一种穿戴式助力助行外骨骼制造技术

本发明专利技术涉及人力辅助机械结构领域，尤其涉及一种穿戴式助力助行外骨骼，包括上肢助力外骨骼和下肢助行外骨骼，上肢助力外骨骼包括穿戴背心、控制单元、两个驱动单元和两个手套组件，控制单元和驱动单元均设置于穿戴背心的背部，控制单元用于控制驱动单元运行或停止，驱动单元和连接单元一一对应，驱动单元设置于穿戴背心的背部，驱动单元的输出端与手套组件连接，手套组件用于与人体配合进行重物搬运；下肢助行外骨骼包括腰部单元、髋关节单元和腿部单元。本发明专利技术采用模块化设计，既可以整体穿戴，为人工搬运重物的拿起、放下以及手持重物行进提供助力，也可以在搬运行进过程中辅助使用者轻快行走，减轻搬运过程中因行走产生的人体肌肉疲劳感。肉疲劳感。肉疲劳感。

【技术实现步骤摘要】
一种穿戴式助力助行外骨骼


[0001]本专利技术涉及人力辅助机械结构领域，具体为一种穿戴式助力助行外骨骼。

技术介绍

[0002]随着社会的发展、科技的进步，互联网科技已经引领时代。伴随互联网快速发展的便是物流行业，外有货物进出口，内有货物全国通，而随着物流行业应用而生的便是货物搬运与分拣。而除了物流行业，还有仓储、建筑施工等地方都需要搬运一些重量相对较重的货物。而这些长期的搬运作业，会对工作人员造成身体损伤，甚至是对其健康产生影响。
[0003]现今市场上的助力助行外骨骼主要有以下几个缺点：1)多为全身外骨骼，整体重量较大，且灵活性较差；2)现行市场上的助力助行外骨骼多为上下肢一体，不能模块化使用；3)一些有源上肢助力外骨骼模仿人体手臂结构使得外骨骼结构复杂；4)人体髋关节为三自由度，而现行下肢助行外骨骼基本上都是二自由度，设计不够贴合人体关节，导致人体活动范围受到一定的限制。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种穿戴式助力助行外骨骼，旨在可以使穿戴式助力助行外骨骼的助力与助行功能模块化使用，以满足不同用户的不同需求。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种穿戴式助力助行外骨骼，包括上肢助力外骨骼和下肢助行外骨骼，上肢助力外骨骼包括穿戴背心、控制单元、两个驱动单元和两个手套组件，控制单元和驱动单元均设置于穿戴背心的背部，控制单元用于控制驱动单元运行或停止，驱动单元和连接单元一一对应，驱动单元设置于穿戴背心的背部，驱动单元的输出端与手套组件连接，手套组件用于与人体配合进行重物搬运；
[0007]下肢助行外骨骼包括腰部单元、髋关节单元和腿部单元，腰部单元包括背部腰杆、腰杆调节连接件和两个侧面腰杆，背部腰杆与穿戴背心的腰部连接，侧面腰杆的长度轴线与背部腰杆的长度轴线垂直，两个侧面腰杆通过腰杆调节连接件和分别设置于背部腰杆的两端；
[0008]髋关节单元包括内外旋杆、行走驱动结构和内收外展部件，内外旋杆与侧面腰杆转动连接，内外旋杆的长度轴线与侧面腰杆的长度轴线垂直，内外旋杆的长度轴线与背部腰杆的长度轴线垂直，内外旋杆的一端与侧面腰杆转动连接，另一端与行走驱动结构固定连接，行走驱动结构的输出端与内收外展部件转动连接；内收外展部件的转动轴与内外旋杆的转动轴垂直；
[0009]腿部单元包括腿杆和腿部绑带，腿杆的上部与内收外展部件转动连接，腿部绑带固定于腿杆下部。
[0010]优选的，驱动单元包括第一电机、齿轮减速机构和传动部件，第一电机的安装底座与穿戴背心的背部连接，第一电机的输入端与电池连接，第一电机的输出端与齿轮减速机
构的输入端连接，齿轮减速机构的输出端与传动部件的输入端连接，传动部件的输出端与手套组件连接。
