一种外骨骼背架托板结构及外骨骼系统的制作方法

1.本公开涉及机械关节的技术领域，尤其涉及一种外骨骼背架托板结构及外骨骼系统。

背景技术：

2.机械外骨骼是一种可让人体穿上的机器装置，机械外骨骼主要用于辅助穿戴者肢体进行运动，其在医学、建筑、军事等领域中已得到广泛的应用。
3.机械外骨骼的背架系统主要起着背负负重物的作用，是整个外骨骼系统中与人体接触面积以及相互作用力最大的部件，其结构强度和贴合性设计是否合理，直接影响了机械外骨骼的承载能力和穿戴的舒适程度。在背架系统上，为了便于负重物的背负，一般会设置用于承载负重物的托板，在托板上具有负重物的状态下，负重物的重量传递至背架系统的背板的等效力值会对背板施加一个穿戴者后倾方向的扭矩，同时，负重物重量也会传递至外骨骼的大腿组件上，传递至大腿组件的等效力值会对大腿组件施加一定的作用力，从而对穿戴者大腿产生一个绕膝关节向后摆转的扭矩。此时穿戴者需要身体前倾，使负重物重心靠近自身，或通过肩部上的的肩带施加一定作用力，让肩带拉动背架以及负重物，穿戴者大腿也需要通过对大腿组件施加一个相反的作用力，从而平衡上述的扭矩，导致穿戴者在负重较大且正常站立的状态下，其腰部易于发生疲劳损伤问题，也降低了穿戴者穿戴机械外骨骼的负重能力，以及穿戴舒适性。

技术实现要素：

4.本公开实施例的目的在于：提供一种外骨骼背架托板结构及外骨骼系统，解决背架托板在具有负重物状态下，负重物对背板本体以及外骨骼系统整体产生较大后倾方向的扭矩，使穿戴者负重能力下降、穿戴舒适度较低等现有技术中的问题。
5.为达上述目的，本公开采用以下技术方案：
6.第一方面，提供一种外骨骼背架托板结构，包括：
7.背板本体，其前侧用于提供穿戴空间；
8.托板，所述托板设置于所述背板本体的后侧；
9.所述托板形成有承托面，所述承托面与所述背板本体后侧配合以共同形成承载空间，且所述承托面由上至下朝靠近所述背板本体的一侧倾斜；
10.所述背板本体处于穿戴者直立穿戴状态下，所述承托面与穿戴者的冠状面之间形成锐角θ1。
11.作为一种可选的实施方式，所述托板上设置有多道第一加强筋，多道所述第一加强筋相互间隔设置，并沿第二长度方向由远离所述背板本体的一侧延伸至靠近所述背板本体的一侧。
12.作为一种可选的实施方式，任意两相邻的所述第一加强筋之间形成装配间隙，所述装配间隙内设置有多道第二加强筋；
13.所述第二加强筋的两端分别连接于两相邻的所述第一加强筋，在所述托板的宽度方向上，多道所述第二加强筋沿所述装配间隙的延伸方向间隔排布设置。
14.作为一种可选的实施方式，所述托板包括：
15.第一托盘，设置于所述背板本体的后侧；
16.第二托盘，与所述第一托盘沿第二长度方向相连，所述第二托盘设置于所述托板远离所述背板本体的一侧；
17.在所述承托面的垂直投影方向上，所述第一托盘的宽度小于所述第二托盘的宽度。
18.作为一种可选的实施方式，所述托板铰接设置于所述背板本体的后侧并具有展开位置；
19.在所述托板处于展开位置的状态下，所述承托面由上至下朝靠近所述背板本体的一侧倾斜。
20.作为一种可选的实施方式，所述背板本体与所述托板之间设置有限位结构，所述限位结构被配置为限制所述托板的展开位置。
21.作为一种可选的实施方式，所述限位结构包括：
22.第一限位部，设置于所述背板本体的后侧；
23.第二限位部，设置于所述托板，并与所述承托面位于所述托板的相对两侧；
24.在所述托板处于展开位置的状态下，所述第一限位部与所述第二限位部相抵配合。
25.作为一种可选的实施方式，在所述托板处于展开位置的状态下，所述第一限位部与所述第二限位部之间为面接触。
26.作为一种可选的实施方式，所述托板上设置有挂置部。
