骨骼主体350包括能够被接合到人体上 身和躯干的躯干连接件353。外骨骼主体350进一步包括可配置为将大腿连接件102可旋 转地接合到躯干连接件353的主体大腿连接件351。在本发明的一些实施方式中，主体大腿 连接件351被接合到大腿连接件102。在本发明的一些实施方式中，主体大腿连接件351没 有被接合到大腿连接件102。在未显示的可选实施方式中，主体大腿连接件351被接合到人 体的大腿。在本发明的一些实施方式中，外骨骼主体350进一步包括能够在躯干连接件353 和主体大腿连接件351之间提供力矩的致动器358。用于致动器的控制器箱体367和电池 369被显示在图20中。在本发明的一些实施方式中，腿部信号140表示大腿连接件102相 对于垂直重力线161或相对于地面162的绝对角度。在本发明的一些实施方式中，腿部信 号140表示主体大腿连接件351相对于垂直重力线161或相对于地面162 (参见图6)的绝 对角度。在本发明的一些实施方式中，腿部信号140表示主体大腿连接件351相对于大致 平行于人体躯干的躯干连接件353的角度。
[0066] 图21示出外骨骼主体350的其他局部视图。屈曲伸展轴线352表示在主体大腿 连接件351和躯干连接件353之间的屈曲和伸展。在本发明的一些实施方式中，外骨骼主 体350进一步包括髋部外展内收接合件365,其允许外骨骼主体350的左侧和右侧之间相对 于彼此的运动。外展内收轴线355示出这种髋部外展内收旋转的轴线。在本发明的一些实 施方式中，外展内收旋转为自由旋转。在本发明的一些实施方式中，通过使用顺从构件（未 显示）来阻碍髋部外展内收旋转。在本发明的一些实施方式中，髋部外展内收轴线可以被 锁定，以用于不支持额状面中的外展和内收运动的应用。
[0067] 在本发明的一些实施方式中，外骨骼主体350进一步包括腿部外展内收接合件 357,该腿部外展内收接合件357允许主体大腿连接件351相对于躯干连接件353'的外展 和内收旋转。腿部外展内收轴线359表示腿部外展内收旋转的轴线。在本发明的一些实施 方式中，通过使用诸如弹簧的顺从构件（未显示）来阻碍腿部外展内收旋转。在本发明的 一些实施方式中，在不支持额状面中的腿部外展和内收运动不的应用中，腿部外展内收运 动可以被锁定。图21示出用于将大腿连接件120连接到梏具150的接片361和363。
[0068] 图22至25描述了包括外骨骼主体350和踝足矫形器（比如402、404、406和408) 的本发明（外骨骼620、630、640和650)的实施方式。在所示的实施方式中，本发明的踝足 矫形器（404、406、408)能够被接合到人体的足部并且可连接到小腿连接件104。可选的， 在图22中所示的实施方式中，踝足矫形器402被佩戴在佩戴者的鞋303的外部。在本发明 的一些实施方式中，踝足矫形器404被类似鞋垫那样佩戴在佩带者的鞋的内部（如图23中 所示，其中为了清晰起见，没有显示佩戴者的鞋）。本领域的普通技术人员可以得出很多形 式的内部和外部踝足矫形器。图24示出外骨骼640的实施方式，其中踝足矫形器406是具 有固定的（但有时是可调节的）铰链的标准的短腿部踝足矫形器。图23示出外骨骼630 的实施方式，其中踝足矫形器404是标准的硬踝足矫形器。图25示出外骨骼650的实施方 式，其中踝足矫形器408是跖屈止动AFO。如前面所述，虽然显示了不同踝足矫形器的特定 示例，但是存在可以利用本发明的其他类型的踝足矫形器。例如，在本发明的一些实施方式 中，踝足矫形器可以是背屈辅助AFO。在本发明的一些实施方式中，踝足矫形器可以是标准 后片弹性踝足矫形器。在本发明的一些实施方式中，踝足矫形器可以是能量返回踝足矫形 器。外骨骼主体350可配置为接合到人体上身。在本发明的一些实施方式中，如图22中所 示，外骨骼主体350如同背包那样使用肩带188来接合到人体。在本发明的一些实施方式 中，如图23、24和24中所示，外骨骼主体350如同腰带那样被接合到人体。
【主权项】
1. 一种被配置为接合到使用者的下肢的外骨骼，所述外骨骼包括： 第一连接件； 第二连接件； 膝部关节，其被定位在所述第一连接件和第二连接件之间，并且被配置为允许所述第 一连接件和第二连接件之间的屈曲和伸展； 绕簧，其中所述绕簧的第一端部被接合到所述第一连接件； 柱体，其被接合到所述第二连接件，其中所述柱体的一部分位于所述绕簧内部，并且所 述柱体的主轴线基本平行于所述绕簧的主轴线； 至少一个电子致动器，其被接合到所述绕簧，以使得所述绕簧的第二端部能够选择性 的定位；以及 控制器，其与所述致动器相连通； 其中所述控制器导致所述电子致动器选择性地定位所述绕簧的所述第二端部，以在膝 部屈曲的至少一个时间长度期间提供所述第一连接件和所述第二连接件之间需要的阻力 矩。
