专利名称：外骨骼负载处理系统及其使用方法
技术领域：
本发明涉及物料处理系统领域，更具体地，涉及由使用 者穿用的、用于在使用者前方举起和降下重型负载的下肢外骨骼的领域。
背景技术：
提供从外骨骼躯干延伸出的延长躯体在外骨骼领域是已知的，该延长躯体适于在外骨骼穿用者的前方支撑负载，如公布号为2007/0056592的美国专利申请中所教导的。这种设置尽管有用，但未提供穿用者对负载的轻松操作。另外，这种设备并未解决沿外骨骼躯干不均匀的重量分布的问题，而这可能导致外骨骼穿用者在静止及行走时面临显著的平衡问题。已知的有机动式负载操作装置来协助人举起和移动重型负载。美国专利6，886，812描述了一种此类设备，其利用由执行器驱动的拉紧滑轮，该拉紧滑轮直接连接至天花板、墙壁或高架起重机。尽管这种类型的设备可用在汽车装配厂、仓库货类似场合操作负载，然而，其仅限于特定的地理区域，且必须连接至高架结构或由高架结构支撑。尽管具有这些已知的负载处理系统，然而仍需求一种能在解决沿外骨骼躯干重量分布问题的同时使使用者操作和携带前方负载的外骨骼设备。
发明内容
本发明涉及一种包括负载处理系统的外骨骼，其可由人穿用，并允许其穿用者携带位于人前方的负载。该外骨骼包括第一和第二腿部支撑件，其适于连接至人的下肢，并在静止阶段搁置在地面上。每个腿部支撑件可包括一个膝关节，分别连接至大腿连杆和小腿连杆，以使腿部支撑件能进行弯曲和伸展。该外骨骼包括外骨骼躯干，其具有上身接口装置，用于连接至人的上身。所述外骨骼躯干通过髋关节可旋转地连接至腿部支撑件，所述髋关节使腿部支撑件能围绕髋部屈伸轴旋转。可选择地，所述外骨骼进一步包括两个髋部扭矩发生器，其适于在所述外骨骼躯干与所述腿部支撑件之间产生扭矩。所述外骨骼躯干适于使负载连接至外骨骼躯干的后方(例如，背包)和前方。所述前方负载连接至承载装置(load bearing device),该承载装置从所述外骨骼躯干在人体躯干前方延伸。所述承载装置连接至传动卷轴机构，该传动卷轴机构连接至具有承载线(load bearing lines)的末端感受器。所述末端感受器连接至前方负载,并使所述传动卷轴机构举起和降低前方负载。这些装置(卷轴、末端感受器、线以及承载装置)共同构成人力量放大器。可设置接口，使使用者能够控制所述人力量放大器，以选择性地提升或降低可连接负载的承载线。在一个优选实施例中，所述人力量放大器包括人机交互传感器，其连接至末端感受器的手柄上，该手柄通过所述末端感受器测量人施加在所述负载上的力。在该实施例中，所述人力量放大器还包括控制器，该控制器接收人机交互传感器的测量值，并控制所述传动卷轴机构。所述控制器控制所述传动卷轴机构，从而基于人施加至所述人机交互传感器上的力的测量值，将力所述前方负载上。人仅需施加大小为总负载较少百分比的力，从而人施加的力可被有效地放大。平衡重力装置(counterweight device)连接至所述外骨骼躯干的背面侧。使用时，通过平衡力执行器使所述平衡重力装置的辅助质量块绕枢转轴移动，从而平衡平衡重力装置施加至所述外骨骼躯干上的力和连接至所述外骨骼的前方负载。在一个优选实施例中，控制器与一个或多个传感器相连，该传感器适于测量由于前方负载产生的力。使用时，所述控制器计算由所述辅助质量块产生的沿髋部屈伸轴的力矩，以及前方负载的所述线上向下的力产生的力矩，并自动将所述辅助质量块移动至可合适地平衡所述两个力矩的位置。下面结合附图，通过对优选实施例详细的描述，可更加清楚的了解本发明的其他目的、特征和优点。
图I为本发明的外骨骼的前透视图。
