本实用新型专利技术公开了一种背部可调上肢助力外骨骼装置，包括腰部组件、背部组件、肩部组件和肘部组件，其特征在于，所述肩部组件包括对称设置在所述背部组件两侧的肩斜杆，所述肩斜杆的下端与所述背部组件铰接，两个所述肩斜杆之间设有肩横杆，所述肩横杆的两端分别铰接在所述肩斜杆的上端，所述肩横杆包括可相对滑动连接的第一肩横杆和第二肩横杆，还包括连接件，所述连接件套设在所述第一肩横杆和所述第二肩横杆的外侧并与所述第一肩横杆和所述第二肩横杆可拆卸连接。本方案的上肢助力外骨骼装置能很好的与不同穿戴者的肩部尺寸相适应，从而大大提高穿戴者的舒适性和装置助力效果。
An adjustable upper limb power assisted exoskeleton device with back
【技术实现步骤摘要】
一种背部可调上肢助力外骨骼装置
本技术涉及可穿戴设备
，具体涉及一种背部可调上肢助力外骨骼装置。
技术介绍
外骨骼作为一种可穿戴辅助装置，是将人的智慧和外骨骼的“体能”有机结合在一起，起到增强人体机能的作用。外骨骼的机械结构是整个系统的基础，它与人体结合，既起到支撑承重作用，又具有传递运动和力的功能，人机之间存在运动耦合作用，其机构设计的合理性和人机尺寸的匹配性将直接影响功能效果。而上肢外骨骼主要用于穿戴在人体的上肢部分，用于对搬运过程中的上肢提供助力。上肢外骨骼助力产品根据外部动力源的有无分为上肢主动外骨骼和上肢被动外骨骼，与上肢主动外骨骼相比，上肢被动外骨骼无需借助任何外部能源，仅利用人体上肢运动过程中被动存储的弹性势能来实现上肢的辅助运动，通过合理结构布置和弹性元件来降低能量消耗以达到对人体上肢运动助力的效果，具有结构简单可靠、重量轻和成本低的优点，更适合正常人的日常生活使用，应用前景也更加的广阔。现有上肢被动外骨骼装置主要由腰部组件、背部组件、肩部组件和肘部组件组成，在进行穿戴时，一般通过腰部组件和肘部组件分别与人体的腰部和手臂进行连接，而背部组件和肩部组件的结构尺寸是一定的，这种上肢被动外骨骼在实际使用时就会存在下面的问题：当不同外形尺寸的人体在穿戴该外骨骼装置时，腰部组件和肘部组件可使用具有弹力的弹性带分别与人体的腰部和手臂进行连接，以实现与不同外形尺寸的人体相适应的目的，但肩部组件的结构尺寸是一定的，不同外形尺寸的人体在穿戴该外骨骼装置时，肩部组件的尺寸不能很好的与穿戴的人体的肩部尺寸进行适应，这样不仅降低了人体穿戴该外骨骼装置的舒适性，同时也降低了该外骨骼装置助力的效果。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术要解决的技术问题是：如何提供一种能很好地与不同穿戴者的肩部尺寸相适应，从而大大提高穿戴者的舒适性和装置助力效果的背部可调上肢助力外骨骼装置。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种背部可调上肢助力外骨骼装置，包括腰部组件、背部组件、肩部组件和肘部组件，所述肩部组件包括对称设置在所述背部组件两侧的肩斜杆，所述肩斜杆的下端与所述背部组件铰接，两个所述肩斜杆之间设有肩横杆，所述肩横杆的两端分别铰接在所述肩斜杆的上端，所述肩横杆包括相对滑动连接的第一肩横杆和第二肩横杆，还包括连接件，所述连接件套设在所述第一肩横杆和所述第二肩横杆的外侧并与所述第一肩横杆和所述第二肩横杆可拆卸连接。这样，当不同外形尺寸的人体穿戴该外骨骼装置时，先将连接件分别与第一肩横杆和第二肩横杆进行拆卸，然后使得第一肩横杆和第二肩横杆相对滑动，第一肩横杆和第二肩横杆相对滑动的同时，两侧的肩斜杆将相对背部组件进行转动，此时第一肩横杆和第二肩横杆之间的距离将伸长或缩短，从而使得该距离与穿戴该装置的人体的肩部尺寸相适应，调整好第一肩横杆和第二肩横杆之间的距离后，再将连接件分别与第一肩横杆和第二肩横杆连接，由此避免了第一肩横杆和第二肩横杆在使用过程中相对位置的稳定性。因此本方案的上肢助力外骨骼装置能很好的与不同穿戴者的肩部尺寸相适应，从而大大提高穿戴者的舒适性和装置助力效果。