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一种腰部助力 外骨骼

阅读：33发布：2024-02-15

专利汇可以提供一种腰部助力外骨骼专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请公开了一种腰部助力外骨骼，所述外骨骼包括用于将所述外骨骼固定于穿戴者上身的上体支撑系统和用于将所述外骨骼固定于穿戴者腿部的腿部支撑系统，所述上体支撑系统和腿部支撑系统通过离合器 (3)转动连接，所述离合器(3)包括与上体支撑系统连接的第一连接组件，与腿部支撑系统连接的第二连接组件，用于为所述外骨骼提供弹性势能的弹性组件，以及用于控制弹性组件与第一连接组件和/或第二连接组件通断的控制组件,实现在穿戴者需要助力的情况下为其提供助力，而在自由行走的情况下，即，不需要提供助力的情况下可以自由行走，而不为会穿戴者带来阻力。，下面是一种腰部助力外骨骼专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种腰部助力外骨骼，其特征在于，所述外骨骼包括用于将所述外骨骼固定于穿戴者上身的上体支撑系统和用于将所述外骨骼固定于穿戴者腿部的腿部支撑系统，所述上体支撑系统和腿部支撑系统通过离合器(3)转动连接，所述离合器(3)包括与上体支撑系统连接的第一连接组件，与腿部支撑系统连接的第二连接组件，用于为所述外骨骼提供弹性势能的弹性组件，以及用于控制弹性组件与第一连接组件和/或第二连接组件通断的控制组件。
2.根据权利要求1所述的外骨骼，其特征在于，所述离合器(3)包括机械离合器、电机驱动离合器、电磁离合器、电磁销离合器、液压离合器和/或气动离合器。
3.根据权利要求1或2所述的外骨骼，其特征在于，
所述第一连接组件包括第一基座(31)，固定设置于所述第一基座(31)上的转轴(32)；
所述第二连接组件包括套接于所述转轴(32)上用于连接腿部支撑系统与离合器(3)的腿部连接件(33)；
所述控制组件包括套接于所述转轴(32)上的绕线环(34)，设置于腿部连接件(33)中可沿腿部连接件(33)长度方向L1往复运动的推杆(331)；
所述弹性组件包括设置于所述第一基座(31)上的压簧(35)，所述压簧(35)与所述绕线环(34)在第一基座(31)的同侧，在所述压簧(35)远离所述绕线环(34)的一端固定设置有弹簧挡板(351)，所述绕线环(34)与所述压簧(35)通过拉线(36)连接，所述拉线(36)的一端固定设置于所述绕线环(34)，环绕于所述绕线环(34)后伸入所述压簧(35)内部，另一端固定安装于所述弹簧挡板(351)上。
4.根据权利要求3所述的外骨骼，其特征在于，在所述第一基座(31)上开设有用于安装压簧(35)的弹簧槽，所述压簧(35)在弹簧槽内可沿压簧(35)的轴L2往复运动，所述压簧(35)的轴L2与所述转轴(32)互相垂直。
5.根据权利要求1至4任一项所述的外骨骼，其特征在于，在所述离合器(3)上还设置有用于设置腿部支撑系统初始位置的初始位置调节机构(37)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的外骨骼，其特征在于，在所述外骨骼上设置有用于控制离合器(3)启停的切换装置，所述切换装置通过手动控制或者根据行为检测组件所采集的信息自动控制。
7.根据权利要求6所述的外骨骼，其特征在于，所述行为检测组件包括：设置于上体支撑系统上用于检测上体行为趋势的上体行为检测器(41)和设置于离合器(3)上用于检测髋部行为趋势的髋部行为检测器(42)。
8.根据权利要求7所述的外骨骼，其特征在于，所述上体行为检测器(41)包括角度传感器和/或惯性传感器；所述髋部行为检测器(42)包括角度传感器和/或惯性传感器。
9.根据权利要求1至8任一项所述的外骨骼，其特征在于，所述上体支撑系统包括：肩带(11)、第一肋侧固定带(12)以及腰部固定带(13)，肩带(11)与第一肋侧固定带(12)通过胸部支撑组件(14)固定连接，所述腰部固定带(13)通过所述离合器(3)腿部支撑系统转动连接。
10.根据权利要求1至9任一项所述的外骨骼，其特征在于，所述腿部支撑系统包括腿部支撑杆(21)和安装于所述腿部支撑杆(21)前端的腿部支撑挡板(22)，所述腿部支撑杆(21)安装于所述腿部连接件(33)上，在所述腿部支撑系统上安装有用于调节所述腿部支撑挡板(22)角度的角度调节装置(23)。

