲作用，减少对脚踝的压力；当脚部蹬地发力时，可以通过助力组件释放能量，这样能够辅助脚踝发力，减少脚踝自身的发力。通过上述模块能够减缓脚踝的受力，并能辅助脚踝发力行走，如此能够减小穿戴者行走时的代谢消耗，减轻了穿戴者行走负荷。
70.其中，助力组件可以通过弹性件和其它传动结构构成。具体地，如图8至图10所示，助力组件包括：转动组件和扭簧231。转动组件的一端与脚部固定组件210连接，扭簧231的一端固定设置，具体的，固定在第一小腿固定组件220上。扭簧231的另一端与转动组件的另一端连接，转动组件与扭簧231配合以使助力组件在蓄力状态和释放状态之间切换。具体的，当脚踝受力压缩时，腿部与脚踝的夹角会由直角状态变为锐角，在此过程中脚部固定组件210带动转动组件转动，以使转动组件压缩扭簧231，此时扭簧231存储能量；当脚踝由受力压缩的状态变为蹬地发力的状态时，腿部与脚踝的夹角由锐角变为直角，此时扭簧231不再受力压缩则会反向释放能量，即扭簧231反向驱动转动组件，以使转动组件带动脚部固定组件210反向转动。通过上述结构即可实现助力组件的蓄力状态和释放状态切换，该方案结构简单，便于安装操作，制造成本低。
71.具体的，该转动组件包括：第一转动件232和第二转动件233。第一转动件232和第二转动件233同轴设置，第一转动件232具有相对设置的第一端面232a和第二端面232b，第一端面232a与脚部固定组件210连接，第二端面232b上偏心设置有第一驱动凸起2321。第二转动件233具有相对设置的第三端面233a和第四端面233b，且第三端面233a对应第二端面232b设置，第四端面233b与扭簧231相互连接，第三端面233a上对应第一驱动凸起2321设置
有第二驱动凸起2331。通过上述结构，在脚踝压缩受力时，脚部固定组件210带动第一转动件232转动，第一转动件232通过第一驱动凸起2321与第二驱动凸起2331配合以驱动第二转动件233同步转动，第二转动件233转动过程会压缩扭簧231，此时即可完成助力组件的蓄力状态；在脚踝蹬地发力时，由于脚部固定组件210会反向转动，此时扭簧231没有压力束缚，进而会驱动第二转动件233反向转动，第二转动件233通过第二驱动凸起2331与第一驱动凸起2321配合驱动第一转动件232反向转动，此时即可完成助力组件的释放状态。
72.其中，转动组件可以设置为一个整体，也可分成相互配合的多个结构，在本实施例中，该转动组件包括相互配合的第一转动件232和第二转动件233，这样可以便于调节第一转动件232与第二转动件233配合转动的范围，使第一转动件232只有在转动至与第二转动件233相配合的位置时，才能与第二转动件233配合转动，避免脚踝在除受力或发力的其它状态下，对扭簧231产生影响，如此设置提高了助力组件的助力效果。并且，通过上述设置可以便于拆装，在维修时能够方便对某一部件进行更换。
73.在本实施例中，第一驱动凸起2321和第二驱动凸起2331的截面均为扇形结构，第一转动件232和第二转动件233同步转动时，第一驱动凸起2321的侧壁与第二驱动凸起2331的侧壁对应贴合，上述方案其结构稳定，能够使第一转动件232和第二转动件233平稳转动。
74.其中，该第一小腿固定组件220包括：壳体组件221、支撑件222和第一小腿固定件223。壳体组件221具有安装腔，第一转动件232和第二转动件233设置在安装腔内，且分别位于壳体组件221的两侧。支撑件222具有相对设置的第一端和第二端，支撑件222的第一端与壳体组件221连接，支撑件222的第二端沿竖直方向朝远离脚部固定组件210的方向延伸，通过支撑件222对腿部进行辅助支撑。第一小腿固定件223设置在支撑件222的远离壳体组件221的一端，第一小腿固定件223能够将支撑件222固定在腿上。
