CN110193820A - 机器人脊柱结构及辅助外骨骼装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种机器人脊柱结构及辅助外骨骼装置，属于辅助外骨骼技术领域。机器人脊柱结构，包括多个脊柱节段，相邻两个脊柱节段通过万向节连接，相邻两个脊柱节段之间连接有两个第一伸缩驱动件，两个第一伸缩驱动件分别位于万向节的两侧，当两个第一伸缩驱动件同时伸出或缩回时，相邻两个脊柱节段绕第一转动轴线相对转动；当两个第一伸缩驱动件中的一者伸出、另一者缩回时，相邻两个脊柱节段绕第二转动轴线相对转动。通过万向节能够实现相邻两个脊柱节段的多向转动，当两个第一伸缩驱动件采用不同的驱动方式时，相邻两个脊柱节段能够作相应的转动，实现脊柱结构的不同动作，模拟人体脊柱的动作，脊柱结构活动灵活，满足用户的活动需求。

Description

机器人脊柱结构及辅助外骨骼装置

技术领域

本申请涉及辅助外骨骼技术领域，具体而言，涉及一种机器人脊柱结构及辅助外骨骼装置。

背景技术

随着社会的需求，辅助外骨骼装置进入人们的生活之中，并为人们带来了行动的便利。

现有辅助外骨骼的脊柱部分采用刚性连接，脊柱部分灵活性较差，无法满足用户的动作需求。

发明内容

本申请的目的在于针对上述问题，提供一种机器人脊柱结构及辅助外骨骼装置，相邻两个脊柱节段能够实现多种方位的动作，脊柱活动灵活，适应于不同的动作，满足用户的活动需求，使上述问题得到改善。

根据本申请第一方面实施例的机器人脊柱结构，包括多个脊柱节段，相邻两个脊柱节段通过万向节连接，万向节具有相互垂直的第一转动轴线和第二转动轴线，相邻两个脊柱节段之间连接有两个第一伸缩驱动件，两个第一伸缩驱动件分别位于万向节的两侧，当两个第一伸缩驱动件同时伸出或缩回时，相邻两个脊柱节段绕第一转动轴线相对转动；当两个第一伸缩驱动件中的一者伸出、另一者缩回时，相邻两个脊柱节段绕第二转动轴线相对转动。

根据本申请实施例的机器人脊柱结构，通过万向节能够实现相邻两个脊柱节段的多向转动，当两个第一伸缩驱动件采用不同的驱动方式时，相邻两个脊柱节段能够作相应的转动，实现脊柱结构的不同动作，模拟人体脊柱的动作，脊柱结构活动灵活，满足用户的活动需求。

另外，根据本申请实施例的机器人脊柱结构还具有如下附加的技术特征：

根据本申请的一些实施例，两个第一伸缩驱动件平行设置，万向节偏离于两个第一伸缩驱动件所在的平面。

在上述实施方式中，两个第一伸缩驱动件对称分布于脊柱节段的两侧，两个第一伸缩驱动件平行设置并构成平面，万向节偏离于两个第一伸缩驱动件所在的平面，能够使得相邻两个脊柱节段实现左右、前后不同方向的转动，满足不同的动作需求。

根据本申请的一些实施例，第一伸缩驱动件包括固定端和伸缩端，固定端与相邻两个脊柱节段中的一者球窝连接，伸缩端与另一者球窝连接。

在上述实施方式中，第一伸缩驱动件的固定端和伸缩端分别与相邻两个脊柱节段球窝连接，使得伸缩端在相对于固定端伸缩运动时，固定端和伸缩端能够相对于对应的脊柱节段转动，以使相邻两个脊柱节段中一者相对于另一者绕万向节的转动轴线转动，实现脊柱的动作。

根据本申请的一些实施例，每个脊柱节段包括旋转套、两个转动组件及两个转动驱动机构，两个转动组件分别位于旋转套的两端，每个转动组件与旋转套可转动地连接，两个转动驱动机构与两个转动组件一一对应，每个转动驱动机构用于驱动对应的转动组件相对于旋转套转动。