说明书全文

一种腰部助力 外骨骼

技术领域

[0001] 本申请涉及机器人外骨骼领域，特别涉及一种腰部助力外骨骼。

背景技术

[0002] 腰部助力外骨骼是一款可穿戴机械设备，所述腰部助力外骨骼的作用在于为穿戴者提供腰部助力以完成长时间重复搬运、弯腰等劳作，从而减轻弯腰搬运过程中穿戴者腰部的载荷，进而减轻腰部劳损。

[0003] 传统腰部助力外骨骼的结构如图1所示，主要包括上体支撑系统和腿部支撑系统，上体支撑系统包括支撑框架单元001、胸部支撑单元002和腰部固定单元005，腿部支撑系统包括腿部支撑单元003，所述上体支撑系统和腿部支撑系统通过弹性元件004可转动连接。所述腰部助力外骨骼根据人体结构预设胸部支撑单元002与腿部支撑单元003的相对位置。
作业人员通过支撑框架单元001将所述腰部助力外骨骼穿戴于身上后，胸部支撑单元002位于作业人员前胸部，腰部固定单元005固定于作业人员髂部，腿部支撑单元003位于作业人员的大腿前部，而弹性元件004则位于作业人员身体两侧，用于如果胸部支撑单元002和腿部支撑单元003偏离预设位置，则使它们恢复至预设位置。腰部助力外骨骼基本工作原理如图2a和图2b所示，当作业人员弯腰进行搬运作业时，作业人员所搬运物体的重量会对作业人员的腰部产生附加力矩，所述附加力矩为物体重量G与力臂L的乘积。所述附加力矩与作业人员上半身自重产生的力矩共同作用对作业人员腰部下半部，使腰部下半部产生载荷，腰部助力外骨骼在此作业过程中会通过弹性元件在穿戴者弯腰过程中储存弹性势能，并通过位于大腿前部和前胸部的腿部支撑单元003和胸部支撑单元002经由支撑框架单元001连接向作业人员施加反向力矩M以部分抵消由上半身自重及所搬运物体重量所产生的力矩。

[0004] 所述弹性元件004的弹性势能的储存和释放是伴随着穿戴者由直立到弯腰再到直立的过程发生的。弹性元件004的作用，体现在在穿戴者由直立到弯腰的过程中不断储存弹性势能，以及，同时向穿戴者提供与重力方向相反的反向力矩。在穿戴者从弯腰到直立的过程中，弹性元件004的弹性势能不断释放，对腰部的助力效果在直立时完全消失。

[0005] 传统被动腰部助力外骨骼由于是通过纯机械结构将各单元连接在一起，在抬腿行走运动的过程中，支撑框架单元001与腿部支撑单元003是联动的，又由于支撑框架单元001紧贴胸部支撑单元002，导致当穿戴者在直立状态时会限制抬腿运动。因此，传统腰部助力外骨骼作为被动设备，在一定程度上限制了穿戴者在直立行走，上下楼梯，上下载具等过程中运动的自由度，即，在一定程度上限制了被动腰部助力外骨骼的使用环境以及穿戴舒适性。发明内容

