本发明专利技术公开了一种用于重载搬运的人体穿戴上肢外骨骼装置，采用肩背板装置、宽度调节装置、肩关节装置和手臂驱动装置，肩关节装置和手臂驱动装置能够实现跟随人体手臂转动，将人体手臂力量转接到人体背部，采用有源的方式，在减轻整体装备质量的同时，具有适合人体运动的自由度分配，分担人体搬运重物时肩关节受到的重物带来的压力和力矩，肩部贴板上固定有肩背板转动关节和肩部转动关节，肩部贴板对称设置有两组宽度调节装置，每组宽度调节装置连接一组肩关节装置和手臂驱动装置，可形成双支撑辅助结构，实现对工人搬重物时进行较大力量辅助的目的，结构简单，穿戴方便，对人体搬运重物时的助力，降低人体肩部机构损伤，具有重要的意义。要的意义。要的意义。
【技术实现步骤摘要】
一种用于重载搬运的人体穿戴上肢外骨骼装置
[0001]本专利技术属于人体工学工程制造领域，应用于货物搬运、医疗护理、后勤保障等需要依靠人力进行物体搬运场所，具体涉及一种用于重载搬运的人体穿戴上肢外骨骼装置。
技术介绍
[0002]在一些特殊的工作场所需要人托举、持有、搬运或移动重物。对于进行该动作的工作人员，由于长期高强度的体力劳动，面临着由于肌肉损伤而造成体力负担加重的危险。大量的事实表明，长期频繁的搬运重物容易增加工作人员肩部肌肉损伤、腰椎劳损的风险。
[0003]外骨骼作为一种特殊的装置，其可以将人的智力与外骨骼装置进行完美的结合，具有非常广泛的应用价值：根据能量来源的不同，外骨骼通常可以被分为两种类型：无源外骨骼、有源外骨骼。
[0004]当前国内的无源外骨骼，通过机械结构自身对于穿戴者的手臂提供一个向上的托力，实现对于穿戴者手臂的力量辅助。但是，当人体手臂没有重物需要向下运动时，需要人体自身额外提供力量抵消机械结构对其手臂的向上推力。存在辅助力量小、灵活度低、人机协同性差的特点。
[0005]当前国内的有源外骨骼，通过传感器测得人体上肢运动情况，由控制模块驱动电机带动穿戴者的手臂进行运动，实现对于穿戴者手臂的力量辅助。但是，目前国内的上肢有源外骨骼采用欠自由度驱动，灵活度太低。难以满足人体上肢运动灵活运动的需要。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于重载搬运的人体穿戴上肢外骨骼装置，以克服现有技术的不足。
[0007]一种用于重载搬运的人体穿戴上肢外骨骼装置，肩背板装置、宽度调节装置、肩关节装置和手臂驱动装置；
[0008]肩背板装置包括肩部贴板，肩部贴板上固定有肩背板转动关节和肩部转动关节，肩部贴板对称设置有两组宽度调节装置，每组宽度调节装置连接一组肩关节装置和手臂驱动装置；
[0009]宽度调节装置包括背部宽度调整机构和肩部宽度调整机构，背部宽度调整机构包括腰肩横杆，腰肩横杆一端与肩背板转动关节转动连接；肩背板转动关节包括肩部横杆，肩部横杆一端与腰肩横杆另一端转动连接；
[0010]肩关节装置包括万向节电机连接杆，万向节电机连接杆一端与肩部横杆另一端通过十字万向节连接；
[0011]手臂驱动装置包括电机，电机通过电机安装板固定于万向节电机连接杆的另一端，电机的输出轴固定有手臂托板，手臂托板和肩部贴板上均设置有绑带。
[0012]优选的，还包括高度调节装置，高度调节装置包括腰支撑杆件和腰调位杆件；腰支撑杆件的一端与和腰调位杆件一端套接，腰支撑杆件的另一端固定有腰部贴片，腰部贴片
上设置有固定带；肩部背板上固定有腰部旋转关节，腰调位杆件的另一端与腰部旋转关节转动连接。
[0013]优选的，肩背板转动关节和肩部转动关节均通过肩部背板固定于肩部贴板下端，肩部背板上固定有腰肩旋转关节，肩部贴板的上端通过腰肩部连接轴与腰肩旋转关节连接。
[0014]优选的，腰肩横杆一端通过背调节连杆与肩背板转动关节转动连接，背调节连杆竖直设置，腰肩横杆水平设置。
[0015]优选的，肩部横杆的一端通过肩调节连杆与肩宽转动关节转动连接。
[0016]优选的，手臂托板通过电机驱动执行板与电机的输出轴固定连接。
[0017]优选的，手臂托板与电机驱动执行板之间设有三维力传感器。
[0018]优选的，电机安装板上设置有电机运动限位槽，电机驱动执行板上设置有限位块，电机驱动执行板上的限位块受电机运动限位槽限位。
[0019]优选的，肩部背板、肩部贴板和腰部贴片均为弧形结构。
[0020]优选的，肩背板转动关节、肩部转动关节和肩宽转动关节均可采用轴承结构。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0022]本申请一种用于重载搬运的人体穿戴上肢外骨骼装置，采用肩背板装置、宽度调节装置、肩关节装置和手臂驱动装置，肩关节装置和手臂驱动装置能够实现跟随人体手臂转动，将人体手臂力量转接到人体背部，采用有源的方式，在减轻整体装备质量的同时，具有适合人体运动的自由度分配，分担人体搬运重物时肩关节受到的重物带来的压力和力矩，本申请能够实现人体在弯腰搬运重物过程中的运动，分别满足人体肩关节的屈、伸、外展、内收、内旋、外旋六个动作，对人体搬运重物时的助力，降低人体肩部机构损伤，具有重要的意义。