27.第二方面，提供一种外骨骼系统，包括：
28.如上所述的外骨骼背架托板结构。
29.本公开的有益效果为：该外骨骼背架托板结构在穿戴状态下，穿戴者将背板本体穿戴在其后背上，穿戴者的上身处于穿戴空间，而托板设置于背板本体的后侧并形成有用于承载负重物的承托面，承托面与背板本体后侧配合以共同形成提供负重物容置的承载空间。
30.承托面由上至下朝靠近背板本体的一侧倾斜，使承托面承载负重物的状态下，负重物会在自身重力作用下，沿承托面所倾斜的方向处于尽可能靠近背板本体的位置上，在背板本体与穿戴者背部相抵的状态下，让负重物也相当于紧贴在穿戴者背部的状态，负重物重心趋于靠近穿戴者，从而减轻穿戴者的负重感，穿戴者各身体部位的负担减轻，也让背架背负的稳定性得到加强，最终提高穿戴者的负重能力。
附图说明
31.下面根据附图和实施例对本公开作进一步详细说明。
32.图1为本公开实施例所述外骨骼系统整体结构受力分析示意图；
33.图2为本公开实施例所述外骨骼背架托板结构轴测视图之一；
34.图3为本公开实施例所述外骨骼背架托板结构轴测视图之二；
35.图4为本公开实施例所述外骨骼背架托板侧视图之一(展开位置)；
36.图5为本公开实施例所述外骨骼背架托板侧视图之二(收折位置)。
37.图中：10、背架；11、背板本体；111、第一板部；112、第二板部；113、第一限位部；1131、第一抵顶面；12、托板；121、承托面；122、承载空间；123、第一加强筋；124、第二加强筋；125、第一托盘；126、第二托盘；127、第二限位部；1271、第二抵顶面；128、挂置部；129、避位空间；20、髋关节模组；30、腿部模组；40、鞋履组件。
具体实施方式
38.为使本公开解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本公开实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
39.在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
40.在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.本实施例提供一种外骨骼背架托板结构，旨意在于降低穿戴者穿戴外骨骼系统并且背负有负重物的状态下的负重感，以提高穿戴者的承重能力。参考图1，为本实施例所述外骨骼系统的整体结构穿戴状态示意图，背架10系统中的背板本体11作为外骨骼系统中与穿戴者接触面积及相互作用力最大的部件，期前侧用于提供穿戴者腰部、背部乃至上臀部的穿戴空间，而托板12一般设置在背板本体11的后侧，外骨骼系统的穿戴状态下，托板12处于穿戴者的后背，与背板本体11配合提共同提供负重物容置的承载空间122。
42.本实施方式的外骨骼背架托板结构可应用于有源外骨骼系统以及无源外骨骼系统中，当然，其也可以作为一个单独的个体，简单的通过肩带与腰带配合，将背板本体11穿戴在穿戴者的上身，作为一个能够为穿戴者提供更大的承载空间122的装置来使用。
43.本实施方式以机械外骨骼作为外骨骼背架托板结构的应用设备，具体的，无源外骨骼相比于有源外骨骼而言，由于无源外骨骼的关节驱动均需通过穿戴者驱动，因此，无源外骨骼负重的状态下人体自身需承担的负重比例较大。而特别针对无源外骨骼而言，本技术的发明人经过长期研究发现：从事物流搬运、建筑搬运、汽车装配、飞机装配、消防救援、环卫、军事等情景领域的作业人员需要携带负重物，对此，穿戴者在背负负重物的状态下，负重物一般会处于穿戴者的后侧。负重物的一部分重量会通过背板本体11直接传递至穿戴者的背部或腰部，另一部分重量则会通过背板本体11传递至髋关节模组20以及腿部模组