[0006] 为解决传统被动腰部助力外骨骼限制穿戴者抬腿运动的问题，本申请提供了一种既能够在搬运时提供助力，又能够在不搬运时提供足够运动灵活性的腰部助力外骨骼。

[0007] 本申请的目的在于，提供一种腰部助力外骨骼，所述外骨骼包括用于将所述外骨骼固定于穿戴者身上的上体支撑系统和用于将所述外骨骼固定于穿戴者腿部的腿部支撑系统，所述上体支撑系统和腿部支撑系统通过离合器3转动连接，所述离合器3包括与上体支撑系统连接的第一连接组件，与腿部支撑系统连接的第二连接组件，用于为所述外骨骼提供弹性势能的弹性组件，以及用于控制弹性组件与第一连接组件和/或第二连接组件通断的控制组件。

[0008] 在一种可实现的方式中，所述离合器3包括机械离合器、电机驱动离合器、电磁离合器、电磁销离合器、液压离合器和/或气动离合器。

[0009] 在一种可实现的方式中，所述第一连接组件包括第一基座31，固定设置于所述第一基座31上的转轴32，所述第二连接组件包括套接于所述转轴32上的腿部连接件33，所述控制组件包括套接于所述转轴32上的绕线环34，设置于腿部连接件33中可沿腿部连接件33长度方向L1往复运动的推杆331，所述弹性组件包括设置于所述第一基座31上的压簧35，所述压簧35与所述绕线环34在第一基座31的同侧，在所述压簧35远离所述绕线环34的一端固定设置有弹簧挡板351，所述绕线环34与所述压簧35通过拉线36连接，所述拉线36的一端固定设置于所述绕线环34，环绕于所述绕线环34后伸入所述压簧35内部，另一端固定安装于所述弹簧挡板351上。

[0010] 在一种可实现的方式中，在所述第一基座31上开设有用于安装压簧35的弹簧槽，所述压簧35在弹簧槽内可沿压簧35的轴L2往复运动，所述压簧35的轴L2与所述转轴32互相垂直。

[0011] 在一种可实现的方式中，在所述离合器3上还设置有用于设置腿部支撑系统初始位置的初始位置调节机构37。

[0012] 在一种可实现的方式中，在所述外骨骼上设置有用于控制离合器3启停的切换装置，所述切换装置为启停开关，所述启停开关可以手动控制，也可以根据行为检测组件所采集的信息自动控制。

[0013] 在一种可实现的方式中，所述行为检测组件包括：设置于上体支撑系统上用于检测上体行为趋势的上体行为检测器41和设置于离合器3上用于检测髋部行为趋势的髋部行为检测器42。

[0014] 在一种可实现的方式中，所述上体行为检测器41包括角度传感器和/或惯性传感器；所述髋部行为检测器42包括角度传感器和/或惯性传感器。

[0015] 在一种可实现的方式中，所述上体支撑系统包括：肩带11、第一肋侧固定带12以及腰部固定带13，肩带11与第一肋侧固定带12通过胸部支撑组件14固定连接，所述腰部固定带13通过所述离合器3腿部支撑系统转动连接。

[0016] 在一种可实现的方式中，所述腿部支撑系统包括腿部支撑杆21和安装于所述腿部支撑杆21前端的腿部支撑挡板22，所述腿部支撑杆21安装于所述腿部连接件33上，在所述腿部支撑系统上安装有用于调节所述腿部支撑挡板22角度的角度调节装置23。

[0017] 本申请提供的外骨骼通过离合器连接上体支撑系统与腿部支撑系统，通过控制离合器的启停来控制外骨骼是否为穿戴者提供助力，从而实现在穿戴者需要助力的情况下为其提供助力，而在自由行走的情况下，即，不需要提供助力的情况下可以自由行走，而不会为穿戴者带来阻力。本申请提供的离合器存在两种状态，一是开启，二是停止。当穿戴者弯腰作业时，离合器处于开启的状态，使腿部反作用力支撑单元、弹性单元及支撑框架成为能传递力矩的整体结构以此通过胸部支撑单元向人体传递支撑力矩，所述外骨骼开始工作。当人体不需要进行腰部助力时，离合器处于关闭状态，腿部的运动会与支撑框架及弹性元件断开，实现不影响行走等运动的目的，在此情况下，腿部支撑系统将被动的跟随人体运动而运动，同时不会由于上体支撑系统的存在而阻碍正常运动。