具体实施例方式首先如图I所示，包括负载处理系统的外骨骼100，其可由人穿用，并允许其穿用者携带位于人前方的负载。下肢外骨骼100包括第一和第二腿部支撑件101和102，其适于连接至人的下肢(即，至少人腿的一部分)，并在静止阶段搁置在地面上。第一和第二腿部支撑件101、102分别包括大腿连杆103和104和小腿连杆105和106。虽然不是必需的，特别是在本发明应用至非拟人化的配置中(未示出)，第一和第二膝关节107和108优选用于连接相应的大腿连杆103、104和小腿连杆105、106，并使大腿连杆103、104和小腿连杆105、106在相应腿部支撑件101、102的摆动阶段时，可弯曲和伸展。在一个实施例中，第一和第二膝关节107、108设置为在所述相应的腿部支撑件101、102的静止阶段，分别抵抗小腿连杆105、106和大腿连杆103、104之间的弯曲。外骨骼100还包括外骨骼躯干109，其具有上身接口装置112。该外骨骼躯干109通过上身接口装置112连接至人的上身。术语“上身”，指的是任何通常位于大腿以上的位置，包括臀部。虽然上身接口装置112在图I中描述为简单的腰带，但是其可包括，但不限于，背心、腰带、带子、肩带、胸带、主体铸件、安全带和腰带等。外骨骼躯干109可旋转地连接至位于髋屈伸关节125、126上的第一和第二腿部支撑件101、102，使腿部支撑件101、102可分别绕髋部屈伸轴128、129进行髋屈伸旋转。第一和第二腿部支撑件101、102设置为通过下肢接口元件135、136连接至人的下肢。在如图I所示的实施例，下肢连接件135、136连接至相应的大腿连杆103、104，然而元件135、136可替换地连接至小腿连杆106、107，或者直接或间接地都连接至大腿连杆103、104和小腿连杆105、106。每个下肢接口元件135、136包括元件或元件的组合,所述元件包括但不限于皮带、杆、C-形支架、主体铸件和弹性体。操作时，人优选通过上身接口装置112连接至或穿着外骨骼100，并通过下肢接口元件135、136连接至第一和第二腿部支撑件101、102。可选择地，外骨骼100也可包括两个髋部扭矩发生器145、146，该髋部扭矩发生器设置为在外骨骼躯干109和第一和第二腿部支撑件101、102之间产生扭矩。因为上面讨论的外骨骼100的部件在本领域是已知的，为了完整性也被包括在内，此处不再详细论述。相反，本发明具体涉及用于外骨骼100的负载处理系统，以及其使用方法，现在将要详细论述。在一个优选实施例中，本发明的所述负载处理系统包括由辅助质量块202限定的平衡重力装置200，该辅助质量块202可旋转地连接至平衡力执行器203，用于绕枢转轴204运动。平衡力执行器203反过来固定至外骨骼躯干109的背部。使用时，通过驱动装置，如具有与枢转轴204同轴的轴的电动机，辅助质量块202可选择地绕平衡力枢转轴204旋转，辅助质量块202键入该轴，或者线性执行器连接外骨骼躯干109和辅助质量块202，从而当携带前方负载210时，转移外骨骼100的重心。在一个实施例中，使用者利用与平衡力执行器203相连的控制器208及相关控制接口 209来选择地相对于外骨骼躯干109移动辅助质量块202。例如，当位于操作者前方的负载是高的，例如负载210，辅助质量块202可选择地向使用者更远的尾部旋转，如图I中的箭头A所示，从而至少部分地平衡髋部屈伸轴128、129周围的负载210的重量。虽然没有描述，但是应该理解的是，辅助质量块202还可包括 垂直于轴204的可动轴，以从一侧到另一侧移动辅助质量块202。虽然不是优选的，也可替换地相对于外骨骼躯干109手动移动辅助质量块202。在一个优选实施例中，平衡重力装置200结合人力量放大器220形式的承载装置一起使用。如图I所描述的，人力量放大器220包括第一和第二负载转移装置222和223。在所示优选实施例中，第一和第二负载转移装置222、223为曲柄，每个曲柄包括各自的传动卷轴机构226、227，该传动卷轴机构适于卷入或卷出(举起或降低)承载线230、231。在一个实施例中，使用者接口 209可被用于驱动相应的传动卷轴机构226、227，以选择地举起或降低线230、231。线230、231可以是具有高拉伸强度的任何弹性材料，包括但不限于，电线、钢索、带子和绳子。每个线230、231包括连接至其上的末端感受器232、233，用于将线230、231连接至负载。虽然末端感受器展示为手柄型装置，但是末端感受器可以是任何将线230、231连接至负载的形式。在一个优选实施例中，每个末端感受器230、231包括手柄部分234、235和简单挂钩236、237，用于连接负载，如负载210。