在上述实施方式中，两个转动组件分布于旋转套的两端，并且每个转动组件与一个转动驱动机构相连，能够实现一个转动组件相对于旋转套的转动，或者两个转动组件同时相对于旋转套的转动，转动方式灵活。

根据本申请的一些实施例，旋转套的相对两端分别设置有容纳腔，每个转动组件与一个容纳腔配合，每个转动组件包括转轴、端盖及连接盘，转轴可转动地插设于容纳腔内，端盖位于容纳腔的开口端并将转轴限制于容纳腔内，端盖与旋转套可拆卸地连接，连接盘位于端盖的远离旋转套的一侧且与端盖可转动地连接，万向节与连接盘相连，转轴的一端穿过端盖且与连接盘相连，转动驱动机构安装于旋转套的周壁，转动驱动机构的伸缩端伸入容纳腔内并作用于转轴，以驱动转轴相对于旋转套转动。

在上述实施方式中，转轴插设于容纳腔内，当转动驱动机构带动转轴转动时，转轴能够带动连接盘转动，以通过万向节带动相邻的脊柱节段转动，实现相邻两个脊柱节段的扭动。

在本申请的一些具体实施例中，转轴包括轴体和两个挡板，两个挡板分别位于轴体的两侧，每个挡板与轴体相连，转动驱动机构包括两个第二伸缩驱动件，两个第二伸缩驱动件与两个挡板一一对应，每个第二伸缩驱动件的固定端与旋转套相连，每个第二伸缩驱动件的伸缩端位于容纳腔内并作用于对应的挡板。

在上述实施方式中，由于第二伸缩驱动件作用于挡板，当第二伸缩驱动件工作时，通过推动挡板带动轴体转动，以实现转轴相对于旋转套的转动；在转轴转动时，两个第二伸缩驱动件的伸出或收缩动作相反。

可选地，转轴还包括两个限位板，两个限位板套设于轴体上，两个限位板沿轴体的轴向间隔设置且构成限位空间，两个挡板位于限位空间内，每个挡板的相对两端分别与两个限位板相连。

在上述实施方式中，两个限位板设置于挡板的两端，用于固定挡板，增加挡板与轴体的连接强度，保证转轴转动平稳。

根据本申请的一些实施例，多个脊柱节段包括依次连接的第一脊柱节段、第二脊柱节段及第三脊柱节段。

在上述实施方式中，该机器人脊柱结构采用三段式结构，既能满足人体脊柱的强度，还能实现不同的转动动作，动作灵活。

根据本申请第二方面实施例的辅助外骨骼装置，包括用于穿戴在手臂上的两个手臂穿戴组件、用于穿戴在腿部上的两个腿部穿戴组件及根据第一方面实施例的机器人脊柱结构，机器人脊柱结构的上端与两个手臂穿戴组件相连，机器人脊柱结构的下端与两个腿部穿戴组件相连，两个腿部穿戴组件分别与机器人脊柱结构可转动地连接。

根据本申请实施例的辅助外骨骼装置，穿戴式结构提高了辅助骨骼装置与人体的契合度，便于用户的动作，机器人脊柱结构使得辅助骨骼装置的脊柱动作灵活，适应不同的动作，提高了整体的灵活性。

根据本申请的一些实施例，辅助外骨骼装置还包括顶部支架，顶部支架安装于机器人脊柱结构的上端，每个手臂穿戴组件包括背板、臂圈和臂圈支撑杆，背板的一端与顶部支架相连，背板的另一端设置有导杆，臂圈可滑动地套设于导杆并通过螺栓锁紧，臂圈支撑杆的两端分别与顶部支架和臂圈铰接，臂圈支撑杆为伸缩杆。

