可穿戴助力动力外骨骼结构设计

这套可穿戴动力外骨骼的结构设计，核心瞄准重载作业场景下的人体负荷减负需求，覆盖物流仓储重物搬运、工业装配长时间托举、应急救援负重行进等多个高频高负荷作业场景，能够在不限制人体正常肢体活动范围的前提下，为使用者提供额外的动力辅助，降低肌肉与骨骼的长期负荷损伤风险。从结构布局来看，整体采用贴合人体生理曲度的分体式框架设计，背部支撑模块贴合人体脊柱自然曲度，能够将肩部承载的负重通过刚性框架直接传导至髋部与下肢支撑结构，避免上半身肌肉长期承受垂直方向的重压；肩部与髋部的绑接位置预留了柔性衬垫安装空间，框架与人体接触的边界做了圆弧过渡处理，避免刚性结构在肢体活动过程中对皮肤或衣物造成卡滞、磨损。下肢部分的关节结构完全匹配人体髋、膝、踝三个主要活动关节的转动自由度，关节处采用铰接式连接设计，转动副的限位角度严格参照人体肢体活动的安全范围设置，避免助力过程中出现超出人体生理极限的关节偏转，保障穿戴使用的安全性。大腿与小腿段的支撑臂采用镂空式轻量化结构设计，在保证结构刚性满足负重承载要求的前提下，尽可能降低外骨骼自身的重量，减少使用者穿戴时的额外负重；足部支撑模块采用一体化承托结构，能够将框架传导的负重直接分散至足底接触面，配合可调节的绑带结构适配不同尺码的工作鞋穿戴，不会对正常行走、跨步、下蹲等动作造成阻碍。动力输出点位的布置充分考虑了人体运动的发力逻辑，在托举重物的动作过程中，背部与上肢辅助模块会同步输出支撑力，抵消重物的部分重力，在行走负重过程中，下肢关节的助力结构会跟随步态周期提供抬步、支撑阶段的辅助力，降低下肢肌肉的发力强度。整套结构的安装边界充分考虑了不同体型使用者的适配需求，躯干段、大腿段、小腿段均预留了长度调节的安装位，能够根据使用者的身高、肢体长度快速调整框架尺寸，适配不同身形的作业人员穿戴使用；所有铰接转动位置均预留了标准的动力元件、传感元件安装接口，可根据实际使用需求匹配对应的动力驱动方案，无需对主体框架进行二次大规模修改。