下肢助力外骨骼穿戴式机械结构设计

　　这款下肢外骨骼结构的设计，最初锚定的是两类核心应用场景：一类是面向负重作业场景的体力增强，比如物流仓储分拣环节的长时间站立搬运、山地巡检人员的长距离徒步行进，另一类是面向下肢运动功能障碍人群的康复训练辅助，帮助使用者在站立、行走过程中获得额外的关节支撑力，降低下肢肌肉与关节的负荷。从结构布局来看，整体采用髋部环绕式绑缚基座作为核心承载点，腰托部分做了贴合人体腰骶曲度的弧面过渡，接触区域预留了柔性衬垫的安装位，避免硬质结构直接压迫体表造成穿戴不适，髋部宽度调节结构预留了120mm的调节行程，可适配不同腰围的使用者，安装边界覆盖常规成年人体型的髋部尺寸范围。两侧的下肢支链采用模块化分段设计，髋关节位置设置了水平与矢状面的转动副，

　　匹配人体行走时髋部的自然摆动自由度，转动副内部预留了阻尼调节件的安装空间，可根据使用场景调整助力阻尼的大小；大腿段与小腿段的支链外壳做了镂空减重设计，内部预留了线性驱动组件的安装腔，直线驱动单元沿支链轴向布置，可在膝关节屈伸过程中输出辅助力矩，支链长度设置了80mm的调节余量，可适配不同腿长的使用者，膝关节转动副的转动角度范围做了机械限位，最大屈曲角度限制在130度，避免超出人体关节活动范围造成运动损伤。小腿段末端设置了绑缚固定点，可与使用者的小腿部位稳定绑定，底部的连接端预留了与穿戴鞋具的对接接口，可将助力载荷顺畅传递到足部，避免支链在行走过程中出现窜动。整体结构的铰接点位置全部做了耐磨衬套的安装位设计，

　　降低长期往复转动带来的结构磨损，所有外露的结构边缘都做了圆角过渡处理，避免穿戴过程中剐蹭衣物或者皮肤。从设计逻辑上，这款结构没有追求过度冗余的自由度，而是把核心功能聚焦在行走过程中的膝关节助力与髋部支撑上，在保证结构强度的前提下尽可能做了轻量化处理，单侧支链的结构重量控制在较低区间，不会给使用者增加额外的负重负担。在实际适配过程中，髋部基座的重心位置做了优化，整体结构的重心尽量贴近人体躯干的重心线，避免行走过程中产生额外的倾覆力矩，各个绑缚点的位置都对应人体下肢肌肉较丰厚的区域，避开骨骼凸起位置，提升长时间穿戴的舒适度。支链外壳的造型做了流线型处理，既可以避免行走过程中与衣物或者周边物体产生勾挂，也能为内部的驱动元件、传感元件提供足够的防护空间，结构上预留的走线槽可将驱动与传感线路规整收纳在支链内部，避免线路外露影响动作或者造成损坏。