在上述实施方式中，臂圈与导杆可滑动地连接，通过臂圈支撑杆实现臂圈相对于背板的滑动，以实现两个臂圈之间的间距调节，以适应不同体型的用户。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请第一方面实施例提供的机器人脊柱结构的示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的机器人脊柱结构的相邻两个脊柱节段的连接示意图；

图4为图1的机器人脊柱结构的相邻两个脊柱节段的前倾状态图；

图5为图1的机器人脊柱结构的相邻两个脊柱节段的后仰状态图；

图6为图1的机器人脊柱结构的相邻两个脊柱节段的左侧弯身状态图；

图7为图1的机器人脊柱结构的相邻两个脊柱节段的右侧弯身状态图；

图8为图1的机器人脊柱结构的脊柱节段的***图；

图9为图1的机器人脊柱结构的脊柱节段的剖视图；

图10为本申请第二方面实施例提供的辅助外骨骼装置的结构示意图；

图11为图10的辅助外骨骼装置的手臂穿戴组件的结构示意图。

图标：100-机器人脊柱结构；1-脊柱节段；11-连接板；12-旋转套；121-容纳腔；122-安装凸台；123-通孔；13-转轴；131-轴体；132-挡板；133-限位板；134-轴承；135-限位空间；14-端盖；15-连接盘；16-第二伸缩驱动件；161-固定端；162-伸缩端；17-第一脊柱节段；18-第二脊柱节段；19-第三脊柱节段；2-万向节；3-第一伸缩驱动件；31-固定端；32-伸缩端；200-辅助外骨骼装置；4-手臂穿戴组件；41-背板；42-臂圈；421-内圈；422-外圈；43-臂圈支撑杆；44-导杆；5-腿部穿戴组件；6-顶部支架。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。

第一方面实施例

下面参考图描述根据本申请第一方面实施例的机器人脊柱结构100。

如图1所示，根据本申请实施例的机器人脊柱结构100，包括：多个脊柱节段1。

具体而言，相邻两个脊柱节段1通过万向节2连接，以使相邻两个脊柱节段1实现相对转动。万向节2具有相互垂直的第一转动轴线和第二转动轴线，相邻两个脊柱节段1能够沿第一转动轴线或第二转动轴线转动。相邻两个脊柱节段1之间连接有两个第一伸缩驱动件3，两个第一伸缩驱动件3分别位于万向节2的两侧，第一转动轴线与两个第一伸缩驱动件3所在的平面平行，第二转动轴线垂直于两个第一伸缩驱动件3所在的平面。当两个第一伸缩驱动件3同时伸出或缩回时，相邻两个脊柱节段1绕第一转动轴线转动，实现脊柱节段1的前倾或后仰；当两个第一伸缩驱动件3中的一者伸出、另一者缩回时，也即两个第一伸缩驱动件3动作相反时，相邻两个脊柱节段1绕第二转动轴线相对转动，实现脊柱节段1的侧弯(左侧弯或右侧弯)。

根据本申请实施例的机器人脊柱结构100，采用多段式结构，保证整体强度的同时，具有一定的灵活性；通过万向节2能够实现相邻两个脊柱节段1的多向转动，当两个第一伸缩驱动件3采用不同的驱动方式时，相邻两个脊柱节段1能够作相应的转动，实现脊柱结构的不同动作，模拟人体脊柱的动作，脊柱结构活动灵活，满足用户的活动需求。

如图2所示，两个第一伸缩驱动件3平行设置，也即两个第一伸缩驱动件3以图中的竖向设置，两个第一伸缩驱动件3构成一个平面，保证两者的运动轨迹在同一平面内；万向节2偏离于两个第一伸缩驱动件3所在的平面，使得两个第一伸缩驱动件3共同伸出或缩回时，相邻两个脊柱节段1能够绕第一转动轴线转动，实现相邻两个脊柱节段1的前倾或后仰动作，以实现脊柱结构的动作需求，脊柱结构活动灵活。可选地，以人体站立为基准，两个第一伸缩驱动件3位于脊柱节段1的左右两侧，万向节2位于两个第一伸缩驱动件3的后部，万向节2还起到支撑脊柱节段1的作用。

