一种装甲车救援外骨骼机器人制造技术

一种装甲车救援外骨骼机器人，包括上肢助力模块、可收放牵引模块、外骨骼下肢助力模块和下肢提升储能模块，上肢助力模块使得外骨骼的上肢能够随人体手臂进行随动运动，在人体提升重物时起到牵引的作用，腕部在重物的作用下弹簧压缩，起到助力的作用，可收放牵引模块位于外骨骼腰部的背后，当施救着穿戴救援外骨骼时，可收放牵引模块的绳索可根据需要的长度拉长，且能够锁住长度保持不便，在施救着抬升伤员时为施救着起到平衡的作用，外骨骼机器人的下肢模块可随人体的步态进行跟随，且在人体站立时为上肢模块起到支撑作用，承载上肢的负载，下肢的提升储能模块能够为施救人员的提升过程起到助力的效果，具有简单快速、省时省力的特点。

An Armored Vehicle Rescue Exoskeleton Robot

An armored vehicle rescue exoskeleton robot includes upper limb assist module, retractable traction module, exoskeleton lower limb assist module and lower limb lifting energy storage module. The upper limb assist module enables the upper limb of the exoskeleton to follow the human arm, and plays the role of traction when the human body lifts heavy objects. The wrist springs compress under the action of heavy objects, which plays the role of assisting force. The retractable traction module is located behind the waist of exoskeleton. When rescuing wearing rescue exoskeleton, the rope of retractable traction module can be lengthened according to the required length, and the length of the retractable traction module can be locked inconveniently. It plays a balancing role in rescuing and lifting the wounded. The lower limb module of the exoskeleton robot can follow the human gait and act when the human body stands. The upper limb module plays a supporting role, carrying the load of the upper limb, and the lower limb lifting energy storage module can help rescuers in the lifting process, which is simple, fast, time-saving and labor-saving.

【技术实现步骤摘要】
一种装甲车救援外骨骼机器人
本专利技术属于机器人
，特别涉及一种装甲车救援外骨骼机器人。
技术介绍
装甲车是用在战场上的一种有效攻击和防御武器，装甲车的车身由钢板拼接而成，车身强度大，可抵挡一般强度的炮弹轰击，但当其遭受火力强大的炮弹轰击时，车身虽不易裂开，但车身的变形和震动会使得驾驶员在舱内受伤，由于受伤的驾驶人员没有自我逃离舱体的能力，因此需要舱外人员帮助救援，传统的救援方式为多人依靠绳索和支架进行人力救援，而救援时间非常宝贵，传统的人力救援方式费时费力；传统救援设备多数为体积庞大的独立提升装置，需要多人配合完成救援任务，难度很大，而通过大型起重设备救援会使得救援过程复杂，影响最佳救援时间。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出一种装甲车救援外骨骼机器人，能够使救援人员快速穿戴该单人救援设备进行救援，具有简单快速、省时省力的特点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种装甲车救援外骨骼机器人，包括上肢助力模块1、可收放牵引模块2、外骨骼下肢助力模块3和下肢提升储能模块4；所述上肢助力模块包括互相垂直固定连接的肩部横管101与背部内竖管103，背部内竖管103外套有背部外竖管104并同轴配合，背部外竖管104连接固定在结构背板106上，所述肩部横管101的左右两端对称设有肩部转接块109，肩部转接块109与手臂第一铰接块111、手臂第二铰接块112、手臂第三铰接块113、手臂第四铰接块114、手臂第五铰接块115、