外骨骼机器人是一种和人紧密联系的机械动力系统，它具有两条和人腿类似的机械腿，通过脚部、腰部或腿部等部位和人紧密结合在一起， 机械腿用来承担人所背负的大部分负荷，人作为整个系统的控制中枢，控制外骨骼腿的行走方向和速度。外骨骼腿中具有多个传感器，能够感受人的运动信息，通过智能算法判别人的运动意图，同时控制外骨骼腿的各个关节驱动器进行转动，从而跟随人的运动。骨骼服是结合人的智能和机械装置的机械能的一种特殊机械系统。骨骼服可以提高士兵的负重能力、辅助残疾人行走，也可以在消防救灾中发挥威力。
为了减小上肢运动所需的力矩，在骨骼服的髓关节部位加入了气弹簧，它一方面可以减小行走过程中负荷对腰部的冲击作用，另一方面可以提供一个近似稳定的外力来减轻人做腰部动作所需要施加的力和力矩。 当负荷放在背架后，气弹簧将被压进行程空间，人就可以用很小的力来移动负荷。
人在身着骨骼服的情况下，上肢所做的动作可分为前倾和直立（也称为弯腰和直腰两个动作）两个动作。在这个过程中气弹簧的作用就是减小人在完成这两个动作时所要施加的力和力矩。如果没有安装气弹簧，人无论是弯腰还是直腰都必须由人提供全部的力或力矩。为了简便，将两侧的气弹簧简化为一侧进行分析。人在前倾时，人的受力情况如下：当人进行向前弯腰时，人需要在肩部施加力，或者说在腰部施加一个力矩才能带动重物完成弯腰的动作。
而在使用气弹簧之后人所要施加的力只有不加气弹簧情况下的十分之一，并且气弹簧的存在使得人所做的功仅为原来的10%。使用气弹簧之后人会使腰部动作变得非常轻松，气弹簧能够显著减小人在行走过程中所施加的力和人所消耗的能量。
