卸力可调的负重外骨骼制造技术

本发明专利技术公开了一种卸力可调的负重外骨骼，包括腰部基座固定支撑于所述腰部基座上的背部基座，背部基座上设有卸力调节机构，卸力调节机构用于调整背部基座辅助承力大小，所述卸力调节机构包括压盘轴；背部基座的左右侧或/和背侧设有负重组件，负重组件与所述压盘轴固定连接，并与所述背部基座之间具有高度方向的导向结构；下肢骨骼，通过髋关节组件支承腰部基座。采用以上方案，主要通过在背部基座上设置卸力调节机构的方式，将实际负重载荷力进行分配，即调节外骨骼和人体各自承力大小，这样穿戴者可以根据需要进行分配调节，在行走灵活度与助力效果之间找到更好的平衡点。度与助力效果之间找到更好的平衡点。度与助力效果之间找到更好的平衡点。

【技术实现步骤摘要】
卸力可调的负重外骨骼


[0001]本专利技术属于外骨骼
，具体涉及一种卸力可调的负重外骨骼。

技术介绍

[0002]负重外骨骼也称为正常人负重行走的穿戴式机器人。在日益发展扩大的物流行业也存在着反复的重物抬起、卸下、多点间搬运等特征，这些工作同样需要作业工人不断的使用臂力、腰力等来完成工作，不仅容易疲劳，长期如此还会引发肩周炎、腰椎间盘突出等并发症，给作业工人带来了许多健康隐患，影响到其未来的家庭生活。助力外骨骼可以有效的帮助穿戴者长时间保持一种姿势或是助力于反复几种姿势的交替作业，不仅大大地减轻了作业者的身体负担，可辅助作业者高效、准确地完成任务，因而在军用和民用领域均逐渐被大力推广。
[0003]现有的负重外骨骼中一种类型各部分均采用分体结构，在结构上具有较好的活动自由度，主要为了保证穿戴舒适性和行走便捷性，但这也就到导致其力传导性能欠佳，主要仍由人体承重，即助力效果欠佳，另一种类型则采用整体式结构，该类型外骨骼具有较好的卸力效果，但是又会造成行走不便，尤其是关节部位的阻力较大，因此，如何平衡外骨骼的卸力效果与穿戴行走性能，更针对不同受众实现个性化调整，成为当前制约外骨骼技术发展的重要问题之一。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种卸力可调的负重外骨骼，以解决现有技术中，外骨骼助力结构固定，在助力效果与行动自由度之间存在相互矛盾的问题。
[0005]其技术方案如下：
[0006]一种卸力可调的负重外骨骼，其关键在于，包括：
[0007]腰部基座；
[0008]背部基座，固定支撑于所述腰部基座上，其上设有卸力调节机构，所述卸力调节机构用于调整背部基座辅助承力大小，其以活动方式设置于背部基座内，并能够沿背部基座的高度方向滑动，所述卸力调节机构包括压盘轴；
[0009]负重组件，至少包括设置于背部基座背侧的背负架，所述背负架承力于压盘轴上，并与所述背部基座和腰部基座之间均具有高度方向的导向结构；
[0010]下肢骨骼，通过髋关节组件支承所述腰部基座。
[0011]采用以上方案，使用时载荷通过负重组件传递至压盘轴上，而压盘轴受到的向下重力又通过卸力调节机构传递至背部基座，而在此过程中，可通过卸力调节机构对载荷力进行分配调整，即调整外骨骼和人体各自承力大小，以使其能够与更多使用者相互适应，并且避免外骨骼载荷过大导致行动不灵活的情况发生，使得外骨骼在具有较好助力适应性同时兼具良好的活动自由度，此外背负架通过导向结构，可更好的保证行走过程中浮动稳定性。
[0012]作为优选：所述卸力调节机构包括调节座和调节旋钮，所述调节座内具有沿背部基座高度方向设置的安装腔，该安装腔内具有同轴设置的卸力弹性件和螺纹衬套，所述压盘轴包括相对固定的盘部和轴部，所述轴部朝下穿过所述卸力弹性件，轴部沿背部基座的高度方向设置，并与背部基座之间具有相互配合的轴向位移导向结构；
[0013]所述卸力弹性件下端承力点与调节座相对固定，上端与所述盘部相抵，且所述盘部的直径大于螺纹衬套内径；
[0014]所述螺纹衬套与调节旋钮螺纹配合，并以可滑动方式设置于安装腔内，所述调节旋钮以可转动方式设置于安装腔内，且其轴向位置相对调节座固定设置。
[0015]采用以上方案，调节时利用调节旋钮转动带动螺纹衬套升降，即改变压盘轴的实际可下行距离，这样卸力弹性件受到的压力也就随之改变，同样传递至背部基座的分立也就改变，进而达到卸力调节的目的，通常而言，螺纹衬套上行，其与盘部之间的距离缩短，卸力弹性件压缩量缩小，那么背部基座卸力较小，螺纹衬套位于最低位置时，背部基座卸力最大。
[0016]作为优选：所述安装腔内固设有旋钮底座，该旋钮底座具有沿其轴向开设的中心孔，所述卸力弹性件位于中心孔内，调节旋钮下端以可转动方式与旋钮底座相连，螺纹衬套位于调节旋钮与旋钮底座之间，所述调节旋钮顶部突出至背部基座上方。采用以上方案，便于卸力调节机构的模块化生产组装，提高装配效率。
[0017]作为优选：所述背部基座内具有竖向设置并与调节座滑动配合的导向轴，所述调节座与背部基座之间设有复位弹性件，所述复位弹性件对调节座施加朝向背部基座顶部的推拉力。采用以上方案，通过调节座的升降配合复位弹性件可实现进一步卸力，同时当负重卸除时，复位弹性件和辅助调节座快速复位。
[0018]作为优选：所述腰部基座和背部基座之间设有肩带，所述肩带上端伸入背部基座内并与所述调节座固定连接。采用以上方案，肩带上端与调节座固定，这样当调节座下行时，可辅助将肩带进一步拉紧，使调节座受到的部分压力又传递至背部基座，剩下的再由肩带传递至人体，配合提高第二次卸力效果。
