一种腰部助力外骨骼的制作方法

1.本公开涉穿戴外骨骼的技术领域，尤其涉及一种腰部助力外骨骼。


背景技术：

2.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。
3.其中，作用于穿戴者腰部的外骨骼系统其主要由穿戴在用户躯干的背部穿戴件(背架)组成，背部穿戴件通过设置柔性弹性材料，在穿戴者弯腰俯身时，背部穿戴件通过上述柔性弹性材料提供穿戴者腰部和/或背部往直立复位方向运动的助力。
4.但是，由于柔性弹性材料的储能效果较差、结构强度较低的缘故，导致现有的外骨骼系统对穿戴者躯干的支撑效果较差，助力效果也不理想，不利于穿戴者的作业，人体负重感较强。


技术实现要素：

5.本公开实施例的目的在于：提供一种腰部助力外骨骼，通过改进背架本体结构，解决外骨骼系统对穿戴者躯干的支撑及助力效果较差的问题。
6.为达上述目的，本公开采用以下技术方案：
7.第一方面，提供一种腰部助力外骨骼，包括：
8.背架本体，所述背架本体上设置有穿戴部件，所述背架本体可通过所述穿戴部件穿戴于人体躯干；
9.所述背架本体包括弹性板件，所述弹性板件沿人体躯干纵向延伸，在穿戴状态下，所述弹性板件可随穿戴者的躯干运动而弯曲形变；
10.所述腰部助力外骨骼还包括腿部穿戴件以及弹性储能件，所述腿部穿戴件可穿戴于人体腿部，所述腿部穿戴件通过所述弹性储能件与所述背架本体连接。
11.作为一种可选的实施方式，所述弹性板件设置成与人体背部曲线拟合的弧形构件。
12.作为一种可选的实施方式，所述弹性板件的长度设置为大于所述背架本体长度的二分之一。
13.作为一种可选的实施方式，所述背架本体还包括腰部支架，所述腰部支架可穿戴于人体腰部，所述弹性储能件连接于所述腰部支架靠近所述腿部穿戴件的一侧，所述弹性板件的一端连接所述腰部支架远离所述腿部穿戴件的一侧；
14.在穿戴状态下，所述弹性板件的另一端沿人体躯干往远离所述腰部支架的方向延伸，所述腰部支架为刚体。
15.作为一种可选的实施方式，所述腰部支架由远离所述腿部穿戴件的一侧至靠近所述腿部穿戴件的一侧设置成向所述背架本体的后侧方向倾斜。
16.作为一种可选的实施方式，所述腰部支架的左、右两侧部设置成向前侧方向逐渐
弯曲。
17.作为一种可选的实施方式，所述弹性储能件为弹力绳或扁平状的弹力带。
18.作为一种可选的实施方式，所述腿部穿戴件以及所述弹性储能件均为两个，两所述腿部穿戴件可分别穿戴于人体双腿，两所述弹性储能件分别连接两所述腿部穿戴件的后侧；
19.所述背架本体的下部形成有两个安装部，两所述安装部分别提供所述弹性储能件的连接位置，在穿戴状态下，两所述安装部分别对应设置在穿戴者双腿的后侧，以使所述弹性储能件整体均位于穿戴者腿部的后侧。
20.作为一种可选的实施方式，两个所述弹性储能件之间设置有约束带
21.作为一种可选的实施方式，所述背架本体还包括：
22.背部支架，所述背部支架可穿戴于人体背部并可随穿戴者背部活动；
23.所述弹性板件一端连接所述背部支架靠近所述弹性储能件的一侧，所述弹性板件设置在所述背部支架与所述弹性储能件之间，所述背部支架为刚体。
24.作为一种可选的实施方式，还包括：
25.臂部组件，用于支撑负重物；
26.所述背部支架的上部设置形成有连接部，所述连接部提供所述臂部组件的连接位置，在穿戴状态下，所述连接部对应设置在穿戴者肩部的后侧；
27.所述臂部组件包括：
28.支撑杆，设置有连接环；
29.调节杆，所述调节杆的一端与所述支撑杆连接，另一端与所述连接部活动连接，所述调节杆可带动支撑杆绕所述连接部活动，以使所述支撑杆活动至所述背部支架的前侧或后侧。
30.作为一种可选的实施方式，所述支撑杆与所述调节杆套接配合；
31.所述支撑杆与所述调节杆可在相互靠近或远离的方向上作伸缩运动，以调节所述连接环与所述背部支架的相对位置。
