作品名稱：純機械無動力穿戴式外骨骼
學校名稱：西安明德理工學院
參賽隊伍：明德精英隊
參賽學生：張開鑫 寧波 陳軻
指導老師：朱延波 王澤
純機械無動力穿戴式外骨骼
下肢外骨骼是一款可以提升使用者背負能力，而且可以在復雜的環境中實現僅靠人自身能力無法完成的工作，主要是用于增強人體機能的裝置。隨著科技的不斷創新，下肢外骨骼已經廣泛用于醫療領域和軍事領域。外骨骼結構設計的優劣，對機械的工作能力以及穿戴者的使用會產生巨大影響。
對現行的幾款用于實踐的外骨骼機器人進行了分析比較，并結合人體解剖學和運動學的相關理論，針對外骨骼的擬人化設計要求，運用仿生學原理對外骨骼進行總體結構方案的設計，最后利用三維建模軟件制作了結構模型，設計出了自由度擬人化分布的機械外骨骼。
在純機械增力機構方面，我們進行了增力機構的優化分析，分析了各種增力機構的原理、增力效果、設計的難度以及與外骨骼的合理配合，選出了適當的增力機構，使得外骨骼整體設計更加合理，使穿戴者可以極大的提升負重能力。我們對比了包括鉸桿增力機構、齒輪增力機構、杠桿增力機構等，最終決定采用“二次正交單鉸桿-雙鉸桿串聯式增力機構”。經過簡單計算，其理論增力系數計算公式算得增力系數至少是6.303。其增力機構的輸入力是大腿行走時帶動的力，倘若負載平臺需要背負600(60千克)牛頓的重物，則大腿輸入力最大約為95.19牛頓（9.519千克），這對于提高工人、軍人和一些高齡老人的背負能力有著舉足輕重的意義。
創新點：采用“二次正交單鉸桿-雙鉸桿串聯式增力機構”，極大提升穿戴者的負重能力。外骨骼在髖關節處創新采用半球面副，在自由度與人體配合方面可以達到更加完美的效果。