30，位于腿部模组30与髋关节模组20之间，会提供穿戴者髋关节的前屈/后伸、外旋/内旋、外展/内收的活动自由度，如图1所示，为穿戴者穿戴外骨骼系统并处于直立状态的示意图，机械外骨骼整体重量以及负重物重量形成的重力g1g2对会背板本体11与髋关节模组20之间产生t1的扭矩，扭矩t1会让穿戴者上身产生朝后倾方向运动的趋势，穿戴者为了平衡扭矩t1，其需要对背板本体11上穿戴在肩部的肩带施加作用力f1，让肩带拉动背板本体11朝前倾的方向贴近背部，通过肩带对背板本体11产生一个与t1相反的扭矩t2来维持站立状态下的身体平衡，或直接通过前倾上身，从而让背架10及负重物重心接近人体中心让身体平衡，这样的方式也增加了穿戴者的身体负担，增强了穿戴者的负重感，因此，负重物重心与外骨骼系统以及穿戴者之间的相对位置直接影响了扭矩t1的大小，也决定了穿戴者所感受到的负重感及其负重能力。同时，机械外骨骼整体重量以及负重物重量g1g2传递至大腿组件中的等效力值会对大腿组件施加f2的作用力，从而对穿戴者大腿构件产生一个绕膝关节组件向后摆转的扭矩t3，为了平衡扭矩t3，穿戴者大腿还需要通过对大腿组件施加f3的作用力，让大腿构件产生一个与扭矩t3相反的扭矩矩。为此，本技术提供了如下实施例。
44.参考图1，为本实施例所述外骨骼系统直立状态的示意图，需要说明的是，对于背板本体11部件而言，在穿戴者穿戴状态下，其靠近穿戴者的一侧为背板本体11的前侧，即为附图中箭头所指示的“前”的方向；其远离穿戴者腿部的一侧为背板本体11的后侧，即为附图中箭头所指示的“后”的方向。
45.并且，对于背板本体11而言，其靠近穿戴者头部的一端为背板本体11的上侧，即为附图中箭头所指示的“上”的方向，其远离穿戴者头部的一端为背板本体11的下侧，即为附图中箭头所指示的“下”的方向。同样的，在托板12处于展开位置的状态下，其靠近穿戴者头部的一侧为托板12的上侧，其远离穿戴者头部的一侧为托板12的下侧。
46.还需要说明的是，本实施方式中所述的第一长度方向，指的是背板本体11由上至下，或下至上，即沿穿戴者背部的长度方向。而第二长度方向，指的是托板12处于展开位置的状态下，由前至后，或后至前，即沿远离穿戴者的一侧至靠近穿戴者的一侧，或靠近穿戴者的一侧至远离穿戴者的一侧的方向。而背板本体11与托板12的宽度方向，即在水平面上垂直于第一长度方向、第二长度方向的方向。
47.参考图1，为本实施方式中所述的无源的外骨骼系统，外骨骼系统包括背架10、髋关节模组20、腿部模组30以及鞋履组件40，为了让外骨骼系统能够穿戴于人体，并协助穿戴者肢体的运动，上述各部分的部件均设置有穿戴组件，提供穿戴者各部位肢体的穿戴空间，穿戴组件一般为适配不同肢体尺寸、线条的柔性穿戴带，其具体结构在此不作具体赘述。
48.为了适配大多数穿戴者的身体结构，腿部模组30一般包括两组，分别为左腿模组以及右腿模组，左腿模组与右腿模组分别提供穿戴者双腿的穿戴空间，在穿戴状态下，左腿模组与右腿模组分别对应穿戴在穿戴者的左腿以及右腿上，具体的，左腿模组与右腿模组均包括大腿组件以及小腿组件，大腿组件与小腿组件分别提供穿戴者大腿以及小腿的穿戴空间，大腿组件分别对应穿戴于穿戴者的左侧大腿以及右侧大腿，小腿组件分别对应穿戴于穿戴者的左侧小腿以及右侧小腿，理论上，大腿组件与小腿组件分别沿穿戴者的大腿及小腿长度方向延伸，理想状态下，大腿组件与小腿组件长度分别对应于穿戴者的大腿以及小腿，而大腿组件与小腿组件相互靠近的一端通过铰接配合或设置膝关节组件的方式，从而为穿戴者的膝关节提供活动自由度，也能让外骨骼系统的自身重力以及负重的重力能够