32.本公开的有益效果为：该腰部助力外骨骼的背架本体中，背架本体包括弹性板件，弹性板件沿人体躯干纵向延伸，且腿部穿戴件通过弹性储能件与背架本体连接；其中，弹性板件用于随穿戴者的躯干运动而产生相应的弯曲形变，弹性储能件用于随穿戴者的躯干运动而产生相应的拉伸变形。弹性板件和弹性储能件均可形变储能，弹性板件所施加的助力作用于穿戴者背部与腰部之间，而弹性储能件所施加的助力则作用于穿戴者的腰部与腿部之间，两者能够相互配合达到进一步提高腰部助力外骨骼助力的效果，进而确保腰部助力外骨骼能够对穿戴者的整体躯干均能起到良好助力的作用，以提供穿戴者躯干直立复位的助力。
33.由于弹性板件的结构强度较柔性弹性材料(如弹力绳、弹力带等)而言更强，因此，在穿戴者处于相对直立的状态下，弹性板件能够为其躯干提供更强的支撑力，减轻穿戴者身体负担，也能够为穿戴者提供更大的助力，有利于穿戴者作业，提高穿戴者的负载能力的同时，也降低了穿戴者受伤的风险；并且，区别于现有所采用的柔性弹力绳或弹力带，其弹性形变后产生的回复力是沿着人体躯干由上至下牵引的，本公开的弹性板件其发生的是弯曲形变，而非轴向的拉升形变，因此，弹性板件形变后所施加至躯体的回复力基本垂直于人
体的躯干，进而能够避免对人体肩部造成较大的局部压迫感，舒适性好。
附图说明
34.下面根据附图和实施例对本公开作进一步详细说明。
35.图1为本公开实施例所述腰部助力外骨骼整体结构示意图之一；
36.图2为本公开实施例所述腰部助力外骨骼整体结构示意图之二(省略腿部穿戴件与弹性储能件)；
37.图3为本公开实施例所述腰部助力外骨骼后侧结构示意图；
38.图4为本公开实施例所述腰部助力外骨骼侧部结构示意图。
39.图中：10、背架本体；11、弹性板件；12、腰部支架；121、安装部；13、腿部穿戴件；14、弹性储能件；15、背部支架；151、连接部；152、缺口；20、臂部组件；21、支撑杆；211、连接环；22、调节杆；30、装饰板件。
具体实施方式
40.为使本公开解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。
41.在本公开的描述中，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公开中的具体含义。
42.在本公开中，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。
43.本实施例提供一种腰部助力外骨骼，旨意在于提高外骨骼系统对于穿戴者躯干的助力效果，从而解决穿戴者负载能力差、易于受伤等问题。
44.参考图2-图3，为本实施例所述的腰部助力外骨骼的整体结构示意图，本实施方式的腰部助力外骨骼可以作为外骨骼系统中的一部分，也可以单独作为独立的穿戴外骨骼系统使用，其中，所指的外骨骼系统包括但不限于全身外骨骼系统、上肢外骨骼系统、下肢外骨骼系统，其用于绑定穿戴者的躯干，以使外骨骼系统整体能够协同穿戴者本身，达到较高的同步率以及较好的助力效果。
45.针对可穿戴的外骨骼系统，本技术的发明人经过长期研究发现：从事物流搬运、建筑搬运、汽车装配、飞机装配、消防救援、环卫、军事等情景领域的作业人员需要携带负重物，对此，负重物的一部分重量会通过处于穿戴者背部及腰部的背架本体10传递至穿戴者
的背部及腰部上，另一部分重量则会通过背架本体10传递至穿戴者的髋部以及腿部，最终通过穿戴者的躯干、髋部及腿部传递至地面，而现有的背架本体10会通过设置柔性弹性材料，以在穿戴者弯腰俯身时，背部穿戴件通过上述柔性弹性材料提供穿戴者腰部和/或背部往直立复位方向运动的助力。但是，由于柔性弹性材料的储能效果较差、结构强度较低的缘故，导致现有的外骨骼系统对穿戴者躯干的支撑效果较差，助力效果也不理想，不利于穿戴者的作业，人体负重感较强，增加了穿戴者受伤的风险。为此，本技术提供了如下实施例。
