穿戴式肌肉力量辅助装置及其上臂模块制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块，包括：底座部，连接到穿戴者的身体，与穿戴者上臂的上端部对应地设置；上臂部，一端以固定点为中心可旋转地结合到底座部，延伸以对应于穿戴者的上臂，并且结合到穿戴者的上臂；弹性体，一端固定地结合到在上臂部延伸的方向上与上臂部的一端隔开的位置；第一连杆，一端在与固定点隔开而设置的作用点处可旋转地结合到底座部，结合到上臂部，以在上臂部以固定点为中心旋转时引导另一端移动；以及第二连杆，在第一点处可旋转地结合到第一连杆的另一端，结合到上臂部，以在上臂部以固定点为中心旋转时引导与第一点隔开的第二点的移动，并且在与第一点和第二点隔开的第三点处与弹性体的另一端结合。

【技术实现步骤摘要】
穿戴式肌肉力量辅助装置及其上臂模块
本专利技术涉及一种穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块和包括该上臂模块的穿戴式肌肉力量辅助装置，更具体地，涉及一种通过补偿由重力引起的负荷以支撑穿戴者的上臂的上臂模块和包括该上臂模块的穿戴式肌肉力量辅助装置。
技术介绍
穿戴式机器人是穿戴在身体上的特定部位或者支撑身体的特定部位来辅助身体的运动的机器人，并且被设计成用于医疗、军事或作业。尤其，用于作业的穿戴式机器人被设计成通过减小施加到作业人员的负荷来防止受伤并辅助肌肉力量。这种穿戴式机器人模拟穿戴者的外部骨架，因此其技术的核心是设计关节以具有与身体的实际运动相同的运动。尤其，穿戴式肌肉力量辅助装置包括手动支撑装置，该手动支撑装置被配置成帮助使用者支撑工具的重量。典型的手动支撑装置被配置成使用结构组件、弹簧、线缆和滑轮的组合来补偿位置范围内的重力。这种手动支撑装置被配置成在有限的动作范围内提供重力补偿。然而，对于传统的穿戴式肌肉力量辅助机构而言，为了所需的扭矩分布(Profile)，将凸轮(cam)和线圈(wire)组合而形成扭矩分布，但是这种凸轮和线圈的组合导致可组装性和可加工性降低，并且由于组件之间的摩擦和滑动，耐久性降低并产生噪音。在以上作为
技术介绍
说明的内容仅用于增强对本专利技术的背景的理解，不应被理解为本领域普通技术人员已知的现有技术。现有技术文献(专利文献1)KR10-1896181B
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种在没有线圈的情况下通过引导多个连杆来提高耐久性和可组装性的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块和包括该上臂模块的穿戴式肌肉力量辅助装置。(二)技术方案为了实现上述目的，根据本专利技术的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块，包括：底座部，连接到穿戴者的身体，并且与穿戴者上臂的上端部对应地设置；上臂部，一端以固定点为中心可旋转地结合到底座部，并延伸以对应于穿戴者的上臂，并且结合到穿戴者的上臂以向穿戴者的上臂施加旋转扭矩；弹性体，一端固定地结合到在上臂部延伸的方向上与上臂部的一端隔开的位置，并通过变形产生弹性力；第一连杆，一端在与固定点隔开而设置的作用点处可旋转地结合到底座部，并且结合到上臂部，以在上臂部以固定点为中心旋转时引导另一端移动；以及第二连杆，在第一点处可旋转地结合到第一连杆的另一端，并结合到上臂部，以在上臂部以固定点为中心旋转时引导与第一点隔开的第二点的移动，并且在与第一点和第二点隔开的第三点处与弹性体的另一端结合。弹性体可以是弹簧，所述弹簧为一端可旋转地固定地结合到上臂部，并且根据由于与第二连杆的第三点结合的另一端的移动而改变的长度，弹性力的大小发生改变。作用点在底座部中可以位于固定点的上部，从固定点朝向作用点的方向可以是从地面向上倾斜的方向。上臂模块还可以包括：第三连杆，在第二连杆和弹性体之间，一端可旋转地结合到第二连杆，并且另一端结合到弹性体的另一端；以及第四连杆，在弹性体与上臂部之间，一端可旋转地结合到上臂部，并且另一端结合到弹性体的一端。弹性体可以由多个弹簧构成，所述多个弹簧的两端分别结合到第三连杆和第四连杆，并且第三连杆的另一端和第四连杆的另一端可以在设置多个弹簧的方向上延伸。在第二连杆中可以形成第一滑动销和第二滑动销，所述第一滑动销和所述第二滑动销分别从第一点和第二点朝向上臂部侧突出，在上臂部中可以分别形成第一滑动槽和第二滑动槽，第一滑动销和第二滑动销分别插入所述第一滑动槽和所述第二滑动槽中并滑动，以引导第一点和第二点的移动。由弹性体的弹性力产生的旋转扭矩可以根据上臂部以固定点为中心旋转而发生改变，并且具有以下分布：当上臂部以底座部为基准向下旋转时旋转扭矩逐渐增加，并且在与地面形成预定角度时具有最大值，然后再次减小。