通过大腿组件传递至小腿组件，为穿戴者提供一定的支撑。
49.可以理解的，背架10包括背板本体11，背板本体11用于固定机械外骨骼与穿戴者的腰背部分，一般会由穿戴者的上背部延伸至穿戴者的腰部或上臀部，并且具备承载负重物的功能，本实施方式采用具有一定刚性强度的背板本体11，具有一定刚性强度的定义是，在外骨骼系统负重状态下，背板本体11结构随负重的增加而产生的弯曲变形量较小，弯曲变形后负重的重心位置变化量较小，人体背部及腰部承受的力值基本恒定。
50.髋关节模组20的第一侧与背板本体11的下侧固定连接，髋关节模组20的第二侧与腿部模组30活动连接，一般而言，髋关节模组20为了适配人体髋关节构造，髋关节模组20一般会具备两个或以上的活动自由度，从而提供人体髋关节的活动自由度。而腿部模组30则包括本实施方式所述的，绑定于大腿的大腿组件以及绑定于小腿的小腿组件，大腿组件的一端与髋关节模组20可转动地连接，提供人体大腿，也可以说是髋关节部分的自由度，大腿组件的另一端与小腿组件活动连接从而为人体膝关节提供摆转自由度。鞋履组件40提供穿戴者鞋足部的固定空间，一般而言，鞋履组件40包括用于固定穿戴者鞋履的基板以及环绕基板设置的穿戴组件，但也有一种设置方式，鞋履组件40包括鞋履，穿戴者可直接将足部穿入外骨骼系统本身自带的鞋履当中，完成与鞋履组件40的穿戴。鞋履组件40通过与小腿组件活动连接，形成踝关节组件，提供穿戴者踝关节活动自由度。
51.如图2-图5所示，本实施方式所述的外骨骼背架托板结构不管是穿戴者处于直立的状态下，还是其他的身体状态下，基本上均能够实现让负重物重心更为靠近穿戴者本身的效果，具体的，外骨骼背架托板结构包括背板本体11，背板本体11的前侧用于提供穿戴空间，可以理解的是，本实施方式中的背板本体11可以为钣金件、型材件、注塑件、铸造件等通过不同工艺加工成型的构件，其材料可以为金属、塑料、碳素材料等一种或多种的组合，本实施方式对此不作具体限定，在应用状态下，背板本体11靠近上侧的前侧提供穿戴者的背部穿戴空间，可通过在背板本体11上绑定肩带，让肩带的两端分别连接背板本体11的上侧及下侧，从而在穿戴状态下环绕于穿戴者的双肩，而背板本体11靠近下侧的前侧能够提供穿戴者的腰部的穿戴空间，背板本体11下侧可在其左右两侧绑定腰带，并与背板本体11配合环绕于穿戴者的腰部，确保背板本体11与穿戴者之间不会发生过大的相对位移，提高外骨骼系统与穿戴者之间的人机顺应性。
52.在背板本体11的后侧设置有托板12，托板12的上侧形成有用于承载负重物的承托面121，承托面121与背板本体11后侧配合以共同形成承载空间122，本实施方式中，为了能提供足够大的承载空间122，背板本体11大致呈板状结构，以使背板本体11前侧与穿戴者背部配合后，其后侧不会朝远离穿戴者的方向有过多的延伸，背板本体11的后侧也同样会沿穿戴者的背部长度方向延伸，起到降低背板本体11的厚度的作用，能够有效降低背板本体11的整体重量，节省背板本体11在承载空间122一侧所占用的空间，也能让负重物在贴近背板本体11后侧时尽可能靠近穿戴者，让负重物重心更加靠近穿戴者的冠状面，而为了能够让负重物能够稳定放置在承托面121上，承托面121与背板本体11之间呈预设角度设置，从而让背板本体11的后侧面与承托面121之间形成近似于“l”形的结构。
53.需要说明的是，背板本体11的后侧面，以及承托面121可以为平面或非平面结构，以背板本体11为例，背板本体11的上侧至下侧沿穿戴者背部长度方向延伸，并且，背板本体11的前侧面与后侧面厚度基本一致，均与人体脊柱结构相匹配，因此，其表面并非完全呈平