应该理解的是，负载210可以为任何形式的负载，其能够被连接至末端感受器232、233，并且该负载在人力量放大器220和外骨骼100的重量耐受水平以内。在一个实施例中，每个末端感受器232、233包括传感器240、241。在一个实施例中，传感器240、241为人机交互传感器,其位于相应的手柄部分234,235上，并适于测量操作者通过手柄234、235和所述末端感受器232、233施加至负载210上的力。在该实施例中，基于所述人机交互传感器240、241上的人力的测量数据，控制器208可控制传动卷轴机构226、227，从而将操作者施加至负载210上的力有效地扩大。在一个最简单的实施例中，控制器208配置为施加力至负载210，该力与人机交互传感器240、241上测得的力成比例，但是本领域普通技术人员清楚，有很多根据这种控制规律的实施例。第一和第二负载转移装置222、223还包括肩带形式的导件244、245，其适于沿穿用者的肩膀延伸。导件244、245也可作为上身接口装置。优选地，导件244、245为刚性承载肩带，防止附加负载(如负载210)提供的负载力直接承载在穿用者肩膀上。根据本发明，控制器或微处理器208与传感器240、241和/或传感装置262、263相连，其适于测量由负载转移装置222、223施加至线230、231上的力。为了清楚，图I仅展示了控制器208和传感器240、262之间的线，但是，应该理解控制器208也和传感器241、263相连。控制器208计算由辅助质量块202在髋部屈伸轴128、129周围产生的力矩以及由施加的负载，如位于使用者前方的负载210，线230、231上向下的力产生的力矩。基于该计算结果，控制器208随后自动地将辅助质量块202移动至大致使两个力矩平衡的合适位置。应该理解，从人机交互传感器240、241得到的数据足以计算由施加的负载在髋部屈伸轴128、129周围产生的力矩。但是，所述传感器240、241和传感器262、263也可结合使用，从而对施加的负载在髋部屈伸轴128、129周围产生的力矩进行更准确的估计。此时，还应该认识到所述传感器240、241可执行双重功能，即，作为人机交互传感器以及测量所述负载转移装置施加的力。虽然描述了本发明的优选实施例，应该很容易理解，在不脱离本发明精神的前提下，可以作出各种变化和/或修改。例如，注意到本领域技术人员可使可移动的辅助质量块线性或摆动地在链接型的机构上移动，而不是旋转移动。也就是，虽然展示了绕轴旋转的辅 助质量块，但是可以适用任何用于移动所述辅助质量块力和相对于髋部屈伸轴向后、易产 生理想效果的机构。此外，所述机构可使所述辅助质量块从一侧移动至另一侧，以平衡从一侧到一侧不平衡的力矩。此外，还应该理解，本发明的人力量放大器可在没有平衡重力装置时，单独使用。最后，虽然图I中展示了包括两个髋部扭矩发生器，在一个优选实施例中，所述外骨骼可构造为不具有所述髋部扭矩发生器。具体地，由于所述辅助质量块的使用，当在所述髋部屈伸轴周围的所述外骨骼躯干上的净力矩接近零时，该实施例可被实施。在这种情况下，因为所述外骨骼的穿用者可提供在负载情况下，保持外骨骼躯干直立少量剩余扭力，所述髋扭矩发生器的需要大大减少或甚至不再需要。通常，本发明仅由以下权利要求所限定。
权利要求
1.一种外骨骼，其包含用于连接至人的负载处理系统，所述外骨骼包括 第一和第二腿部支撑件，其适于连接至人的下肢，并在静止阶段搁置在支撑表面上； 外骨骼躯干，用于连接至人的上身，所述外骨骼躯干在各髋关节处与所述第一和第二腿部支撑件中的每一个相互连接，以允许所述第一和第二腿部支撑件与所述外骨骼躯干之间围绕各个髋部轴的弯曲和伸展； 人力量放大器，包括第一负载转移装置，该装置包括连接至第一线的第一传动卷轴机构；第一末端感受器，位于所述第一线上，并用于连接至负载；第一导件，所述第一导件在所述外骨骼躯干的前方位置支撑所述第一末端感受器；以及负载转移执行器，所述负载转移执行器选择性地操作所述第一传动卷轴机构，以相对于所述外骨骼躯干选择性地提升或降低所述第一线；以及 平衡重力装置，包括辅助质量块，该辅助质量块通过所述执行器连接至所述外骨骼躯干，从而使得所述辅助质量块在所述外骨骼躯干后面的位置延伸，其中所述执行器被选择性地启动，以使所述辅助质量块的重心相对于所述外骨骼躯干转移。
