运样，可W用应变片测量人 手出力多少，然后据此来调节连续变刚度的弹黃储能机构1，当测量出来的竖直方向的托举 力为零时，此时弹黃刚度刚好。又因为手腕处有=个自由度，把手的位置不一定竖直，因此 应变片测量出的力的=个参考方向与实际竖直水平的方向有一定角度，需要经过换算才能 最后得到人手在竖直方向所用的力。所W，又在手腕部分安装了两个角度传感器，用于检测 人手腕内旋/外旋、内收/外展的角度，由于屈/伸对竖直方向的力无影响，无需布置角度传 感器。
【具体实施方式】 [0019] 二:结合图3说明本实施方式，本实施方式所述基于双四边形重力平 衡原理的变负载上肢助力外骨骼的每个弹黃储能机构1包括螺钉1-1、第一钢丝绳压套1-2、 第一连接板1-4、右滑块1-5、第一钢丝绳1-6、右丝杆1-7、左丝杆1-8、外接钢丝绳1-9、左滑 块1-10、电机1-11、第一带轮1-12、第二带轮1-13、第=带轮1-14、第四带轮1-15、第一轴1-16、第二轴1-17、轴承座1-18、第一安装板1-19、第二安装板1-20和=个弹黃1-3，
[0020] 电机1-11、第一安装板1-19、第二安装板1-20由左至右依次设置，多个弹黃1-3并 排平行设置，每个弹黃1-3的下端均与第二安装板1-20的下端固定连接，每个弹黃1-3的上 端均与第一连接板1-4连接，第一连接板1-4的上端与第一钢丝绳1-6的一端连接，第一钢丝 绳1-6的另一端依次绕过第二安装板1-20上端的滑轮、右滑块1-5上的滑轮、左滑块1-10上 的滑轮与设置在第二安装板1-20下端的第一钢丝绳压套1-2连接，用于调节第一钢丝绳1-6 的螺钉1-1插装在第一钢丝绳压套1-2内，右滑块1-5安装在第二安装板1-20上，且右滑块1-5能沿第二安装板1-20竖直上下移动，右丝杆1-7设置在第二安装板1-20上，且右丝杆1-7的 上端通过轴承与第二安装板1-20的上端连接，右丝杆1-7的下端与第二轴1-17的上端连接， 右滑块1-5与套装在右丝杆1-7上的螺母连接，左丝杆1-8设置在第一安装板1-19上，且左丝 杆1-8的上端通过轴承与第一安装板1-19的上端连接，第一安装板1-19的下端与轴承座1-18较接，第一轴1-16的上端穿过轴承座1-18与设置在左丝杆1-8下端的万向节连接，左滑块 1- 10安装在第一安装板1-19上，且左滑块1-10能沿第一安装板1-19直线运动，左滑块1-10 与套装在左丝杆1-8上的螺母连接，外接钢丝1-9的一端与第一安装板1-19的上端连接，第 一带轮1-12套装在电机1-11的转动轴上，第二带轮1-13、第=带轮1-14由下至上依次套装 在第一轴1-16上，第四带轮1-15套装在第二轴1-17上，第一带轮1-12通过同步带与第二带 轮1-13连接，第=带轮1-14通过同步带与第四带轮1-5连接。
[0021] 螺钉1-1梓入第一钢丝绳压套1-2中，可W调节钢丝绳的松紧程度。通过丝杆的转 动就能带动滑块上下移动。左丝杆1-8又通过万向节与第一轴1-16相连，运样使左丝杆1-8 不仅能转动，还能做摆动。电机1-12输出轴直接与第一带轮1-12相连，第一带轮1-12与第二 带轮1-13通过皮带相连，第=带轮1-14与第四带轮1-15也通过皮带相连，第一带轮1-12比 第二带轮1-13直径大，有减速功能，第二带轮1-13、第=带轮1-14、第四带轮1-15直径相同， 保证了左、右丝杆具有相同转速。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0022]
【具体实施方式】结合图4说明本实施方式，本实施方式所述基于双四边形重力平 衡原理的变负载上肢助力外骨骼的手臂2包括第二连接板2-1、第一连接杆2-2、第二连接杆 2- 3、第=连接板2-4、第四连接杆2-5、第五连接杆2-6、第四连接板2-7、第五连接板2-8、第 二钢丝绳2-9、第二钢丝绳压套2-10、第=钢丝绳压套2-11和第=钢丝绳2-12，