[0011]优选的，齿轮减速机构包括第一传动齿轮、第二传动齿轮和传动轴，第一传动齿轮与第一电机的输出轴连接，第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合，第二传动齿轮与传动轴固定连接，传动轴转动安装于底板上，传动轴的输出端与传动部件的输入端连接；第一传动齿轮的直径小于第二传动齿轮的直径。
[0012]优选的，传动部件包括带盘和传动带，带盘与传动轴的输出端固定连接，传动带的一端设置于带盘外沿，且绕设于带盘外周上，另一端贯穿外壳与手套组件连接；未使用时，传动带处于伸长舒展状态。
[0013]优选的，穿戴背心的肩部设有与肩部配合的肩座，肩座从穿戴背心背部到前部开设有引导槽，传动带远离带盘的一端贯穿引导槽与手套组件连接。
[0014]优选的，还包括设置于肩座前部的限位器，限位器包括预紧盖、锁紧块、扭簧、预紧底座、弹簧、和预紧拉块，预紧底座与肩座连接，预紧底座与预紧盖配合形成空心的锁紧外壳，预紧盖上开设有供传动带穿过的凹槽，锁紧块包括连接的锯齿块和配合条，锯齿块通过扭簧转动设置于预紧盖内侧，配合条上设有锁定槽，拉块与锁定槽卡接配合；拉块滑动设置于预紧盖上，拉块的滑动轴线与传动带的长度轴线平行，拉块的长度轴线与传动带的传动轴线垂直；弹簧的一端与预紧盖内侧连接，另一端与拉块连接，弹簧的伸缩方向与传送带的伸缩方向相同；拉块的一端伸出预紧盖，拉块与锯齿块的侧面配合；锁紧时，锯齿块的锯齿与传动带接触，弹簧处于伸长状态，扭簧处于压缩状态，拉块与锁定槽卡接。
[0015]优选的，背部腰杆和侧面腰杆均为伸缩式结构。
[0016]优选的，行走驱动结构包括第二电机、转动盘、第一安装部件和第二安装部件，第一安装部件和第二安装部件形成三向开口的安装架，安装架与内外旋杆固定连接，第二电机壳体设置于第一安装部件的外部，第二电机的输出端贯穿第一安装部件与第二安装部件转动连接；转动盘固定安装于第二电机的输出端，转动盘与内收外展部件转动连接；内收外展部件的转动轴与第二电机的转动轴垂直，第二电机的转动轴与内外旋杆的转动轴垂直。
[0017]优选的，控制单元包括控制盒和线管，控制盒的输出端采用线缆与第一电机的输入端连接，线管套设于线缆外侧，限位器用于控制传动带的伸缩长度。
[0018]优选的，腰杆上设有背包盒，背包盒内部布置供电电池、控制板和控制电池，供电电池为驱动单元和行走驱动结构提供电源，控制板用于为驱动单元和行走驱动结构发出动作指令，控制电池为控制板提供电源。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术一种穿戴式助力助行外骨骼可以使穿戴式助力助行外骨骼的助力与助行功能模块化使用，以满足不同用户的不同需求。采用模块化设计，既可以整体穿戴，为人工搬运重物的拿起、放下以及手持重物行进提供助力，也可以在搬运行进过程中辅助使用者轻快行走，减轻搬运过程中因行走产生的人体肌肉疲劳感；此外，也可以单独使用上肢助力外骨骼从事搬运工作或者单独使用下肢助行外骨骼对使用者的行走进行辅助，可以分别缓解使用者在重物搬运或者是行走过程中的肌肉疲劳感以及能量代谢消耗；整体结构模块化设计，不论是上、下肢单独使用，还是单个零部件更换，都十分方便；外骨骼整体设计轻便灵活，符合人体各关节活动情况，可以让使用者在穿戴外骨骼后的肢体活动受限范围非常小。
[0021]进一步的，肩座既可以起到导向作用，使传动带沿其内部槽口滑动，又可以在传动带与穿戴背心的肩带之间形成连接，使传动带在使用过程中不至于滑向其他地方或者产生扭曲形变。
附图说明
[0022]图1为本专利技术一种穿戴式助力助行外骨骼侧后方的示意图；
[0023]图2为本专利技术一种穿戴式助力助行外骨骼侧前方的示意图；
