一种用于搬运助力的外骨骼机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于搬运助力的外骨骼机器人，包括背架模块、上肢模块和下肢模块；背架模块包括背架、腰部传力杆和连接部件，该连接部件包括装接在一起的腰封件和髋电机座，该腰部传力杆转动连接在背架，该连接部件转动连接在腰部传力杆，该髋电机座装接在腰封件；上肢模块装接在背架；下肢模块包括髋电机、大腿杆和大腿板，该髋电机装接在髋电机座，该髋电机设受驱动绕第一轴线转动的第一转子轴，该大腿杆绕第二轴线转动连接在第一转子轴，该大腿板装接在大腿杆，通过髋电机带动大腿杆转动且为用者起身提供助力。它具有如下优点：多自由度匹配人体髋关节运动，匹配度高，灵活性高，结构简单、紧凑，重量轻。重量轻。重量轻。

【技术实现步骤摘要】
一种用于搬运助力的外骨骼机器人


[0001]本技术涉及机器人，尤其涉及一种用于搬运助力的外骨骼机器人。

技术介绍

[0002]随着现代科技发展与生产力的提高，物资搬运与运输已经成为人类生产活动中较为常见的场景，例如物流行业中货物的分拣运输、军用领域中物资的搬运、工厂及工地中生产原料的转运等。在这些场景中，基本都有着搬运动作频繁且搬运目标质量较大的特征，作业人员的体力与耐力经常成为限制生产效率提高的一大制约因素。使用搬运类外骨骼机器人，可以有效提高作业人员的作业效率与耐力，从而提高劳动生产效率。
[0003]搬运动作是一个需要协调肩关节、肘关节、髋关节、膝关节等多个关节的全身性动作，其中主要发力关节为肩关节与髋关节。目前，搬运类外骨骼机器人主要分为两种，一种为被动型搬运外骨骼机器人。这类外骨骼机器人通常使用弹簧、弹力绳等弹性元件蓄能并在合适时机释放能量辅助完成搬运动作。但是，该类外骨骼因没有外部能源输入，存在着助力效果较小，助力时机僵硬等缺点。另一种为主动型外骨骼机器人，通常使用外部供电，通过液压、气动、电动等多种形式为关节提供主动助力，其助力效果明显。但同时也存在着重量较重、关节自由度与人体匹配较差等缺点。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种用于搬运助力的外骨骼机器人，其克服了
技术介绍
中用于搬运助力的外骨骼机器人所存在的不足。
[0005]本技术解决其技术问题的所采用的技术方案是：一种用于搬运助力的外骨骼机器人，包括：
[0006]背架模块，包括背架、腰部传力杆和连接部件，该连接部件包括装接在一起的腰封件和髋电机座，该腰部传力杆转动连接在背架，该连接部件转动连接在腰部传力杆，该髋电机座装接在腰封件；
[0007]上肢模块，装接在背架；及
[0008]下肢模块，包括髋电机、大腿杆和大腿板，该髋电机装接在髋电机座，该髋电机设受驱动绕第一轴线转动的第一转子轴，该大腿杆绕第二轴线转动连接在第一转子轴，该大腿板装接在大腿杆，通过髋电机带动大腿杆转动且为用者起身提供助力。
[0009]一实施例之中：该腰部传力杆绕第三轴线转动连接在背架，该连接部件绕平行第三轴线的第四轴线转动连接在腰部传力杆。
[0010]一实施例之中：该背架模块设一背架、两腰部传力杆和两连接部件，该两腰部传力杆分别转动连接在背架两侧，该两连接部件分别转动连接在两腰部传力杆，该髋电机座和腰封件固装在一起，且通过腰部传力杆与背架的转动和连接部件与腰部传力杆的转动控制两腰封件相对背架张开或闭拢。
[0011]一实施例之中：该腰部传力杆还装设有能相对腰部传力杆调整高度的第一转动
座，该第一转动座转动连接在背架。
[0012]一实施例之中：该髋电机座具有一安装板和一固设在安装板之上的竖板；该腰封件具有两固板，该两固板固定装接在安装板之上且分别位于竖板之两侧；该腰部传力杆下端部还固设有第二转动座，该第二转动座设两凸耳，该两凸耳夹接竖板，另配设枢轴穿过两凸耳和竖板。
[0013]一实施例之中：该腰封件设第一连接孔，该第一连接孔配设有用于绑缚用者腰部的第一绑缚带；该大腿板设第二连接孔，该第二连接孔配设有用于绑缚用者下肢的第二绑缚带。
[0014]一实施例之中：该背架模块还包括安装在背架下部的肩带下挂点件，该肩带下挂点件设有供肩带穿过或绑缚的第三连接孔。
[0015]一实施例之中：该肩带下挂点件设一安装孔和多个调节孔，通过安装孔将肩带下挂件装接在背架，通过选择某一调节孔和背架的连接调节肩带下挂件的倾斜角度。
[0016]一实施例之中：该髋电机的第一转子轴位于人体髋关节位置且第一轴线和髋关节屈伸轴重合；该第二轴线和大腿杆长度方向垂直布置。
[0017]一实施例之中：该第二轴线和第一轴线异面垂直。
[0018]一实施例之中：该上肢模块包括肩关节部件和基座，该基座装接在背架；该肩关节部件包括肩电机、大臂杆、臂托、第一连接件和第二连接件；该肩电机设受驱动绕第五轴线转动的第二转子轴；该大臂杆绕第六轴线转动连接在第二转子轴且通过肩电机带动大臂杆转动；该臂托滑接在大臂杆；该肩电机连接第一连接件，该第二连接件绕第七轴线转动连接在第一连接件，该第二连接件滑接在基座。