46.参考图1，为了便于理解，各部件位于图示上方一侧为各部件的上部，即为附图中箭头所指示的“上”的方向，各部件位于图示下方一侧为各部件的下部，即为附图中箭头所指示的“下”的方向。如图3所示，各部件位于图示左方一侧为各部件的左部，即为附图中箭头所指示的“左”的方向，各部件位于图示右方一侧为各部件的右部，即为附图中箭头所指示的“右”的方向。
47.本实施例所提供的腰部助力外骨骼包括背架本体10，背架本体10作为外骨骼系统中与穿戴者接触面积及相互作用力最大的部件，其能够提供穿戴者腰部、背部乃至上臀部的穿戴空间。为了实现背架本体10与人体之间的穿戴固定，背架本体10上设置有穿戴部件(图未示)，背架本体10可通过穿戴部件穿戴于人体躯干，需要说明的是，本实施方式的穿戴部件包括肩带以及腰部绑带，接上述，背架本体10用于穿戴在穿戴者的腰背部分，穿戴状态下，背架本体10作为外骨骼系统的核心部分处于穿戴者的后侧，让外骨骼系统与穿戴者之间具有良好的同步性，肩带的两端分别连接于背架本体10的上部的左右两侧以及下部的左右两侧，示例性的，背架本体10上部的左右两侧以及下部的左右两侧均开设有提供肩带穿接固定的第一过孔，从而让背架本体10在穿戴状态下，穿戴者的双臂能够从肩带与背架本体10环绕围合形成的空间穿过，从而让肩带搭在穿戴者的肩部上。可以理解的是，为了保证背架本体10作用于穿戴者的作用力能够相对平均地传递至穿戴者躯干上，本实施方式的背架本体10左右两侧各设置有一条肩带，两条肩带分别对应上述背架本体10左右两侧的第一过孔，其一端分别连接在背架本体10上部的左右两侧，另一端分别连接于背架本体10下部的左右两侧。而腰带则设置在背架本体10的下部，本实施方式的背架本体10下部的左右两侧分别设置有第二过孔，两第二过孔分别提供腰带相对两端穿接的空间，在穿戴状态下，背架本体10的下部一般处于穿戴者的腰部或从腰部延伸至上臀部，此时的腰带环绕于穿戴者且两端分别连接第二过孔，腰带环绕在穿戴者的髋部或腹部，从而与肩带配合实现背架本体10与穿戴者躯干的穿戴固定。
48.本腰部助力外骨骼中，背架本体10由于需要提供穿戴者躯干的支撑力，其需要具有一定刚性，以用于实现力的传递，其中，背架本体10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，也可以采用塑料等一种或多种的结合，这里所述的结合，并非对物质组分的限定，示例性的，在背架本体10采用多种材料的结合时，背架本体10可以采用多种不同塑料材质制成。可以理解的是，一般采用刚性较高，具备一定抵抗切向扭矩能力，质量较小，适用于可穿戴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部件中，以使穿戴部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，软质材料具体可以采用橡胶件(橡胶可以选择天然橡胶或合成橡胶)，橡胶属于完全无定型聚合物，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复
原状，可以提高与穿戴者肢体的接触面积，从而提高固定的稳定性和舒适性。也可采用硅胶件(可选择有机硅胶或无机硅胶)，硅胶具有较好的化学稳定性并且具备较好的柔韧性，同样可以提高与穿戴者肢体的接触面积，从而提高固定的稳定性和舒适性。或者还可采用皮革件，皮革是经脱毛和鞣制等物理、化学加工所得到的已经变性不易腐烂的动物皮。革是由天然蛋白质纤维在三维空间紧密编织构成的，其表面有一种特殊的粒面层，具有自然的粒纹和光泽，手感舒适，并且具备较好的弹性形变功能，也可以提高与肢体(待固定件)的接触面积，从而提高固定的稳定性和舒适性。
49.根据上述方案，本实施方式的背架本体10中采用刚柔结合的方式，背架本体10提供穿戴者躯干良好的支撑，而通过腰带和肩带等柔性结构，能够让背架本体10与人体之间形成良好的贴合，除了能够提高人机顺应性以外，还能够保证背架本体10稳定地贴合在人体上，提高穿戴的舒适性，并且，在穿戴者运动过程中柔性结构不会限制人体的正常活动范围，保证人体自身肢体的舒展性。
50.如图1-图3所示，背架本体10具体的包括弹性板件11以及腰部支架12，腰部支架12可穿戴于人体腰部，弹性板件11一端连接腰部支架12，在穿戴状态下，弹性板件11的另一端沿人体躯干延伸，并可随穿戴者的躯干运动而弯曲变形。
51.在一些实施例中，也可以仅采用弹性板件11而取消腰部支架12的设置，需要说明的是，弹性板件11为一种板状的弹性体，弹性板件11在外力作用下会发生变形，并在变形状态下储能，对对其施加外部作用力的物体施加反作用力，并在失去外力作用后会弹性复位。而在穿戴状态下，腰部支架12用于与上述腰带连接，并且，腰部支架12还可与肩带的其中一端实现连接。
52.可以理解的是，弹性板件11与腰部支架12的配合在背架组件的前侧形成腰背穿戴空间，可以理解的是，本实施方式中的腰部支架12可以为板件结构，在上述描述中，腰部支架12需具有一定的刚性，从而提供穿戴者良好的支撑力。
53.在实际应用中，弹性板件11可以为条形的板状结构，其一端连接在腰部支架12后，腰部支架12可穿戴于穿戴者的腰部，这样，弹性板件11可沿穿戴者的脊柱延伸，从而实现经过穿戴者的腰部后延伸至背部，而为了提高背架组件与穿戴者的拟合性，弹性板件11设置成与人体背部曲线拟合的弧形构件，弧形构件呈弧线形延伸，并且其延伸形成的结构可与人体腰背结构相匹配，从而形成一个近似于“s”形的结构，拟合人体腰部与背部所连接形成的线条。
54.同时，弹性板件11设置成与人体背部曲线拟合的弧形构件相较于更有利于逐段较为均匀的发生形变，随着人体腰部的弯曲，弹性板件11逐段均匀形变，相较于弯折的钢板，其助力渐变的更稳定，效果更优。
55.一些实施例中，弹性板件11的长度设置为大于背架本体10长度的二分之一，如此一来，确保了弹性板件11具有足够长的尺寸以发生弹性形变，一方面保证了弹性助力的效果，另一方面使得弹性板件11与人体腰背部可以更好的贴合。
56.通过上述，肩带一端连接在腰部支架12后，其另一端可以连接在弹性板件11的上部，而在其他实施方式中，也可以通过在弹性板件11的上部设置如图所示的背部支架15，从而提供穿戴者背部的支撑，并将肩带的另一端连接其上。在上述的背架本体10结构处于穿戴状态下，弹性板件11一端通过腰部支架12与穿戴者腰部或上臀部实现相对固定，其另一
端可通过设置肩带或通过设置背部支架15与穿戴者的背部实现相对固定，这样，在穿戴者弯腰过程中，弹性板件11则会随穿戴者的躯干运动而运动，在穿戴者弯腰的状态下，弹性板件11也同样处于弯曲形变储能的状态，弹性板件11会对穿戴者的背部及上臀部分别施加往直立方向后摆复位的反作用力，在此状态下，穿戴者会感觉上臀部被抵压，并且背部被弹性板件11所拉扯，从而形成背部往后摆方向运动的趋势，而当穿戴者躯干往直立(挺直)方向运动时释放该反作用力，以提供穿戴者躯干直立复位的助力。对此，为了减轻穿戴者腰部及臀部的压力，腰部支架12与穿戴者之间的贴合面积需足够大，以保证弹性板件11通过腰部支架12对穿戴者所施加的压力能够被均匀地传递至穿戴者的腰部及臀部。
57.同时，腰部助力外骨骼还包括腿部穿戴件13以及弹性储能件14，腿部穿戴件13可穿戴于人体腿部，腿部穿戴件13通过弹性储能件14与腰部支架12连接，在取消腰部支架12的实施方式中，弹性储能件14可直接连接于背架本体10，当穿戴者弯腰俯身时，人体后侧的腰部至臀部之间的连线会被延长，使得连接在腰部穿戴件与腿部穿戴件13之间的弹性储能件14被拉伸形变进入储能状态，并且，当穿戴者保持在弯腰俯身的状态下，弹性储能件14会对穿戴者的腰部持续施加往后摆直立方向运动的作用力，此时的作用力方向相对于穿戴者而言为施加在腰部后侧的拉力，并在穿戴者躯干往直立方向运动的过程中提供牵引人体躯干助力。
58.本实施例的腿部穿戴件13可以穿戴固定于人体的大腿、膝部、小腿、脚踝中的一个或多个之上，本实施方式优选将腿部穿戴件13穿戴固定在穿戴者的膝关节处。一些实施方式中，腿部穿戴件13包括膝部绑带，膝部绑带用于固定在人体膝盖上，在穿戴过程中，膝部绑带可环绕于穿戴者的膝部，并且膝部绑带的两端可通过魔术贴等可拆的结构进行连接，从而确保膝部绑带可穿戴脱离的同时，具有可调节的功能。
59.因此，本实施例的腰部助力外骨骼通过同时设置弹性板件11以及弹性储能件14，其中，弹性板件11用于随穿戴者的躯干运动而产生相应的弯曲形变，弹性板件11可形变储能，以提供穿戴者躯干直立复位的助力。由于弹性板件11的结构强度较柔性弹性材料(如弹力绳、弹力带等)而言更强，因此，在穿戴者处于相对直立的状态下，弹性板件11能够为其躯干提供更强的支撑力，减轻穿戴者身体负担，也能够为穿戴者提供更大的助力，有利于穿戴者作业，提高穿戴者的负载能力的同时，也降低了穿戴者受伤的风险；并且，区别于现有所采用的柔性弹力绳或弹力带，其弹性形变后产生的回复力是沿着人体躯干由上至下牵引的，本实施例中的弹性板件11其发生的是弯曲形变，而非轴向的拉升形变，因此，弹性板件11形变后所施加至躯体的回复力基本垂直于人体的躯干，进而能够避免对人体肩部造成较大的局部压迫感，舒适性好。与此同时，弹性储能件14所施加的助力则作用于穿戴者的腰部与腿部之间，结合弹性板件11所施加的助力作用于穿戴者背部与腰部之间，两者能够相互配合达到进一步提高腰部助力外骨骼助力的效果，进而确保腰部助力外骨骼能够对穿戴者的整体躯干均能起到良好助力的作用。
60.相比传统采用柔性弹性材料的腰部助力外骨骼而言，由于弹性板件11具有更高的韧性，即，其结构强度较柔性弹性材料(如弹力绳、弹力带等)而言更强，因此，在穿戴者处于相对直立的状态下，弹性板件11能够为其躯干提供更强的支撑力，减轻穿戴者身体负担，并且，在相同体积的情况下，弹性板件11的储能系数也较柔性弹性材料而言要高，从而能够为穿戴者提供更大的助力，有利于穿戴者作业，提高穿戴者的负载能力的同时，也降低了穿戴
者受伤的风险。
61.并且，弹性储能件14的储能系数设置为小于弹性板件11，这里所说的储能系数，指的是当弹性储能件14或弹性板件11形变时，其所储蓄用于回弹的力的大小，在相同的形变量的情况下，储能系数越高，复位过程中所释放的能量越大从而能够降低弹性储能件14对穿戴者腿部所施加的作用力，降低弹性储能件14形变储能时对穿戴者腿部的影响，保证穿戴者能够正常活动。
62.可以理解的是，本实施方式所述的直立状态，指的是穿戴者躯干处于伸直状态的，并且，其躯干与腿部之间的夹角呈180
°
或接近180
°
的状态，需要说明的是，根据不同穿戴者的站立习惯，其在站立状态下，大腿与躯干的夹角不一定完全为180
°
的状态，此处提及的180
°
夹角仅为便于本领域技术人员更容易理解本方案，其不作具体的限定作用。
63.以下，为了进一步提高背架本体10对穿戴者躯干的支撑效果，本实施方式的腰部支架12可以采用刚体，即采用刚性结构的腰部支架12。需要说明的是，此处所述的刚体为一种理想的模型，绝对刚体实际上是不存在的，刚体是指在运动中和受力作用后，形状和大小不变，而且内部各点的相对位置不变的物体，结合本实施方式可以理解的，即在穿戴者的正常运动过程中，以及负重状态下，腰部支架12结构不变，或产生的弯曲变形量较小。
64.采用刚性较大的腰部支架12，能够让穿戴者在弯腰俯身过程中，腰部支架12的形变量较小，从而使得腰部支架12在穿戴者上的重心不变，并且作用在穿戴者躯干上的作用力保持平均，有效保持弹性板件11具有稳定的助力效果，也能够有效地保护穿戴者的身体不会被构件所顶伤。
