王镒杰 刘耀辉 辛绍杰 聂瑞宸 / 上海电机学院机械学院

一种助走外骨骼

王镒杰 刘耀辉 辛绍杰 聂瑞宸 / 上海电机学院机械学院

如今外骨骼研究风头正劲，人们希望将人类变身为机器人，可以不增加负重却可以提升运动能力，可以“飞檐走壁”。目前大部分外骨骼都需要依靠马达和电池组供电作为动力源，还有的通过采用空气压缩系统以实现人类行走能耗的降低。本文设计了一种用于体育医疗康复领域，特别是无需使用外部电源，而是将原本人行走时自身所需要消耗的重力势能以弹性势能的形式储存起来，以帮助在下一次动作时将弹性势能转化为生物能，实现人类行走更加轻松省力。

负重；外骨骼；能量转化；非循环

引言

直立行走—人类高度进化的表现，是可以通过人工技术得以改进，然而采用电池组或者是利用空气压缩系统实现能耗的降低是很不方便的，因为以下几点原因：第一，电池组或是空气压缩系统本身自重就很重，将其安装到人的身上，大部分能量被消耗到繁重的机器上，达到的效果可能反而会适得其反。第二，电池组不环保，不可循环，助走距离有限，不适用于长时间行走的人们，使得其目标人群显著缩小到智能用于康复治疗。第三，电池组和空气压缩系统对于非循环动作会有怎样的作用，比如当人们做出站立、转身、站起、坐下等动作时，它们也许达不到节省能耗的效果。该装置不仅可以对循环动作起到助力负重的作用，同时可以实现对非循环动作也起到相应的效果。……