下肢外骨骼
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下肢外骨骼

与电子科技大学合作的有源下肢外骨骼工业设计:参数化腿长适配、膝关节疲劳预估、量产注塑约束前置,单人可穿戴,获金熊猫奖。

案例基础信息

Industry

医疗与健康

Project Type

医疗设备

Client

电子科技大学

Awards

1 项

项目内容

下肢外骨骼

项目背景

这是意町与电子科技大学合作完成的有源下肢外骨骼,用于康复辅助,帮助使用者增强行走稳定性和运动控制能力。外骨骼是工业设计与结构工程融合需求最强的医疗品类:外壳造型必须服从人体运动学,而不是反过来。

设计挑战

髋、膝、踝三个关节轴,需要分别在矢状面、冠状面和水平面上满足运动学要求。

外壳要在不同腿长、不同股骨与胫骨比例的用户之间保持结构刚性,不能只靠调节螺杆兜底。

设计要能直接进入量产,并满足康复临床场景下的穿戴要求。

解决方案

意町在造型开发阶段同步推进工程工作:

建立参数化的腿长适配模型,把外壳截面形状与调节行程耦合,确保极端体型下仍有足够的壁厚余量。

提前预估膝关节铰接区域的疲劳寿命,以此确定造型曲率的安全边界。

把量产注塑的分模方向纳入造型约束,避免倒扣设计导致模具成本大增。

模拟完整的穿戴动作路径,确认单人独立穿戴满足康复临床场景的要求。

成果

获得金熊猫奖。这套"工业设计与结构工程并行前置"的方法,也用在了意町后续的医疗与可穿戴产品中。

白色和橙色相间的下肢外骨骼渲染图,呈迈步姿态,背景为浅灰色
下肢外骨骼的两张渲染图:腰部控制模块特写和整体迈步姿态
外骨骼设计草图和肢体动作分析图(左),以及橙色圆环关节的渲染特写(右)
穿戴下肢外骨骼并拄双拐站立的使用者,背景为浅灰色
世运会火炬传递现场:穿戴外骨骼拄拐的传递者在公园里行进,左侧是“牵手世运 点燃梦想”海报
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