一种穿戴式肩部助力外骨骼制造技术

本实用新型专利技术涉及一种穿戴式肩部助力外骨骼，其包括穿戴组件、助力组件和手臂支撑组件，穿戴组件包含设有腰部固定板的腰带，助力组件包括拉簧、拉绳和支撑杆，支撑杆一端活动连接固定于腰部固定板上的底座，支撑杆另一端与转接块支点转动相连，拉簧的一端通过第一调节器连接于支撑杆上的支座，拉簧远离支座的另一端通过拉绳连接于调节块，调节块通过设于转接块一端的第二调节器的调节滑动于转接块内滑槽一，转接块将助力组件产生的助力传递给另一端连接的手臂支撑组件。本实用新型专利技术利用拉簧作为储能元件为人体手臂提供恒定向上的支撑力，不需要任何动力源，通过采用仿生学的简单机械结构可实现外骨骼灵活、舒适以及实用性。舒适以及实用性。舒适以及实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种穿戴式肩部助力外骨骼


[0001]本技术涉及外骨骼
，具体说是一种穿戴式肩部助力外骨骼。

技术介绍

[0002]随着社会发展，社会开始逐渐步入老龄化，在一些如建筑、装修等行业自动化程度不高，需要大量体力劳动参与的场景里，又或者需要长时间保持托举姿势作业的场景里，中老年劳动者比例仍然占较高水平。这些劳动者由于年龄较大，体力有限，参与的工作体力又消耗较大，容易出现体力透支等现象，长时间工作后影响身体健康，轻则降低工作效率，严重则威胁生命安全。
[0003]机械外骨骼是一种在体外的辅助人体助力的设备。目前，外骨骼逐渐从医疗康复领域往工业领域发展。外骨骼根据功能分类可分为肩部助力外骨骼、腰部助力外骨骼以及负重外骨骼等。根据动力源分类可分为动力外骨骼和无源外骨骼，动力外骨骼通过设计电机或气缸等可实现较大的助力，但体积较大，舒适性较差，在上述场景不适用；无源外骨骼使用储能元件如弹簧、弹力带等元件实现助力。由于人体身体构造的原因，在抬升手臂时，不管手臂处于任何位置都是费力的，当手臂抬起尤其在手臂上有工具或者重物时，长时间后肩部肌肉容易出现疲劳。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本技术提供一种无需外部动力驱动、穿戴方便、通过简单机械结构实现对人体手臂提供恒定向上的支撑力的穿戴式肩部助力外骨骼。
[0005]本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种穿戴式肩部助力外骨骼，包括穿戴组件、助力组件和手臂支撑组件，所述穿戴组件包含设有腰部固定板的腰带，所述助力组件包括拉簧、拉绳和支撑杆，所述支撑杆一端活动连接固定于腰部固定板上的底座，所述支撑杆另一端与转接块支点转动相连，所述拉簧的一端通过第一调节器连接于支撑杆上的支座，拉簧远离支座的另一端通过拉绳连接于调节块，所述调节块通过设于转接块一端的第二调节器的调节滑动于转接块内滑槽一，所述转接块将助力组件产生的助力传递给另一端连接的手臂支撑组件。
[0006]作为优选，所述手臂支撑组件包括连杆一、连杆二和手臂箍套，所述连杆一首端与转接块相连，所述连杆二滑动连接于连杆一上的滑槽二并通过旋钮把手进行固定，所述连杆二远离连杆一的一端通过快装件与手臂箍套相连，所述手臂箍套用于包裹使用者的手臂。
[0007]作为优选，所述快装件包括卡座和卡爪，所述卡座底部设有用于卡爪滑动的凹槽，所述凹槽内设有嵌入卡爪上卡槽一的挡块，所述卡槽一内还设有抵接挡块与卡爪一端的弹簧，所述卡爪插入卡座的另一端与穿过卡座顶部的插销上的卡槽二契合相抵接，所述卡爪的滑动方向与插销的插入方向相互垂直，所述插销远离卡爪的一端与手臂箍套相连，且所述插销与卡座保持相对运动。
[0008]作为优选，所述转接块包括拼接的两个镜像零件，所述滑槽一设有两个，且两个滑槽一呈对称设置设于两个镜像零件相对一侧。
[0009]作为优选，所述穿戴组件还包含有两个肩带，所述肩带的首端和尾端分别连接于腰带的前部和后部，所述肩带和腰带上均设有至少一组卡扣。
[0010]作为优选，所述滑槽一与转接块支点的连线和手臂支撑组件平移至转接块支点处与转接块支点的连线成夹角设置，且所述转接块上沿滑槽一方向设有助力刻度。
[0011]作为优选，所述腰带后部设有供底座滑动的滑槽二，所述底座通过紧固件固定于滑槽二内。
[0012]作为优选，所述支撑杆一端通过球头关节与底座活动连接，所述支撑杆另一端与转接块支点铰接。
[0013]作为优选，所述支撑杆为伸缩杆,所述拉绳为钢丝绳，所述第一调节器和第二调节器均为调节螺栓。
[0014]作为优选，所述助力组件和手臂支撑组件均均设为两组，且均以脊椎为中线对称设于两侧。
[0015]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0016]1、本技术利用拉簧作为储能元件为人体手臂提供恒定支撑力，不需要任何动力源，通过简单的机械结构实现对人体手臂提供恒定向上的支撑力，同时结构采用仿生学，本方案可满足人体手臂在任何范围内都能自由活动不产生束缚感且不影响助力效果，实现外骨骼灵活、舒适以及实用性；
