一种穿戴式柔性助力装备制造技术

本发明专利技术涉及了一种穿戴式柔性助力装备，包括电机、电池、控制器、提升鲍登线、第一固定带、第二固定带、第四固定带、第五固定带和多个关节分控装置，多个关节分控装置分别为提升髋关节用关节分控装置、提升膝关节用关节分控装置和提升踝关节用关节分控装置；本技术方案仅用一个电机为动力源，既大大降低了人体负重，又大大提高了携带便捷性，且多个关节分控装置匹配性能佳，从而使助力动作流畅、助力效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种穿戴式柔性助力装备
本专利技术涉及穿戴设备
，具体涉及一种穿戴式柔性助力装备。
技术介绍
穿戴式柔性助力装备用于为人体关节动作提供助力，辅助人体动作，以降低人体代谢消耗、延缓身体疲劳。现有技术的柔性穿戴设备对人体各关节的控制一般都是联动控制，即采用一个动力源带动髋关节、膝关节和踝关节协同动作；为了实现各关节的单独控制，有的现有技术中采用一个动力源匹配一个关节的形式，这不仅导致了动力元件数量偏多，而且多个关节需要联动时，各动力元件的动作匹配性能也不佳、动作僵硬，达不到较理想的助力效果，从而导致较难被接受。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，提供一种穿戴式柔性助力装备。要解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种穿戴式柔性助力装备，包括电机、电池、控制器、提升鲍登线、第一固定带、第二固定带、第四固定带、第五固定带和多个关节分控装置，多个关节分控装置分别为提升髋关节用关节分控装置、提升膝关节用关节分控装置和提升踝关节用关节分控装置；第一固定带用于固定在人体腰肢上，第二固定带用于固定在人体大腿部，第四固定带用于固定在人体小腿部，第五固定带用于固定在人体脚部；电机、电池和控制器均固定在第一固定带上，电池用于给电机、控制器和关节分控装置供电；提升髋关节用关节分控装置固定在第二固定带上，提升膝关节用关节分控装置固定在第四固定带上，提升踝关节用关节分控装置固定在第五固定带上；提升鲍登线的首端缠绕于绕线轮上，绕线轮与电机的输出轴固定连接，提升鲍登线的尾部包括三支分叉线，分别为提升鲍登线髋关节分支、提升鲍登线膝关节分支和提升鲍登线踝关节分支，提升鲍登线髋关节分支的尾端与提升髋关节用关节分控装置的活动端固定连接，提升鲍登线膝关节分支的尾端与提升膝关节用关节分控装置的活动端固定连接，提升鲍登线踝关节分支的尾端与提升踝关节用关节分控装置的活动端固定连接。进一步地，还包括下拉鲍登线，多个关节分控装置还包括下拉髋关节用关节分控装置、下拉膝关节用关节分控装置和下拉踝关节用关节分控装置；下拉髋关节用关节分控装置固定在第二固定带上，下拉膝关节用关节分控装置固定在第四固定带上，下拉踝关节用关节分控装置固定在第五固定带上；所述绕线轮包括同轴固定串接的绕线轮A和绕线轮B，所述提升鲍登线的首端缠绕于绕线轮A上，下拉鲍登线的首端缠绕于绕线轮B上，提升鲍登线与下拉鲍登线绕向相反；下拉鲍登线的尾部包括三支分叉线，分别为下拉鲍登线髋关节分支、下拉鲍登线膝关节分支和下拉鲍登线踝关节分支，下拉鲍登线髋关节分支的尾端与下拉髋关节用关节分控装置的活动端固定连接，下拉鲍登线膝关节分支的尾端与下拉膝关节用关节分控装置的活动端固定连接，下拉鲍登线踝关节分支的尾端与下拉踝关节用关节分控装置的活动端固定连接。进一步地，多个关节分控装置分别通过相对应的电流调节电路与控制器相连。进一步地，所述关节分控装置包括电磁线圈和多个极板，多个极板沿其厚度方向以一定间距平行分布，相邻两极板之间设有磁流变液储囊，磁流变液储囊为高弹材质，磁流变液储囊与其相邻两极板的贴合面均固定连接，磁流变液储囊中填充磁流变液；相邻两极板通过支撑导向结构构成一对移动副；还包括弹性复位结构，弹性复位结构用于使移动后的极板复位还原；电磁线圈用于产生电磁场。