第二连杆的第三点可以位于连接第一点和第二点的直线的上部或下部，第一点、第二点和第三点形成三角形，并且第一点和第二点的移动被引导以在上臂部以固定点为中心旋转时使第二连杆执行平移运动和旋转运动。第二连杆的第三点可以位于连接第一点和第二点的直线的上部，并且当上臂部以底座部为基准向下旋转到比与地面形成的预定角度更下方时，引导第一点和第二点的移动，以使第三点向下移动。第二连杆的第三点可以位于连接第一点和第二点的直线的上部，第二连杆的第二点可以被引导为在向固定点侧移动的同时，逐渐迅速地朝向下，并且第一点被引导为向固定点侧移动的同时从朝向下转为朝向上。上臂模块还可以包括旋转部，所述旋转部以固定点为中心可相对旋转地结合到底座部，并且通过锁定装置锁定时与底座部的相对旋转被阻止，第一连杆可以在作用点处可旋转地结合到旋转部，以在旋转部相对于底座部旋转时，使第一连杆和上臂部同时旋转。锁定装置可以使旋转部在多个旋转角度处被锁定到底座部。底座部和上臂部位于穿戴者上臂的外侧，并且还可以包括支撑件，该支撑件在上臂部延伸到穿戴者上臂的内侧，以包围穿戴者上臂的下部。为了实现上述目的，根据本专利技术的包括穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块的穿戴式肌肉力量辅助装置中，底座部可以通过多个结合装置结合到穿戴者的躯干。底座部可以结合到多个结合装置，以绕在穿戴者的上下方向上延伸的旋转轴旋转。为了实现上述目的，根据本专利技术的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块可以包括：底座部，连接到穿戴者的身体，并且与穿戴者上臂的上端部对应地设置；上臂部，一端以固定点为中心可旋转地结合到底座部，并延伸以对应于穿戴者的上臂，并且结合到穿戴者的上臂以向穿戴者的上臂施加旋转扭矩；弹性体，一端固定地结合到在上臂部延伸的方向上与上臂部的一端隔开的位置，并通过变形产生弹性力；以及连接连杆，一端在与固定点隔开而设置的作用点处可旋转地结合到底座部，并且另一端与弹性体的另一端结合，在上臂部以固定点为中心旋转时，使弹性体的长度变形。(三)有益效果根据本专利技术的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块和包括该上臂模块的穿戴式肌肉力量辅助装置，仅通过简单的连接连杆和弹性体实现根据上臂部的角度改变将穿戴者的上臂部向上旋转的旋转扭矩的扭矩分布。另外，不使用线圈和凸轮而使用连杆，从而能够提高耐久性和可组装性。附图说明图1示出根据本专利技术的一个实施例的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块的内部主视图。图2示出根据本专利技术的一个实施例的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块的透视图。图3至图4是分别示出根据本专利技术的一个实施例的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块的旋转过程的状态的图。图5是示出根据本专利技术的一个实施例的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块的扭矩分布的图。图6是示出根据本专利技术的一个实施例的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块中包括的弹性体的变形分布的图。图7示出根据本专利技术的一个实施例的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块的外部主视图。图8是示出根据本专利技术的一个实施例的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块的锁定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块，包括：/n底座部，连接到穿戴者的身体，并且与穿戴者上臂的上端部对应地设置；/n上臂部，一端以固定点为中心可旋转地结合到底座部，并延伸以对应于穿戴者的上臂，并且结合到穿戴者的上臂以向穿戴者的上臂施加旋转扭矩；/n弹性体，一端固定地结合到在上臂部延伸的方向上与上臂部的一端隔开的位置，并通过变形产生弹性力；/n第一连杆，一端在与固定点隔开而设置的作用点处可旋转地结合到底座部，并且结合到上臂部，以在上臂部以固定点为中心旋转时引导另一端移动；以及/n第二连杆，在第一点处可旋转地结合到第一连杆的另一端，并结合到上臂部，以在上臂部以固定点为中心旋转时引导与第一点隔开的第二点的移动，并且在与第一点和第二点隔开的第三点处与弹性体的另一端结合。/n