[0018] 进一步地，本申请通过小型离合器以及基于惯性传感器或其他类角度传感等行为检测装置的使用，使所述外骨骼能够判定穿戴者运动趋势并以此控制离合器的断开和闭合。如果处理系统根据行为检测装置采集的数据判定穿戴者需要外力辅助，则操作离合器闭合，即开启离合器，外骨骼为穿戴者提供助力作用；反之，如果处理系统判定穿戴者无需助力，则断开离合器，外骨骼则处于随动状态，不对穿戴者施加任何外力，保证了穿戴者的运动灵活性。附图说明

[0019] 图1为传统腰部助力外骨骼的结构示意图；

[0020] 图2a为人体弯腰作业受力分析图；

[0021] 图2b为腰部助力外骨骼基本工作原理；

[0022] 图3为本申请实施例提供的一种腰部助力外骨骼的结构示意图；

[0023] 图4为本申请实施例提供的一种离合器的结构示意图；

[0024] 图5为图4所示离合器的爆炸图；

[0025] 图6为图4所示离合器的侧视图。

[0026] 附图标记说明

[0027] 11-肩带，12-第一肋侧固定带，13-腰部固定带，131-腰部加强件，14-胸部支撑组件，15-背带，16-背部连接件，17-第二肋侧固定带，21-腿部支撑杆，22-腿部支撑挡板，23-角度调节装置，3-离合器，31-第一基座，332-电机，32-转轴，33-腿部连接件，331-推杆，34-绕线环，341-离合挡块，35-压簧，351-弹簧挡板，352-压簧套，36-拉线，37-初始位置调节机构，41-上体行为检测器，42-髋部行为检测器。

具体实施方式

[0028] 下面结合应用实施例对本发明作进一步说明，以下实施例仅具有说明性，本发明并不受此实施例的限制。

[0029] 以下详述本申请。

[0030] 图3为本申请实施例提供的一种腰部助力外骨骼的结构示意图，如图3所示，所述外骨骼包括刚性的用于为穿戴者提供助力的上体支撑系统和刚性的用于将所述外骨骼固定于穿戴者腿部的腿部支撑系统，所述上体支撑系统和腿部支撑系统通过离合器3转动连接，所述离合器3包括与上体支撑系统连接的第一连接组件，与腿部支撑系统连接的第二连接组件，用于为所述外骨骼提供弹性势能的弹性组件，以及用于控制弹性组件与第一连接组件和/或第二连接组件通断的控制组件。

[0031] 在一种可实现的方式中，所述上体支撑系统包括：肩带11、第一肋侧固定带12以及腰部固定带13，肩带11与第一肋侧固定带12通过胸部支撑组件14固定连接，所述腰部固定带13通过所述离合器3腿部支撑系统转动连接。

[0032] 可选地，所述肩带11为两条，穿戴者在穿戴外骨骼时可将两条肩带11分别搭接于左右两肩上，以便保持外骨骼平衡并且均分外骨骼的重量。

[0033] 所述腰部固定带13用于将外骨骼固定于穿戴者身体上，在外骨骨骼穿戴于穿戴者身上后，腰部固定带13固定包绕于穿戴者腰部附近。

[0034] 第一肋侧固定带12设置在肩带11位于胸前的一端与腰部固定带13之间，所述第一肋侧固定带12为两条，并且均具有刚性，从而在外骨骼启动的情况下，与其它部件配合，为穿戴者提供助力。

[0035] 在肩带11位于背部的一端与腰部固定带13之间设置有背带15，两条肩带11与背带15通过背部连接件16连接。

[0036] 可选地，在所述腰部固定带13上固定设置有腰部加强件131，第一肋侧固定带12设置于所述胸部支撑组件14与所述第一基座31之间，在所述胸部支撑组件14与所述腰部加强件131之间设置有第二肋侧固定带17，所述外骨骼还包括背带15，所述背带15一端通过背部连接件16与肩带11固定连接，另一端与腰部加强件131固定连接，从而增强外骨骼对穿戴者的支撑作用。

