一种人体上半身外骨骼的手部摆臂及人体上半身外骨骼制造技术

本实用新型专利技术公开了一种人体上半身外骨骼的手部摆臂及人体上半身外骨骼。包括壳体、臂轴、动齿轮、定齿轮、第一支架、第二支架以及弹簧，第一支架安装在壳体上，动齿轮转动设置在壳体上，第二支架安装在动齿轮的偏心位置处，弹簧的两端分别定位在第一支架和第二支架上，臂轴和定齿轮固定，动齿轮和定齿轮啮合，壳体安装在手臂上，手臂带动壳体绕臂轴转动，动齿轮转动以带动弹簧形变。整个支撑力是依靠弹簧进行实现的，不需要电力驱动，因此几乎没有噪音的产生，对工作环境的影响较小。

A hand swing arm of the upper body exoskeleton of the human body and the upper body exoskeleton of the human body

【技术实现步骤摘要】
一种人体上半身外骨骼的手部摆臂及人体上半身外骨骼
本技术涉及一种人体上半身外骨骼的手部摆臂及人体上半身外骨骼，属于外骨骼领域。
技术介绍
现有许多外骨骼对手臂的支撑力依靠电机实现，这就导致了潜在的安全隐患，同时电机的噪音会对工作环境产生影响。此外，电机的转向受到伺服控制，鉴于相应电机的响应和指令控制的输入速度，外骨骼很多情况下是无法对手臂始终维持一个支持力的状态。
技术实现思路
本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能够稳定地对手臂进行支撑的人体上半身外骨骼的手部摆臂及人体上半身外骨骼。解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种人体上半身外骨骼的手部摆臂，包括壳体、臂轴、动齿轮、定齿轮、第一支架、第二支架以及弹簧，第一支架安装在壳体上，动齿轮转动设置在壳体上，第二支架安装在动齿轮的偏心位置处，弹簧的两端分别定位在第一支架和第二支架上，臂轴和定齿轮固定，动齿轮和定齿轮啮合，壳体安装在手臂上，手臂带动壳体绕臂轴转动，动齿轮转动以带动弹簧形变。本技术的有益效果为：定齿轮随臂轴固定在如肩部支架上，由手臂提供壳体转动动力，壳体带动动齿轮和第一支架一并绕臂轴公转，由于动齿轮和定齿轮啮合，动齿轮还会产生自转。相应位于动齿轮偏心位置处的第二支架与第一支架之间的间距会产生变化，进而使第二支架与第一支架之间的弹簧发生形变。弹簧形变的反作用力作用至第二支架，使第二支架作用至动齿轮，提供动齿轮绕臂轴反转的一个动力，进而通过动齿轮的中心轴传递至壳体，由壳体提供手臂复位的支撑力。因此不论手臂的转动方向如何，只要手臂向偏离原始位置，弹簧马上能作出相应形变，对手臂产生出朝向原始位置转动的支撑力，相应速度极快。同时整个支撑力是依靠弹簧进行实现的，不需要电力驱动，因此几乎没有噪音的产生，对工作环境的影响较小。本技术所述第一支架转动安装在壳体上，第二支架转动安装在动齿轮上。本技术所述壳体的内壁固定有卡槽支架，卡槽支架的卡槽内贯穿有第一定位杆，第一定位杆的两端均与卡槽的侧壁固定，第一支架转动设置在第一定位杆上，第一支架通过第一定位杆转动安装在壳体上。本技术所述壳体内固定有第二定位杆，第二定位杆的两端均卡紧在壳体的侧壁上，第二定位杆平行于臂轴，动齿轮转动安装在第二定位杆上。本技术所述弹簧的数量为多根。本技术所述弹簧共有两根，两根弹簧并排设置，第一支架和第二支架均为三角支架，弹簧的两端分别定位在第一支架的端部和第二支架的端部。本技术所述动齿轮的边缘处设置有U形板，U形板的两端分别与动齿轮的两个底壁固定，U形板上贯穿有第三定位杆，第三定位杆位于动齿轮的边缘外侧，第二支架绕第三定位杆转动设置，第二支架通过第三定位杆转动安装在动齿轮上。本技术所述壳体内壁上转动设置有锁紧开关，壳体的侧壁上开设有通孔，锁紧开关至少部分露出在通孔外侧，锁紧开关压紧动齿轮时限制动齿轮转动，锁紧开关与动齿轮分离时解锁动齿轮。本技术所述锁紧开关和壳体之间设置有扭簧，锁紧开关与动齿轮分离时扭簧形变。一种人体上半身外骨骼，包括基座以及手部摆臂，臂轴安装在基座上，壳体通过臂轴转动安装在基座上，基座支撑于脊柱、肩部或腰部。本技术所述锁紧开关为半圆形，锁紧开关的外壁处设置有摩擦纹理。本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】下面结合附图对本技术做进一步的说明：图1为本技术实施例的人体上半身外骨骼的立体结构示意图；图2为本技术实施例的手部摆臂的立体结构示意图；图3为本技术实施例的壳体的主视结构示意图。【具体实施方式】下面结合本技术实施例的附图对本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技术的限制。实施例：参见图1-3，本实施例展示的一种人体上半身外骨骼，包括基座以及手部摆臂。基座支撑于脊柱、肩部或腰部，手部摆臂则安装在手臂上，手部摆臂相对基座活动设置，由手臂提供手部摆臂动力以使得手部摆臂在基座上活动。其中图1展示的是右手的手部摆臂，图2展示的是左手的手部摆臂。具体的，手部摆臂包括壳体1、臂轴2、动齿轮3、定齿轮4、第一支架5、第二支架6以及弹簧7。第一支架5安装在壳体1上，第一支架5与壳体1的连接方式包括但不限于固定连接。例如本实施例中第一支架5转动安装在壳体1上。优选的，壳体1的内壁设置有卡槽支架8，壳体1内壁形成有与卡槽支架8形状相匹配的限位筋，卡槽支架8卡在限位筋之间，并利用螺钉配合限位筋将卡槽支架8固定在壳体1上。卡槽支架8的卡槽内贯穿有第一定位杆9，第一定位杆9的两端均与卡槽的侧壁固定。第一支架5转动设置在第一定位杆9上，以实现第一支架5在卡槽内的定轴转动。第一定位杆9配合卡槽的侧壁防止第一支架5和卡槽支架8分离。相应第一支架5相对壳体1做定轴转动。壳体1内固定有第二定位杆10，第二定位杆10的两端均卡紧在壳体1的侧壁上。与第一定位杆9原理类似，动齿轮3转动安装在第二定位杆10上，通过壳体1防止第二定位杆10和动齿轮3分离，动齿轮3通过第二定位杆10相对壳体1做定轴转动。第二支架6安装在动齿轮3的偏心位置处，动齿轮3绕第二定位杆10转动过程中带动第二支架6绕第二定位杆10转动。第二支架6与动齿轮3的连接方式同样包括但不限于固定连接。例如本实施例中第二支架6转动安装在动齿轮3上。具体的，动齿轮3的边缘处设置有U形板11，U形板11的两端分别与动齿轮3的两个底壁固定。U形板11上贯穿有第三定位杆12，此时第三定位杆12的两端均固定在U形板11上，第二支架6绕第三定位杆12转动设置，利用第三定位杆12使得第二支架6相对动齿轮3定轴转动。第二支架6通过第三定位杆12转动安装在动齿轮3上。弹簧7的两端分别定位在第一支架5和第二支架6上，例如采用螺钉锁紧弹簧7端部的方式使弹簧7的两端分别与第一支架5和第二支架6固定。优选的，第三定位杆12位于动齿轮3的边缘外侧，以使得第二支架6相对动齿轮3转动过程中使弹簧7尽可能远离动齿轮3外壁处的齿。动齿轮3绕第二定位杆10转动，带动第二支架6绕第二定位杆10转动，使得第一支架5和第二支架6间距发生变化，从而使弹簧7发生形变。同时弹簧7形变过程中会使得第一支架5在卡槽支架8上转动，同时第二支架6在动齿轮3上转动，从而使得弹簧7尽可能沿自身轴向形变，以减小弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人体上半身外骨骼的手部摆臂，其特征在于：包括壳体、臂轴、动齿轮、定齿轮、第一支架、第二支架以及弹簧，第一支架安装在壳体上，动齿轮转动设置在壳体上，第二支架安装在动齿轮的偏心位置处，弹簧的两端分别定位在第一支架和第二支架上，臂轴和定齿轮固定，动齿轮和定齿轮啮合，壳体安装在手臂上，手臂带动壳体绕臂轴转动，动齿轮转动以带动弹簧形变。/n

