可穿戴式下肢助力外骨骼机器人结构设计

这款可穿戴下肢助力外骨骼，是面向多场景人体运动辅助需求开发的机械结构方案，核心围绕人体下肢运动轨迹复刻、负重助力、行动支撑三大核心目标设计，可覆盖军事负重行军、医疗康复训练、航天在轨运动防护、户外登山徒步、体育运动辅助等多个领域的使用需求。在军事场景中，它能够帮助士兵分担单兵携行装备的重量，降低长距离行军过程中的下肢肌肉负荷，减少长时间负重带来的关节磨损与运动损伤，提升单兵持续机动能力；在医疗康复场景中，它可以为下肢运动功能障碍患者提供可控的步态辅助，帮助患者完成站立、行走等基础动作训练，适配不同康复阶段的助力力度需求，辅助患者重建运动能力；在航天场景中，它能够抵消微重力环境下的肌肉萎缩、骨密度流失问题，帮助航天员在舱内完成日常运动训练，维持下肢肌肉力量；在户外登山与体育运动场景中，它可以为使用者提供额外的蹬伸助力，降低长距离爬升过程中的体力消耗，提升运动续航能力。整套结构采用模块化拆分设计，所有连接部件均可实现快速拆卸与组装，无需专用工具即可完成穿戴尺寸的调整与部件更换，后期维护成本极低。结构的高度调节范围覆盖1.5米至2米身高的使用人群，整体高度可在1242mm至1331mm区间无级调整，腰部绑定结构的宽度可在405mm范围内伸缩适配，能够贴合不同腰围、不同腿长的使用者体型，不会出现结构卡滞、运动干涉的问题。关节部位采用多自由度铰接设计，完全匹配人体髋、膝、踝三个核心下肢关节的自然活动角度，髋关节与膝关节的活动角度覆盖0至143度范围，能够适配行走、跑步、爬升、下蹲等多种日常动作的姿态需求，不会限制使用者的正常活动幅度。主体结构选用ABS与钛材料搭配制作，ABS部件自重仅6.5kg，整套装备满载负重承载能力可达15kg，在保证结构强度的同时尽可能降低了装备自重，减少穿戴者的额外负重负担。绑定结构采用柔性绑带与刚性支撑结合的设计，腰部、大腿、小腿、脚踝部位的绑带均可根据使用者体型调整松紧，刚性支撑件贴合人体肢体曲线设计，避免长时间穿戴出现局部压痕、血液循环不畅的问题。整套结构的所有部件尺寸均适配常规3D打印设备的加工成型范围，小批量试制阶段无需开模即可完成所有结构件的制作，能够快速完成原型迭代与个性化定制调整，适配不同使用者的专属穿戴需求。