65.进一步的，如图4所示，腰部支架12的上部与弹性板件11连接，腰部支架12由上至下向背架本体10的后侧方向倾斜设置，弹性储能件14连接于腰部支架12的下部。
66.上述的腰部支架12以板状结构为例，腰部支架12可从穿戴者的腰部偏上位置向下倾斜延伸至穿戴者的腰部偏下位置，并且，腰部支架12的下部可与穿戴者的臀部之间形成一定的间隙。由于人体由背部至腰部的方向上，位于腰部处，其人体曲线开始往远离人体冠状面的方向开始倾斜，腰部至臀部会形成与背部曲线之间呈一定角度的曲线，这里，采用倾斜设置的腰部支架12，能够让穿戴者在穿戴状态下与腰部支架12之间具有较好的契合度，从而提高了腰部支架12整体前侧面与穿戴者腰部，或腰部及上臀部之间的接触面积，通过提高穿戴者与腰部支架12之间的接触面积，可以降低背架本体10在负重状态下对穿戴者腰部及臀部的压强，舒缓背架本体10在穿戴者腰部、臀部处形成应力集中的问题，减轻穿戴者的负重感，提高了穿戴者的负重能力，也降低了穿戴者在负重状态下的受伤风险。
67.在上述提高腰部支架12与穿戴者接触面积的基础上，通过将腰部支架12设置成由上至下向背架本体10的后侧方向倾斜，能够让穿戴者的弯腰俯身的过程中，腰部支架12的下部逐渐朝远离穿戴者身体的方向活动，最终在穿戴者身上形成一个向后翘起的板状结构，采用该种结构，能够进一步延长弯腰俯身状态下，腰部至腿部的距离，从而加大弯腰俯身时弹性储能件14的形变量，并且加大该状态下弹性储能件14对穿戴者腰部所施加的力矩，以在相应的状态下提供足够大的回复力。而在正常的直立状态下，由于腰部支架12会恢复至相对靠近穿戴者身体的状态，因此在此状态下不会对弹性储能件14造成影响，进而弹性储能件14也不会影响穿戴者的正常行动。
68.一些实施方式中，弹性储能件14可以采用弹力绳或弹力带，在相同的体积下，弹力
绳及弹力带的劲度系数要比弹性板件11要低，适于作为弹性储能件14，并且，弹力绳与弹力带为具有弹性的柔性材料，其在穿戴状态下也不会与穿戴者的身体之间产生干涉，有效保护穿戴者的同时，在穿戴者的弯腰俯身状态也能够为其提供一定的助力。
69.可以理解的是，由于弹力绳与弹力带体积较小，因此，当需要增加腰部支架12至腿部穿戴件13之间的助理效果时，用户可通过增加腰部支架12与腿部穿戴件13之间的弹性储能件14数量从而实现加大助力矩的效果，并且，增加一定数量的弹力绳或弹力带也不会对腰部助力外骨骼的整体体积有太大的影响，更不会对穿戴者本身形成干涉。
70.一实施方式中，腰部支架12的左、右两侧部设置成向前侧方向逐渐弯曲，如此一来，使得腰部支架12更加贴合人体腰部的轮廓，腰部支架12的左右两侧更好的贴合在穿戴者腰部的两侧，一方面增大了腰部支架12与穿戴者腰部接触的面积，以便更好的分摊压力，另一方面，使得绑缚在腰部支架12上的穿戴件能够与人体更加的契合，有利于提高穿戴舒适度。
71.一实施方式中，如图1所示，本实施方式采用弹力带作为弹性储能件14，弹力带为具有弹性的，带状的柔性带，带状的结构能使弹力带本体在拉伸并抵接于人体的状态下不易发生偏移，进而可以在穿戴者弯腰俯身时，通过弹力带拉紧腰部支架12与腿部穿戴件13，以确保使弹力带产生足够的柔性拉力给施工人员弯曲的背部和腰部，并有效限制腰部支架12与腿部穿戴件13不会与穿戴者发生相对偏移。
72.而为了确保弹性储能件14对穿戴者腰部所施加的助力相对平均，使助力不会发生一侧偏移而破坏穿戴者的重心平衡，本实施方式的腰部助力外骨骼中，将腿部穿戴件13以及弹性储能件14设置为两个，两腿部穿戴件13可分别穿戴于人体双腿，两弹性储能件14分别连接两腿部穿戴件13，对应的，腰部支架12的下部形成有两个安装部121，两安装部121分别提供弹性储能件14的连接位置，在穿戴状态下，两安装部121分别对应设置在穿戴者双腿的后侧。