【技术特征摘要】
1.一种人体上半身外骨骼的手部摆臂，其特征在于：包括壳体、臂轴、动齿轮、定齿轮、第一支架、第二支架以及弹簧，第一支架安装在壳体上，动齿轮转动设置在壳体上，第二支架安装在动齿轮的偏心位置处，弹簧的两端分别定位在第一支架和第二支架上，臂轴和定齿轮固定，动齿轮和定齿轮啮合，壳体安装在手臂上，手臂带动壳体绕臂轴转动，动齿轮转动以带动弹簧形变。


2.根据权利要求1所述的人体上半身外骨骼的手部摆臂，其特征在于：所述第一支架转动安装在壳体上，第二支架转动安装在动齿轮上。


3.根据权利要求2所述的人体上半身外骨骼的手部摆臂，其特征在于：所述壳体的内壁固定有卡槽支架，卡槽支架的卡槽内贯穿有第一定位杆，第一定位杆的两端均与卡槽的侧壁固定，第一支架转动设置在第一定位杆上，第一支架通过第一定位杆转动安装在壳体上。


4.根据权利要求1所述的人体上半身外骨骼的手部摆臂，其特征在于：所述壳体内固定有第二定位杆，第二定位杆的两端均卡紧在壳体的侧壁上，第二定位杆平行于臂轴，动齿轮转动安装在第二定位杆上。


5.根据权利要求1所述的人体上半身外骨骼的手部摆臂，其特征在于：所述弹簧的数量为多根。

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【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：新型
国别省市：浙江;33