面结构，可以理解的是，由于人体在站立状态下其后背起伏高度不大，因此也可以将人体冠状面作为穿戴状态下的承托面121的参考面。而承托面121为了便于负重物的放置，本实施方式可以将承载面设置为平面结构，当然，其也可以根据外骨骼系统的具体用途，将托板12的承托面121设置成与外骨骼系统的应用场景所需背负的负重物结构相对应的结构。
54.为了实现承托面121上承载的负重物重心尽可能靠近穿戴者的效果，承托面121由上至下朝靠近背板本体11的一侧倾斜，通过承托面121的倾斜设置，在穿戴外骨骼系统且承托面121上承载有负重物的状态下，负重物会被承托面121倾斜导向靠近背板本体11的一侧，从而让负重物会具有一个随承托面121的倾斜方向倾斜的势能，这样，负重物整体朝背板本体11方向倾斜，或负重物内部的柔性、流体等可动的物料朝背板本体11一侧方向靠近，会让负重物的重心朝穿戴者方向偏移，负重物的重心越往穿戴者冠状面方向靠近，负重物的重力传递至穿戴者本身以及背板本体11的等效力值所施加的后倾方向的扭矩t1就越小，从而降低了穿戴者为了平衡扭矩t1所要施加的作用力，或减小其上身为了平衡负重物重心所前倾的角度。
55.为了进一步降低穿戴者在外骨骼系统负重状态下的负重感，便于理解的，背板本体11包括第一板部111与第二板部112，第一板部111与第二板部112由上至下沿第一长度方向依次相连，以在背板本体11的前侧配合形成穿戴空间，托板12设置于第二板部112的后侧，第一板部111为背板本体11的上板部，其前侧提供穿戴者的背部穿戴空间，第二板部112为背板本体11的下板部，其前侧提供穿戴者腰部的穿戴空间，本实施方式将背板本体11分为第一板部111与第二板部112两个部分，第一板部111能够与人体背部表面结构相匹配，第二板部112能够与人体腰部表面结构相匹配，因此，与人体脊柱构造匹配的，第一板部111的前侧面与第二板部112的前侧面之间可呈角度设置，从而让负重物重力通过背板本体11传递至穿戴者上身时其力传递更为均匀，避免背板本体11在穿戴者上身形成应力集中的情况，降低穿戴者身体负担。可以理解的是，第一板部111与第二板部112可以为一个一体成型的整体结构，也可以为两个相互独立加工成型，再经过后续装配为一体的构件。而托板12设置于第二板部112，目的是为了让承载于承托面121的负重物重心能够更为靠近穿戴者的髋关节转轴，缩短负重物至髋关节转轴之间的力臂，在负重物重量相同的情况下，减少负重物对穿戴者的上身所施加的扭矩t1。同时，负重物的重心也更加接近穿戴者的膝关节转轴，缩短负重物至膝关节转轴之间的力臂，在负重物重量相同的情况下，减少负重物对穿戴者大腿所施加的扭矩t3。
56.在确保承托面121朝背板本体11倾斜的情况下，为了让托板12能够承载更大体积的负重物，提高承载空间122的容积，为了便于理解，以背板本体11处于穿戴者直立穿戴状态下的情况为例，承托面121与穿戴者的冠状面之间形成锐角θ1，θ1为4
°‑
10
°
的范围较为合适，是的托板12对负重物的反作用力中垂直于承托面121表面方向的分离朝向背板本体11一侧，以限制负重物的自由度，背负得更为牢固，避免负重物移动时重心相对于穿戴者偏移，当然，其角度也可以根据背板本体11的结构，以及穿戴者的站立习惯左调整，本实施方式对此不作具体限定。
57.为了降低托板12重量，减轻穿戴者负担，本实施方式的托板12可以采用板件结构设计，而在此基础上，为了提高托板12的结构强度，托板12上设置有多道第一加强筋123，多道第一加强筋123相互间隔设置，并沿第二长度方向由远离背板本体11的一侧延伸至靠近
背板本体11的一侧。
