一种基于谐波减震的外骨骼手臂制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于谐波减震的外骨骼手臂，涉及地震救援技术领域，包括：肩背连接结构，所述肩背连接结构的一侧设置有背部固定结构，所述肩背连接结构的另一侧设置有大臂结构，所述大臂结构的一侧设置有舵机，所述大臂结构的一侧设置有肩关节结构，所述大臂结构的另一侧设置有大臂可调节结构。本实用新型专利技术，满足穿戴者对于轻量化、高续航性、高实用性、高人机匹配性、助力的使用要求，本外骨骼系统通过减速器、电机等实现上肢的省力动作，有效避免了电机在往复运动中的能量损耗，极大的增强了救援效率。救援效率。救援效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于谐波减震的外骨骼手臂


[0001]本技术涉及地震救援
，尤其涉及一种基于谐波减震的外骨骼手臂。

技术介绍

[0002]但是现有技术中，目前，如果碰到大型地震，需要到救援现场进行物资搬运，人员救援时，往往在救援过程中会有大量的搬运工作，但是现有仍旧需要大量人力工作，费时费力，可能还会发生误伤手臂的情况，以束带外骨骼为例，主要借助腿部力量完成上身运动，虽然能够进行搬运，但是省力性不足，并且不能够保护胳膊，适用范围有限，结果并不理想，但由于材料问题不能做到很好的能量利用和回收。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，针对在救援过程中会有大量的搬运工作，即包括对生活救援物资、救援工具、受灾人员的搬运，因此臂部关节系统的设计主要用途即在于使人员省力，从而加强运输效率，提出一种基于谐波减震的外骨骼手臂。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种基于谐波减震的外骨骼手臂，包括：肩背连接结构，所述肩背连接结构的一侧设置有背部固定结构，所述肩背连接结构的另一侧设置有大臂结构，所述大臂结构的一侧设置有舵机，所述大臂结构的一侧设置有肩关节结构，所述大臂结构的另一侧设置有大臂可调节结构，所述大臂结构的另一侧安装有推杆电机，所述推杆电机的输出端固定连接有推杆部分，所述大臂结构的另一侧设置有小臂结构，所述小臂结构的一侧设置有小臂可调节结构，所述小臂结构的另一侧设置有手腕关节结构，所述手腕关节结构的一侧设置有手部结构，所述手部结构的一侧设置有手心绑带。
[0005]作为一种优选的实施方式，所述大臂结构与肩背连接结构的连接处设置有号电机。
[0006]采用上述进一步方案的技术效果是：通过设置号电机，使得大臂结构转动具有一个自由度。
[0007]作为一种优选的实施方式，所述大臂结构与小臂结构的连接处设置有号电机。
[0008]采用上述进一步方案的技术效果是：通过设置号电机，使得小臂结构转动具有一个自由度，带动臂部以肩部为支点转动，以实现人体托举等动作。
[0009]作为一种优选的实施方式，所述推杆部分的一侧与小臂可调节结构的一侧相连接。
[0010]采用上述进一步方案的技术效果是：通过利用推杆部分与小臂可调节结构相连接，小臂结构可以正常调节，使得肩部有两个自由度，背部有一个自由度，同时可以弥补大臂和小臂之间的左右自由度，及实现人体进行扩胸，伸展等动作。
[0011]与现有技术相比，本技术的优点和积极效果在于，
[0012]1、本技术，满足穿戴者对于轻量化、高续航性、高实用性、高人机匹配性、助力的使用要求，本外骨骼系统通过减速器、电机等实现上肢的省力动作，有效避免了电机在往复运动中的能量损耗，极大的增强了救援效率。
[0013]2、本技术，具备高节能性、高智能性、高助力性、高人机匹配性、可持续发展性等性能，在救援救灾行业、生物医疗行业、助老助残及军用民用领域均具有极大的适用性和广泛的推广前景。
[0014]3、本技术，通过设置舵机和一号电机以及二号电机，由3个步进电机以及1个推杆电机构成，步进电机外置谐波减速器以加强臂部关节系统的高稳定性和续航性。
附图说明
[0015]图1为本技术提供的一种基于谐波减震的外骨骼手臂的结构示意图；
[0016]图2为本技术提供的一种基于谐波减震的外骨骼手臂的侧视结构示意图。
[0017]图例说明：