第一伸缩驱动件3包括固定端31和伸缩端32，伸缩端32能够相对于固定端31滑动，以实现伸缩端32的伸出或缩回，固定端31与相邻两个脊柱节段1中的一者球窝连接，伸缩端32与另一者球窝连接。当第一伸缩驱动件3的伸缩端32相对于固定端31伸出或缩回时，第一伸缩驱动件3与脊柱节段1的连接处能够发生相应的转动，以使相邻两个脊柱节段1的转动灵活。

可选地，如图3所示，第一伸缩驱动件3为伸缩缸，缸体为固定端31，伸缩杆为伸缩端32；该脊柱结构还包括用于与第一伸缩驱动件3配合的连接板11，连接板11位于相邻两个脊柱节段1的连接处，每个连接板11与一个脊柱节段1可拆卸地连接，连接板11的两端伸出脊柱节段1，以使第一伸缩驱动件3的安装位置与脊柱节段1不干涉。伸缩缸的缸体与一个连接板11球窝连接，伸缩缸的伸缩杆与另一个连接板11球窝连接，从而实现伸缩缸与两个脊柱节段1的连接。

第一伸缩驱动件3具有两级行程，第一伸缩驱动件3(伸缩缸)具有缩回状态、第一行程状态及第二行程状态，其中第一行程状态和第二行程状态为伸出状态，第二行程状态的伸出长度大于第一行程状态的伸出长度。当机器人脊柱结构100处于初始状态时，第一伸缩驱动件3处于第一行程状态，此时，多个脊柱节段1处于直立状态(多个脊柱节段1竖向设置)。如图4所示，当两个第一伸缩驱动件3同时处于缩回状态时，相邻两个脊柱节段1绕第一转动轴线转动，实现相邻两个脊柱节段1中一者相对于另一者的前倾。如图5所示，当两个第一伸缩驱动件3同时处于第二行程状态时，也即两个伸缩端32同时相对固定端31继续伸出时，相邻两个脊柱节段1绕第一转动轴线转动，实现相邻两个脊柱节段1中一者相对于另一者的后仰。如图6和图7所示，当两个第一伸缩驱动件3中的一者处于第二行程状态、另一者处于缩回状态时，相邻两个脊柱节段1绕第二转动轴线转动，实现相邻两个脊柱节段1中一者相对于另一者的往左侧(或右侧)弯身。

根据本申请的一些实施例，如图8所示，每个脊柱节段1包括旋转套12、两个转动组件及两个转动驱动机构，两个转动组件分别位于旋转套12的两端，每个转动组件与旋转套12可转动地连接；两个转动驱动机构与两个转动组件一一对应，每个转动驱动机构用于驱动对应的转动组件相对于旋转套12转动。两个转动组件为相互独立的结构，两者能够分别相对于旋转套12转动；一个转动驱动机构与一个转动组件相连，转动驱动机构能够带动转动组件相对于旋转套12转动，从而实现一个转动组件相对于旋转套12的转动，或两个转动组件同时相对于旋转套12的转动。当相邻两个脊柱节段1相连时，转动组件相对于旋转套12的转动，可以理解为脊柱结构的扭动，脊柱结构的扭动灵活。

如图9所示，旋转套12的相对两端分别设置有一端开口的容纳腔121，容纳腔121的开口端位于旋转套12的端部，并且容纳腔121沿旋转套12的轴向延伸。每个转动组件与一个容纳腔121配合，如图8和图9所示，每个转动组件包括转轴13、端盖14及连接盘15，转轴13可转动地插设于容纳腔121内，端盖14位于容纳腔121的开口端且用于封闭容纳腔121的开口，端盖14与将转轴13限制于容纳腔121内；连接盘15位于端盖14的远离旋转套12的一侧且与端盖14可转动地连接。端盖14与旋转套12可拆卸地连接(例如螺栓连接、螺纹连接等)，便于实现端盖14与旋转套12的装配与拆卸，并且便于将转轴13放置于容纳腔121内。转轴13的一端穿过端盖14与连接盘15相连，转轴13与端盖14可转动地连接，当转轴13转动时，转轴13能够带动连接盘15转动。万向节2与连接盘15相连，连接板11安装于连接盘15上，当转轴13相对于旋转套12转动时，转轴13能够带动相邻的脊柱节段1转动，实现脊柱结构的扭动。转动驱动机构安装于旋转套12的周壁，转动驱动机构的伸缩端伸入容纳腔121内并作用于转轴13，伸缩端的伸出或缩回能够驱动转轴13相对于旋转套12转动，转动驱动机构为转轴13的转动提供动力。

为了便于安装于拆卸，端盖14与旋转套12通过螺栓连接，转轴13的端部伸出端盖14并与连接盘15通过螺栓连接，连接板11位于连接盘15的远离端盖14的一侧并与连接盘15通过螺栓连接。

在本申请的一些具体实施例中，如图8所示，转轴13包括轴体131和两个挡板132，两个挡板132分别位于轴体131的两侧，每个挡板132的一端与轴体131相连，另一端为自由端；转动驱动机构包括两个第二伸缩驱动件16，两个第二伸缩驱动件16与两个挡板132一一对应，第二伸缩驱动件16也包括固定端161和伸缩端162，每个第二伸缩驱动件16的固定端161与旋转套12相连，每个第二伸缩驱动件16的伸缩端162位于容纳腔121内并作用于对应的挡板132。每个第二伸缩驱动件16与一个挡板132配合，当其中一个第二伸缩驱动件16的伸缩端162伸出时，另一个第二伸缩驱动件16的伸缩端162缩回，从而使得轴体131相对于旋转套12转动，以带动相邻的脊柱节段1转动，实现脊柱结构的扭动，也即人体的转身。

如图8和图9所示，旋转套12的外周壁设置有安装凸台122，安装凸台122开设有与容纳腔121连通的通孔123，第二伸缩驱动件16的固定端161与安装凸台122螺纹连接，伸缩端162穿过通孔123伸入容纳腔121内并作用于挡板132。

可选地，第二伸缩驱动件16为液压伸缩缸，通过伸缩杆(即伸缩端162)的伸缩运动，实现对转轴13的转动驱动。在本申请的其他实施方式中，第二伸缩驱动件16还可以为其他形式的伸缩缸，例如气压缸等。

为了保证转轴13的转动灵活性，转轴13的相对的两端分别套设有轴承134，转轴13通过轴承134与旋转套12可转动地连接。

进一步地，如图8所示，转轴13还包括两个限位板133，两个限位板133套设于轴体131上，两个限位板133沿轴体131的轴向间隔设置且构成限位空间135，第二伸缩驱动件16的伸缩端162被限制于限位空间135内，两个挡板132位于限位空间135内，每个挡板132的相对两端分别与两个限位板133相连。通过两个限位板133限制挡板132的两端，从而保证挡板132与轴体131的连接强度，使得转轴13转动平稳。

根据本申请的一些实施例，如图1所示，该机器人脊柱结构100采用三段式结构，多个脊柱节段1包括依次连接的第一脊柱节段17、第二脊柱节段18及第三脊柱节段19，三段式结构既能保证脊柱结构的强度，还能实现不同的转动动作，使得脊柱动作灵活。

根据本申请实施例的机器人脊柱结构100的工作原理为：

当两个第一伸缩驱动件3同时伸出或缩回时，相邻两个脊柱节段1绕第一转动轴线转动，实现脊柱节段1的前倾或后仰；当两个第一伸缩驱动件3中的一者伸出、另一者缩回时，也即两个第一伸缩驱动件3动作相反时，相邻两个脊柱节段1绕第二转动轴线相对转动，实现脊柱节段1的侧弯(左侧弯或右侧弯)。

该机器人脊柱结构100，采用多段式结构，保证整体强度的同时，具有一定的灵活性；通过万向节2能够实现相邻两个脊柱节段1的多向转动，当两个第一伸缩驱动件3采用不同的驱动方式时，相邻两个脊柱节段1能够作相应的转动，实现脊柱结构的不同动作，模拟人体脊柱的动作，脊柱结构活动灵活，满足用户的活动需求。

第二方面实施例

如图10所示，根据本申请第二方面实施例的辅助外骨骼装置200，包括用于穿戴在手臂上的两个手臂穿戴组件4、用于穿戴在腿部上的两个腿部穿戴组件5及根据第一方面实施例的机器人脊柱结构100。

在本申请的一些具体实施例中，机器人脊柱结构100的上端与两个手臂穿戴组件4相连，机器人脊柱结构100的下端与两个腿部穿戴组件5相连，两个腿部穿戴组件5分别与机器人脊柱结构100可转动地连接。通过手臂穿戴组件4实现对手臂的固定，通过腿部穿戴组件5实现对腿部的固定，使得该辅助外骨骼装置200与人体的契合度提高，便于实现不同的动作，辅助用户行走或者其他动作。

根据本申请实施例的辅助外骨骼装置200，穿戴式结构提高了辅助骨骼装置与人体的契合度，协助用户进行所需动作，机器人脊柱结构100使得辅助骨骼装置的脊柱动作灵活，适应不同的动作，提高了整体的灵活性。

根据本申请的一些实施例，图11所示，辅助外骨骼装置200还包括顶部支架6，顶部支架6安装于机器人脊柱结构100的上端；每个手臂穿戴组件4包括背板41、臂圈42和臂圈支撑杆43，背板41的一端(靠近另一个背板41的一端)与顶部支架6相连，背板41的另一端设置有导杆44，导杆44沿水平方向设置，臂圈42可滑动地套设于导杆44上，并通过螺栓将臂圈42固定于导杆44上。臂圈支撑杆43的两端分别与顶部支架6和臂圈42铰接，臂圈支撑杆43用于支撑臂圈42，臂圈支撑杆43为伸缩杆，当解除臂圈42与导杆44的锁紧状态，通过臂圈支撑杆43的伸缩，实现臂圈42远离或靠近另一个手臂穿戴组件4的臂圈42。

在上述实施方式中，臂圈42与导杆44可滑动地连接，通过臂圈支撑杆43实现臂圈42相对于背板41的滑动，以实现两个臂圈42之间的间距调节，以适应不同体型的用户。

进一步地，臂圈42包括内圈421和外圈422，外圈422可滑动地套设于导杆44，内圈421可转动地设置于外圈422的内表面，以适应不同体型的用户，为用户提供舒适的体验环境。

第三方面实施例

根据本申请的第三方面实施例的蛇形机器人，采用根据本申请第一方面实施例的机器人脊柱结构100。

将机器人脊柱结构100应用于蛇形机器人，作为蛇形机器人的躯体部位，通过第一伸缩驱动件3实现蛇形机器人的扭动灵活，完成不同的动作。

第四方面实施例

根据本申请的第四方面实施例的机械臂，采用根据本申请第一方面实施例的机器人脊柱结构100。

该机械臂采用机器人脊柱结构100，作为机械臂的主体部位，通过第一伸缩驱动件3实现机械臂的动作，使得机械臂的动作灵活。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人脊柱结构，其特征在于，包括多个脊柱节段，相邻两个脊柱节段通过万向节连接，所述万向节具有相互垂直的第一转动轴线和第二转动轴线，相邻两个脊柱节段之间连接有两个第一伸缩驱动件，所述两个第一伸缩驱动件分别位于所述万向节的两侧，当所述两个第一伸缩驱动件同时伸出或缩回时，相邻两个脊柱节段绕所述第一转动轴线相对转动；当所述两个第一伸缩驱动件中的一者伸出、另一者缩回时，相邻两个脊柱节段绕所述第二转动轴线相对转动。

2.根据权利要求1所述的机器人脊柱结构，其特征在于，所述两个第一伸缩驱动件平行设置，所述万向节偏离于所述两个第一伸缩驱动件所在的平面。

3.根据权利要求1所述的机器人脊柱结构，其特征在于，所述第一伸缩驱动件包括固定端和伸缩端，所述固定端与相邻两个脊柱节段中的一者球窝连接，所述伸缩端与另一者球窝连接。

4.根据权利要求1所述的机器人脊柱结构，其特征在于，每个脊柱节段包括旋转套、两个转动组件及两个转动驱动机构，所述两个转动组件分别位于所述旋转套的两端，每个转动组件与所述旋转套可转动地连接，所述两个转动驱动机构与所述两个转动组件一一对应，每个转动驱动机构用于驱动对应的转动组件相对于所述旋转套转动。

5.根据权利要求4所述的机器人脊柱结构，其特征在于，所述旋转套的相对两端分别设置有容纳腔，每个转动组件与一个容纳腔配合，每个转动组件包括转轴、端盖及连接盘，所述转轴可转动地插设于所述容纳腔内，所述端盖位于所述容纳腔的开口端并将所述转轴限制于所述容纳腔内，所述端盖与所述旋转套可拆卸地连接，所述连接盘位于所述端盖的远离所述旋转套的一侧且与所述端盖可转动地连接，所述万向节与所述连接盘相连，所述转轴的一端穿过所述端盖且与所述连接盘相连，所述转动驱动机构安装于所述旋转套的周壁，所述转动驱动机构的伸缩端伸入所述容纳腔内并作用于所述转轴，以驱动所述转轴相对于所述旋转套转动。

6.根据权利要求5所述的机器人脊柱结构，其特征在于，所述转轴包括轴体和两个挡板，所述两个挡板分别位于所述轴体的两侧，每个挡板与所述轴体相连，所述转动驱动机构包括两个第二伸缩驱动件，所述两个第二伸缩驱动件与所述两个挡板一一对应，每个第二伸缩驱动件的固定端与所述旋转套相连，每个第二伸缩驱动件的伸缩端位于所述容纳腔内并作用于对应的挡板。

7.根据权利要求6所述的机器人脊柱结构，其特征在于，所述转轴还包括两个限位板，所述两个限位板套设于所述轴体上，所述两个限位板沿所述轴体的轴向间隔设置且构成限位空间，所述两个挡板位于所述限位空间内，每个挡板的相对两端分别与所述两个限位板相连。

8.根据权利要求1所述的机器人脊柱结构，其特征在于，所述多个脊柱节段包括依次连接的第一脊柱节段、第二脊柱节段及第三脊柱节段。

9.一种辅助外骨骼装置，其特征在于，包括用于穿戴在手臂上的两个手臂穿戴组件、用于穿戴在腿部上的两个腿部穿戴组件及权利要求1-8任意一项所述的机器人脊柱结构，所述机器人脊柱结构的上端与所述两个手臂穿戴组件相连，所述机器人脊柱结构的下端与所述两个腿部穿戴组件相连，所述两个腿部穿戴组件分别与所述机器人脊柱结构可转动地连接。

10.根据权利要求9所述的辅助外骨骼装置，其特征在于，所述辅助外骨骼装置还包括顶部支架，所述顶部支架安装于所述机器人脊柱结构的上端，每个手臂穿戴组件包括背板、臂圈和臂圈支撑杆，所述背板的一端与所述顶部支架相连，所述背板的另一端设置有导杆，所述臂圈可滑动地套设于所述导杆并通过螺栓锁紧，所述臂圈支撑杆的两端分别与所述顶部支架和所述臂圈铰接，所述臂圈支撑杆为伸缩杆。