2.根据权利要求I所述的外骨骼，其特征在于，还包括至少一个髋部扭矩发生器，用于在所述外骨骼躯干和所述第一和第二腿部支撑件的其中之一之间产生扭矩。
3.根据权利要求I所述的外骨骼，其特征在于，所述人力量放大器还包括 第一手柄，位于所述第一末端感受器上，该第一手柄用于被人抓握； 第一人机交互传感器，所述第一人机交互传感器用于感受由人施加至所述第一手柄上的力；以及 控制器，所述控制器至少部分基于所述第一人机交互传感器感受的力，通过所述第一传动卷轴机构在所述负载上施加力。
4.根据权利要求I所述的外骨骼，其特征在于，所述人力量放大器还包括 第一负载传感器，所述第一负载传感器用于感受由所述第一末端感受器支撑的负载施加的力；以及 与所述第一负载传感器和所述执行器相连的控制器，其中，所述控制器至少部分地基于所述第一负载传感器感受的力，操作所述执行器，以转移所述辅助质量块的重心。
5.根据权利要求4所述的外骨骼,其特征在于，所述第一负载传感器位于所述第一末端感受器内。
6.根据权利要求4所述的外骨骼，其特征在于，所述第一负载传感器位于所述第一负载转移装置内。
7.根据权利要求4所述的外骨骼，其特征在于，由于所述负载，所述控制器操作所述执行器，以将所述辅助质量块的重心转移至使所述外骨骼平衡的位置。
8.根据权利要求I所述的外骨骼，其特征在于，所述第一导件为承载肩带形式，以使其在所述外骨骼的穿用者的背部延伸。
9.根据权利要求I所述的外骨骼，其特征在于，所述人力量放大器还包括 第二负载转移装置，包括连接至第二线的第二传动卷轴机构； 第二末端感受器，位于所述第二线，并配置为连接至负载； 第二导件，所述第二导件在所述外骨骼躯干的前方位置支撑所述第二末端感受器；以及其中所述负载转移执行器选择性地操作所述第一和第二传动卷轴机构，以相对于所述外骨骼躯干选择性地提升或降低所述第一和第二线。
10.根据权利要求9所述的外骨骼，其特征在于，所述人力量放大器还包括 第一手柄，位于所述第一末端感受器上，该第一手柄用于被人抓握； 第二手柄，位于所述第一末端感受器上，该第二手柄用于被人抓握； 第一人机交互传感器，所述第一人机交互传感器用于感受由人施加至所述第一手柄上的力； 第二人机交互传感器，所述第二人机交互传感器用于感受由人施加至所述第二手柄上的力；以及 控制器，所述控制器至少部分基于所述第一和第二人机交互传感器感受的力，通过所述第二传动卷轴机构在所述负载上施加力。
11.根据权利要求9所述的外骨骼，其特征在于，所述人力量放大器还包括 第一负载传感器，所述第一负载传感器用于感受由所述第一末端感受器支撑的负载施加的力； 第二负载传感器，所述第二负载传感器用于感受由所述第二末端感受器支撑的负载施加的力；以及 与所述第一和第二负载传感器以及所述执行器相连的控制器，其中，所述控制器至少部分地基于所述第一和第二负载传感器感受的力，操作所述执行器，以转移所述辅助质量块的重心。
12.根据权利要求11所述的外骨骼，其特征在于，所述第二负载传感器位于所述第二末端感受器内。
13.根据权利要求11所述的外骨骼，其特征在于，所述第二负载传感器位于所述第二负载转移装置内。
14.根据权利要求11所述的外骨骼，其特征在于，由于所述负载，所述控制器操作所述执行器，以将所述辅助质量块的重心转移至使所述外骨骼平衡的位置。
15.根据权利要求9所述的外骨骼，其特征在于，所述第二导件为承载肩带形式，以使其在所述外骨骼的穿用者的背部延伸。
16.一种包括负载处理系统的外骨骼，其配制为连接至人，所述外骨骼包括 第一和第二腿部支撑件，其适于连接至人的下肢，并在静止阶段搁置在支撑表面上； 外骨骼躯干，用于连接至人的上身，所述外骨骼躯干在各髋关节处与所述第一和第二腿部支撑件中的每一个相互连接，以允许所述第一和第二腿部支撑件与所述外骨骼躯干之间围绕各个髋部轴的弯曲和伸展； 承载装置，所述承载装置连接至所述外骨骼躯干，并用于支撑所述外骨骼的穿用者前方的负载；以及包括辅助质量块的平衡重力装置，所述辅助质量块通过执行器连接至所述外骨骼躯干，从而使所述辅助质量块在所述外骨骼躯干的后面位置延伸，其中所述执行器被选择性地驱动，以相对于所述外骨骼躯干转移所述辅助质量块的重心。