[0023] 第一连接杆2-2、第二连接杆2-3、第二连接板2-1、第五连接板2-8组成上平行四边 形机构，第=连接杆2-5、第四连接杆2-6、第=连接板2-4、第四连接板2-7组成下平行四边 形机构，第四连接板2-7通过转轴与第五连接板2-骑专动连接，第二连接板2-1与手腕3连接， 第=连接板2-4与转盘5连接，第二钢丝绳压套2-10安装在第二连接板2-1上，第=钢丝绳压 套2-11安装在第四连接板2-7上，第二钢丝绳2-9的一端与第二钢丝绳压套2-10连接，第二 钢丝绳2-9的另一端依次绕过第二连接杆2-3上的滑轮、第五连接板2-8上的滑轮、第=连接 杆2-5上的滑轮、第S连接板2-4上的滑轮后与第一安装板1-19的上端连接，第S钢丝绳2-12的一端与第=钢丝绳压套2-11连接，第=钢丝绳2-12的另一端依次绕过第四连接杆2-6 上的滑轮、第=连接板2-4上的滑轮后与第一安装板1-19连接。其它组成及连接关系与具体 实施方式一或二相同。
[0024]【具体实施方式】四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述基于双四边形 重力平衡原理的变负载上肢助力外骨骼的手腕3包括第一角度传感器3-1、挂钩3-2、第二角 度传感器3-3、转动块3-4和把手3-5，挂钩3-2的一端通过转动块3-4与第二连接板2-1连接， 把手3-5安装在挂钩3-2的内侧，第一角度传感器3-1和第二角度传感器3-3依次安装在挂钩 3- 化。
[0025] 挂钩3-2用于搬运、抬升重物，其与把手3-5较接，实现手腕的内旋/外旋动作，与转 动块3-4较接，实现手腕的内收/外展动作。转动块3-4与小臂的第二连接板2-1较接，实现手 腕的屈/伸。在把手3-5中设有S个方向的H型槽，贴上应变片之后，可W测量运S个方向上 人手的作用力。其它组成及连接关系与【具体实施方式】=相同。
[0026]结合图2说明弹黃储能机构1的基本原理：
[0027] 0点为丝杆A8与丝杆A7的交点，左滑块1-10和右滑块1-5分别在左丝杆1-8和右丝 杆1-7上移动。通过控制丝杆保持相同的转速，使得左滑块1-10和右滑块1-5与0点的距离始 终相等。设滑块到中屯、点0的距离为外接钢丝绳1-9到0点的距离的a倍，则滑块之间产生相 对位移曰，所W弹黃也有2a的伸长量，第一钢丝绳1-6产生化a的拉力。对于左丝杠1-8装置在 O点取矩，由力矩平衡方程可W看出整个装置相当于一个弹性系数为的弹黃，可W通过丝杠 来连续调节比率a的大小，从而使整个装置的刚度也可W是连续变化的。
[0028]结合图5说明平行四边形机构的基本原理：
[0029] 图5中ABCD为一平行四边形机构，AB长为a，BC长为b，抓长为1，有一钢丝绳绕过B处 滑轮后，与D点连接。平行四边形机构在力G、F的作用下平衡。则取CD杆出来，贝化C杆对其有 一个力Fi，AD杆对其有一个力F2，钢丝绳对其有力F，自身受一重物G作用，BC与CD的夹角为a， CD与抓的夹角为e，CB与抓的夹角为白，
[0030]由平衡条件，对B点取矩
[0032]对D点取矩
[0034] 水平方向力平衡
[0035] F ? si址+Fisina = Fs ? sina③，
[0036] 将Fi、F2公式③可得
[003引在ABCD中，根据正弦定理
[0040] 公式⑤中k表示常数，
[0041] 所W
[0044] 从上式可W看出，当重力G不变时，钢丝绳的拉力相对于抓的长度的变化量一直保 持不变。所W，若在钢丝绳的另一端接入一个刚度为的弹黃，只要调整好初拉力，则W后
无论重物G处于何种位置，都能保证整个平行四边形的平衡。