一种被动式腰部助力外骨骼装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种被动式腰部助力外骨骼装置，包括臀带、背带、髋关节助力机构以及枝杆旋转片，髋关节助力机构为两个，分别安装于臀带的两侧；所述髋关节助力机构包括腿垫、腿杆、转轴、发条弹簧以及转轮，腿垫安装于腿杆上，腿杆与转轴固定连接，发条弹簧安装于转轮的弹簧腔中且发条弹簧与转轮固定连接，转轴穿过转轮和发条弹簧后转轴两端分别铰接于臀带上，发条弹簧与转轴固定连接，枝杆旋转片包括胸前垫板以及安装于胸前垫板上且能相对于胸前垫板转动的转板，两转轮上分别伸出有与转板连接的连接枝干，两连接枝干分别连接到转板两侧。本实用新型专利技术能将人体上身的重力通过髋关节助力机构储能达到为人体弯腰作业储能的作用。

A passive waists exoskeleton device

The utility model discloses a passive exoskeleton device comprises a waist, hip belt, strap, hip joint and servounit rod rotating piece, hip servounit is two, respectively, are mounted on two sides of hip belt; the hip servounit including legs pad, legs, a rotating shaft, and a spring wheel leg pad mounted on the legs, legs and shaft is fixedly connected with a spring, a spring cavity mounted on the wheel and the spring is fixed with the rotating shaft through the connection, the runner and the spring after the two ends of the rotating shaft are respectively hinged on the hip belt, the spring and the rotating shaft is fixedly connected with the rotary sheet rod including chest plate and installed on the chest plate and can rotate relative to the rotating plate chest plate, two runner is connected with the connecting branches are respectively extended out of turn plate, two connected branches are respectively connected to the rotating plate two Side. The utility model can save the gravity of the body upper body through the energy storage of the hip joint force mechanism to achieve the function of storing energy for the body bending in the body.

【技术实现步骤摘要】
一种被动式腰部助力外骨骼装置
本技术涉及一种穿戴式外外骨骼，特别涉及一种被动式腰部助力外骨骼装置。
技术介绍
近年来，穿戴式外骨骼的研究逐渐兴起，目的是将人的灵活性、智慧性与机器强壮性进行有机结合。其主要应用于医疗康复、工业生产、单兵作战等领域。目前已公布的各种人体穿戴式外骨骼系统有很多，其功能包括提高负重行走能力，重型物资搬运助力，人体上、下肢运行障碍康复等，功能多集中于人体助力行走。其共同特点是在动力源的支持下，通过传感器采集人体信号反馈给控制单元，经过控制单元的逻辑处理后，下达指令使动力执行单元完成动作，以实现相应功能。这样会带来下肢运动趋势预测机制设计，机器人控制策略的制定与实施，动力源和轻便、高效的自给能源装置等一系列关键问题。而目前这些有待解决的问题导致人体穿戴式外骨骼系统在实现相应功能的过程中，无法达到其理想的效果，同时昂贵的制造成本也使其仅仅停留在科学研究阶段，无法广泛应用于工业生产中。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本技术的目的是：提供一种被动式外骨骼系统。本技术的目的通过下述技术方案实现：一种被动式腰部助力外骨骼装置，包括臀带、背带、髋关节助力机构以及枝杆旋转片，背带与臀带连接，髋关节助力机构为两个，分别安装于臀带的两侧；所述髋关节助力机构包括腿垫、腿杆、转轴、发条弹簧以及转轮，腿垫安装于腿杆上，腿杆与转轴固定连接，发条弹簧安装于转轮的弹簧腔中且发条弹簧与转轮固定连接，转轴穿过转轮和发条弹簧后转轴两端分别铰接于臀带上，发条弹簧与转轴固定连接，枝杆旋转片包括胸前垫板以及安装于胸前垫板上且能相对于胸前垫板转动的转板，背带一端与臀带连接，另一端与胸前垫板连接；两转轮上分别伸出有与转板连接的连接枝干，两连接枝干分别连接到转板两侧。优选的，所述胸前垫板上开设有转板连接孔以及导向弧槽，所述转板对应转板连接孔以及导向弧槽处分别设置有连接转轴以及导向轴，连接转轴连接到转板连接孔中，导向轴与导向弧槽相配合。优选的，所述胸前垫板包括左垫片、右垫片、左扣板以及右扣板，导向弧槽开设在左扣板上，导向弧槽为两级的阶梯槽，所述转板连接孔开设在右扣板上，转板连接孔为两级的阶梯孔，左扣板固定连接于左垫片上，右扣板固定连接于右垫片上；所述转板包括左转片以及右转片，左转片以及右转片上分别设置有锁扣和与锁扣相配合将左转片以及右转片锁定起来的插扣；所述连接转轴为两级的阶梯轴，所述导向轴为两级的阶梯轴；连接转轴穿出转板连接孔后固定连接于右转片上，其中，连接转轴的小径轴和大径轴分别连接到转板连接孔的小径孔和大径孔中，导向轴穿出导向弧槽后固定连接于左转片上，其中，导向轴的小径轴和大径轴分别连接到导向弧槽的小径槽和大径槽中。优选的，所述臀带包括臀垫、臀垫连接带以及两个助力机构安装架，臀垫为两个，两臀垫的内侧通过臀垫连接带连接起来，两个助力机构安装架分别安装于两臀垫的外侧，助力机构安装架呈“U”形，转轴两端分别铰接于安装架的槽中。优选的，腿杆包括座体以及固定片，座体上伸出有转轴连接耳板，固定片固定于座体上，转轴连接耳板与固定片之间形成供转轮装入的转轮安装槽，转轴连接耳板与固定片上分别开设有用于固定转轴的转轴锁定孔，转轴穿设于转轴锁定孔中。优选的，还设置有连接键，所述转轴锁定孔开设有键口，转轴对应键口位置开设有键槽，连接键连接于键口和键槽中将转轴固定于座体以及固定片上；所述座体底部伸出有腿垫连接杆，腿垫安装于腿垫连接杆上。本技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：1、本技术能将人体上身的重力通过髋关节助力机构储能达到为人体弯腰作业储能的作用，同时还能降低人体腰肌劳损的几率。本技术结构简单、易于制造，充分减轻了人们背负重物的压力，并大大提高了背负重物的重量，大大提高了运输货物的效率。2、本技术是一款被动可穿戴式背部外骨骼，它可以帮助人体在做搬运工作和弯腰时起到支撑的作用，能将人搬运物体时背部的重量通过人体骨架传导到人体下肢，并最终传导到地面，从而不仅起到了省力的作用，还大大降低了人体腰肌劳损的几率。3、本技术不会干涉人体的正常行走、后仰、蹲坐等常见动作，为人体背部肌肉省去大概35％-38％的力，还大大降低了人体腰肌劳损的几率。因此本技术可以提高工人的工作效率，并在繁重作业中得到适当的保护。4、本技术主要应用在前弯式弯腰作业和搬运作业，并不会干涉人体的正常行走、后仰、蹲坐等等常用的动作。可用工作范围如下：身体向前弯曲工作、托举重物、跪地工作、下蹲工作、身体侧展和上抬以及行走。同时还能支持其它常见动作，虽然不能进行支撑辅助，但是不会对人体进行运动干涉，如：上台阶、上坡、奔跑、攀爬以及坐。5、本技术结构简单，穿戴方便，并且穿戴后不会对人体正常工作产生干涉，可以被挂在衣柜间或其它挂衣服的衣架上，不会占用过多的储物空间，而且易于维护简单。6、本技术可以计算人体持续工作的各种角度、强度弯腰的次数、总弯腰次数、每次弯腰的加速度以及综合弯腰所消耗的力，然后计算出总弯腰所消耗的力和本技术为人体省去的力。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术的髋关节助力机构的爆炸图。图3是本技术的枝杆旋转片的结构示意图。图4是本技术的胸前垫板的结构示意图。图5是本技术的左转片的结构示意图。图6是本技术的右转片的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例一：一种被动式外骨骼装置，包括臀带、背带1、髋关节助力机构以及枝杆旋转片，背带与臀带连接，髋关节助力机构为两个，分别安装于臀带的两侧；所述髋关节助力机构包括腿垫2、腿杆3、转轴4、发条弹簧5以及转轮6，腿垫安装于腿杆上，腿杆与转轴固定连接，发条弹簧安装于转轮的弹簧腔中且发条弹簧与转轮固定连接，转轴穿过转轮和发条弹簧后转轴两端分别铰接于臀带上，发条弹簧与转轴固定连接，枝杆旋转片包括胸前垫板以及安装于胸前垫板上且能相对于胸前垫板转动的转板，背带一端与臀带连接，另一端与胸前垫板连接；两转轮上分别伸出有与转板连接的连接枝干7，两连接枝干分别连接到转板两侧。优选的，所述胸前垫板上开设有转板连接孔8以及导向弧槽9，所述转板对应转板连接孔以及导向弧槽处分别设置有连接转轴以及导向轴，连接转轴连接到转板连接孔中，导向轴与导向弧槽相配合。优选的，所述胸前垫板包括左垫片10、右垫片11、左扣板12以及右扣板13，导向弧槽开设在左扣板上，导向弧槽为两级的阶梯槽，所述转板连接孔开设在右扣板上，转板连接孔为两级的阶梯孔，左扣板固定连接于左垫片上，右扣板固定连接于右垫片上；所述转板包括左转片14以及右转片15，左转片以及右转片上分别设置有锁扣16和与锁扣相配合将左转片以及右转片锁定起来的插扣17；所述连接转轴为两级的阶梯轴，所述导向轴为两级的阶梯轴；连接转轴穿出转板连接孔后固定连接于右转片上，其中，连接转轴的小径轴和大径轴分别连接到转板连接孔的小径孔和大径孔中，导向轴穿出导向弧槽后固定连接于左转片上，其中，导向轴的小径轴和大径轴分别连接到导向弧槽的小径槽和大径槽中。优选的，所述臀带包括臀垫18、臀垫连接带19以及两个助力机构安装架20，臀垫为两个，两臀垫的内侧通过臀垫连接带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被动式腰部助力外骨骼装置，其特征在于：包括臀带、背带、髋关节助力机构以及枝杆旋转片，背带与臀带连接，髋关节助力机构为两个，分别安装于臀带的两侧；所述髋关节助力机构包括腿垫、腿杆、转轴、发条弹簧以及转轮，腿垫安装于腿杆上，腿杆与转轴固定连接，发条弹簧安装于转轮的弹簧腔中且发条弹簧与转轮固定连接，转轴穿过转轮和发条弹簧后转轴两端分别铰接于臀带上，发条弹簧与转轴固定连接，枝杆旋转片包括胸前垫板以及安装于胸前垫板上且能相对于胸前垫板转动的转板，背带一端与臀带连接，另一端与胸前垫板连接；两转轮上分别伸出有与转板连接的连接枝干，两连接枝干分别连接到转板两侧。

【技术特征摘要】
1.一种被动式腰部助力外骨骼装置，其特征在于：包括臀带、背带、髋关节助力机构以及枝杆旋转片，背带与臀带连接，髋关节助力机构为两个，分别安装于臀带的两侧；所述髋关节助力机构包括腿垫、腿杆、转轴、发条弹簧以及转轮，腿垫安装于腿杆上，腿杆与转轴固定连接，发条弹簧安装于转轮的弹簧腔中且发条弹簧与转轮固定连接，转轴穿过转轮和发条弹簧后转轴两端分别铰接于臀带上，发条弹簧与转轴固定连接，枝杆旋转片包括胸前垫板以及安装于胸前垫板上且能相对于胸前垫板转动的转板，背带一端与臀带连接，另一端与胸前垫板连接；两转轮上分别伸出有与转板连接的连接枝干，两连接枝干分别连接到转板两侧。2.根据权利要求1所述的被动式腰部助力外骨骼装置，其特征在于：所述胸前垫板上开设有转板连接孔以及导向弧槽，所述转板对应转板连接孔以及导向弧槽处分别设置有连接转轴以及导向轴，连接转轴连接到转板连接孔中，导向轴与导向弧槽相配合。3.根据权利要求2所述的被动式腰部助力外骨骼装置，其特征在于：所述胸前垫板包括左垫片、右垫片、左扣板以及右扣板，导向弧槽开设在左扣板上，导向弧槽为两级的阶梯槽，所述转板连接孔开设在右扣板上，转板连接孔为两级的阶梯孔，左扣板固定连接于左垫片上，右扣板固定连接于右垫片上；所述转板包括左转片以及右转片，左转片以及右转片上分...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹鹏，胡欣钧，杨靓，关培鑫，郭伟行，
申请(专利权)人：广州市海同机电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44