[0037] 在一种可实现的方式中，所述腿部支撑系统包括：腿部支撑杆21和安装于所述腿部支撑杆21前端的腿部支撑挡板22，所述腿部支撑杆21通过腿部连接件33安装于离合器3上，从而，腿部支撑系统与上体支撑系统形成腰部助力外骨骼整体。

[0038] 在所述腿部支撑系统上，例如，在所述腿部支撑杆21上安装有用于调节所述腿部支撑挡板22角度的角度调节装置23，例如，所述腿部支撑挡板22通过角度调节装置23可自由转动，并在任意角度停顿，以便于调节所述腿部支撑挡板22角度，使不同体型的穿戴者均可将大腿与所述腿部支撑挡板22贴合，从而增加使用的舒适度，并且能够使外骨骼为穿戴者提供充足的助力。

[0039] 可选地，在所述腿部支撑杆21与所述离合器3的连接处也设置有角度调节装置23。

[0040] 本申请实施例中用于制造所述外骨骼的材料既具有刚性又具有弹性，例如，可以使用弹性金属或者硬质塑料等来制造所述外骨骼。

[0041] 在一种可实现的方式中，所述外骨骼上设置有两个离合器3，可选地，两个离合器3对称地设置于腰部固定带13上。在穿戴者将外骨骼穿戴于身上后，通过调节肩带11等上体支撑系统中的部件，使得离合器3位于穿戴者的髋部。

[0042] 在本申请中，所述离合器3可以使用现有技术中任意一种能够用于外骨骼的离合器。在一种可实现的方式中，所述离合器3可以使用现有技术中任意一种离合器，包括机械离合器、电机驱动离合器、电磁离合器、电磁销离合器、液压离合器和/或气动离合器，例如机械离合器。

[0043] 本申请使用离合器3连接上体支撑系统和腿部支撑系统，从而，在离合器3开启状态所述外骨骼能够为穿戴者提供助力，而在离合器3断开状态所述外骨骼不能为穿戴者提供助力，使得穿戴者可自由行走。

[0044] 图4为本申请实施例提供的一种离合器的结构示意图，图5为图4所示离合器的爆炸图，图6为图4所示离合器的侧视图，其中，A示出腿部支撑系统的上极限位置，B示出腿部支撑系统下极限位置，如图4～图6所示，所述离合器3包括与上体支撑系统连接的第一连接组件，与腿部支撑系统连接的第二连接组件，用于为所述外骨骼提供弹性势能的弹性组件，以及用于控制弹性组件与第一连接组件和/或第二连接组件通断的控制组件。

[0045] 所述第一连接组件包括第一基座31，固定设置于所述第一基座31上的转轴32。

[0046] 所述第二连接组件包括套接于所述转轴32上用于连接腿部支撑系统与离合器3的腿部连接件33。

[0047] 所述控制组件包括套接于所述转轴32上的绕线环34，设置于腿部连接件33中可沿腿部连接件33长度方向L1往复运动的推杆331。

[0048] 所述弹性组件包括设置于所述第一基座31上的压簧35，所述压簧35与所述绕线环34在第一基座31的同侧，在所述压簧35远离所述绕线环34的一端固定设置有弹簧挡板351，所述绕线环34与所述压簧35通过拉线36连接，所述拉线36的一端固定设置于所述绕线环
34，环绕于所述绕线环34后伸入所述压簧35内部，另一端固定安装于所述弹簧挡板351上。

[0049] 具体地，所述离合器3包括：

[0050] 第一基座31，固定设置于所述第一基座31上的转轴32，依次套接于所述转轴32上的腿部连接件33、绕线环34。

[0051] 所述腿部连接件33用于连接腿部支撑系统与离合器3，在腿部连接件33中设置有可沿腿部连接件33长度方向L1往复运动的推杆331。

[0052] 在所述绕线环34上设置有离合挡块341。

[0053] 在所述第一基座31上还设置有压簧35，所述压簧35与所述绕线环34在第一基座31的同侧，在所述压簧35远离所述绕线环34的一端固定设置有弹簧挡板351。

