一种人体骨骼运动辅助平衡方法技术

一种人体骨骼运动辅助平衡方法及装置，在人体运动骨骼的大腿骨骼上设置用于人体运动平衡的平衡力作用缸，平衡力作用缸与平衡柔性牵引装置连接；在人体运动骨骼的大腿骨骼偏摆运动时，通过平衡柔性牵引装置牵引平衡力作用缸产生平衡力，达到人体运动或者下蹲时导致骨骼大腿摆动时，人体始终处于平衡状态。本发明专利技术通过柔性牵引装置来牵引平衡力作用缸进行人体平衡，并利用平衡力作用缸摆动形成平衡拉力，实现摆臂人体运动或下蹲时的平衡，具有结构简单，适用性强，效果好的特点。效果好的特点。效果好的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种人体骨骼运动辅助平衡方法


[0001]本专利技术涉及到一种人体平衡的平衡方法，尤其是指一种人体骨骼运动辅助平衡方法；该种人体骨骼运动辅助平衡方法能够不需要外力的情况下，实现人体运动骨骼的大腿骨骼的前后双向摆动人体运动平衡；属于物体摆动平衡


技术介绍

[0002]在静力学范围内，以放置物体的支持物或物体自身为非惯性参照系，物体所受各万有引力与各惯性力的合力叫重力（Gravity）；重力的施力物体是地球。重力对人们的生活和工作的影响是十分重大，有时候我们需要利用重力，有时候却需要消除重力的影响，尤其是对于摆动旋转的物体，如机器人。吊臂等，在工作中都希望消除重力的影响，因此提出了人体平衡的概念。
[0003]目前，人体运动平衡人体骨骼的大腿已在车辆、军事装备、工业自动化、医疗器械、家具等各个领域得到广泛的应用，比如工业作业机器人、人体运动助力机器人、汽车后备箱、运输车渡板、光学仪器支架、医疗器械支架、跑步机折叠机构、台灯支架等装置中均已采用人体运动平衡人体骨骼的大腿。通过人体运动平衡人体骨骼的大腿达到运行过程中的消除重力影响，目前的人体运动平衡人体骨骼的大腿组成可分为带有外接动力驱动和无外接动力驱动两大类，其中带有外接动力驱动的人体运动平衡人体骨骼的大腿通常是利用液压缸、气缸、电机等装置进行驱动，一般驱动力矩大，载重较多，但外接动力又会导致系统的体积较大，能耗增多，尤其是很多场所无法利用外来的动力源，所以应用受到很大的局限性。另外一种无外接动力驱动的人体运动平衡人体骨骼的大腿一般通过压簧、拉簧、碟簧、扭簧、气弹簧等蓄能器件将重物下降过程中的重力势能存储为弹性势能或存储介质的内能，当重物需要被抬起时， 蓄能器件再将其存储的能量转化为重物的重力势能，因而当人体运动平衡人体骨骼的大腿操作人员需要将重物 抬起时仅需施加远小于重物重力的推力即可将重物抬高。另外，由于蓄能器件的缓冲作用，重物下降时的下降过程相对平稳。虽然无外接动力驱动的人体运动平衡人体骨骼的大腿具有节能环保、外形简洁、轻巧实用等优点，但目前国内外现有的无外力人体运动平衡人体骨骼的大腿普遍存在摆动力矩不稳定、蓄能器件能力发挥不足、任意位置悬停时不稳，需要锁定装置锁定等缺点。尤其是在需要进行双向摆动平衡时，摆动的重力变化从正向到反向，成正弦波曲线变化，这就很难精确进行控制。通过研究发现其原因是人体运动平衡人体骨骼的大腿的人体骨骼的大腿在其运动范围内不能一直与重力保持平衡，尤其当重力载荷远大于人体骨骼的大腿自身的摩擦阻力时，该人体骨骼的大腿运动所需的外界作用力就会在很大的范围内变化，因此可操控性差。而采用所以要想真正的有效消除重力影响，并非易事。急需一种能简易实现实现双向人体运动平衡，且能保证在任意位置都能保证平衡的人体运动平衡方法及装置。
