人体上半身外骨骼的手臂活动支架及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的手臂活动支架及人体上半身外骨骼，包括肩部摆臂、第一转轴和手部摆臂，第一转轴安装在位于背部后方的背部支架上，肩部摆臂转动安装在第一转轴上，肩部摆臂与手部摆臂连接，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。背部支架形成对肩部摆臂以及手部摆臂的支撑，手臂活动时带动手部摆臂转动，手部摆臂带动肩部摆臂转动。其中第一转轴和直立状态下的后背垂直或者近似垂直，因此手臂在躯干侧向上的转动会转换成肩部摆臂绕第一转轴的转动。手臂的转动平面与第一转轴的垂直度越高，手臂转动时受到阻力越小，因此第一转轴提供了手臂活动支架在人体侧向上转动自由度。

The Arm Moving Frame of Human Upper External Skeleton and Human Upper External Skeleton

【技术实现步骤摘要】
人体上半身外骨骼的手臂活动支架及人体上半身外骨骼
本专利技术涉及一种人体上半身外骨骼的手臂活动支架及人体上半身外骨骼，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。但是现有的手臂外骨骼的运行自由度设置非常不合理，导致手臂的活动非常僵硬，无法满足实际需求。
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的人体上半身外骨骼的手臂活动支架及人体上半身外骨骼。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的手臂活动支架，包括肩部摆臂、第一转轴和手部摆臂，第一转轴安装在位于背部后方的背部支架上，肩部摆臂转动安装在第一转轴上，肩部摆臂与手部摆臂连接，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。本专利技术的有益效果为：背部支架形成对肩部摆臂以及手部摆臂的支撑，手臂活动时带动手部摆臂转动，手部摆臂带动肩部摆臂转动。其中第一转轴和直立状态下的后背垂直或者近似垂直，因此手臂在躯干侧向上的转动会转换成肩部摆臂绕第一转轴的转动。手臂的转动平面与第一转轴的垂直度越高，手臂转动时受到阻力越小，因此第一转轴提供了手臂活动支架在人体侧向上转动自由度。尤其在手臂需要进行举高作业时，由手部摆臂对手臂进行支撑，适用于佩戴人员在需要一些较为极端动作下的长期作用。本专利技术所述第一转轴与人体后背夹角为70°-90°。本专利技术还包括第二转轴、第三转轴以及转动杆，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，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，肩部摆臂与手部摆臂通过转动杆连接。第二转轴和第一转轴所在平面为同时平行于第二转轴和第一转轴的平面。本专利技术所述第二转轴垂直于第一转轴。本专利技术所述手部摆臂上安装有臂向滑轨，臂向滑轨上滑接有臂向滑块，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。本专利技术所述背部支架上安装有肩向滑轨，手臂活动支架还包括肩部滑块，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，第一转轴通过肩部滑块安装在背部支架上。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。本专利技术所述限位件为与肩部滑块螺纹连接的调节螺母。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。一种人体上半身外骨骼，包括手臂活动支架。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手臂活动支架的另一立体结构示意图(缺省手部摆臂)；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。【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1-9，本实施例展示的一种人体上半身外骨骼，包括底盘支架A和手臂活动支架。手臂活动支架安装在底盘支架A上，底盘支架A与人体的脊柱或者腰部固定，由人体的脊柱或者腰部对手臂活动支架进行支撑，而手臂活动支架则与手臂进行连接，手臂活动时带动手臂活动支架活动，由手臂活动支架在手臂活动过程中对手臂进行支撑。具体的，本实施例中底盘支架A与常规人体上半身外骨骼一致，也包括一背部支架。在其他实施例中，该背部支架可以直接与佩戴者背部的脊柱位置进行固定，由佩戴者背部的脊柱位置对背部支架进行支撑。但在本实施例中，底盘支架A还可以包括一腰部支架，腰部支架与佩戴者腰部固定，背部支架则与腰部支架连接，由佩戴者腰部对腰部支架支撑，腰部支架对背部支架进行支撑，背部支架则位于人体背部的后方，背部支架不直接与人体的后背固定。腰部相比脊柱具有更好的承重能力，采用腰部支撑的方式对人体更加安全舒适，同时也更利于人体上半身外骨骼的长期佩戴。本实施例中手臂活动支架包括肩部摆臂B1、第一转轴B2、手部摆臂B3、第二转轴B4、第三转轴B5、转动杆B6和肩部滑块B8。手部摆臂B3上安装有的臂向滑轨B12，臂向滑轨B12上滑接有臂向滑块B7，臂向滑块B7上安装有手臂固定件B10。手臂活动支架使用时，手臂固定件B10和手臂绑定或者固定，手部摆臂B3通过手臂固定件B10安装在手臂上，同时臂向滑轨B12与手臂轴向平行或者大致平行，从而使臂向滑块B7在臂向滑轨B12上滑动过程中带动手臂在手臂自身轴向上产生位移。臂向滑轨B12与手臂轴向之间夹角在正常情况下不大于45°。本实施例中，背部支架上安装有沿两肩部相对方向设置的肩向滑轨B9，肩部滑块B8滑接在肩向滑轨B9上。背部支架在使用时和腰部固定，因此肩向滑轨B9相对腰部的位置并不会变化。肩部滑块B8在肩向滑轨B9上作直线运动，且该运动朝向是两肩部的相对方向，即肩部滑块B8在肩向滑轨B9上滑动的同时是在两肩部之间移动。肩部滑块B8、肩部摆臂B1、转动杆B6、手部摆臂B3以及手臂固定件B10依次传动，因此手臂在向肩部两侧张开活动过程中可以通过手臂固定件B10传动至肩部滑块B8，带动肩部滑块B8沿两肩部的相对方向移动。因此肩部滑块B8在肩向滑轨B9上的滑动自由度提供了手臂活动的其中一个直线自由度。同理手臂带动臂向滑块B7在手部摆臂B3上沿臂向滑轨B12滑动时提供了手臂在手臂活动支架上的另一个直线自由度。由于本实施例中肩向滑轨B9和肩部滑块B8的数量均为两个，且两个肩向滑轨B9沿脊柱对称设置，因此单个肩部滑块B8的活动范围被限制在脊柱和其中一个肩部之间。例如本实施例中人体直立情况下，肩向滑轨B9平行于地面，同时平行于脊柱一侧的人体背部。第一转轴B2安装在肩部滑块B8上，第一转轴B2通过肩部滑块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人体上半身外骨骼的手臂活动支架，其特征在于：包括肩部摆臂、第一转轴和手部摆臂，第一转轴安装在位于背部后方的背部支架上，肩部摆臂转动安装在第一转轴上，肩部摆臂与手部摆臂连接，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。

【技术特征摘要】
1.一种人体上半身外骨骼的手臂活动支架，其特征在于：包括肩部摆臂、第一转轴和手部摆臂，第一转轴安装在位于背部后方的背部支架上，肩部摆臂转动安装在第一转轴上，肩部摆臂与手部摆臂连接，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。2.根据权利要求1所述的人体上半身外骨骼的手臂活动支架，其特征在于：所述第一转轴与人体后背夹角为70°-90°。3.根据权利要求1所述的人体上半身外骨骼的手臂活动支架，其特征在于：还包括第二转轴、第三转轴以及转动杆，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，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，肩部摆臂与手部摆臂通过转动杆连接。4.根据权利要求3所述的人体上半身外骨骼的手臂活动支架，其特征在于：所述第二转轴垂直于第一转轴。5.根据权利要求1所述的人体上半身外骨骼的手臂活动支架，其特征在于：所...

【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