一种上肢抬举助力装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及人体助力装置技术领域，具体涉及一种上肢抬举助力装置。其包括：底座关节；杆一，其与底座关节连接；杆二，其与杆一铰接；所述杆一或杆二内设有换能器，所述换能器的顶端具有轴承；所述杆二或杆一固设一凸轮，所述凸轮的轴心与所述杆二、杆一的铰接点重合；所述滚动轴承与所述凸轮的曲面抵接；手臂托杆和手臂托板。采用凸轮结构，手臂下垂时，换能器对凸轮的作用力过凸轮的轴心，因此不会对凸轮产生扭矩，从而不会阻碍手臂自然下垂；当手臂逐渐抬起，换能器对凸轮的作用力方向逐渐偏离凸轮轴心，对凸轮产生扭矩，该扭矩推动杆二向上抬起，实现对手臂的抬举助力；底座关节受力支撑点分布于腰部，避免长时间使用引起使用者肩部不适。

A lifting device for upper limbs

The invention relates to the technical field of human body power device, in particular to an upper limb lifting power device. The utility model comprises: a base joint; a rod, which is connected with the base joint; a rod, which is hinged with a rod; a transducer is arranged in the rod or the rod, and the top end of the transducer is provided with a bearing; a cam is fixed on the rod or the rod, and the axis of the cam coincides with the hinge point of the rod or the rod; the rolling bearing is butted with the curved surface of the cam; an arm supporting rod and a hand Arm pallet. With cam structure, when the arm is sagging, the force exerted by the transducer on the cam passes through the axis of the cam, so it will not produce torque on the cam, so it will not hinder the natural sagging of the arm; when the arm is gradually raised, the force exerted by the transducer on the cam will gradually deviate from the axis of the cam, so it will produce torque on the cam, and the torque will push the rod up two times, so as to realize the lifting of the arm. The bearing points of the seat joint are distributed at the waist to avoid discomfort of the shoulder caused by long-term use.