58.由于承托板12沿第二长度方向延伸设置的关系，负重物的重力会对托板12施加一定的作用力，该作用力会让托板12具有朝靠近穿戴者的一侧弯曲形变的趋势，因此，第一加强筋123沿第二长度方向延伸设置，能够形成对负重物的良好支撑，避免托板12产生过大的弯曲形变，确保负重物在一定重量范围内托板12不会损坏，也提高了托板12的承载能力。
59.在任意两相邻的第一加强筋123之间形成装配间隙，为了进一步提高托板12的结构强度，装配间隙内设置有多道第二加强筋124，第二加强筋124的两端分别连接于两相邻的第一加强筋123，在托板12的宽度方向上，多道第二加强筋124沿装配间隙的延伸方向间隔排布设置。
60.第一加强筋123与第二加强筋124交错设置，能够提高托板12在不同方向上的抗弯曲强度，从而避免托板12在承受较大负重的状态下，其宽度方向的相对两侧，或第二长度方向上的相对两侧向下弯曲形变。
61.需要说明的是，托板12与第一加强筋123、第二加强筋124之间可以为一体成型结构，为了确保托板12不会过重，其三者之间可通过一体注塑成型制造而成，也可以为碳素材料的一体成型结构。可选的，托板12、第一加强筋123、第二加强筋124之间可可以通过单独加工成型，后续通过粘接、焊接、卡扣连接等方式进行装配。
62.另一实施方式中，托板12包括第一托盘125以及第二托盘126，第一托盘125设置于背板本体11的后侧，与背板本体11连接，第二托盘126与第一托盘125沿第二长度方向相连，第二托盘126设置于托板12远离背板本体11的一侧，第一托盘125设置在第二托盘126与背板本体11之间。本实施方式将托板12分为第一托盘125与第二托盘126两个部分，可以理解的是，第一托盘125与第二托盘126可以为一个一体成型的整体结构，也可以为两个相互独立加工成型，再经过后续装配为一体的构件。
63.第一托盘125与第二托盘126的上侧表面衔接形成承托面121，在承托面121的垂直投影方向上，第一托盘125的宽度小于第二托盘126的宽度，远离背板本体11一侧的第二托盘126能够为负重物提供足够大的承托面121面积，增加负重物与承托面121的接触面积，避免负重物在承托面121上形成应力集中，让托板12受力不均断裂的情况。而相对较窄的第一托盘125，其两侧会分别形成有避位空间129，避位空间129位于背板本体11的后侧与第二托盘126之间，在托盘用于承载人员时，作为负重物的人员可采用趴坐姿势被背负在托板12上，被承载的人员前侧朝向背板本体11，这样第一板部111两侧形成的避位空间129能够为被承载的人员双腿提供放置的空间，从而避免承载的人员的大腿内测与第一托盘125两侧边缘挤压摩擦，提高被背负人员的舒适性，也能够让被承载的人员中心尽可能的朝穿戴者中心方向靠拢。
64.为了便于托盘的收纳，托板12铰接设置于背板本体11的后侧，并具有收折位置和展开位置，托盘通过铰接轴与第二板部112铰接。在托盘由展开位置往收折位置方向运动的过程中，托板12绕铰接轴向上摆转，守着状态下，当承载面靠近背板本体11并与背板本体11后侧面相抵，承托面121与背板本体11之间的夹角收窄，背板本体11的后侧面能够限制托板12收折位置，有利于穿戴者在外骨骼系统非负重状态下的运动。在托盘由收折位置往展开位置方向运动的过程中，托板12绕铰接轴向下搬砖，使托板12相对于背板本体11打开，提供上述的承载空间122。
65.可以理解的是，在托板12处于展开位置的状态下，承托面121由上至下朝靠近背板本体11的一侧倾斜。
66.进一步，背板本体11与托板12之间设置有限位结构，限位结构被配置为限制托板12的展开位置。