[0019]作为优选：所述负重组件包括两个对称设置于背部基座两侧的上肢助力舱，所述上肢助力舱通过收卷机构安装有助力带，所述助力带从上肢助力舱的下方穿出。采用以上方案，使用时可将助力带拉出绑缚于带搬运物体上，尤其适合担架搬运，外骨骼可起到较好的助力效果，并且操作便捷可靠。
[0020]作为优选：所述背负架包括负重背板，所述负重背板左右两侧均具有与上肢助力舱配合的连接结构。采用以上方案，背负架直接与上肢助力舱配合固定，可避免在背部基座上额外设置与压盘轴连接窗口，降低对背部基座的强度破坏。
[0021]作为优选：所述负重背板两侧具有与其铰接的插扣，所述上肢助力舱的舱体上具有与所述插扣配合的插槽，所述插扣能够在与负重背板相互平行和相互垂直之间转动；
[0022]所述负重背板底部后侧设有负重翻板，所述负重翻板与负重背板相互铰接，能够朝上翻转至与所述负重背板贴合。采用以上方案，便于背负架的快速安装，另一方面负重翻板和插扣均能够转动与负重背板贴合，收折完成后整体像平板状，便于背负架的收纳运输。
[0023]作为优选：所述负重背板下端前侧对称设置背板导轨，背板导轨竖向设置，所述腰部基座背侧对应背板导轨的位置则设有背板滚轮，所述背板滚轮与背板导轨滚动配合。采
用以上方案，通过背板滚轮与背板导轨的滚动配合，一方面可减小背负架左右晃动幅度，另一方面可缓解负重背板与腰部基座之间的磨损，使背负架浮动流畅，且具有良好的稳定性。
[0024]作为优选：所述下肢骨骼包括大腿本体和小腿本体，其中所述大腿本体的下端固设有膝关节凸轮杆，所述膝关节凸轮杆与小腿本体上端铰接，膝关节凸轮杆具有凸轮部，该凸轮部外缘距转动中心的距离沿膝关节凸轮杆的长度方向逐渐增大；
[0025]所述小腿本体内设有导轨滚轮，所述导轨滚轮具有与所述凸轮部外缘轮廓相适应的V型槽，导轨滚轮通过助力弹性件活动支撑于小腿本体，并与所述凸轮部相抵。采用以上导轨滚轮和膝关节凸轮杆构成的膝关节结构，可更好的保证行走时小腿弯曲对中性，另一方面，利用凸轮结构，可减少前期小幅度弯曲的助力效果，加强弯曲较大时的助力效果。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027]采用本专利技术提供的卸力可调的负重外骨骼，主要通过在背部基座上设置卸力调节机构的方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卸力可调的负重外骨骼，其特征在于，包括：腰部基座(100)；背部基座(200)，固定支撑于所述腰部基座(100)上，其上设有卸力调节机构(300)，所述卸力调节机构(300)用于调整背部基座(200)辅助承力大小，其以活动方式设置于背部基座(200)内，并能够沿背部基座(200)的高度方向滑动，所述卸力调节机构(300)包括压盘轴(310)；负重组件(400)，至少包括设置于背部基座(200)背侧的背负架(430)，所述背负架(430)承力于压盘轴(310)上，并与所述背部基座(200)和腰部基座(100)之间均具有高度方向的导向结构；下肢骨骼(500)，通过髋关节组件(600)支承所述腰部基座(100)。2.根据权利要求1所述的卸力可调的负重外骨骼，其特征在于：所述卸力调节机构(300)包括调节座(320)和调节旋钮(330)，所述调节座(320)内具有沿背部基座(200)高度方向设置的安装腔(321)，该安装腔内(321)内具有同轴设置的卸力弹性件(390)和螺纹衬套(340)，所述压盘轴(310)包括相对固定的盘部(311)和轴部(312)，所述轴部(312)朝下穿过所述卸力弹性件(390)，轴部(312)沿背部基座(200)的高度方向设置，并与背部基座(200)之间具有相互配合的轴向位移导向结构；所述卸力弹性件(390)下端承力点与调节座(320)相对固定，上端与所述盘部(311)相抵，且所述盘部(311)的直径大于螺纹衬套(340)内径；所述螺纹衬套(340)与调节旋钮(330)螺纹配合，并以可滑动方式设置于安装腔内，所述调节旋钮(330)以可转动方式设置于安装腔(321)内，且其轴向位置相对调节座(320)固定设置。3.根据权利要求2所述的卸力可调的负重外骨骼，其特征在于：所述安装腔(321)内固设有旋钮底座(350)，该旋钮底座(350)具有沿其轴向开设的中心孔(351)，所述卸力弹性件(390)位于中心孔(351)内，调节旋钮(330)下端以可转动方式与旋钮底座(350)相连，螺纹衬套(340)位于调节旋钮(330)与旋钮底座(350)之间，所述调节旋钮(330)顶部突出至背部基座(200)上方。4.根据权利要求2所述的卸力可调的负重外骨骼，其特征在于：所述背部基座(200)内具有竖向设置并与调节座(320)滑动配合的导向轴(231)，所述调节座(320)与背部基座(200)之间设有复位弹性件(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂勋程，漆亮东，崔璐，韦势芬，李雪，雷洁，王凯民，革文科，
申请(专利权)人：重庆前卫科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：