手臂末端铰接块116依次首尾串级连接，手臂末端铰接块116和腕部凸轮117固定连接，腕部凸轮117的铰接轴心与腕部基板125的铰接轴心同轴配合，腕部基板125的内侧固定连接有腕部护具126，腕部基板125末端固定有腕部光轴座123，腕部光轴座123与两个腕部光轴124固定配合，两个腕部光轴124上均套有腕部直线弹簧122并同轴配合，腕部直线弹簧122的一端设有可沿腕部光轴124的轴向移动的腕部滑块119，腕部滑块119与腕部凸轮轴承118铰接，腕部滑块119上固定连接有腕部滑块盖板120，以限制腕部凸轮轴承118的轴向移动，腕部凸轮117与腕部凸轮轴承118的外轮廓相切配合，腕部基板125与腕部壳盖板121固定连接；所述可收放牵引模块包括与结构背板106固定连接的腰部滑槽板301，在腰部滑槽板301上安装有四个背部直线弹簧204，四个背部直线弹簧204均与背部线盘座201连接，在背部线盘座201中横向设有线盘轴205与之同轴配合，线盘轴205两端均通过一个线盘扭簧206连接背部绕线盘202，在背部绕线盘202的外壁缠绕着背部绳索203；所述外骨骼下肢助力模块包括装配于腰部滑槽板301中且分为左右两部分的腰部结构杆304，在腰部结构杆304的外侧面设有髋关节转接块305，髋关节转接块305固定连接髋关节结构板308，髋关节结构板308的连接口圆心与大腿转接板307圆心同轴心配合，且髋关节结构板308与髋关节凸轮303安装在一起，髋关节凸轮303与大腿转接板307之间设有髋关节轴承306，在大腿转接板307内侧固定有腿部护具转接板309，大腿转接板307和膝关节转接板311分别插入大腿滑槽板310的上、下端固定连接，膝关节转接板311和膝关节小腿转接板317通过膝关节轴承312同轴心配合在一起，并机械限位，膝关节转接板311内侧固定有大腿部挡板316，膝关节小腿转接板317嵌套于小腿滑槽板313的上端，膝关节小腿转接板317内侧固定有小腿部上挡板318和小腿部下挡板319，小腿滑槽板313的下端与踝关节转接板314铰接，踝关节转接板314与足部结构板315固定连接；所述下肢提升储能模块包括与髋关节凸轮303外轮廓相切配合的滚轮推杆401，滚轮推杆401下端固定连接三角转接块402，三角转接块402通过推杆轴403同轴心约束配合，均固定设置在外侧盖板415和内侧盖板425之间，三角转接块402同时与滑块连杆427的一端铰接，滑块连杆427的另一端与推杆滑块405铰接，推杆滑块405与光轴滑块上盖406固结，光轴滑块上盖406的两个圆孔与双光轴407配合且可沿双光轴407进行轴向运动，光轴滑块上盖406和光轴滑块下盖408之间设有助力压簧428，双光轴407与光轴滑块下盖408固结，光轴滑块下盖408与光轴固定限位块409固结，光轴固定限位块409固定于外侧盖板415和内侧盖板425之间，边框板429的一侧连接输出压杆固定块416，输出压杆固定块416与输出压杆410的一端固结，输出压杆410的另一端与角度转换杆411、压杆拐杆412、大腿压杆413依次首尾固定连接，大腿压杆413的末端固定有大腿护具414；所述边框板429的前侧与机械臂固定座426固结，在机械臂固定座426的上下铰接孔上分别与第一级机械上臂424、第一级机械下臂417的一端铰接，第一级机械上臂424和第一级机械下臂417的另一端均与机械臂连接件423铰接在一起，机械臂固定座426、第一级机械上臂424、第一级机械下臂417和机械臂连接件423形成一首尾依次铰接的平行四边形结构，在第一级机械上臂424和第一级机械下臂417之间设有第一级压簧418与之铰接；机械臂连接件423与第二级机械上臂422、第二级机械下臂419的一端铰接，其另一端与机械臂末端挂载杆421铰接，机械臂连接件423、第二级机械上臂422、机械臂末端挂载杆421和第二级机械下臂419形成一首尾依次铰接的平行四边形结构，在第二级机械上臂422和第二级机械下臂419之间设有第二级压簧420与之铰接。所述肩部横管101和背部内竖管103之间通过背部T型板102垂直连接。所述背部内竖管103和背部外竖管104的侧壁上设有若干个孔，通过固定侧壁的不同位置的孔来调整背部支架的长度。所述背部外竖管104通过背部下角铁105和背部上角铁107连接固定在结构背板106上。所述在结构背板106靠近人体的一侧表面贴合有背垫108，以增加穿戴者的舒适性。所述腰部滑槽板301和腰部结构杆304上均设有相对应的若干个螺孔，可根据穿戴者的腰部尺寸调节不同螺孔的位置进行固定，从而调节外骨骼腰部尺寸大小。所述大腿转接板307、膝关节转接板311、大腿滑槽板310上均设有相对应的若干个螺孔，可根据穿戴者的大腿长度尺寸调节大腿转接板307和膝关节转接板311插入大腿滑槽板310的深度，并通过螺孔进行固定，从而大腿长度可调节。所述膝关节小腿转接板317和小腿滑槽板313上均设有相对应的若干个螺孔，可根据穿戴者的小腿长度尺寸调节不同螺孔的位置进行固定，从而调节小腿整体长度。