[0054] 可选地，在所述压簧35外部设置有压簧套352。

[0055] 所述绕线环34与所述压簧35通过拉线36连接，所述拉线36的一端固定设置于所述绕线环34，环绕于所述绕线环34后伸入所述压簧35内部，另一端固定安装于所述弹簧挡板351上。

[0056] 在一种可实现的方式中，在所述腿部连接件33中设置有用于推动推杆移动的电机332，所述电机332与切换装置电连接，切换装置发出开启信号，则电机将推杆推送至与离合挡块341可接触区域，切换装置发出关闭信号，电机则将推杆拉回至初始位置，即，推杆移出于与离合挡块341可接触区域。

[0057] 在一种可实现的方式中，如离合器3开启，所述推杆331伸入绕线环34面内，靠近所述转轴32，进入与离合挡块341可接触的范围内，在腿部支撑系统随穿戴者向上抬起转动，离合挡块341被推杆331遮挡，绕线环不能再继续向推杆331的方向转动，如果腿部支撑系统随穿戴者向上抬起，离合挡块341被推杆331推动围绕转轴旋转，从而带动连接于绕线环34与弹簧挡板351之间的拉线则拉动压簧压缩，存储弹性势能；如果腿部支撑系统随着穿戴者的直立而向下运动，则释放刚刚存储的弹性势能，从而为穿戴者提供助力。弹性势能释放后，压簧复位。

[0058] 如果离合器3断开，即电机驱动推杆向下移动以移出于离合挡块341的接触区域时，则推杆331由绕线环34面内抽出，远离所述转轴32，在腿部支撑系统随穿戴者向上抬起转动，离合挡块341无法被推杆331遮挡，因此，绕线环34可自由旋转，从而，腿部支撑系统可自由摆动。

[0059] 在一种可实现的方式中，无论离合器3开闭，压簧具有一定的预紧力，拉动拉线36能使绕线环34产生旋转趋势。

[0060] 如果当穿戴者处于直立状态时，离合挡块341恰好与推杆331无应力搭接，这种方式保证外骨骼在使用过程中的助力效果合理，安全性高，效率高，因此，使用本申请提供的外骨骼的较佳方案是在穿戴者直立状态下调整离合挡块使其恰好与推杆无应力搭接，此时，腿部连接件33的位置为其下限位置。

[0061] 在一种可实现的方式中，由压簧35所产生的力矩可通过调节压簧的弹性系数、预设的压缩长度以及腿部支撑系统与上体支撑系统的预设角度来调整外骨骼提供的力臂的大小，以达到适合穿戴者弯腰及直立的实际需求效果，其产生的助力力矩也可进行整体调节以适应于不同体重的穿戴者。

[0062] 在一种可实现的方式中，离合器3的开启只发生在腿部连接件33的下限位置处，并且，离合器的断开也仅发生在腿部连接件33的下限位置。当穿戴者进行弯腰作业时，是以上身竖直位置为起点开始一系列前倾，下弯等动作，整个过程是从上身竖直开始到上身重新竖直结束为一个循环。上身竖直并即将进行弯腰作业时，腿部连接件33处于下限位置。当完成作业，上身重新回到竖直状态时，此时腿部连接件33又回到了下限位置，此时设备不提供人体任何支撑力，离合器断开。因此，离合器3只需在穿戴者上身竖直位置，即，腿部连接件33处于下限位置时进行开闭。

[0063] 另外，在穿戴者弯腰作业过程中，离合器3的突然断开会导致支撑力瞬间降低为0，使穿戴者的受力发生突然变化，具有安全隐患，并且，对整个外骨骼设备核心部件也会产生冲击力并可能造成损伤，因而，在提供助力的过程中，离合器3一直保持启动状态，只有在整个外骨骼对穿戴者不施加任何外力的情况下，才允许离合器3进行开闭动作。

