一种可拼拆式多功能机械仿生外骨骼制造技术

本发明专利技术公开了一种可拼拆式多功能机械仿生外骨骼，包括并接板和关节轴承，所述并接板上活动连接有两个对称设置的腰后托，所述腰后托为扭转式曲面结构，两个所述腰后托通过关节轴承活动连接有下肢骨骼，所述下肢骨骼包括大腿部和小腿部，所述关节轴承包括圆形板，所述圆形板的外壁上开设有第二限位柱，所述圆形板的弧形外壁一体成型有限位孔，所述腰后托上不与人体接触的外壁固定安装有第一限位柱，所述第一限位柱活动连接在限位孔的内部，所述大腿部包括第一节臂，所述第一节臂的顶部一体成型有外凸座，所述外凸座上开设有供限位孔穿过且能够活动的贯通孔，本发明专利技术能够为穿戴者提供灵活度高的仿生外骨骼，还可以为穿戴者的工作提供助力和保护。供助力和保护。供助力和保护。

A removable multifunctional mechanical bionic exoskeleton

【技术实现步骤摘要】
一种可拼拆式多功能机械仿生外骨骼


[0001]本专利技术涉及仿生外骨骼
，具体为一种可拼拆式多功能机械仿生外骨骼。

技术介绍

[0002]仿生外骨骼是一种可穿戴的可装配的设备，在工业制造中能够给高强度工作者提供劳动保护，通过将负载直接卸载至地面，来防止工作人员承载过大压力，为工作人员提供保障，其次，外骨骼还能一定程度上提供辅助力，提高工作效率。
[0003]目前，大部分外骨骼设备不能很好将脊部、腰部和下肢进行整合协调，存在刚性过大或者柔性过大的问题，无法进行连贯且自由度大的动作，导致外骨骼整体的灵活度低，应用场景有限。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种可拼拆式多功能机械仿生外骨骼，具备能够对穿戴者提供灵活度高的仿生外骨骼，同时卸载作用在使用者身上的负载，降低劳动强度，延缓劳动疲劳，从而降低工伤事故的发生率，为劳动者提供安全保障；另外，还可以根据实际情况，为某些康复训练提供助力，解决了
技术介绍
中的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可拼拆式多功能机械仿生外骨骼，包括并接板和关节轴承，所述并接板上活动连接有两个对称设置的腰后托，所述腰后托为扭转式曲面结构，两个所述腰后托通过关节轴承活动连接有下肢骨骼，所述下肢骨骼包括大腿部和小腿部。
[0006]所述关节轴承包括圆形板，所述圆形板的外壁上开设有第二限位柱，所述圆形板的弧形外壁一体成型有限位孔。
[0007]所述腰后托上不与人体接触的外壁固定安装有第一限位柱，所述第一限位柱活动连接在限位孔的内部。
[0008]所述大腿部包括第一节臂，所述第一节臂的顶部一体成型有外凸座，所述外凸座上开设有供限位孔穿过且能够活动的贯通孔。
[0009]优选的，所述大腿部还包括安装在第一节臂底部的第二节臂，所述第一节臂为笔直结构，所述第二节臂向肢体的方向倾斜，所述第二节臂的底部安装有与小腿部活动连接的第一膝关节臂，所述第一膝关节臂的底部为半圆形的板。
[0010]优选的，所述可拼拆式多功能机械仿生外骨骼还包括仿生脊柱，所述仿生脊柱包括多个相连的中间基础段、底部连接段和顶部段，所述中间基础段包括两个脊板，两个所述脊板之间安装有球座，所述球座靠近中部的外壁贯穿开设有球窝，所述球窝贯穿球座的底部，所述球座的顶部固定安装有球头，相邻的两个所述中间基础段分别通过球头和球窝的活动连接实现上下相连。
[0011]优选的，所述小腿部包括与第一膝关节臂活动连接的第二膝关节臂，所述第二膝关节臂的顶部为半圆形的板，所述第二膝关节臂的底部安装有第三节臂，所述第二膝关节
臂为笔直结构，所述第三节臂向远离肢体的方向倾斜，所述第三节臂的底部安装有第四节臂。
[0012]优选的，所述球座两侧的顶部一体成型有两个向上的限位支臂，位于上下方的两个所述脊板之间安装有分段弹簧，所述顶部段通过球窝安装在位于最上方的一个中间基础段的顶部。
[0013]优选的，所述底部连接段通过球座活动安装在最下方的中间基础段的底部，且底部连接段还包括安装板，所述安装板的外壁上贯穿开设有销轴孔，所述并接板上开设有与销轴孔等同的孔，且所述安装板的底部为三角状，所述仿生脊柱通过销轴可与并接板转动连接。
[0014]优选的，所述第一节臂、第二节臂、第二膝关节臂和第三节臂上均开设有多个等距的定位孔，还包括辅助动力组件，所述辅助动力组件包括气弹簧，所述气弹簧的两端分别安装有定位座和支点座，所述定位座和支点座上均开设有安装孔，所述气弹簧可通过安装孔安装在大腿部和小腿部之间，且所述气弹簧的输出端支点可改变。
[0015]优选的，所述可拼拆式多功能机械仿生外骨骼还包括胸椎定位柱，所述胸椎定位柱位于两个中间基础段之间，所述胸椎定位柱安装在与胸椎对应的位置，所述胸椎定位柱的长度在二十厘米至二十四厘米之间，所述胸椎定位柱为刚性的连接柱，所述胸椎定位柱的底部与位于下方的球座的顶部可拆卸式的连接，所述胸椎定位柱的顶部与位于上方的球座的底部固定连接。
[0016]优选的，所述可拼拆式多功能机械仿生外骨骼还包括软包覆，所述软包覆包括绑带座和贯穿其外壁的两个插接孔，两个所述插接孔可与大腿部或小腿部中任意两个相邻的定位孔形成插接安装，所述绑带座两侧的外壁均安装有硬性绑带，两个所述硬性绑带可通过安装搭扣相连。