[0004]经过检索，尚未发现有相关的专利技术文献报道，最为相接近的专利文献有以下几个：1、中国专利申请号为CN202111070572.3，名称为“一种带有重力平衡装置的工业
机器人”的专利技术专利，该专利公开了一种带有重力平衡装置的工业机器人，包括：底座，用于将工业机器人进行安装；第一驱动部件及第一臂体，所述第一驱动部件设置在底座内，用于驱动第一臂体在底座顶部转动；第二驱动部件及第二臂体，所述第二驱动部件设置在第一臂体内，用于驱动第二臂体在第一臂体上转动；第三驱动部件及第三臂体，所述第三驱动部件设置在第二臂体内，用于驱动第三臂体在第二臂体上转动；第四驱动部件及第四臂体，所述第四驱动部件设置在第三臂体内，用于驱动第四臂体在第三臂体上转动；重力平衡装置，用于抵消第二臂体转动到不同角度时重力产生的转矩。
[0005]2、专利号为CN200780031686.9，名称为“在平衡装置中带有压缩空气供应的机器人”的专利技术专利，该专利公开了一种工业机器人，该工业机器人包括设置成相对彼此运动的机器人第一臂和机器人第二臂以及设置在机器人第一臂和机器人第二臂之间的平衡装置。所述平衡装置设置成在所述机器人臂相对运动时抵人体平衡。所述平衡装置包括机械弹簧部件和包围所述弹簧部件的弹簧壳体，所述弹簧壳体包括连接到压缩空气供应装置的至少一个空气入口，从而使所述弹簧壳体填充压缩空气。在机器人的工作过程中，压缩空气供应在所述弹簧壳体内的空的空间内填充压缩空气从而阻止任何湿气或者液体/水通过例如上述用于拉杆的密封开口进入平衡汽缸内部的任何地方。因此，所述工业机器人适于高湿度和温度变化的环境。尽管在温度降低/减小的过程中会产生小的真空，但不会有湿气或者水被吸入到平衡装置的弹簧壳体内。
[0006]3、专利号为CN202010417971.1，名称为“一种医用机器人的俯仰关节”的专利技术专利，该专利公开了一种医用机器人的俯仰关节，包括圆柱状的关节座、主臂连接座和主平衡块驱动装置；关节座上旋转设置有俯仰轴；俯仰轴与关节座两者的旋转中心轴共线；主臂连接座固定在俯仰轴的后端；主臂连接座的一端连接主臂、另一端成型平衡座；平衡座成型有沿其长度方向贯穿设置的平移移动槽；平移移动槽内弹性移动设置有主平衡块；主平衡块的移动方向经过关节座的旋转中心轴；主平衡块远离关节座的端面上可拆卸式连接有若干副平衡块；主平衡块驱动装置设置在关节座上并且用于驱动主平衡块。
[0007]通过上述公开资料的描述，可以看出目前的消除重力影响涉及到许多方面，方法也都很多，也做了一些改进，但大都还是采用外力作业的方式比较多，对于简易的非外动力驱动的自助式人体运动平衡虽也很多，但都存在难以精确进行平衡，或结构复杂，占用空间大，比如对比文件3提出了一种自助式的非外力作用的人体运动平衡方法，但是该方法采取的是后置的平衡锤式的平衡方法，这就需要在转动中心后设置平衡锤的空间，很容易对其它运动造成干涉，而且前面所述的问题仍然存在；因此很有必要对此问题加以研究。