67.限位结构包括第一限位部113与第二限位部127，第一限位部113设置于背板本体11的后侧，第二限位部127设置于托板12的下侧，第二限位部127与承托面121位于托板12的相对两侧。
68.第一限位部113与第二限位部127之间为两个可相互抵顶配合的结构，在托板12处于展开位置的状态下，第一限位部113与第二限位部127相抵配合，具体的，第一限位部113与第二限位部127可分别为凸出于背板本体11后侧，以及凸出于托板12下侧的凸块。可选的，第一限位部113与第二限位部127的其中一个可以为凹槽结构，另一为凸块结构，凸块结构在展开位置状态下卡置于凹槽结构内，从而通过凹槽结构对凸块结构以及托板12的位置进行限制。
69.在托板12处于展开位置的状态下，第一限位部113与第二限位部127之间为面接触，从而提高第一限位部113与第二限位部127之间的接触面，有利于负重物通过第一限位部113与第二限位部127将重力传递至背板本体11，降低铰接轴的径向作用力，降低负重物重力较大时铰接结构损坏的风险。
70.本实施方式中，第一限位部113形成有第一抵顶面1131，第二限位部127形成有第二抵顶面1271，在托板12处于展开位置的状态下，第一抵顶面1131与第二抵顶面1271相抵，第一抵顶面1131与第二抵顶面1271为两个相互匹配的构造面，其可以为平面结构或其他不规则的表面结构，本实施方式的第一抵顶面1131与第二抵顶面1271采用平面结构，有利于部件的加工成型。
71.而为了进一步提高托板12与背板本体11之间的力传递效率，展开位置状态下，第一抵顶面1131与第二抵顶面1271均与承托面121相互倾斜，第一抵顶面1131由上至下朝远离背板本体11的方向倾斜，从而让第一抵顶面1131处于倾斜朝向托板12状态，相对的，第二抵顶面1271在展开状态下与第一抵顶面1131倾斜角度一致，这样，第一抵顶面1131所朝方向与负重物所对托板12所形成的力矩方向呈相反方向，能够让更多的重力通过第二抵顶面1271传递至第一抵顶面1131之间。
72.在托板12处于展开状态下，第一抵顶面1131与第二抵顶面1271均为平面的状态下，第一抵顶面1131与第二抵顶面1271倾斜角度一致，且朝向相反，以穿戴者处于直立的状态为例，第一抵顶面1131与第二抵顶面1271可以平行于竖直平面，也可以平行于水平面，但相比上述两种设置方式而言，倾斜设置的第一抵顶面1131与第二抵顶面1271能够减少第一限位部113与第二限位部127所占的设置空间，节省背架10整体体积。
73.一种实施方式中，托板12上设置有挂置部128，挂置部128可以为开设在托板12上的通孔，从而让绑带能够通过通孔穿接在对应的挂置部128上，绑定负重物，保持负重物在承托面121的稳定性。当然，挂置部128也可以为卡扣，通过在绑带上设置对应的卡扣形成卡扣配合，本实施方式中不作具体限定。
74.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方
位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
75.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
76.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
77.以上结合具体实施例描述了本公开的技术原理。这些描述只是为了解释本公开的原理，而不能以任何方式解释为对本公开保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本公开的其它具体实施方式，这些方式都将落入本公开的保护范围之内。