[0017]优选的，所述大腿部和小腿部均采用铝合金、钛合金或碳纤维制成，且所述小腿部的底部通过关节轴承活动连接有安装柄，所述安装柄的外壁固定安装有脚托。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：一、本专利技术中，并接板和两个腰后托可构成腰部骨骼，作为中继骨骼，用于对脊柱和下肢骨骼的支撑，其次，腰后托的曲面结构，复合人体工程学设计，使腰后托更佳与穿戴者的腰部贴合，吻合程度高，且不会由于压迫和勒紧而对腰部造成损伤，当第一限位柱活动插入至限位孔内，第二限位柱活动插入至外凸座上的贯通孔，从而能够形成三维状态的活动连接，腰部骨骼可以相对于大腿部转动，其次，大腿部可以相对于关节轴承转动，大腿部还可相对于腰后托向外扩展，从而符合不同穿戴者的大腿宽度，很大程度的增大了大腿部与腰部骨骼之间的灵活度，同时关节轴承与腰部骨骼和大腿部之间的形成了可拼接式的结构，使得安装和拆卸更加方便，保证关节轴承固有的三维灵活度外，更使其对不同体型的适配性大幅增加。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的三维立体结构示意图；图2为本专利技术下肢骨骼和腰部骨骼的结构示意图；图3为本专利技术关节轴承的结构示意图；
图4为本专利技术仿生脊柱结构示意图；图5为本专利技术底部连接段的结构示意图；图6为本专利技术中间基础段的结构示意图；图7为本专利技术中间基础段内部的结构示意图；图8为本专利技术顶部段结构示意图；图9为本专利技术软包覆的结构示意图；图10为本专利技术胸椎辅助柱结构示意图；图11为本专利技术小腿部与脚托相连接的结构示意图；图12为本专利技术中大腿部和小腿部的装配示意图的结构示意图；图13为本专利技术中大腿部和小腿部直立和弯曲的两种状态表示图；图14为本专利技术中V形辅助气弹簧的结构示意图。
[0020]图中：1、并接板；2、腰后托；4、第一节臂；5、第二节臂；6、第一膝关节臂；7、第二膝关节臂；8、第三节臂；9、第四节臂；11、外凸座；12、气弹簧；13、定位座；14、支点座；15、绑带座；16、硬性绑带；17、第一限位柱；19、胸椎定位柱；21、脊板；22、分段弹簧；23、安装板；25、球窝；26、球头；27、限位支臂；28、销轴孔；29、球座；31、圆形板；32、第二限位柱；33、限位孔；34、安装柄；35、脚托；36、侧腰托；37、弹簧组。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]请参阅图1至图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可拼拆式多功能机械仿生外骨骼，包括并接板（1）和关节轴承，其特征在于：所述并接板（1）上活动连接有两个对称设置的腰后托（2），所述腰后托（2）为扭转式曲面结构，两个所述腰后托（2）通过关节轴承活动连接有下肢骨骼，所述下肢骨骼包括大腿部和小腿部；所述关节轴承包括圆形板（31），所述圆形板（31）的外壁上开设有第二限位柱（32），所述圆形板（31）的弧形外壁一体成型有限位孔（33）；所述腰后托（2）上不与人体接触的外壁固定安装有第一限位柱（17），所述第一限位柱（17）活动连接在限位孔（33）的内部；所述大腿部包括第一节臂（4），所述第一节臂（4）的顶部一体成型有外凸座（11），所述外凸座（11）上开设有供限位孔（33）穿过且能够活动的贯通孔。2.根据权利要求1所述的可拼拆式多功能机械仿生外骨骼，其特征在于：所述大腿部还包括安装在第一节臂（4）底部的第二节臂（5），所述第一节臂（4）为笔直结构，所述第二节臂（5）向肢体的方向倾斜，所述第二节臂（5）的底部安装有与小腿部活动连接的第一膝关节臂（6），所述第一膝关节臂（6）的底部为半圆形的板。3.根据权利要求1所述的可拼拆式多功能机械仿生外骨骼，其特征在于：还包括仿生脊柱，所述仿生脊柱包括多个相连的中间基础段、底部连接段和顶部段，所述中间基础段包括两个脊板（21），两个所述脊板（21）之间安装有球座（29），所述球座（29）靠近中部的外壁贯穿开设有球窝（25），所述球窝（25）贯穿球座（29）的底部，所述球座（29）的顶部固定安装有球头（26），相邻的两个所述中间基础段分别通过球头（26）和球窝（25）的活动连接实现上下相连。4.根据权利要求2所述的可拼拆式多功能机械仿生外骨骼，其特征在于：所述小腿部包括与第一膝关节臂（6）活动连接的第二膝关节臂（7），所述第二膝关节臂（7）的顶部为半圆形的板，所述第二膝关节臂（7）的底部安装有第三节臂（8），所述第二膝关节臂（7）为笔直结构，所述第三节臂（8）向远离肢体的方向倾斜，所述第三节臂（8）的底部安装有第四节臂（9）。5.根据权利要求3所述的可拼拆式多功能机械仿生外骨骼，其特征在于：所述球座（29）两侧的顶部一体成型有两个向上的限位支臂（27），位于上下方的两个所述脊板（...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔鹏杰，
申请(专利权)人：宁波天业精密铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：