73.将弹力带一端连接在腰部支架12的下侧，并且安装部121对应在穿戴者的腿部后侧方，这样，在穿戴状态下，弹力绳所延伸的方向即可基本与穿戴者的大腿处于重合的状态，使穿戴者处于弯腰俯身的状态下，弹力带能够很好的抵于穿戴者的腿部，进而避免了弹性储能件14在拉伸状态下与穿戴者之间发生相对滚动的状态，不易发生跑偏，确保发生较大的拉升形变，助力效果好。弹力带与人体具有良好的贴合性，也能够降低穿戴者在弹性储能件14拉伸状态下形成的异物感。
74.穿戴者弯腰时，弹性储能件14很好的被约束在穿戴者的后侧方，整个弹性储能件14均能够很好的保持在穿戴者的后侧发生拉伸形变，有效的避免了弹性储能件14相对穿戴者臀部或者腿部向外侧发生偏移，进而保证了弹性储能件14的助力效果。
75.接上述，一实施方式中，两个弹性储能件14之间设置有约束带(图未示)，约束带可以是弹性带，也可以是非弹性带，约束带的两端分别连接两个弹性储能件14，使得弹性储能件14能够保持相对靠近的姿态，进而有效避免了弹性储能件14相对穿戴者臀部或者腿部向外侧发生偏移的情形发生。
76.在一实施方式中，为了进一步提高腰部助理背架组件的穿戴稳定性，减轻穿戴者身体负担，如图1-图3所示，背架本体10还包括背部支架15，背部支架15可穿戴于人体背部并可随穿戴者背部活动，弹性板件11一端连接背部支架15并设置在背部支架15与腰部支架
12之间。
77.背部支架15能够提供弹性板件11在穿戴者背部的支撑部件，在背部支架15的左右两侧可设置上述的第一过孔，从而提供肩带的连接位置，并且，背部支架15还能够提供其他外骨骼系统的部件的安装位置，避免相关部件安装在弹性板件11上，以影响弹性板件11的机械性能。而为了减轻穿戴者背部的压力，背部支架15与穿戴者之间的贴合面积需足够大，以保证背部支架15对穿戴者所施加的压力或拉力能够被均匀地传递至穿戴者的背部，因此，本实施方式的背部支架15与腰部支架12的宽度会大于弹性板件11的宽度，将弹性板件11宽度设置为较小的尺寸，也能够避免弹性板件11从穿戴者的两侧凸出，以影响穿戴者的手部运动的情况。
78.值得一提的是，背部支架15与腰部支架12之间还可以设置装饰板件30，装饰板件30可设置在弹性板件11的后侧，并且，装饰板件30的宽度可大于弹性板件11的宽度，并通过在装饰板件30上设置装饰用花纹、涂装、开孔等，以提高腰部助力外骨骼的整体外观度。当然，在一些实施方式中，也可以仅采用弹性板件11设置在背部支架15与腰部支架12之间的方式。
79.接上述背部支架15的方案，背部支架15为刚体，即采用刚性结构的背部支架15。需要说明的是，此处所述的刚体为一种理想的模型，绝对刚体实际上是不存在的，刚体是指在运动中和受力作用后，形状和大小不变，而且内部各点的相对位置不变的物体，结合本实施方式可以理解的，即在穿戴者的正常运动过程中，以及负重状态下，背部支架15结构不变，或产生的弯曲变形量较小，避免压迫人体背部及肩部。
80.进一步的，为了提供穿戴者臂部助力，进一步减轻穿戴者在搬运物体的过程中腰背及手臂的负担，本实施方式的腰部助力外骨骼还包括臂部组件20，臂部组件20可支撑人体手臂或负重物。对应的，背部支架15的上部设置形成有连接部151，连接部151提供臂部组件20的连接位置，在穿戴状态下，连接部151对应设置在穿戴者肩部的后侧。在穿戴状态下，当穿戴者无需搬运物体时，臂部组件20处于空载的状态，而穿戴者的手臂也可以脱离臂部组件20的支撑，从而让手臂能够进行正常的活动，当穿戴者需要搬运重物时，负重物可直接挂置在臂部组件20上，另一实施方式中，穿戴者可将双臂架于臂部组件20上，实现臂部组件20对手臂的支撑，在手臂搬运重物时，臂部组件20承托穿戴者手臂，并将重物及手臂对其所施加的作用力传递至背部支架15，以通过背部支架15传递至人体躯干或通过弹性板件11传递至腰部支架12上，实现降低穿戴者手臂负担的效果。
81.作为臂部组件20的具体结构，臂部组件20包括支撑杆21以及调节杆22，支撑杆21设置有连接环211，连接环211可提供手臂绑带穿过的位置，也可提供用于支撑负重物的挂置结构的穿过位置，以设置手臂绑带为例，在穿戴应用中，手臂绑带一端连接于背部支架15，并依次向调节杆22、支撑杆21延伸，从连接环211穿出，以提供穿戴者手臂的穿戴空间。调节杆22的一端与支撑杆21连接，另一端与连接部151活动连接，调节杆22可带动支撑杆21绕连接部151活动，以使支撑杆21活动至背部支架15的前侧或后侧，在穿戴者需要实施搬运时，调节杆22可转动至背架本体10的前侧，使手臂绑带位于穿戴者的前侧，便于穿戴者手部的绑定；而在无需搬运的状态下，调节杆22可转动至背架本体10的后侧，避免臂部组件20与穿戴者发生干涉。
82.本实施方式的手臂绑带可以为带状结构，在穿戴状态下环绕于穿戴者的手臂，也
可以为手套，在穿戴状态下穿戴者将手臂穿入手套内，一方面可以保护手，一方面便于手部发力，两种实施方式均能实施对穿戴者手部的承托，起到助力的作用。
83.可选的，手部绑带的与背部支架15之间可通过钢丝绳实现连接，钢丝绳作为一种结构强度较高、韧性较强，且能够随穿戴者运动而活动的材料作为手部绑带与背部支架15之间的连接件。当然，在其他实施方式中也可以采用其他结构的部件或材料作为两者的连接件，本实施方式不作具体限定。钢丝绳与背部支架15之间可通过固定连接的方式，使手部绑带与背部支架15之间的距离相对固定。钢丝绳与背部支架15之间还可以设置卷绳机构，并在卷绳机构内设置卷簧，以使手部绑带在无外力作用下钢丝绳能够收卷在卷绳机构内，当穿戴者需要搬运重物，并对手部绑带施加外力时，钢丝绳则可从卷绳机构内伸出，并通过卷簧对其施加一定的作用力，为穿戴者手臂提供一定的助力。
84.为了提高臂部组件20的通用性，使其结构能够适于不同手臂结构及手臂长度的穿戴者，本实施方式的支撑杆21与调节杆22套接配合，支撑杆21与调节杆22可在相互靠近或远离的方向上作伸缩运动，以调节连接环211与背部支架15的相对位置，这样，手部绑带与背部支架15之间的距离也可实现调节，进而去适配不同穿戴者的身体结构。
85.对应人体结构，本实施方式的臂部组件20为两组，两臂部组件20可分别实现人体双臂的支撑，背部支架15形成有两个连接部151，两连接部151分别提供臂部组件20的连接位置；两连接部151之间形成有向下凹陷的缺口152，在穿戴状态下，缺口152对应形成在穿戴者的颈部的后侧，用于适配人体颈部的后仰等动作，确保灵活性。
86.综上，通过实施上述的技术方案，能够让腰部助力外骨骼在外骨骼系统的应用中提高对穿戴者躯干的支撑力以及助力效果，从而有利于穿戴者作业，提高穿戴者的负载能力的同时，也降低了穿戴者受伤的风险。
87.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公开的限制。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。
88.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公开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。
89.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。
90.以上结合具体实施例描述了本公开的技术原理。这些描述只是为了解释本公开的原理，而不能以任何方式解释为对本公开保护范围的限制。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公开的其它具体实施方式，这些方式都将落入本公开的保护范围之内。