[0019]一实施例之中：该肩电机和第一连接件第一端装接在一起，该第二连接件第一端和第一连接件第二端转动连接在一起，该第二连接件第二端滑接在基座。
[0020]一实施例之中：该肩电机包括第二定子部，该第二定子部和第二转子轴连接在一起；该第一连接件第一端设安装通孔，该第二定子部装接在第一连接件的安装通孔；
[0021]该第二转子轴转动连接在第一连接件，该第二定子部穿过安装通孔且连接第二转子轴；
[0022]该第一连接件弯折布置；
[0023]该第一轴线与肩关节的屈伸转轴线重合。
[0024]一实施例之中：该臂托沿大臂杆长度方向滑接在大臂杆，该第六轴线垂直臂托滑接方向；该第二连接件沿横向滑接在基座。
[0025]一实施例之中：该第五轴线、第六轴线和第七轴线异面垂直布置。
[0026]一实施例之中：该臂托设第四连接孔，另配设第四绑缚带穿过第四连接孔且通过第四绑缚带将臂托连接在用者大臂；该基座设第五连接孔，另配设第五绑缚带穿过第五连接孔且通过第五绑缚带将基座连接在用者躯干。
[0027]一实施例之中：还包括：
[0028]电池及控制模块，装接在背架，该电池及控制模块连接肩电机和髋电机。
[0029]本技术方案与
技术介绍
相比，它具有如下优点：
[0030]用于搬运助力的外骨骼机器人包括背架模块、上肢模块及下肢模块，背架模块包括背架、腰部传力杆、腰封件和髋电机座，下肢模块包括髋电机、大腿杆和大腿板，通过髋电
机带动大腿杆转动且为用者起身提供助力，一方面，髋电机设受驱动绕第一轴线转动的第一转子轴，大腿杆绕第二轴线转动连接在第一转子轴，大腿板装接在大腿杆，通过髋电机带动大腿杆转动且为用者起身提供助力，多自由度匹配人体髋关节运动，匹配度高，灵活性高，另一方面，结构简单、紧凑，重量轻。
[0031]肩关节结构设三个转动自由度和两个滑动自由度，可匹配人体复杂的肩关节的各个方向上的自由度，匹配效果好，灵活性高，稳定性高；通过肩电机带动大臂杆转动，以通过肩电机使大臂产生向上抬起的助力趋势。肩电机和第一连接件第一端装接在一起，第二连接件第一端和第一连接件第二端转动连接在一起，第二连接件第二端滑接在基座，结构紧凑，方便装戴。第一连接件第一端设安装通孔，第二定子部装接在第一连接件的安装通孔，结构紧凑，方便装配。第一连接件弯折布置，方便装配，提升装戴舒适性。
附图说明
[0032]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。
[0033]图1是具体实施方式外骨骼机器人主视示意图。
[0034]图2是具体实施方式外骨骼机器人后视示意图。
[0035]图3是具体实施方式外骨骼机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于搬运助力的外骨骼机器人，其特征在于：包括：背架模块，包括背架、腰部传力杆和连接部件，该连接部件包括装接在一起的腰封件和髋电机座，该腰部传力杆转动连接在背架，该连接部件转动连接在腰部传力杆，该髋电机座装接在腰封件；上肢模块，装接在背架；及下肢模块，包括髋电机、大腿杆和大腿板，该髋电机装接在髋电机座，该髋电机设受驱动绕第一轴线转动的第一转子轴，该大腿杆绕第二轴线转动连接在第一转子轴，该大腿板装接在大腿杆，通过髋电机带动大腿杆转动且为用者起身提供助力。2.根据权利要求1所述的一种用于搬运助力的外骨骼机器人，其特征在于：该腰部传力杆绕第三轴线转动连接在背架，该连接部件绕平行第三轴线的第四轴线转动连接在腰部传力杆。3.根据权利要求1所述的一种用于搬运助力的外骨骼机器人，其特征在于：该背架模块设一背架、两腰部传力杆和两连接部件，该两腰部传力杆分别转动连接在背架两侧，该两连接部件分别转动连接在两腰部传力杆，该髋电机座和腰封件固装在一起，且通过腰部传力杆与背架的转动和连接部件与腰部传力杆的转动控制两腰封件相对背架张开或闭拢。4.根据权利要求1所述的一种用于搬运助力的外骨骼机器人，其特征在于：该腰部传力杆还装设有能相对腰部传力杆调整高度的第一转动座，该第一转动座转动连接在背架。5.根据权利要求1所述的一种用于搬运助力的外骨骼机器人，其特征在于：该髋电机座具有一安装板和一固设在安装板之上的竖板；该腰封件具有两固板，该两固板固定装接在安装板之上且分别位于竖板之两侧；该腰部传力杆下端部还固设有第二转动座，该第二转动座设两凸耳，该两凸耳夹接竖板，另配设枢轴穿过两凸耳和竖板。6.根据权利要求1所述的一种用于搬运助力的外骨骼机器人，其特征在于：该腰封件设第一连接孔，该第一连接孔配设有用于绑缚用者腰部的第一绑缚带；该大腿板设第二连接孔，该第二连接孔配设有用于绑缚用者下肢的第二绑缚带。7.根据权利要求1所述的一种用于搬运助力的外骨骼机器人，其特征在于：该背架模块还包括安装在背架下部的肩带下挂点件，该肩带下挂点件设有供肩带穿过或绑缚的第三连接孔。8.根据权利要求7所述的一种用于搬运助力的外骨骼机器人，其特征在于：该肩带下挂点件设一安装孔和多个调节孔，通过安装孔将肩带下挂件装接在背架...

【专利技术属性】
技术研发人员：张坤，
申请(专利权)人：北理兆殷智能科技山东有限公司，
类型：新型
国别省市：