17.根据权利要求16所述的外骨骼，其特征在于，还包括至少一个髋部扭矩发生器，所述髋部扭矩发生器用于在所述外骨骼躯干和所述第一和第二腿部支撑件的其中之一之间产生扭矩。
18.根据权利要求16所述的外骨骼，其特征在于，所述承载装置包括负载肩带，其沿着所述外骨骼的穿用者的肩部延伸。
19.根据权利要求16所述的外骨骼，其特征在于，所述承载装置包括至少一个传感器，所述传感器适于感受由所述承载装置上的负载施加的力，并且所述外骨骼进一步包括 控制器，所述控制器与至少一个传感器和所述执行器相连，其中所述控制器至少部分地基于所述至少一个传感器感受的力，操作所述执行器，以转移所述辅助质量块的重心。
20.根据权利要求16所述的外骨骼，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述辅助质量块的执行器相连，其中所述控制器用于使使用者选择性地操作所述辅助质量块的执行器，以相对于所述外骨骼躯干转移所述辅助质量块的重心。
21.一种包括负载处理系统的外骨骼，其配制为连接至人，所述外骨骼包括 第一和第二腿部支撑件，其适于连接至人的下肢，并在静止阶段搁置在支撑表面上； 外骨骼躯干，用于连接至人的上身，所述外骨骼躯干在各髋关节处与所述第一和第二腿部支撑件中的每一个相互连接，以允许所述第一和第二腿部支撑件与所述外骨骼躯干之间围绕各个髋部轴的弯曲和伸展； 以及人力量放大器，包括第一负载转移装置，包括连接至第一线的传动卷轴机构；第一末端感受器，位于所述第一线上，并连接至负载；第一导件，所述第一导件在所述外骨骼躯干的前方位置支撑所述第一末端感受器；以及负载转移执行器，所述负载转移执行器选择性地操作所述第一传动卷轴机构，以相对于所述外骨骼躯干选择性地提升或降低所述第一线。
22.根据权利要求21所述的外骨骼，其特征在于，还包括至少一个髋部扭矩发生器，所述髋部扭矩发生器用于在所述外骨骼躯干和所述第一和第二腿部支撑件的其中之一之间产生扭矩。
23.根据权利要求21所述的外骨骼，其特征在于，所述人力量放大器还包括 第一手柄，位于所述第一末端感受器上，该第一手柄用于被人抓握； 第一人机交互传感器，所述第一人机交互传感器用于感受由人施加至所述第一手柄上的力；以及 控制器，所述控制器至少部分基于所述第一人机交互传感器感受的力，通过所述第一传动卷轴机构在所述负载上施加力。
24.根据权利要求23所述的外骨骼，其特征在于，所述人力量放大器还包括 第二手柄，位于所述第一末端感受器上，该第二手柄用于被人抓握； 第二人机交互传感器，所述第二人机交互传感器用于感受由人施加至所述第一手柄上的力；以及 控制器，所述控制器至少部分基于所述第一和第二人机交互传感器感受的力，通过至少所述第一传动卷轴机构在所述负载上施加力。
25.根据权利要求21所述的外骨骼，其特征在于，所述第一导件为承载肩带形式，以使其在所述外骨骼的穿用者的背部延伸。
26.根据权利要求21所述的外骨骼，其特征在于，所述人力量放大器还包括 第二负载转移装置，包括连接至第二线的第二传动卷轴机构； 第二末端感受器，位于所述第二线，并用于连接至负载； 第二导件，所述第二导件在所述外骨骼躯干的前方位置支撑所述第二末端感受器；以及其中所述负载转移执行器选择性地操作所述第一和第二传动卷轴机构，以相对于所述外骨骼躯干选择性地提升或降低所述第一和第二线。
27.根据权利要求26所述的外骨骼，其特征在于，所述第二导件为承载肩带形式，以使其在所述外骨骼的穿用者的背部延伸。
28.一种用于平衡外骨骼前方负载的方法，所述外骨骼包括第一和第二腿部支撑件，其适于连接至人的下肢，并在静止阶段搁置在支撑表面上；外骨骼躯干，用于连接至人的上身，所述外骨骼躯干在各髋关节处与所述第一和第二腿部支撑件中的每一个相互连接，以允许所述第一和第二腿部支撑件与所述外骨骼躯干之间围绕各个髋部轴的弯曲和伸展；所述方法包括将前方负载附加至所述外骨骼躯干，从而使所述前方负载在所述外骨骼躯干前方延伸；以及转移位于所述外骨骼躯干后面的辅助质量块的位置，从而相对于所述外骨骼躯干转移所述辅助质量块的重心。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述负载连接至包括传感器的承载装置，所述外骨骼进一步包括控制器，所述控制器与所述承载装置以及所述辅助质量块的执行器相连，所述方法还包括 通过所述传感器感受所述承载装置上的负载施加的力；以及 其中相对于所述外骨骼躯干转移所述辅助质量块的位置的步骤包括将所述辅助质量块转移至可大致平衡所述负载的位置。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，还包括 通过所述控制器测量由所述辅助质量块在所述髋部轴周围产生的第一力矩，以及由所述承载装置上的负载向下力产生的第二力矩，其中该测量结果用于通过平衡所述第一和第二力矩确定适合于大致平衡所述负载的位置。
31.一种相对于外骨骼转移负载的方法，所述外骨骼包括第一和第二腿部支撑件，其适于连接至人的下肢，并在静止阶段搁置在支撑表面上；外骨骼躯干，用于连接至人的上身，所述外骨骼躯干在各髋关节处与所述第一和第二腿部支撑件中的每一个相互连接，以允许所述第一和第二腿部支撑件与所述外骨骼躯干之间围绕各个髋部轴的弯曲和伸展；所述方法包括将第一负载连接至第一末端感受器，所述第一末端感受器位于第一线上，该第一线连接至从所述外骨骼延伸出的第一负载转移装置的第一传动卷轴机构；并且驱动负载转移执行器，以选择性地操作所述第一传动卷轴机构，从而相对于所述外骨骼躯干选择性地提升或降低所述第一线。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述外骨骼进一步包括连接至所述第一末端感受器上的手柄和人机交互传感器，所述人机交互传感器适于测量人施加在所述手柄上的力，所述方法还包括控制所述第一传动卷轴机构，以至少部分基于所述第一人交互传感器的测量数据，将力施加至所述负载。
33.根据权利要求31所述的方法，还包括 将第二负载连接至第二末端感受器，所述第二末端感受器位于第二线上，该第二线连接至从所述外骨骼延伸出的第二负载转移装置的第二传动卷轴机构；并且驱动所述负载转移执行器，以选择性地操作所述第二传动卷轴机构，从而以相对于所述外骨骼躯干选择性地提升或降低所述第二线。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述外骨骼还包括分别连接至所述第一和第二末端感受器的第一和第二手柄，所述第一和第二手柄中的每一个都包括人机交互传感器，该人机交互传 感器适于测量人施加在相应手柄上的力，所述方法还包括控制所述第一和第二传动卷轴机构，以至少部分地基于所述第一和第二人机交互传感器的测量数据，在所述第一和第二负载上施加力。
全文摘要
一种外骨骼(100)，用于连接至人，包括外骨骼躯干(109)，该外骨骼躯干在相应的髋关节(125、126)处连接至第一和第二腿部支撑件(101、102)，该髋关节允许绕相应的髋部轴(128、129)弯曲和伸展。平衡重力装置(200)包括辅助质量块(202)，该辅助质量块通过执行器(203)连接至所述外骨骼躯干(109)，从而所述辅助质量块(202)在所述外骨骼躯干(109)的后面位置延伸。前方负载通过承载装置(220)由所述外骨骼(100)支撑，所述承载装置(220)包括负载转移装置(222、223)，用于选择地操作传动卷轴机构(226、227)，以相对于所述外骨骼躯干(109)举起或降级所述前方负载(210)。所述辅助质量块(202)选择性地相对于所述外骨骼躯干(109)移动，以平衡由所述辅助质量块(202)产生的位于所述髋部轴(128、129)周围的力矩以及由所述承载装置(220)上的负载(210)向下的力产生的力矩。
文档编号B66D1/00GK102811938SQ201180018302
公开日2012年12月5日 申请日期2011年4月8日 优先权日2010年4月9日
发明者内森·哈丁, 库尔特·阿蒙森, 乔恩·彭斯, 阿什登·安尔格德, 亚当·佐斯, 荷梅勇·卡扎若尼 申请人:艾克索仿生技术公司