本专利技术所提供的一种装甲车救援外骨骼机器人，救援外骨骼的整体共由上肢助力模块、可收放牵引模块、外骨骼下肢助力模块和下肢提升储能模块四部分组成；一方面，当用户穿戴救援外骨骼时可以像背书包一样，可以减少穿戴过程的时间，操作简单快捷；另一方面，与现有的绳索和支架得救援方式相比，此方案可随救援者穿戴并方便携带至受损的装甲车顶部，极大地提高了救援工作的效率；救援外骨骼机器人上肢助力模块采用冗余式多连杆串联结构，使得外骨骼的上肢能够随人体手臂进行随动运动，在人体提升重物时起到牵引的作用，并在腕部采用凸轮弹簧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装甲车救援外骨骼机器人，其特征在于，包括上肢助力模块(1)、可收放牵引模块(2)、外骨骼下肢助力模块(3)和下肢提升储能模块(4)；所述上肢助力模块包括互相垂直固定连接的肩部横管(101)与背部内竖管(103)，背部内竖管(103)外套有背部外竖管(104)并同轴配合，背部外竖管(104)连接固定在结构背板(106)上，所述肩部横管(101)的左右两端对称设有肩部转接块(109)，肩部转接块(109)与手臂第一铰接块(111)、手臂第二铰接块(112)、手臂第三铰接块(113)、手臂第四铰接块(114)、手臂第五铰接块(115)、手臂末端铰接块(116)依次首尾串级连接，手臂末端铰接块(116)和腕部凸轮(117)固定连接，腕部凸轮(117)的铰接轴心与腕部基板(125)的铰接轴心同轴配合，腕部基板(125)的内侧固定连接有腕部护具(126)，腕部基板(125)末端固定有腕部光轴座(123)，腕部光轴座(123)与两个腕部光轴(124)固定配合，两个腕部光轴(124)上均套有腕部直线弹簧(122)并同轴配合，腕部直线弹簧(122)的一端设有可沿腕部光轴(124)的轴向移动的腕部滑块(119)，腕部滑块(119)与腕部凸轮轴承(118)铰接，腕部滑块(119)上固定连接有腕部滑块盖板(120)，以限制腕部凸轮轴承(118)的轴向移动，腕部凸轮(117)与腕部凸轮轴承(118)的外轮廓相切配合，腕部基板(125)与腕部壳盖板(121)固定连接；所述可收放牵引模块包括与结构背板(106)固定连接的腰部滑槽板(301)，在腰部滑槽板(301)上安装有四个背部直线弹簧(204)，四个背部直线弹簧(204)均与背部线盘座(201)连接，在背部线盘座(201)中横向设有线盘轴(205)与之同轴配合，线盘轴(205)两端均通过一个线盘扭簧(206)连接背部绕线盘(202)，在背部绕线盘(202)的外壁缠绕着背部绳索(203)；所述外骨骼下肢助力模块包括装配于腰部滑槽板(301)中且分为左右两部分的腰部结构杆(304)，在腰部结构杆(304)的外侧面设有髋关节转接块(305)，髋关节转接块(305)固定连接髋关节结构板(308)，髋关节结构板(308)的连接口圆心与大腿转接板(307)圆心同轴心配合，且髋关节结构板(308)与髋关节凸轮(303)安装在一起，髋关节凸轮(303)与大腿转接板(307)之间设有髋关节轴承(306)，在大腿转接板(307)内侧固定有腿部护具转接板(309)，大腿转接板(307)和膝关节转接板(311)分别插入大腿滑槽板(310)的上、下端固定连接，膝关节转接板(311)和膝关节小腿转接板(317)通过膝关节轴承(312)同轴心配合在一起，并机械限位，膝关节转接板(311)内侧固定有大腿部挡板(316)，膝关节小腿转接板(317)嵌套于小腿滑槽板(313)的上端，膝关节小腿转接板(317)内侧固定有小腿部上挡板(318)和小腿部下挡板(319)，小腿滑槽板(313)的下端与踝关节转接板(314)铰接，踝关节转接板(314)与足部结构板(315)固定连接；所述下肢提升储能模块包括与髋关节凸轮(303)外轮廓相切配合的滚轮推杆(401)，滚轮推杆(401)下端固定连接三角转接块(402)，三角转接块(402)通过推杆轴(403)同轴心约束配合，均固定设置在外侧盖板(415)和内侧盖板(425)之间，三角转接块(402)同时与滑块连杆(427)的一端铰接，滑块连杆(427)的另一端与推杆滑块(405)铰接，推杆滑块(405)与光轴滑块上盖(406)固结，光轴滑块上盖(406)的两个圆孔与双光轴(407)配合且可沿双光轴(407)进行轴向运动，光轴滑块上盖(406)和光轴滑块下盖(408)之间设有助力压簧(428)，双光轴(407)与光轴滑块下盖(408)固结，光轴滑块下盖(408)与光轴固定限位块(409)固结，光轴固定限位块(409)固定于外侧盖板(415)和内侧盖板(425)之间，边框板(429)的一侧连接输出压杆固定块(416)，输出压杆固定块(416)与输出压杆(410)的一端固结，输出压杆(410)的另一端与角度转换杆(411)、压杆拐杆(412)、大腿压杆(413)依次首尾固定连接，大腿压杆(413)的末端固定有大腿护具(414)；所述边框板(429)的前侧与机械臂固定座(426)固结，在机械臂固定座(426)的上下铰接孔上分别与第一级机械上臂(424)、第一级机械下臂(417)的一端铰接，第一级机械上臂(424)和第一级机械下臂(417)的另一端均与机械臂连接件(423)铰接在一起，机械臂固定座(426)、第一级机械上臂(424)、第一级机械下臂(417)和机械臂连接件(423)形成一首尾依次铰接的平行...