75.为了方便对腿部进行固定，可以将支撑件222的第二端设置为弧形板，以将腿部放置在弧形板围成的区域内，然后利用第一小腿固定件223将腿部和弧形板固定在一起。具体的，第一小腿固定件223可以设置为绑带。
76.其中，踝关节模块200还包括限位结构，限位结构设置在第一转动件232与壳体组件221之间，和/或限位结构设置在第二转动件233与壳体组件221之间。通过设置限位结构可以限制第一转动件232和第二转动件233的转动范围，以适应人体脚踝的转动范围。
77.具体的，壳体组件221包括：主体2211、第一端盖2212和第二端盖2213。其中，主体2211为中空结构，第一端盖2212和第二端盖2213分别位于主体2211的两侧，第一端盖2212、主体2211和第二端盖2213配合形成安装腔，第一端盖2212位于主体2211的靠近第一转动件232的一侧，第二端盖2213位于主体2211的靠近第二转动件233的一侧。通过上述结构，可以便于将第一转动件232和第二转动件233安装在壳体组件221内。
78.如图10所示，主体2211的侧壁设置有第一限位凸起241，第一限位凸起241能够与第一驱动凸起2321配合限位以限制第一转动件232相对主体2211的转动范围。具体的，在本实施例中，主体2211的侧壁上沿周向间隔设置有两个第一限位凸起241，以使第一转动件232只能在两个第一限位凸起241之间的区域内转动。利用第一限位凸起241与第一驱动凸起2321形成的限位结构对第一转动件232进行限位，其结构简单，能够防止第一转动件232过度转动，进而能够避免损伤脚踝。
79.具体的，第二端盖2213的朝向第二转动件233的一侧设置有弧形限位槽242，第四
端面233b上设置有第二限位凸起243，第二限位凸起243位于弧形限位槽242内，通过第二限位凸起243与弧形限位槽242配合可以限制第二转动件233相对第二端盖2213的转动范围。利用弧形限位槽242与第二限位凸起243形成的限位结构对第二转动件233进行限位，其结构简单，能够防止第二转动件233过度转动。
80.具体的，该踝关节模块200还包括第一轴承250，第一转动件232与壳体组件221之间和第二转动件233与壳体组件221之间均设置有第一轴承250。通过设置第一轴承250，可以使第一转动件232和第二转动件233相对壳体组件221稳定转动。具体的，第一轴承250可以为深沟球轴承。
81.在本实施例中，第二端面232b的中部具有支撑柱2322，第三端面233a的中部设置有安装孔2332，踝关节模块200还包括第二轴承260，第二轴承260设置在安装孔2332内，支撑柱2322穿设在第二轴承260内。通过设置第二轴承260，可以使第一转动件232和第二转动件233搭接在一起，如此能够增加模块整体结构强度，提高抗弯矩效果。
82.该踝关节模块200还包括连接法兰270，连接法兰270设置在第一端面232a与脚部固定组件210之间。通过设置连接法兰270，可以便于第一转动件232与脚部固定组件210连接固定。
83.其中，支撑件222的第二端可以位于腿部的后方，也可位于腿部的侧边。在本实施例中，支撑件222的第二端延伸至腿部的前侧，如此能够提高支撑件222对腿部的支撑效果，使穿戴者能够稳定行走。
84.该脚部固定组件210包括：脚部支撑件211、连接侧板212以及脚部固定件213。其中，脚部支撑件211用于放置脚部，连接侧板212设置在脚部支撑件211的一侧，第一小腿固定组件220的第一端与连接侧板212可转动连接，通过设置连接侧板212，可以便于第一小腿固定组件220与脚部支撑件211连接。脚部固定件213设置在脚部支撑件211上，脚部固定件213与脚部支撑件211配合以固定脚部。具体的，脚部固定件213可以设置为绑带。