进一步地，所述关节分控装置的弹性复位结构包括多个弹性橡胶片，相邻两极板上沿移动方向的始端通过一个弹性橡胶片相连，相邻两极板上沿移动方向的终端通过一个弹性橡胶片相连，弹性橡胶片的数量与极板的数量相匹配。进一步地，所述关节分控装置的极板的数量为3个，自下而上依次为第一极板、第二极板和第三极板；第二极板的两侧面对称固定设有固定块、第一导向板和第二导向板，第一极板的两侧面对称固定设有第一导向块，第一导向块为第一导向板提供移动用导向槽及限位槽，第三极板的两侧面对称固定设有第二导向块，第二导向块为第二导向板提供移动用导向槽及限位槽；固定块、第一导向板和第一导向块共同构成第一极板与第二极板之间的支撑导向结构；固定块、第二导向板和第二导向块共同构成第二极板与第三极板之间的支撑导向结构。进一步地，所述关节分控装置的第一导向块和第二导向块上的导向槽的导向路径为折线路径。进一步地，所述关节分控装置的电磁线圈的数量为多个，多个电磁线圈在所述第一极板、第二极板和第三极板上均有分布。进一步地，所述关节分控装置的电磁线圈的数量为1个，密封固定在线圈盒内部，线圈盒固定在所述第二极板上。进一步地，所述关节分控装置的线圈盒上设有溢流孔，溢流孔为磁流变液的流动通道，但不破坏对所述电磁线圈的密封效果。本专利技术可以达到的有益效果为：1）穿戴式柔性助力装备仅用一个电机作为动力源，既大大降低了人体负重，又大大提高了携带便捷性，且多个关节分控装置匹配性能佳，从而使助力动作流畅、助力效果好；2）将关节分控装置与人体相对固定，将鲍登线与关节分控装置的活动端极板相连接，可以在一定程度上实现拉力传递的离与合，基本颠覆了传统离合器的概念；3）关节分控装置的磁流变液从液体状态转变为类固体状态所需的时间为毫秒级，相应速度非常快，且连续可逆；仅采用一个电机控制便可实现两种助力方式：对多个关节联动助力，对多个关节分别单独助力。附图说明图1是本专利技术实施例1的结构示意图；图2是本专利技术实施例2的结构示意图；图3是本专利技术实施例2区别于实施例1的示意图；图4是本专利技术实施例1中第一种关节分控装置的立体结构图；图5是本专利技术实施例1中第一种关节分控装置的主视图；图6是本专利技术实施例1中第一种关节分控装置的左视图；图7是图5的剖视图A-A；图8是图6的剖视图B-B；图9是本专利技术实施例1中第二种关节分控装置的立体结构图；图10是本专利技术实施例1中第二种关节分控装置的主视图；图11是本专利技术实施例1中第二种关节分控装置的左视图；图12是图10的剖视图C-C；图13是图11的剖视图D-D；图14是本专利技术实施例1中第二种关节分控装置在隐藏磁流变液储囊状态的立体结构图；图15是本专利技术实施例1中第二种关节分控装置中第二极板、线圈盒和电磁线圈的结构布置立体图；图中：1-第一导向块，2-第一磁流变液储囊，3-固定块，4-第一导向板，5-弹性橡胶片，6-第二导向块，7-第二磁流变液储囊，8-第二导向板，9-电磁线圈，10-密封板，11-磁流变液，12-第一极板，13-第二极板，14-第三极板，15-线圈盒，1501-溢流孔；80-下拉踝关节用关节分控装置，81-电机，82-第一固定带，83-提升鲍登线髋关节分支，84-第二固定带，85-提升髋关节用关节分控装置，86-第三固定带，87-第四固定带，88-提升鲍登线踝关节分支，89-提升踝关节用关节分控装置，90-第五固定带，91-提升膝关节用关节分控装置，92-提升鲍登线膝关节分支，93-提升鲍登线，94-下拉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种穿戴式柔性助力装备，其特征是：包括电机（81）、电池、控制器、提升鲍登线（93）、第一固定带（82）、第二固定带（84）、第四固定带（87）、第五固定带（90）和多个关节分控装置，多个关节分控装置分别为提升髋关节用关节分控装置（85）、提升膝关节用关节分控装置（91）和提升踝关节用关节分控装置（89）；/n第一固定带（82）用于固定在人体腰肢上，第二固定带（84）用于固定在人体大腿部，第四固定带用于固定