技术特征：

1.一种外骨骼背架托板结构，其特征在于，包括：背板本体(11)，其前侧用于提供穿戴空间；托板(12)，所述托板(12)设置于所述背板本体(11)的后侧；所述托板(12)形成有承托面(121)，所述承托面(121)与所述背板本体(11)后侧配合以共同形成承载空间(122)，且所述承托面(121)由上至下朝靠近所述背板本体(11)的一侧倾斜；所述背板本体(11)处于穿戴者直立穿戴状态下，所述承托面(121)与穿戴者的冠状面之间形成锐角θ1。2.根据权利要求1所述的外骨骼背架托板结构，其特征在于，所述托板(12)上设置有多道第一加强筋(123)，多道所述第一加强筋(123)相互间隔设置，并沿第二长度方向由远离所述背板本体(11)的一侧延伸至靠近所述背板本体(11)的一侧。3.根据权利要求2所述的外骨骼背架托板结构，其特征在于，任意两相邻的所述第一加强筋(123)之间形成装配间隙，所述装配间隙内设置有多道第二加强筋(124)；所述第二加强筋(124)的两端分别连接于两相邻的所述第一加强筋(123)，在所述托板(12)的宽度方向上，多道所述第二加强筋(124)沿所述装配间隙的延伸方向间隔排布设置。4.根据权利要求1所述的外骨骼背架托板结构，其特征在于，所述托板(12)包括：第一托盘(125)，设置于所述背板本体(11)的后侧；第二托盘(126)，与所述第一托盘(125)沿第二长度方向相连，所述第二托盘(126)设置于所述托板(12)远离所述背板本体(11)的一侧；在所述承托面(121)的垂直投影方向上，所述第一托盘(125)的宽度小于所述第二托盘(126)的宽度。5.根据权利要求1所述的外骨骼背架托板结构，其特征在于，所述托板(12)铰接设置于所述背板本体(11)的后侧并具有展开位置；在所述托板(12)处于展开位置的状态下，所述承托面(121)由上至下朝靠近所述背板本体(11)的一侧倾斜。6.根据权利要求5所述的外骨骼背架托板结构，其特征在于，所述背板本体(11)与所述托板(12)之间设置有限位结构，所述限位结构被配置为限制所述托板(12)的展开位置。7.根据权利要求6所述的外骨骼背架托板结构，其特征在于，所述限位结构包括：第一限位部(113)，设置于所述背板本体(11)的后侧；第二限位部(127)，设置于所述托板(12)，并与所述承托面(121)位于所述托板(12)的相对两侧；在所述托板(12)处于展开位置的状态下，所述第一限位部(113)与所述第二限位部(127)相抵配合。8.根据权利要求7所述的外骨骼背架托板结构，其特征在于，在所述托板(12)处于展开位置的状态下，所述第一限位部(113)与所述第二限位部(127)之间为面接触。9.根据权利要求1所述的外骨骼背架托板结构，其特征在于，所述托板(12)上设置有挂置部(128)。10.一种外骨骼系统，其特征在于，包括：如权利要求1-9中任一项所述的外骨骼背架托板结构。

技术总结

本申请公开一种外骨骼背架托板结构及外骨骼系统，涉及机械关节的技术领域，外骨骼背架托板结构包括背板本体以及托板，托板设置于背板本体的后侧，托板形成有承托面，承托面与背板本体后侧配合以共同形成承载空间，且承托面由上至下朝靠近背板本体的一侧倾斜。通过倾斜设置的承托面，使承托面承载负重物的状态下，负重物会在自身重力作用下，沿承托面所倾斜的方向处于尽可能靠近背板本体的位置上，在背板本体与穿戴者背部相抵的状态下，让负重物也相当于紧贴在穿戴者背部的状态，负重物重心趋于靠近穿戴者，从而减轻穿戴者的负重感，穿戴者各身体部位的负担减轻，也让背架背负的稳定性得到加强，最终提高穿戴者的负重能力。最终提高穿戴者的负重能力。最终提高穿戴者的负重能力。