优选的，所述第一肩横杆的一端与对应侧的所述肩斜杆铰接，所述第一肩横杆的另一端设有第一滑动导向条，所述第一滑动导向条远离所述第一肩横杆的一端滑动连接在所述第二肩横杆上，所述第二肩横杆的一端与对应侧的所述肩斜杆铰接，所述第二肩横杆的另一端设有第二滑动导向条，所述第二滑动导向条远离所述第二肩横杆的一端滑动连接在所述第一肩横杆上，在所述第一滑动导向条和所述第二滑动导向条之间设有空心状的齿轮，所述第一滑动导向条和所述第二滑动导向条上分别设有能够与所述齿轮啮合的第一轮齿和第二轮齿。这样，在调节第一肩横杆和第二肩横杆之间的距离时，通过转动齿轮，齿轮带动与其啮合的第一轮齿和第二轮齿移动，进而使得第一滑动导向条和第二滑动导向条分别沿第二肩横杆和第一肩横杆滑动，由此实现了第一肩横杆和第二肩横杆之间的距离调整，同时第一肩横杆和第二肩横杆还分别为第二滑动导向条和第一滑动导向条的滑动提供导向作用，使得第一滑动导向条和第二滑动导向条分别带动第一肩横杆和第二肩横杆按既定的路线滑动。另外本方案只需要向不同方向旋转齿轮，就可以使得第一滑动导向条和第二滑动导向条向不同的方向滑动，从而实现第一肩横杆和第二肩横杆之间距离的伸长和缩短。优选的，所述连接件包括连接大杆，所述连接大杆上与所述齿轮的空心状结构对应的位置设有与该空心状结构相通的调节孔，所述连接大杆的两端分别套设在所述第一肩横杆和所述第二肩横杆的外侧，所述第一滑动导向条和所述第二滑动导向条能够在所述连接大杆内滑动，所述连接大杆两端的外侧还分别设有第一套筒和第二套筒，所述第一套筒的两端分别连接在所述连杆大杆和所述第一肩横杆上，所述第一套筒的内径分别与对应连接位置的所述连接大杆和所述第一肩横杆的外径相适应，所述第一套筒与所述第一肩横杆连接的端面上还对称设有两个垂直于所述第一套筒轴线方向的第一锁紧凸起，两个第一锁紧凸起之间具有间隙且两个所述第一锁紧凸起之间通过第一锁紧螺钉和第一锁紧螺母进行锁紧连接，所述第二套筒的两端分别连接在所述连杆大杆和所述第二肩横杆上，所述第二套筒的内径分别与对应连接位置的所述连接大杆和所述第二肩横杆的外径相适应，所述第二套筒与所述第二肩横杆连接的端面上还对称设有两个垂直于所述第二套筒轴线方向的第二锁紧凸起，两个第二锁紧凸起之间具有间隙且两个所述第二锁紧凸起之间通过第二锁紧螺钉和第二锁紧螺母进行锁紧连接。这样，通过在连接大杆上设置调节孔，并使得调节孔与齿轮的空心状结构相通，方便通过调节孔转动齿轮；同时通过连接大杆、第一套筒和第二套筒将第一肩横杆和第二肩横杆连接为一个整体，当需要调节第一肩横杆和第二肩横杆之间的距离时，取下第一锁紧凸起和第二锁紧凸起上的各锁紧螺钉和锁紧螺母，使得第一套筒和第一肩横杆之间具有一定的活动间隙，第二套筒和第二肩横杆之间也具有一定的活动间隙，此时通过调节孔转动齿轮，齿轮通过第一滑动导向条和第二滑动导向条的滑动以实现第一肩横杆和第二肩横杆之间的距离调节；当调节完成后，安装上第一锁紧凸起和第二锁紧凸起上的各锁紧螺钉和锁紧螺母，利用各锁紧螺钉和锁紧螺母实现第一套筒和第一肩横杆之间的固定连接以及第二套筒和第二肩横杆之间的固定连接，由此可以方便的调节第一肩横杆和第二肩横杆之间的距离以适应不同外形尺寸人体的肩部尺寸。优选的，所述肩斜杆呈L型结构，所述肩斜杆L型结构的长边与所述背部组件转动连接，所述肩斜杆L型结构的短边与所述肘部组件转动连接，所述肩斜杆L型结构的长边包括第一连接杆和空心状的第二连接杆，所述第一连接杆的一端与所述肩斜杆L型结构的短边相接，所述第一连接杆的另一端开设有贯穿所述第一连接杆的条形孔并滑动伸入到所述第二连接杆内，所述第二连接杆远离所述第一连接杆的一端与所述背部组件铰接，所述第二连接杆与所述条形孔对应的位置还开设有多个贯穿所述第二连接杆的安装孔，还包括连接螺钉和连接螺母，所述连接螺钉穿过所述安装孔和所述条形本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种背部可调上肢助力外骨骼装置，包括腰部组件、背部组件、肩部组件和肘部组件，其特征在于，所述肩部组件包括对称设置在所述背部组件两侧的肩斜杆，所述肩斜杆的下端与所述背部组件铰接，两个所述肩斜杆之间设有肩横杆，