[0064] 在一种可实现的方式中，在所述第一基座31上开设有用于安装压簧35的弹簧槽，所述压簧35在弹簧槽内可沿压簧35的轴L2往复运动，所述压簧35的轴L2与所述转轴32互相垂直，使得拉线的移动路径最短，最为顺畅，从而增强外骨骼的助力作用。

[0065] 在一种可实现的方式中，在所述离合器3上还设置有用于设置腿部支撑系统初始位置的初始位置调节机构37，例如，可以为与所述转轴32固定连接的调节钮，以便于外骨骼根据穿戴者的不同体型调节腿部连接件33的下限位置，从而增强外骨骼的使用舒适度以及提高外骨骼的助力效率。

[0066] 在一种可实现的方式中，在所述外骨骼上设置有用于控制离合器3启停的切换装置，所述切换装置可以为启停开关，所述启停开关可以手动控制，也可以根据行为检测组件所采集的信息自动控制，还可以综合行为检测组件所采集的信息以及手动控制信息协同控制离合器的启停。

[0067] 在一种可实现的方式中，如果所述启停开关根据行为检测组件所采集的信息自动控制，则可以在所述外骨骼上设置处理器，所述处理器用于根据检测组件所采集的信息生成控制信号，并将生成的控制信号发送给启停开关，启停开关接到控制信号后自动控制离合器的启停。

[0068] 在一种可实现的方式中，所述行为检测组件包括：设置于上体支撑系统上用于检测上体行为趋势的上体行为检测器41和设置于离合器3上用于检测髋部行为趋势的髋部行为检测器42。

[0069] 在一种可实现的方式中，所述上体行为检测器41可以为现有技术中任意一种行为检测器，包括角度传感器和/或惯性传感器，如陀螺仪；所述髋部行为检测器42可以为现有技术中任意一种行为检测器，包括角度传感器和/或惯性传感器，如陀螺仪等。

[0070] 在一种可实现的方式中，所述行为检测组件还包括设置于所述腿部支撑系统中的腿部行为检测器，所述腿部行为检测器选自角度传感器、惯性传感器中的一种或者多种，如陀螺仪等。

[0071] 所述上体行为检测器41、所述髋部行为检测器42和所述腿部行为检测器可以相同，也可以不同。

[0072] 本申请实施例提供的外骨骼的工作原理如下：当穿戴者需要进行弯腰搬运作业时，可以由切换装置或行为检测组件向离合器3内的电机332发送启动信号，此时腿部连接件33处于下限位置，电机开始工作，推杆331被推至伸入绕线环34盘面内部，靠近转轴32，离合挡块341与推杆331无应力搭接，离合器3启动。由于腿部支撑系统通过腿部连接件33固定安装于离合器3上，再通过离合器3可转动连接于上体支撑系统上，因此，当穿戴者进一步向下弯腰时，腿部连接件33从下限位置B向上限位置A运动，在推杆331对离合挡块341的推动作用下，绕线环34旋转，从而带动固定于绕线环上的拉线拉动弹簧挡板，压簧也随之不断地被压紧，并产生对抗力矩，使得腿部连接件33具有从上限位置向下限位置运动的趋势。这个力矩通过腿部支撑系统中的腿部支撑挡板22以及上体支撑系统传递给穿戴者，使得穿戴者在下弯过程中受到来自于压簧的支撑力，进而抵消部分腰部肌肉拉力，下弯过程中弹性势能不断储存，并持续为穿戴者提供支撑力。在穿戴者从下弯恢复到直立过程中，压簧的弹性势能开始释放并逐渐降低，当穿戴者直立时，即，腿部连接件33达下限位置时，绕线环34上的离合挡块341与推杆331恢复无应力搭接，即，复位。当穿戴者进行行走、奔跑、坐立等无需助力的动作时，离合器一直处于断开状态，推杆被拉回至初始位置，即，未伸入绕线环34盘面内部，无法阻挡离合挡块，因此，绕线环34可以围绕转轴32自由旋转，此时腿部连接件33可绕基座1在运动范围内自由转动。

[0073] 在本申请提供的实施例中，开启或者断开离合器3的操作可以通过切换装置和/或行为检测装置实现。

[0074] 以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

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