技术实现思路

[0008]本专利技术是针对现有摆臂式物体消除重力影响所存在的问题，提出一种人体骨骼运动辅助平衡方法及人体平衡装置；该人体骨骼运动辅助平衡方法及装置不仅能够解决现有摆臂式人体平衡难以实现狭小空间双向平衡的问题，还能够在不需要外力的情况下完成人体平衡的平衡。
[0009]为了达到这一目的，本专利技术提供了一种人体骨骼运动辅助平衡方法，在人体运动骨骼的大腿骨骼上设置用于人体运动平衡的平衡力作用缸，平衡力作用缸与平衡柔性牵引装置连接；在人体运动骨骼的大腿骨骼偏摆运动时，通过平衡柔性牵引装置牵引平衡力作
用缸产生平衡力，达到人体运动或者下蹲时导致骨骼大腿摆动时，人体始终处于平衡状态。
[0010]进一步地，所述的平衡力作用缸为缸体结构的平衡力作用缸，平衡力作用缸设有缸体，且缸体与人体骨骼的大腿固定在一起，随人体骨骼的大腿一起摆动；在缸体内设置有活塞，通过活塞将缸体分成两个腔体，且活塞连接活塞杆，一起设置在缸体内，当缸体随人体骨骼的大腿一起摆动时，活塞杆带动活塞在缸体内来回运动，通过来回运动产生平衡力。
[0011]进一步地，所述的平衡力作用缸包括气动缸和液压缸；在缸体的两头设置有控制阀，控制阀分别连通缸体两端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人体骨骼辅助平衡方法，其特征在于：在人体运动骨骼的大腿骨骼上设置用于人体运动平衡的平衡力作用缸，平衡力作用缸与平衡柔性牵引装置连接；在人体运动骨骼的大腿骨骼偏摆运动时，通过平衡柔性牵引装置牵引平衡力作用缸产生平衡力，达到人体运动或者下蹲时导致骨骼大腿摆动时，人体始终处于平衡状态。2.如权利要求1所述的人体骨骼运动辅助平衡方法，其特征在于：所述的平衡力作用缸为缸体结构的平衡力作用缸，平衡力作用缸设有缸体，且缸体与人体骨骼的大腿固定在一起，随人体骨骼的大腿一起摆动；在缸体内设置有活塞，通过活塞将缸体分成两个腔体，且活塞连接活塞杆，一起设置在缸体内，当缸体随人体骨骼的大腿一起摆动时，活塞杆带动活塞在缸体内来回运动，通过来回运动产生平衡力。3.如权利要求2所述的人体骨骼运动辅助平衡方法，其特征在于：所述的平衡力作用缸包括气动缸和液压缸；在缸体的两头设置有控制阀，控制阀分别连通缸体两端的腔体，并通过控制阀的开启或关闭形成缸体两端腔体内的不同压力，通过控制两端的压力实现平衡力的调节。4.如权利要求1所述的人体骨骼运动辅助平衡方法，其特征在于：所述的平衡力作用缸与平衡柔性牵引装置连接是平衡力作用缸体内的活塞杆伸出杆体外，与平衡柔性牵引装置连接，通过平衡柔性牵引装置的牵引使得活塞杆上下移动，从而带动活塞上下移动，通过活塞移动在缸体内产生平衡力。5.如权利要求4所述的人体骨骼运动辅助平衡方法，其特征在于：所述的通过活塞移动在缸体内产生平衡力是活塞杆在气缸缸体内通过人体运动平衡柔性牵引装置牵引使得气缸缸体内的活塞杆的活塞两端，一端为真空，另一端为压缩，通过真空和压缩气体配合形成人体运动平衡力；在缸体外还设置有辅助电缸，辅助电缸的活塞杆与平衡力作用缸的活塞杆连在一起，在平衡力作用缸的平衡力不够时，通过辅助电缸提供辅助力，帮助人体运动。6.如权利要求1所述的人体骨骼运动辅助平衡方法，其特征在于：所述的柔性牵引装置是指连接活塞杆的是通过柔性形变产生牵引活塞杆位移的牵引装置；柔性牵引装置中设有可变形的牵引绳或牵引带，柔性牵引装置的牵引绳或牵引带与活塞杆的端头连接，并在活塞杆随人体骨骼的大腿摆动时，通过牵引绳或牵引带的变化牵引活塞杆移动，形成人体骨骼的大腿所需的人体运动平衡力。7.如权利要求6所述的人体骨骼运动辅助平衡方法，其特征在于：所述的通过牵引绳或牵引带的变化牵引活塞杆移动是柔性牵引装置的牵引绳或牵引带的一端固定在人体骨骼的大腿以外的固定位置上，另一端连接活塞杆，并在连接活塞杆与柔性牵引装置的牵引绳或...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭丽，彭晨栩，
申请(专利权)人：彭丽，
类型：发明
国别省市：