人体上半身外骨骼制造技术

本发明专利技术公开了一种人体上半身外骨骼，包括腰部支架、背部支架、肩部支架、肩向滑轨、肩部滑块、第一转轴、肩部摆臂、第二转轴、转动杆、第三转轴以及手部摆臂。对手臂进行支撑的手部摆臂，依次经由转动杆、肩部摆臂、肩部滑块、肩向滑轨、肩部支架、背部支架以及腰部支架，将作用力传递至人体腰部，由人体承受能力较强的腰部对整个上半身外骨骼进行支撑，减少了人体后背，尤其是脊柱和后颈位置的压力，使用起来对人体伤害减小。

【技术实现步骤摘要】
人体上半身外骨骼
本专利技术涉及一种人体上半身外骨骼，属于外骨骼领域。
技术介绍
外骨骼是对人体起到外部支撑的一种机械装置，其中有一类手臂支架，其作用在于对手臂进行支撑。手臂支架主要存在两个方面的问题，其一是支撑依靠人体脊柱或者颈部，这两个位置承重能力不强，长时间进行进行支撑容易造成人体受损，其二是手臂整体活动自由度不高，受制于手臂支架内部的连动关系，手臂的活动范围和动作受到极大限制，在许多复杂的使用场景下不能很好地满足需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种手臂活动更加灵活、支撑效果更好、人体舒适性更高的的人体上半身外骨骼。解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种人体上半身外骨骼，包括腰部支架、背部支架、肩部支架、肩向滑轨、肩部滑块、第一转轴、肩部摆臂、第二转轴、转动杆、第三转轴以及手部摆臂，腰部支架安装在人体腰部，背部支架设置在人体背部后方，背部支架沿脊柱轴向可调式安装在腰部支架上，肩部支架与背部支架连接，肩部支架设置在人体肩部后方，肩向滑轨安装在肩部支架上，肩部滑块滑接在肩向滑轨上，肩部滑块在肩向滑轨上滑动以在两肩部之间移动，第一转轴安装在肩部滑块上，肩部摆臂转动安装在第一转轴上，第二转轴设置在肩部摆臂上，转动杆的一端绕第二转轴转动连接在肩部摆臂上，第三转轴设置在转动杆的另一端，手部摆臂绕第三转轴转动连接在转动杆上，手部摆臂安装在手臂上，手部摆臂在躯干侧向上抬起或下降以带动肩部摆臂绕第一转轴转动，第二转轴和第三转轴均相对第一转轴倾斜设置，且第三转轴相对第二转轴和第一转轴所在平面倾斜设置。本专利技术的有益效果为：对手臂进行支撑的手部摆臂，依次经由转动杆、肩部摆臂、肩部滑块、肩向滑轨、肩部支架、背部支架以及腰部支架，将作用力传递至人体腰部，由人体承受能力较强的腰部对整个上半身外骨骼进行支撑，减少了人体后背，尤其是脊柱和后颈位置的压力，使用起来对人体伤害减小。背部支架则能够沿脊柱轴向进行调节，从而改变背部支架和腰部之间间距，从而间接改变肩部滑块与腰部间距，使手部摆臂在摆动过程中能适应于不同上半身高度的人体体型，减少手部摆臂摆动时的阻力。肩部滑块在肩向滑轨上滑动，从而带动调节手部摆臂和肩部之间相对位置，匹配于人体的肩胛骨宽度，同时增加了手部摆臂的一个直线移动自由度，不仅使得人体上半身外骨骼能够适用于不同人体体型，还能增加手部摆臂的活动自由度，使得手臂的活动加价灵活连续，不仅更加适用于一些动作难度较高的作业，同时手臂活动的舒适度也能得到加强。通过手部摆臂和腰部支架配合，使得整个人体上半身外骨骼稳定地安装在人体上，以稳定地对手臂进行支撑。第一转轴、第二转轴和第三转轴则分别提供了手臂三个转动自由度，手臂绕第三转轴自转的情况下还能在第三转轴带动下绕第二转轴公转，第一转轴配合肩部滑块提供第二转轴一个转动自由度和一个直线自由度。因此手部摆臂安装到手臂上后能够赋予手臂一个直线自由度和三个转动自由度，能够满足相当程度上的手臂活动需求。本专利技术人体上半身外骨骼还包括臂向滑轨和臂向滑块，臂向滑轨安装在手部摆臂上，臂向滑块滑接在臂向滑轨上，臂向滑块在臂向滑轨上滑动以在手臂轴向上移动，臂向滑块上安装有手臂固定件，手部摆臂通过手臂固定件安装在手臂上。本专利技术所述第二转轴和第一转轴垂直，第二转轴和第三转轴垂直。本专利技术所述手部摆臂内安装有齿轮机构，第三转轴与齿轮机构连接，第三转轴转动驱动齿轮机构对手部摆臂提供支撑力。本专利技术所述肩部滑块上设置有对肩部摆臂进行限位的限位件。本专利技术所述腰部支架和/或背部支架上开设有多个插销孔，插销孔沿脊柱轴向依次排列，插销孔处安装有插销，腰部支撑件和背部支架通过插销锁紧。本专利技术所述腰部支架中间开设有背部支架安装槽，腰部支架靠近肩部的侧壁上开设有连通至背部支架安装槽的背部支架安装口，背部支架的下部经由背部支架安装口安装在背部支架安装槽内。本专利技术所述背部支架的下部贴合在背部支架安装槽的侧壁上。本专利技术所述腰部支架包括与后腰贴合的平板，平板增加腰部支架和腰部的接触面积。本专利技术所述腰部支架上安装有用于捆绑腰部的腰部定位件，腰部支架通过腰部定位件安装在人体腰部。本专利技术的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。【附图说明】下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：图1为本专利技术实施例人体上半身外骨骼的状态一(肩部滑块在肩向滑轨上移动前，转动杆绕第二转轴转动前，肩部摆臂绕第一转轴转动前)主视结构示意图；图2为本专利技术实施例人体上半身外骨骼的状态二(肩部滑块在肩向滑轨上移动后，转动杆绕第二转轴转动前，肩部摆臂绕第一转轴转动前)主视结构示意图；图3为本专利技术实施例人体上半身外骨骼的状态三(肩部滑块在肩向滑轨上移动后，转动杆绕第二转轴转动前，肩部摆臂绕第一转轴转动后)立体结构示意图；图4为本专利技术实施例人体上半身外骨骼的状态三主视结构示意图；图5为本专利技术实施例人体上半身外骨骼的状态三后视结构示意图；图6为图5中X处放大结构示意图；图7为本专利技术实施例的肩部摆臂的限位状态结构示意图；图8为本专利技术实施例人体上半身外骨骼的状态四(肩部滑块在肩向滑轨上移动后，转动杆绕第二转轴转动后，肩部摆臂绕第一转轴转动前)的主视结构示意图；图9为本专利技术实施例人体上半身外骨骼的使用状态图一；图10为本专利技术实施例人体上半身外骨骼的使用状态图二；图11为本专利技术实施例人体上半身外骨骼的使用状态图三。【具体实施方式】下面结合本专利技术实施例的附图对本专利技术实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本专利技术的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者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专利技术的限制。实施例：参见图1-11，本实施例展示的一种人体上半身外骨骼，包括腰部支架1、背部支架2、肩部支架3、肩向滑轨4、肩部滑块5、第一转轴6、肩部摆臂7、第二转轴8、转动杆9、第三转轴10、手部摆臂11、臂向滑轨12和臂向滑块13。腰部支架1安装在人体腰部。人体腰部对腰部支架1进行支撑，为了尽可能增加腰部支架1和人体腰部之间的接触面积，本实施例中腰部支架1包括与后腰贴合的平板。后腰位置大致是一个平面，弧度很小，平板能够尽可能与后腰皮肤贴合，以最大限度增加腰部支架1和腰部的接触面积。同时为了腰部支架1安装在人体腰部上后稳固性提升，本实施例中腰部支架1上还安装有捆绑腰部的腰部定位件。腰部定位件可以但不局限于选用如本实施例中的绑带。腰部支架1还包括固定在平板两侧的翼板，绑带安装在翼板上并将前腰绑住。绑带优势在于受到佩戴者的腰围限制较小，但是绑带需要设置成较大的宽度，以增加与腰部之间的接触面积。背部支架2设置在人体背部后方，背部支架2沿脊柱轴向可调式安装在腰部支架1上。背部支架2与腰部支架1的相对位置在脊柱轴向上产生移动，从而改变背部支架2与人体腰部之间的距离，进而匹配佩戴人员的上半身高度，同时人体腰部利用腰部支架1对背部支架2形成一个支撑。人体直立状态下背本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人体上半身外骨骼，其特征在于：包括腰部支架、背部支架、肩部支架、肩向滑轨、肩部滑块、第一转轴、肩部摆臂、第二转轴、转动杆、第三转轴以及手部摆臂，腰部支架安装在人体腰部，背部支架设置在人体背部后方，背部支架沿脊柱轴向可调式安装在腰部支架上，肩部支架与背部支架连接，肩部支架设置在人体肩部后方，肩向滑轨安装在肩部支架上，肩部滑块滑接在肩向滑轨上，肩部滑块在肩向滑轨上滑动以在两肩部之间移动，第一转轴安装在肩部滑块上，肩部摆臂转动安装在第一转轴上，第二转轴设置在肩部摆臂上，转动杆的一端绕第二转轴转动连接在肩部摆臂上，第三转轴设置在转动杆的另一端，手部摆臂绕第三转轴转动连接在转动杆上，手部摆臂安装在手臂上，手部摆臂在躯干侧向上抬起或下降以带动肩部摆臂绕第一转轴转动，第二转轴和第三转轴均相对第一转轴倾斜设置，且第三转轴相对第二转轴和第一转轴所在平面倾斜设置。

【技术特征摘要】
1.一种人体上半身外骨骼，其特征在于：包括腰部支架、背部支架、肩部支架、肩向滑轨、肩部滑块、第一转轴、肩部摆臂、第二转轴、转动杆、第三转轴以及手部摆臂，腰部支架安装在人体腰部，背部支架设置在人体背部后方，背部支架沿脊柱轴向可调式安装在腰部支架上，肩部支架与背部支架连接，肩部支架设置在人体肩部后方，肩向滑轨安装在肩部支架上，肩部滑块滑接在肩向滑轨上，肩部滑块在肩向滑轨上滑动以在两肩部之间移动，第一转轴安装在肩部滑块上，肩部摆臂转动安装在第一转轴上，第二转轴设置在肩部摆臂上，转动杆的一端绕第二转轴转动连接在肩部摆臂上，第三转轴设置在转动杆的另一端，手部摆臂绕第三转轴转动连接在转动杆上，手部摆臂安装在手臂上，手部摆臂在躯干侧向上抬起或下降以带动肩部摆臂绕第一转轴转动，第二转轴和第三转轴均相对第一转轴倾斜设置，且第三转轴相对第二转轴和第一转轴所在平面倾斜设置。2.根据权利要求1所述的人体上半身外骨骼，其特征在于：人体上半身外骨骼还包括臂向滑轨和臂向滑块，臂向滑轨安装在手部摆臂上，臂向滑块滑接在臂向滑轨上，臂向滑块在臂向滑轨上滑动以在手臂轴向上移动，臂向滑块上安装有手臂固定件，手部摆臂通过手臂固定件安装在手臂上。3.根据权利要求2所述的人体上半身外骨骼，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡陆平，朱霞霞，胡懿馨，胡敖语，
申请(专利权)人：知因台州机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33