2. 根据权利要求1所述的外骨骼，其中，所述第一连接件包括第一连接器，以将所述第 一连接件接合到使用者的大腿，并且所述第二连接件包括第二连接器，以将第二连接件接 合到使用者的小腿。
3. 根据权利要求1所述的外骨骼，其中，所述第一连接件可配置为与使用者的大腿一 致的移动，并且所述第二连接件可配置为与所述使用者的小腿一致的移动。
4. 根据权利要求1所述的外骨骼，其中，所述第一连接件包括第一连接器，以将第一连 接件接合到使用者的小腿，并且所述第二连接件包括第二连接器，以将所述第二连接件接 合到使用者的大腿。
5. 根据权利要求1所述的外骨骼，其中，所述第一连接件可配置为与使用者的小腿一 致的移动，并且所述第二连接件可配置为与所述使用者的大腿一致的移动。
6. 根据权利要求1所述的外骨骼，其中，所述选择性的阻力矩通过所述柱体的表面和 所述绕簧的表面之间的摩擦接触而产生。
7. 根据权利要求1所述的外骨骼，其中，所述柱体的外径稍大于所述绕簧的内径，以致 当所述绕簧的所述第二端部不被接合到所述致动器时，所述绕簧的内表面的至少一部分将 与所述柱体的外表面接触。
8. 根据权利要求1所述的外骨骼，其中，所述致动器被接合到所述绕簧的所述第二端 部，以致所述绕簧的所述第二端部不受所述致动器约束并且自由移动，以用于解开所述绕 黃。
9. 根据权利要求1所述的外骨骼，其中，所述膝部关节总是自由伸展。
10. 根据权利要求1所述的外骨骼，其中，所述电子致动器被接合到所述第一连接件。
11. 根据权利要求1所述的外骨骼，其进一步包括： 至少一个腿部传感器，其产生用于所述控制器的腿部信号，其中所述腿部信号包括选 自由表示所述第一连接件和所述第二连接件之间的角度的信号、表示所述第一连接件相对 于所述第二连接件的速度的信号、表示所述第一连接件相对于垂直重力线的绝对角度的信 号、表示所述第一连接件相对于垂直重力线的绝对速度的信号及其组合所组成的组中的信 号。
12. 根据权利要求11所述的外骨骼，其中，所述腿部传感器包括选自由电位计、磁编码 器、光编码器、线性可变差动变压器、电容位移传感器、涡电流接近传感器、可变电感接近传 感器、摇臂开关、滑动开关、加速计、惯性测量单元、陀螺仪、磁力计及其组合所组成的组中 的元件。
13. -种被配置为接合到使用者的下肢的外骨骼，所述外骨骼包括： 大腿连接件，其被配置为与使用者的大腿一致的移动； 小腿连接件，其被配置为与使用者的小腿一致的移动； 膝部关节，其被定位在所述大腿连接件和小腿连接件之间，并且被配置为允许所述小 腿连接件和所述大腿连接件之间的屈曲和伸展； 力矩产生器，其被配置为在所述大腿连接件和所述小腿连接件之间、沿着屈曲方向产 生可控的阻力矩； 至少一个腿部传感器，其能够产生表示所述大腿连接件相对于线的绝对角度的腿部信 号，该线选自由垂直重力线和基本平行于使用者躯干的线所组成的组；以及 控制器，其与所述力矩产生器连通，其中所述控制器被配置为将所述外骨骼移动到阻 力状态，其中在所述阻力状态下，所述力矩产生器响应所述大腿连接件和所述小腿连接件 之间的屈曲而提供所选择的阻力矩。
14. 根据权利要求13所述的外骨骼，其中，所述力矩产生器被配置为通过使用第一摩 擦表面和第二摩擦表面之间的摩擦力在所述大腿连接件和所述小腿连接件之间产生可控 的阻力矩。
15. 根据权利要求13所述的外骨骼，其进一步包括电子致动器，其中，所述第一摩擦表 面是被接合到所述小腿连接件的柱体的外表面，并且所述第二摩擦表面是被接合到所述大 腿连接件的绕簧的、从所述绕簧的第一端部开始的内表面，其中，通过移动所述绕簧的第二 端部，所述电子致动器控制所述柱体的外表面和所述绕簧的内表面之间的压力。
16. 根据权利要求13所述的外骨骼，其进一步包括电子致动器，其中，所述第一摩擦表 面是被接合到所述大腿连接件的柱体的外表面，并且所述第二摩擦表面是被接合到所述小 腿连接件的绕簧的、从所述绕簧的第一端部开始的内表面，其中，通过移动所述绕簧的第二 端部，所述电子致动器控制所述柱体的外表面和所述绕簧的内表面之间的压力。
17. 根据权利要求13所述的外骨骼，其中，所述腿部传感器包括元件或元件的组合，该 元件选自由电位计、磁编码器、光编码器、线性可变差动变压器、电容位移传感器、涡电流接 近传感器、可变电感接近传感器、摇臂开关、滑动开关、加速计、惯性测量单元、磁力计和陀 螺仪所组成的组。
18. 根据权利要求13所述的外骨骼，其中，当所述外骨骼处于所述阻力状态并且所述 腿部信号小于预定的最小大腿角度时，所述控制器适于将所述外骨骼移动到自由状态，在 该状态下，所述力矩产生器开始产生大致小于所述阻