85.在本实施例中，该踝关节模块200还包括检测件，通过设置检测件能够检测脚部固定组件210相对第一小腿固定组件220的转动角度，以便于对穿戴者脚踝进行动态观察。具体的，该检测件包括磁石281和pcb板282，将磁石281设置在第二转动件233上，将pcb板282固定在第二端盖2213上，以通过pcb板282感应磁石281的转动角度。
86.通过本技术提供的踝关节模块200，利用限位结构限制第一转动件232和第二转动件233的转动范围，这样可以在脚踝处于处压缩受力和蹬地发力的其它状态下都不会受到影响，而在脚踝处于压缩受力时，腿部和脚之间的角度会从直角变为锐角，此时脚部固定组件210带动第一转动件232转动，第一转动件232通过第一驱动凸起2321与第二驱动凸起2331配合以带动第二转动件233转动，第二转动件233在转动过程中压缩扭簧231，以使扭簧231存储能量，通过上述结构配合，能够对脚踝起到缓冲作用，减少对脚踝的负荷；当脚踝蹬地发力时，腿部和脚之间的角度由锐角变为直角，此时第一转动件232和第二转动件233卸力，扭簧231反向发力以恢复原状，此时扭簧231带动第二转动件233反向转动，第二转动件233通过第二驱动凸起2331和第一驱动凸起2321配合以带动第一转动件232反向转动，以使第一转动件232驱动脚部固定组件210反向转动，这样可以使扭簧231的作用力传递至脚部，辅助脚部蹬地发力，进而能够减少脚部发力。通过上述结构能够减少脚踝负荷，减小穿戴者在自然行走下的代谢消耗，起到省力的目的，方便穿戴者行走。
87.如图11和图12所示，第二大腿固定组件310包括第一支撑杆311和第二大腿固定件312，第二大腿固定件312固定于第一支撑杆311的一端，第二大腿固定件312能够与大腿连接固定。第二小腿固定组件320包括第二支撑杆321和第二小腿固定件322，第二小腿固定件322固定于第二支撑杆321的一端，第二小腿固定件322能够与小腿连接固定，第一支撑杆311的另一端与第二支撑杆321的另一端可转动连接。第一支撑杆311和第二支撑杆321能够对腿部进行支撑，可将部分第一支撑杆311设置在腿部后方，也可将部分第二支撑杆设置在腿部后方，也可将部分第一支撑杆311和部分第二支撑杆321均设置在腿部后方，以通过第一支撑杆和第二支撑杆对腿部后侧进行支撑。在本实施例中，部分第一支撑杆311和部分第二支撑杆321均设置在腿部后方，以提高对腿部后侧的支撑效果。
88.将部分第一支撑杆311和/或部分第二支撑杆321设置在腿部后方，这样能够对腿部后方进行支撑，根据人体腿部结构，腿部受力弯曲时是大腿和小腿在后侧弯曲受力，因此将第一支撑杆和/或第二支撑杆部分设计在腿部后侧能够直接对腿部后侧进行支撑，其支撑效果更好、更稳定。并且，本技术提供的膝关节模块300结构简单，穿戴方便，其制造成本较低。
89.具体的，第一支撑杆311的远离第二大腿固定件312的一端位于腿部侧部，第二支撑杆321的远离第二小腿固定件322的一端位于腿部侧部，如此设置，可以避免第一支撑杆311和第二支撑杆321相对转动时不会与腿部发生干涉，为第一支撑杆311和第二支撑杆321相对转动提供足够空间。
90.其中，第一支撑杆311和第二支撑杆321可以设置在腿部的两侧，也可只在腿部的其中一侧设置，在本技术中，第一支撑杆311和第二支撑杆321只设置在腿部的其中一侧，具体的，将第一支撑杆311的远离第二大腿固定件312的一端设置在腿部的外侧，将第二支撑杆321的远离第二小腿固定件322的一端设置在腿部的外侧。通过上述结构，可以在保证支撑强度的同时避免两腿交叉行走时位于腿部内侧的支撑杆之间发生干涉，影响穿戴者正常行走。