所述肩横杆的两端分别铰接在所述肩斜杆的上端，所述肩横杆包括相对滑动连接的第一肩横杆和第二肩横杆，还包括连接件，所述连接件套设在所述第一肩横杆和所述第二肩横杆的外侧并与所述第一肩横杆和所述第二肩横杆可拆卸连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种背部可调上肢助力外骨骼装置，包括腰部组件、背部组件、肩部组件和肘部组件，其特征在于，所述肩部组件包括对称设置在所述背部组件两侧的肩斜杆，所述肩斜杆的下端与所述背部组件铰接，两个所述肩斜杆之间设有肩横杆，所述肩横杆的两端分别铰接在所述肩斜杆的上端，所述肩横杆包括相对滑动连接的第一肩横杆和第二肩横杆，还包括连接件，所述连接件套设在所述第一肩横杆和所述第二肩横杆的外侧并与所述第一肩横杆和所述第二肩横杆可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的背部可调上肢助力外骨骼装置，其特征在于，所述第一肩横杆的一端与对应侧的所述肩斜杆铰接，所述第一肩横杆的另一端设有第一滑动导向条，所述第一滑动导向条远离所述第一肩横杆的一端滑动连接在所述第二肩横杆上，所述第二肩横杆的一端与对应侧的所述肩斜杆铰接，所述第二肩横杆的另一端设有第二滑动导向条，所述第二滑动导向条远离所述第二肩横杆的一端滑动连接在所述第一肩横杆上，在所述第一滑动导向条和所述第二滑动导向条之间设有空心状的齿轮，所述第一滑动导向条和所述第二滑动导向条上分别设有能够与所述齿轮啮合的第一轮齿和第二轮齿。
3.根据权利要求2所述的背部可调上肢助力外骨骼装置，其特征在于，所述连接件包括连接大杆，所述连接大杆上与所述齿轮的空心状结构对应的位置设有与该空心状结构相通的调节孔，所述连接大杆的两端分别套设在所述第一肩横杆和所述第二肩横杆的外侧，所述第一滑动导向条和所述第二滑动导向条能够在所述连接大杆内滑动，所述连接大杆两端的外侧还分别设有第一套筒和第二套筒，所述第一套筒的两端分别连接在所述连接大杆和所述第一肩横杆上，所述第一套筒的内径分别与对应连接位置的所述连接大杆和所述第一肩横杆的外径相适应，所述第一套筒与所述第一肩横杆连接的端面上还对称设有两个垂直于所述第一套筒轴线方向的第一锁紧凸起，两个第一锁紧凸起之间具有间隙且两个所述第一锁紧凸起之间通过第一锁紧螺钉和第一锁紧螺母进行锁紧连接，所述第二套筒的两端分别连接在所述连接大杆和所述第二肩横杆上，所述第二套筒的内径分别与对应连接位置的所述连接大杆和所述第二肩横杆的外径相适应，所述第二套筒与所述第二肩横杆连接的端面上还对称设有两个垂直于所述第二套筒轴线方向的第二锁紧凸起，两个第二锁紧凸起之间具有间隙且两个所述第二锁紧凸起之间通过第二锁紧螺钉和第二锁紧螺母进行锁紧连接。
4.根据权利要求1所述的背部可调上肢助力外骨骼装置，其特征在于，所述肩斜杆呈L型结构，所述肩斜杆L型结构的长边与所述背部组件转动连接，所述肩斜杆L型结构的短边与所述肘部组件转动连接，所述肩斜杆L型结构的长边包括第一连接杆和空心状的第二连接杆，所述第一连接杆的一端与所述肩斜杆L型结构的短边相接，所述第一连接杆的另一端开设有贯穿所述第一连接杆的条形孔并滑动伸入到所述第二连接杆内，所述第二连接杆远离所述第一连接杆的一端与所述背部组件铰接，所述第二连接杆与所述条形孔对应的位置还开设有多个贯穿所述第二连接杆的安装孔，还包括连接螺钉和连接螺母，所述连接螺钉穿过所述安装孔和所述条形孔后与所述连接螺母进行连接。
5.根据权利要求1所述的背部可调上肢助力外骨骼装置，其特征在于，所述肘部组件包括相对转动连接的大臂杆和小臂杆，所述大臂杆与所述小臂杆转动连接的另一端与所述肩部组件转动连接，所述小臂杆能够转动到与所述大臂杆平行的位置并伸入到所述大臂杆与所述肩部...
【专利技术属性】
技术研发人员：黎波，秦小东，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：新型
国别省市：重庆;50
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