[0023]优选的，肩部贴板上固定有肩背板转动关节和肩部转动关节，肩部贴板对称设置有两组宽度调节装置，每组宽度调节装置连接一组肩关节装置和手臂驱动装置，可形成双支撑辅助结构，实现对工人搬重物时进行较大力量辅助的目的，结构简单，穿戴方便。
[0024]优选的，利用高度调节装置，可将整体装置的重力分摊到人体腰部，进一步减轻肩部重力作用。
[0025]优选的，采用电机作为动力原件，一方面能够为穿戴者提供较大的力量辅助，另一方面有利于控制，满足高随动性的需要.
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例中上肢外骨骼装置整体结构示意图。
[0027]图2为本专利技术实施例中手臂驱动装置示意图。
[0028]图中，1.肩部贴板，2.肩部背板，3.肩背板转动关节，4.肩部转动关节，5.背调节连杆，6.腰肩弯管，7.腰肩横杆，8.肩宽转动关节，9.肩调节连杆，10.肩部横杆，11.十字万向节，12.万向节电机连接杆，13.电机安装板，14.腰肩部连接轴，15.腰肩旋转关节，16.腰部旋转关节，17.腰调位杆件，18.腰支撑杆件，19.腰调位杆件连接关节，20.腰部贴片，21.驱动电机，22.电机运动限位槽，23.电机驱动执行板，24.三维力传感器，25.手臂托板。
具体实施方式
[0029]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，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的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0030]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0031]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0032]如图1所示，一种用于重载搬运的人体穿戴上肢外骨骼装置，包括肩背板装置、宽度调节装置、肩关节装置、手臂驱动装置、高度调节装置和摆动装置；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于重载搬运的人体穿戴上肢外骨骼装置，其特征在于，肩背板装置、宽度调节装置、肩关节装置和手臂驱动装置；肩背板装置包括肩部贴板(1)，肩部贴板(1)上固定有肩背板转动关节(3)和肩部转动关节(4)，肩部贴板(1)对称设置有两组宽度调节装置，每组宽度调节装置连接一组肩关节装置和手臂驱动装置；宽度调节装置包括背部宽度调整机构和肩部宽度调整机构，背部宽度调整机构包括腰肩横杆(7)，腰肩横杆(7)一端与肩背板转动关节(3)转动连接；肩背板转动关节(3)包括肩部横杆(10)，肩部横杆(10)一端与腰肩横杆(7)另一端转动连接；肩关节装置包括万向节电机连接杆(12)，万向节电机连接杆(12)一端与肩部横杆(10)另一端通过十字万向节(11)连接；手臂驱动装置包括电机(21)，电机(21)通过电机安装板(13)固定于万向节电机连接杆(12)的另一端，电机(21)的输出轴固定有手臂托板(25)，手臂托板(25)和肩部贴板(1)上均设置有绑带。2.根据权利要求1所述的一种用于重载搬运的人体穿戴上肢外骨骼装置，其特征在于，还包括高度调节装置，高度调节装置包括腰支撑杆件(18)和腰调位杆件(17)；腰支撑杆件(18)的一端与和腰调位杆件(17)一端套接，腰支撑杆件(18)的另一端固定有腰部贴片(20)，腰部贴片(20)上设置有固定带；肩部背板(2)上固定有腰部旋转关节(16)，腰调位杆件(17)的另一端与腰部旋转关节(16)转动连接。3.根据权利要求1所述的一种用于重载搬运的人体穿戴上肢外骨骼装置，其特征在于，肩背板转动关节(3)和肩部转动关节(...
【专利技术属性】
技术研发人员：常宏，刘冠勋，尚雅层，来跃深，
申请(专利权)人：深圳市北辰亿科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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