在人体小腿部，第五固定带（90）用于固定在人体脚部；/n电机（81）、电池和控制器均固定在第一固定带（82）上，电池用于给电机、控制器和关节分控装置供电；提升髋关节用关节分控装置（85）固定在第二固定带（84）上，提升膝关节用关节分控装置（91）固定在第四固定带（87）上，提升踝关节用关节分控装置（89）固定在第五固定带（90）上；/n提升鲍登线（93）的首端缠绕于绕线轮上，绕线轮与电机（81）的输出轴固定连接，提升鲍登线（93）的尾部包括三支分叉线，分别为提升鲍登线髋关节分支（83）、提升鲍登线膝关节分支（92）和提升鲍登线踝关节分支（88），提升鲍登线髋关节分支（83）的尾端与提升髋关节用关节分控装置（85）的活动端固定连接，提升鲍登线膝关节分支（92）的尾端与提升膝关节用关节分控装置（91）的活动端固定连接，提升鲍登线踝关节分支（88）的尾端与提升踝关节用关节分控装置（89）的活动端固定连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种穿戴式柔性助力装备，其特征是：包括电机（81）、电池、控制器、提升鲍登线（93）、第一固定带（82）、第二固定带（84）、第四固定带（87）、第五固定带（90）和多个关节分控装置，多个关节分控装置分别为提升髋关节用关节分控装置（85）、提升膝关节用关节分控装置（91）和提升踝关节用关节分控装置（89）；
第一固定带（82）用于固定在人体腰肢上，第二固定带（84）用于固定在人体大腿部，第四固定带用于固定在人体小腿部，第五固定带（90）用于固定在人体脚部；
电机（81）、电池和控制器均固定在第一固定带（82）上，电池用于给电机、控制器和关节分控装置供电；提升髋关节用关节分控装置（85）固定在第二固定带（84）上，提升膝关节用关节分控装置（91）固定在第四固定带（87）上，提升踝关节用关节分控装置（89）固定在第五固定带（90）上；
提升鲍登线（93）的首端缠绕于绕线轮上，绕线轮与电机（81）的输出轴固定连接，提升鲍登线（93）的尾部包括三支分叉线，分别为提升鲍登线髋关节分支（83）、提升鲍登线膝关节分支（92）和提升鲍登线踝关节分支（88），提升鲍登线髋关节分支（83）的尾端与提升髋关节用关节分控装置（85）的活动端固定连接，提升鲍登线膝关节分支（92）的尾端与提升膝关节用关节分控装置（91）的活动端固定连接，提升鲍登线踝关节分支（88）的尾端与提升踝关节用关节分控装置（89）的活动端固定连接。


2.根据权利要求1所述的穿戴式柔性助力装备，其特征是：还包括下拉鲍登线（94），多个关节分控装置还包括下拉髋关节用关节分控装置（96）、下拉膝关节用关节分控装置（98）和下拉踝关节用关节分控装置（80）；下拉髋关节用关节分控装置（96）固定在第二固定带（84）上，下拉膝关节用关节分控装置（98）固定在第四固定带（87）上，下拉踝关节用关节分控装置（80）固定在第五固定带（90）上；所述绕线轮包括同轴固定串接的绕线轮A和绕线轮B，所述提升鲍登线（93）的首端缠绕于绕线轮A上，下拉鲍登线（94）的首端缠绕于绕线轮B上，提升鲍登线（93）与下拉鲍登线（94）绕向相反；下拉鲍登线（94）的尾部包括三支分叉线，分别为下拉鲍登线髋关节分支（95）、下拉鲍登线膝关节分支（97）和下拉鲍登线踝关节分支（99），下拉鲍登线髋关节分支（95）的尾端与下拉髋关节用关节分控装置（96）的活动端固定连接，下拉鲍登线膝关节分支（97）的尾端与下拉膝关节用关节分控装置（98）的活动端固定连接，下拉鲍登线踝关节分支（99）的尾端与下拉踝关节用关节分控装置（80）的活动端固定连接。


3.根据权利要求1或2所述的穿戴式柔性助力装备，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：于有为，
申请(专利权)人：济南猫爪智能机械有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37