【技术实现步骤摘要】
一种上肢抬举助力装置
本专利技术涉及人体助力装置
，具体涉及一种上肢抬举助力装置。
技术介绍
在工厂、仓库、工地等工作场景，需要工人较长时间或较频繁地托举重物。长期的、反复的、高强度的劳动作业会引发上肢骨骼肌肉疾患。为了减轻长期的、反复的、高强度作业对人身体造成的伤害，现有技术方案为提供一上肢助力装置，通过绑缚在人体的上肢的助力支撑结构提供助力，以减小上肢骨骼受力，避免上肢骨骼肌肉疾患。例如编号为CN109571435A、CN208914104U、CN107835675A等专利。在专利文献CN109571435A中，其提供的肩部助力托举外骨骼，包括主体连接模块，助力模块和传力模块；其中，主体连接模块包括腰封和肩带，传力模块包括与第一连杆、第二连杆、其位于肩部且分别与助力模块与主体连接模块在肩部处连接，整个肩部助力托举外骨骼的结构复杂且重量较大，占用的空间大、在狭窄的工作环境下易与外界干涉，且分布于肩部及腰部，受力支撑点位于肩部，因此，在长时间使用时会引起使用者肩部不适。在专利文献CN208914104U中，其提供的上肢支撑固定装置可穿带于背部，包括腰带、背板和末端臂部机构，所述腰带位于背部一侧设置有调节杆，所述调节杆顶部设置有高度调节器，所述高度调节器与背板固定连接，所述背板上设置有搭肩部，所述腰带与搭肩部之间配合设置有绑带，所述末端臂部机构设置在背板上，所述末端臂部机构用于支撑肢体。以及在专利文献CN107835675A中，其提供的手臂支承外骨骼，包括连接至手臂连杆机构的肩部基部，手臂连杆机构包括：被构造成围绕旋转关节相对于彼此旋转的近端连杆和远端连杆；适于将使用者的手臂连接至远端连杆的至少一个手臂连接器；连接至近端连杆和远端连杆并且提供使远端连杆相对于近端连杆屈曲的力矩的张力产生器。上述两篇专利文献提供的上肢支撑固定装置和臂支承外骨骼的重量分布于肩部及腰部，且由于该上肢支撑固定装置结构相对复杂，自重较大，同样在长时间使用时会引起使用者肩部不适，使穿戴舒适性较差。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中上肢助力装置结构复杂、重量较大、体积大且穿戴会引起使用者肩部不适等舒适性较差的缺陷，从而提供一种结构简单，重量轻，体积小、贴合人体，高自由度，灵活可靠，穿戴舒适的上肢抬举助力装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供的上肢抬举助力装置，其包括：底座关节，适于设置在人的腰带或者躯干上；杆一，其第一端与所述底座关节连接，并且相对于所述底座关节具有沿空间三个不同方向旋转的自由度；杆二，所述杆二的第一端与所述杆一的第二端铰接；所述杆一的第二端内设有换能器，所述换能器的顶端具有轴承；所述杆二的第一端固设一凸轮，所述凸轮的轴心与所述杆二、杆一的铰接点重合；或者，所述杆二的第一端内设有换能器，所述换能器的顶端具有轴承；所述杆一的第二端固设一凸轮，所述凸轮的轴心与所述杆二、杆一的铰接点重合；所述轴承与所述凸轮的曲面抵接；手臂托杆，其与所述杆二的第二端铰接；手臂托板，适于固定在人体上肢上，所述手臂托板与所述手臂托杆铰接。上述上肢抬举助力装置中，所述杆一的第二端具有一壳体，所述壳体内具有空腔；所述凸轮和所述换能器的至少一部分设于所述空腔内；所述杆二的第一端通过所述凸轮的轴心与所述壳体铰接。上述上肢抬举助力装置中，所述底座关节为关节轴承或平衡环架。上述上肢抬举助力装置中，所述换能器为弹簧储能装置、或气压装置、或液压装置、或电动助力装置。上述上肢抬举助力装置中，所述弹簧储能装置为气弹簧连杆。上述上肢抬举助力装置中，还包括，弹性绑带，用于将所述杆一的第二端和/或所述杆二的第一端连接于肩膀附近。可选择地，上述上肢抬举助力装置中，所述杆一和/或杆二长度可调节。可选择地，上述上肢抬举助力装置中，所述手臂托板为弧形托板，所述手臂托板与所述手臂托杆的铰接点位于弧形托板的底部。上述上肢抬举助力装置中，还包括助力力度调节装置，所述助力力度调节装置与所述助力装置连接。可选择地，所述助力力度调节装置包括，推力轴承，其与所述换能器连接；螺母，其固定于靠近所述杆一的第一端处；螺杆，其一端与所述推力轴承连接，其另一端与所述螺母配合。本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术上肢抬举助力装置结构简单，通过底座关节、杆一、杆二、手臂托杆、手臂托板的相互连接，实现与人体上肢相连的6自由度机械臂，自由度高，灵活可靠；采用凸轮结构，手臂自然下垂时，换能器对凸轮的作用力过凸轮的轴心，因此不会产生偏心力，即在胸部以下的非工作区间，助力装置不会对手臂产生作用力，手臂自由摆动无影响，提高了无托举动作时的舒适度；手臂抬起时，本专利技术上肢抬举助力装置对手臂助力的大小可以通过改变凸轮轮廓实现灵活调节，从而适应不同工作种类的需求；穿戴快捷简便，易上手；造价低，降低了装置使用成本，有利于大规模工业化普及实用；重量轻，减轻了装置自重带来的额外负担；穿戴舒适度高；进一步地，本专利技术提供的凸轮助力装置有别于传统助力装置受力支撑点分布于肩部及腰部，本专利技术上肢抬举助力装置受力支撑点分布于腰部，避免长时间使用引起使用者肩部不适。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的上肢抬举助力装置应用于人体的示意图；图2为上肢抬举助力装置的结构示意图；图3为手臂托板的结构示意图；图4为底座关节结构示意图一；图5为底座关节结构示意图二；附图标记说明：1-底座关节；11-皮带底座；12-调整按钮；13-皮带定位销；2-杆一；20-壳体；26-关节轴承杆；261-球头；3-杆二；31-凸轮；311-轴心；4-手臂托杆；5-手臂托板；6-背带；61-弹性绑带；7-腰带；8-换能装置；81-换能器；82-滚动轴承；83-推力轴承；84-螺杆；85-螺母。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种上肢抬举助力装置，其特征在于，包括：/n底座关节(1)，适于设置在人的腰带或者躯干上；/n杆一(2)，其第一端与所述底座关节(1)连接，并且相对于所述底座关节(1)具有沿空间三个不同方向旋转的自由度；/n杆二(3)，所述杆二(3)的第一端与所述杆一(2)的第二端铰接；/n所述杆一(2)的第二端内设有换能器(81)，所述换能器(81)的顶端具有轴承(82)；所述杆二(3)的第一端固设一凸轮(31)，所述凸轮(31)的轴心(311)与所述杆二(3)、杆一(2)的铰接点重合；/n或者，所述杆二(3)的第一端内设有换能器(81)，所述换能器(81)的顶端具有轴承；所述杆一(2)的第二端固设一凸轮，所述凸轮的轴心与所述杆二、杆一的铰接点重合；/n所述轴承(82)与所述凸轮(31)的曲面抵接；/n手臂托杆(4)，其与所述杆二(3)的第二端铰接；/n手臂托板(5)，适于固定在人体上肢上，所述手臂托板(5)与所述手臂托杆(4)铰接。/n

【技术特征摘要】
1.一种上肢抬举助力装置，其特征在于，包括：
底座关节(1)，适于设置在人的腰带或者躯干上；
杆一(2)，其第一端与所述底座关节(1)连接，并且相对于所述底座关节(1)具有沿空间三个不同方向旋转的自由度；
杆二(3)，所述杆二(3)的第一端与所述杆一(2)的第二端铰接；
所述杆一(2)的第二端内设有换能器(81)，所述换能器(81)的顶端具有轴承(82)；所述杆二(3)的第一端固设一凸轮(31)，所述凸轮(31)的轴心(311)与所述杆二(3)、杆一(2)的铰接点重合；
或者，所述杆二(3)的第一端内设有换能器(81)，所述换能器(81)的顶端具有轴承；所述杆一(2)的第二端固设一凸轮，所述凸轮的轴心与所述杆二、杆一的铰接点重合；
所述轴承(82)与所述凸轮(31)的曲面抵接；
手臂托杆(4)，其与所述杆二(3)的第二端铰接；
手臂托板(5)，适于固定在人体上肢上，所述手臂托板(5)与所述手臂托杆(4)铰接。


2.根据权利要求1所述的上肢抬举助力装置，其特征在于，所述杆一(2)的第二端具有一壳体(20)，所述壳体(20)内具有空腔；
所述凸轮(31)和所述换能器(81)的至少一部分设于所述空腔内；
所述杆二(3)的第一端通过所述凸轮(31)的轴心(311)与所述壳体(20)铰接。


3.根据权利要求1所述的上肢抬举助力装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世乾，
申请(专利权)人：苏州瑞步康医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32