[0017]2、本技术通过连杆一和滑动的连杆二组成可伸缩的连杆，再通过旋钮把手的固定可根据手臂大臂长度任意调节，保证使用过程中的舒适性和实用性，从而更好的对拉簧拉力进行传递。
[0018]3、本技术穿戴组件通过多组卡扣进行连接，可根据不同人体体型进行调节，满足不同身高体型穿戴，分别对使用者腰部、肩部及胸部进行贴合，并通过与支撑杆相连的底座在滑槽二上的滑动，使助力组件进一步贴合使用者，有利于稳定提供助力；
[0019]4、本技术第一调节器可调节拉簧初始拉力，第二调节器通过调节块在滑槽一的滑动调节拉簧端力臂距离，并通过助力刻度的设置，可以精准进行助力大小的调节，从而为对应手臂提供不同大小的助力。
附图说明
[0020]图1为本技术的穿戴示意图；
[0021]图2为本技术的结构示意图；
[0022]图3为本技术转接块内部结构示意图；
[0023]图4为本技术快装件爆炸示意图；
[0024]图5为本技术快装件与插销连接主视图；
[0025]图6为图5沿C
‑
C剖视图；
[0026]图7为拉簧提供助力示意图。
具体实施方式
[0027]下面将结合图1
‑
7详细说明本技术，在此本技术的示意性实施例以及说明用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。
[0028]一种穿戴式肩部助力外骨骼，其包括穿戴组件、均以脊椎为中线对称设于两侧的两组助力组件5和两组手臂支撑组件3，所述穿戴组件包含设有腰部固定板6的腰带2，所述助力组件包括拉簧17、拉绳20和支撑杆13，所述支撑杆一端通过球头关节16活动连接固定于腰部固定板上的底座14，所述支撑杆另一端与转接块支点26铰接，具体的支撑杆为可以调节高度的伸缩杆，所述拉簧的一端通过第一调节器19连接于支撑杆上的支座15，通过第一调节器可以调节拉簧初始拉力，拉簧远离支座的另一端通过拉绳连接于调节块25，本方案中的拉绳采用钢丝绳，所述调节块通过设于转接块7一端的第二调节器18的调节滑动于转接块内滑槽一24，所述滑槽一与转接块支点的连线和手臂支撑组件平移至转接块支点处与转接块支点的连线成夹角设置，夹角设计的目的是使手臂完全放下时，拉簧拉力力臂为0，且所述转接块上沿滑槽一方向设有助力刻度，第一调节器和第二调节器均为调节螺栓，本方案利用杠杆原理F1*L1＝F2*L2，以支撑杆为轴，在无任何动力源的情况下利用拉簧作为储能元件为人体手臂提供恒定支撑力，转接块将助力组件产生的助力传递给另一端连接的手臂支撑组件，支撑手臂臂长固定，第二调节器通过调节块在滑槽一的滑动调节拉簧端力臂距离，并通过助力刻度的设置，可以精准进行助力大小的调节，从而为对应手臂提供不同大小的助力。
[0029]手臂支撑组件包括连杆一21、连杆二8和手臂箍套9，所述连杆一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种穿戴式肩部助力外骨骼，其特征在于：包括穿戴组件、助力组件(5)和手臂支撑组件(3)，所述穿戴组件包含设有腰部固定板(6)的腰带(2)，所述助力组件包括拉簧(17)、拉绳(20)和支撑杆(13)，所述支撑杆一端活动连接固定于腰部固定板上的底座(14)，所述支撑杆另一端与转接块支点(26)转动相连，所述拉簧的一端通过第一调节器(19)连接于支撑杆上的支座(15)，拉簧远离支座的另一端通过拉绳连接于调节块(25)，所述调节块通过设于转接块(7)一端的第二调节器(18)的调节滑动于转接块内滑槽一(24)，所述转接块将助力组件产生的助力传递给另一端连接的手臂支撑组件。2.根据权利要求1所述穿戴式肩部助力外骨骼，其特征在于：所述手臂支撑组件包括连杆一(21)、连杆二(8)和手臂箍套(9)，所述连杆一首端与转接块相连，所述连杆二滑动连接于连杆一上的滑槽二(10)并通过旋钮把手(22)进行固定，所述连杆二远离连杆一的一端通过快装件与手臂箍套相连，所述手臂箍套用于包裹使用者(1)的手臂(4)。3.根据权利要求2所述穿戴式肩部助力外骨骼，其特征在于：所述快装件包括卡座(11)和卡爪(12)，所述卡座底部设有用于卡爪滑动的凹槽(29)，所述凹槽内设有嵌入卡爪上卡槽一(33)的挡块(30)，所述卡槽一内还设有抵接挡块与卡爪一端的弹簧(28)，所述卡爪插入卡座的另一端与穿过卡座顶部的插销(31)上的卡槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾贤根，刘紫敬，王锋利，黎领，
申请(专利权)人：湖南固工机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：