【技术特征摘要】
1.一种装甲车救援外骨骼机器人，其特征在于，包括上肢助力模块(1)、可收放牵引模块(2)、外骨骼下肢助力模块(3)和下肢提升储能模块(4)；所述上肢助力模块包括互相垂直固定连接的肩部横管(101)与背部内竖管(103)，背部内竖管(103)外套有背部外竖管(104)并同轴配合，背部外竖管(104)连接固定在结构背板(106)上，所述肩部横管(101)的左右两端对称设有肩部转接块(109)，肩部转接块(109)与手臂第一铰接块(111)、手臂第二铰接块(112)、手臂第三铰接块(113)、手臂第四铰接块(114)、手臂第五铰接块(115)、手臂末端铰接块(116)依次首尾串级连接，手臂末端铰接块(116)和腕部凸轮(117)固定连接，腕部凸轮(117)的铰接轴心与腕部基板(125)的铰接轴心同轴配合，腕部基板(125)的内侧固定连接有腕部护具(126)，腕部基板(125)末端固定有腕部光轴座(123)，腕部光轴座(123)与两个腕部光轴(124)固定配合，两个腕部光轴(124)上均套有腕部直线弹簧(122)并同轴配合，腕部直线弹簧(122)的一端设有可沿腕部光轴(124)的轴向移动的腕部滑块(119)，腕部滑块(119)与腕部凸轮轴承(118)铰接，腕部滑块(119)上固定连接有腕部滑块盖板(120)，以限制腕部凸轮轴承(118)的轴向移动，腕部凸轮(117)与腕部凸轮轴承(118)的外轮廓相切配合，腕部基板(125)与腕部壳盖板(121)固定连接；所述可收放牵引模块包括与结构背板(106)固定连接的腰部滑槽板(301)，在腰部滑槽板(301)上安装有四个背部直线弹簧(204)，四个背部直线弹簧(204)均与背部线盘座(201)连接，在背部线盘座(201)中横向设有线盘轴(205)与之同轴配合，线盘轴(205)两端均通过一个线盘扭簧(206)连接背部绕线盘(202)，在背部绕线盘(202)的外壁缠绕着背部绳索(203)；所述外骨骼下肢助力模块包括装配于腰部滑槽板(301)中且分为左右两部分的腰部结构杆(304)，在腰部结构杆(304)的外侧面设有髋关节转接块(305)，髋关节转接块(305)固定连接髋关节结构板(308)，髋关节结构板(308)的连接口圆心与大腿转接板(307)圆心同轴心配合，且髋关节结构板(308)与髋关节凸轮(303)安装在一起，髋关节凸轮(303)与大腿转接板(307)之间设有髋关节轴承(306)，在大腿转接板(307)内侧固定有腿部护具转接板(309)，大腿转接板(307)和膝关节转接板(311)分别插入大腿滑槽板(310)的上、下端固定连接，膝关节转接板(311)和膝关节小腿转接板(317)通过膝关节轴承(312)同轴心配合在一起，并机械限位，膝关节转接板(311)内侧固定有大腿部挡板(316)，膝关节小腿转接板(317)嵌套于小腿滑槽板(313)的上端，膝关节小腿转接板(317)内侧固定有小腿部上挡板(318)和小腿部下挡板(319)，小腿滑槽板(313)的下端与踝关节转接板(314)铰接，踝关节转接板(314)与足部结构板(315)固定连接；所述下肢提升储能模块包括与髋关节凸轮(303)外轮廓相切配合的滚轮推杆(401)，滚轮推杆(401)下端固定连接三角转接块(402)，三角转接块(402)通过推杆轴(403)同轴心约束配合，均固定设置在外侧盖板(415)和内侧盖板(425)之间，三角转接块(402)同时与滑块连杆(427)的一端铰接，滑块...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱爱斌，宋纪元，屠尧，沈皇，申志涛，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61