[0018]1、肩背连接结构；2、背部固定结构；3、大臂结构；4、舵机；5、肩关节结构；6、大臂可调节结构；7、推杆电机；8、推杆部分；9、小臂结构；10、小臂可调节结构；11、手腕关节结构；12、手部结构；13、手心绑带；14、一号电机；15、二号电机。
具体实施方式
[0019]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0020]实施例1
[0021]如图1
‑
2所示，本技术提供一种技术方案：一种基于谐波减震的外骨骼手臂，包括：肩背连接结构1，肩背连接结构1的一侧设置有背部固定结构2，肩背连接结构1的另一侧设置有大臂结构3，大臂结构3与肩背连接结构1的连接处设置有一号电机14，通过设置一号电机14，使得大臂结构3转动具有一个自由度，大臂结构3与小臂结构9的连接处设置有二号电机15，通过设置二号电机15，使得小臂结构9转动具有一个自由度，带动臂部以肩部为支点转动，以实现人体托举等动作，大臂结构3的一侧设置有舵机4，大臂结构3的一侧设置有肩关节结构5，大臂结构3的另一侧设置有大臂可调节结构6，大臂结构3的另一侧安装有推杆电机7，推杆电机7的输出端固定连接有推杆部分8，推杆部分8的一侧与小臂可调节结构10的一侧相连接，通过利用推杆部分8与小臂可调节结构10相连接，小臂结构9可以正常调节，使得肩部有两个自由度，背部有一个自由度，同时可以弥补大臂和小臂之间的左右自由度，及实现人体进行扩胸，伸展等动作，大臂结构3的另一侧设置有小臂结构9，小臂结构9的一侧设置有小臂可调节结构10，小臂结构9的另一侧设置有手腕关节结构11，手腕关节结构11的一侧设置有手部结构12，手部结构12的一侧设置有手心绑带13。
[0022]工作原理：
[0023]如图1
‑
2所示，从外骨骼助力的设计目标出发，选择能够满足功能要求的材料，上肢外骨骼是穿戴于搜救人员身上的，其重力负担的一部分由穿戴者支持，因此，质量是材料
选择的首要要求，应选择轻质材料，常见的轻质材料有轻合金、工程塑料等，考虑材料的加工性和装配性能，铝合金作为轻合金中成本低廉、性价比高的轻合金材料，成为外骨骼上肢的首选。
[0024]在搜救过程中，上肢外骨骼装置能够起到助力作用，则要求材料具有足够的强度和刚度，纯铝偏软，强度较低，约为100Mpa，为提高强度和刚度，可以在铝中添加铜、镁等增强合金的元素，再经过时效热处理析出，得到强度较高的硬铝合金，硬铝合金的强度大大提高，可以达到480Mpa，硬度也有较大的提高，可以满足上肢外骨骼的设计要求，在常见的硬铝合金中，2A12硬铝合金比较符合上肢外骨骼尽可能轻便且具有较强强度和刚度的要求，上肢外骨骼材料选用2A12硬铝合金。
[0025]以上所述，仅是本技术的较佳实施例而已，并非是对本技术作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的
技术实现思路
加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本技术技术方案内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本技术技术方案的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于谐波减震的外骨骼手臂，其特征在于，包括：肩背连接结构(1)，所述肩背连接结构(1)的一侧设置有背部固定结构(2)，所述肩背连接结构(1)的另一侧设置有大臂结构(3)，所述大臂结构(3)的一侧设置有舵机(4)，所述大臂结构(3)的一侧设置有肩关节结构(5)，所述大臂结构(3)的另一侧设置有大臂可调节结构(6)，所述大臂结构(3)的另一侧安装有推杆电机(7)，所述推杆电机(7)的输出端固定连接有推杆部分(8)，所述大臂结构(3)的另一侧设置有小臂结构(9)，所述小臂结构(9)的一侧设置有小臂可调节结构(10)，所述小臂结构(9)的另...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冰，任爱华，王贵英，杨莹莹，庞玲，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：新型
国别省市：