[0024]图3为本专利技术一种穿戴式助力助行外骨骼驱动单元的示意图；
[0025]图4为本专利技术一种穿戴式助力助行外骨骼行走驱动结构的示意图；
[0026]图5为本专利技术中限位器的爆炸示意图；
[0027]图6为本专利技术中锁定块的示意图。
[0028]图中，1、肩座；2、线管；3、传动带；4、壳体；5、穿戴背心；6、背包盒；7、腰部单元；71、背部腰杆；72、侧面腰杆；73、腰杆调节连接件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种穿戴式助力助行外骨骼，其特征在于，包括上肢助力外骨骼和下肢助行外骨骼，上肢助力外骨骼包括穿戴背心(5)、控制单元、两个驱动单元和两个手套组件(12)，控制单元和驱动单元均设置于穿戴背心(5)的背部，控制单元用于控制驱动单元运行或停止，驱动单元和连接单元一一对应，驱动单元设置于穿戴背心(5)的背部，驱动单元的输出端与手套组件(12)连接，手套组件(12)用于与人体配合进行重物搬运；下肢助行外骨骼包括腰部单元(7)、髋关节单元(8)和腿部单元(9)，腰部单元(7)包括背部腰杆(71)、腰杆调节连接件(73)和两个侧面腰杆(72)，背部腰杆(71)与穿戴背心(5)的腰部连接，侧面腰杆(72)的长度轴线与背部腰杆(71)的长度轴线垂直，两个侧面腰杆(72)通过腰杆调节连接件(73)分别设置于背部腰杆(71)的两端；髋关节单元(8)包括内外旋杆(81)、行走驱动结构和内收外展部件(82)，内外旋杆(81)与侧面腰杆(72)转动连接，内外旋杆(81)的长度轴线与侧面腰杆(72)的长度轴线垂直，内外旋杆(81)的长度轴线与背部腰杆(71)的长度轴线垂直，内外旋杆(81)的一端与侧面腰杆(72)转动连接，另一端与行走驱动结构固定连接，行走驱动结构的输出端与内收外展部件(82)转动连接；内收外展部件(82)的转动轴与内外旋杆(81)的转动轴垂直；腿部单元(9)包括腿杆(91)和腿部绑带(92)，腿杆(91)的上部与内收外展部件(82)转动连接，腿部绑带(92)固定于腿杆(91)下部。2.根据权利要求1所述的穿戴式助力助行外骨骼，其特征在于，驱动单元包括第一电机(14)、齿轮减速机构(15)和传动部件，第一电机(14)的安装底座与穿戴背心(5)的背部连接，第一电机(14)的输入端与电池连接，第一电机(14)的输出端与齿轮减速机构(15)的输入端连接，齿轮减速机构(15)的输出端与传动部件的输入端连接，传动部件的输出端与手套组件(12)连接。3.根据权利要求2所述的穿戴式助力助行外骨骼，其特征在于，齿轮减速机构(15)包括第一传动齿轮、第二传动齿轮(151)和传动轴，第一传动齿轮与第一电机(14)的输出轴连接，第二传动齿轮(151)与第一传动齿轮啮合，第二传动齿轮(151)与传动轴固定连接，传动轴转动安装于底板(17)上，传动轴的输出端与传动部件的输入端连接；第一传动齿轮的直径小于第二传动齿轮(151)的直径。4.根据权利要求3所述的穿戴式助力助行外骨骼，其特征在于，传动部件包括带盘(16)和传动带(3)，带盘(16)与传动轴的输出端固定连接，传动带(3)的一端设置于带盘(16)外沿，且绕设于带盘(16)外周上，另一端贯穿外壳与手套组件(12)连接；未使用时，传动带(3)处于伸长舒展状态。5.根据权利要求4所述的穿戴式助力助行外骨骼，其特征在于，穿戴背心(5)的肩部设有与肩部配合的肩座(1)，肩座(1)从穿戴背心(5)背部...

【专利技术属性】
技术研发人员：常伟，贾宁庭，解利，尚雅层，来跃深，常宏，
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：