91.其中，该膝关节模块300还包括膝关节驱动组件330，膝关节驱动组件330设置在第一支撑杆311与第二支撑杆321之间，膝关节驱动组件330能够驱动第一支撑杆311和第二支撑杆321相对转动。通过设置膝关节驱动组件330，可以通过膝关节驱动组件330辅助第一支撑杆311和第二支撑杆321转动，进而可以辅助穿戴者进行抬腿、弯曲等动作，提高了模块的使用效果。
92.具体的，该膝关节驱动组件330包括：壳体、电机、减速器、编码器以及力矩传感器。其中，壳体固定于第一支撑杆311上，电机、减速器、编码器以及力矩传感器均位于壳体内，减速器的一端与电机连接，减速器的另一端与第二支撑杆321驱动连接，通过减速器可以增大电机的驱动力矩，提高驱动效果。编码器能够检测第一支撑杆311和第二支撑杆321的相对转动角度，力矩传感器能够检测第一支撑杆311和第二支撑杆321的交互力矩。通过设置编码器和力矩传感器能够实时检测模块的运动情况和受力情况。
93.第二大腿固定件312和第二小腿固定件322可以设置为卡箍、绑带等其它固定结构。在本实施例中，该第二大腿固定件312包括第一固定座3121和第一绑带3122，第一固定座3121与第一支撑杆311的端部固定连接，且第一固定座3121位于腿部后方，第一固定座3121为曲形结构，第一固定座3121与第一绑带3122配合以固定大腿。第二小腿固定件322包
括第二固定座3221和第二绑带3222，第二固定座3221与第二支撑杆321的端部固定连接，且第二固定座3221位于腿部后方，第二固定座3221为曲形结构，第二固定座3221与第二绑带3222配合以固定小腿。
94.通过将第一固定座3121和第二固定座3221设置为曲形结构，可以使第一固定座3121和第二固定座3221与腿部贴合，以提高固定连接的稳定性。通过绑带和固定座配合的方式对腿部进行连接固定，可以便于穿戴者进行穿戴，并且能够保证与腿部的固定效果和连接强度。
95.其中，第一支撑杆311和第二支撑杆321可以通过弯折结构实现由腿部的侧部向腿部的后部延伸。在本实施例中，第一支撑杆311由腿部的侧部螺旋向上延伸至腿部的后部；和/或，第二支撑杆321由腿部的后部螺旋向上延伸至腿部的侧部。将第一支撑杆311和第二支撑杆321设计为螺旋结构，其可以沿腿部外周环形支撑，增大了支撑杆的支撑范围，并且该结构其内部应力更小，能够提高模块的支撑强度和使用寿命。上述设计其结构简单，便于生产和加工，并且能够简化模块结构，降低模块整体重量，进而能够减少穿戴者的穿戴负担。
96.具体的，该膝关节模块300还包括限位结构，限位结构设置在第一支撑杆311和第二支撑杆321之间，限位结构能够限制第一支撑杆311和第二支撑杆321相对转动的角度。通过设置限位结构，可以使第一支撑杆311和第二支撑杆321相对转动角度限制在人体膝关节合理转动范围内，避免由于第一支撑杆311和第二支撑杆321过度转动而对膝关节造成损害。其中，限位结构可以设置在第一支撑杆311和第二支撑杆321支架，也可设置在电机或减速器内，只要能够对第一支撑杆311和第二支撑杆321的转动角度进行限制即可。
97.通过本技术提供的膝关节模块300，利用固定件与腿部进行固定连接，利用支撑杆对腿部进行支撑。将支撑杆部分设置在腿部后方，能够对腿部进行有效支撑，提高了模块对腿部的支撑效果，减轻了穿戴者膝关节的负荷。并且，该模块结构简单，便于加工和穿戴，将支撑杆设计为螺旋结构可以提高对腿部外周的支撑效果，增大了对腿部外周的支撑范围，能够对膝关节进行有效保护。
98.通过本技术提供的下肢外骨骼装置，将其分成独立设置的几个模块，并使各模块之间相关不干扰，能够使穿戴者运动可以更加自由、灵活，适应更复杂的运动场景；由于其模块化设计的特点，使该装置穿戴方便，便于运输；并且可以满足不同下肢尺寸的人群，而不需要调节大小腿的长度来进行适应，简化了结构和穿戴过程。
99.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。