【技术特征摘要】
20190404 KR 10-2019-00396831.一种穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块，包括：
底座部，连接到穿戴者的身体，并且与穿戴者上臂的上端部对应地设置；
上臂部，一端以固定点为中心可旋转地结合到底座部，并延伸以对应于穿戴者的上臂，并且结合到穿戴者的上臂以向穿戴者的上臂施加旋转扭矩；
弹性体，一端固定地结合到在上臂部延伸的方向上与上臂部的一端隔开的位置，并通过变形产生弹性力；
第一连杆，一端在与固定点隔开而设置的作用点处可旋转地结合到底座部，并且结合到上臂部，以在上臂部以固定点为中心旋转时引导另一端移动；以及
第二连杆，在第一点处可旋转地结合到第一连杆的另一端，并结合到上臂部，以在上臂部以固定点为中心旋转时引导与第一点隔开的第二点的移动，并且在与第一点和第二点隔开的第三点处与弹性体的另一端结合。


2.根据权利要求1所述的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块，其特征在于，
弹性体是弹簧，所述弹簧的一端可旋转地固定地结合到上臂部，并且根据由于与第二连杆的第三点结合的另一端的移动而改变的长度，弹性力的大小发生改变。


3.根据权利要求1所述的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块，其特征在于，
作用点在底座部中位于固定点的上部，从固定点朝向作用点的方向是从地面向上倾斜的方向。


4.根据权利要求1所述的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块，其特征在于，还包括：
第三连杆，在第二连杆和弹性体之间，一端可旋转地结合到第二连杆，并且另一端结合到弹性体的另一端；以及
第四连杆，在弹性体与上臂部之间，一端可旋转地结合到上臂部，并且另一端结合到弹性体的一端。


5.根据权利要求4所述的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块，其特征在于，
弹性体由多个弹簧构成，所述多个弹簧的两端分别结合到第三连杆和第四连杆，并且第三连杆的另一端和第四连杆的另一端在设置多个弹簧的方向上延伸。


6.根据权利要求1所述的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块，其特征在于，
在第二连杆中形成第一滑动销和第二滑动销，所述第一滑动销和所述第二滑动销分别从第一点和第二点朝向上臂部侧突出，
在上臂部中分别形成第一滑动槽和第二滑动槽，第一滑动销和第二滑动销分别插入所述第一滑动槽和所述第二滑动槽中并滑动，以引导第一点和第二点的移动。


7.根据权利要求1所述的穿戴式肌肉力量辅助装置的上臂模块，其特征在于，
由弹性体的弹性力产生的旋转扭矩根据上臂部以固定点为中心旋转而发生改变，并且具有以下分布：当上臂部以底座部为基准向下旋转时旋转扭矩逐渐增加，并且在与地面形成预定角度时具有最大值，然后再次减小。...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴基铉，林贤燮，金范洙，尹主荣，金奎正，玄东真，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR