一种重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼制造技术

本发明专利技术涉及人力辅助机械结构领域，尤其涉及一种重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼，包括穿戴背心、两个驱动组件和两个手套组件，驱动组件和手套组件一一对应，驱动组件对称设置于穿戴背心的背部，驱动组件包括壳体和驱动机构，壳体设置于穿戴背心的背部，驱动机构设置于壳体内部，驱动机构包括电池、电机、齿轮减速机构和传动部件，电机的安装底座与壳体连接，电机的输入端与电池连接，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，本发明专利技术可用于辅助人体对重物搬运，能够有效降低搬运工作对人体健康造成的危害，提高工作效率和安全性。提高工作效率和安全性。提高工作效率和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼


[0001]本专利技术涉及人力辅助机械结构领域，具体为一种重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼。

技术介绍

[0002]现今市场上存在的大部分无源外骨骼采用弹簧或气动肌肉的方式，在一定程度上能够增强力量以达到辅助搬运的效果。但是大部分无源外骨骼所提供的力量有限，在低载荷的情况下能够达到较好的助力效果。当负载较重时，必须依靠人体力量达到助力效果。在重载荷的情况下需使用有源外骨骼，当前的有源外骨骼大多模仿人体手臂结构使得外骨骼自由度较多并且结构复杂，针对搬运工作显得效率低并且成本较高。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在外骨骼搬运工作效率较低的问题，本专利技术提供一种重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼，易于穿戴，可用于辅助人体对重物搬运，能够有效降低搬运工作对人体健康造成的危害，提高工作效率和安全性。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0005]一种重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼，包括穿戴背心、两个驱动组件和两个手套组件，驱动组件和手套组件一一对应，驱动组件对称设置于穿戴背心的背部，驱动组件包括壳体和驱动机构，壳体设置于穿戴背心的背部，驱动机构设置于壳体内部，驱动机构包括电池、电机、齿轮减速机构和传动部件，电机的安装底座与壳体连接，电机的输入端与电池连接，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。
[0006]优选的，壳体为封闭箱体，壳体包括底板和外壳，外壳与底板连接，驱动机构设置于箱体内部，电机的安装底座设置于底板上。
[0007]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。
[0008]优选的，第一传动齿轮的直径小于第二传动齿轮的直径。
[0009]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。
[0010]优选的，壳体上开设有带槽，传动带的贯穿端由带槽伸出壳体内部。
[0011]优选的，还包括设置于带槽处的导引机构，导引机构位于壳体内部，导引机构包括两个相对设置的滚轮，两个滚轮之间留有缝隙，缝隙的长度轴线与带槽的长度轴线平行，传动带的水平依次穿过缝隙和带槽伸出壳体内部。
[0012]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。
[0013]优选的，手套组件包括手套和卡扣结构，卡扣结构包括上部卡扣和下部卡扣，传动带的伸出端与上部卡扣连接，上部卡扣与下部卡扣配合，下部卡扣与手套连接。
[0014]优选的，手套与下部卡扣之间还设有承重带，承重带的一端与下部卡扣连接，另一端与手套连接。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0016]本专利技术一种重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼使用电机带动柔性带直接拉动手臂向上抬举重物从而达到助力效果。人穿戴外骨骼在搬运重物时，当需要抬起重物时，电机带动通过齿轮减速机构带动带盘收缩传动带，传动带向上拉动手臂向上抬起重物；当需要放下重物时，电机带动带盘反转，向上拉动手臂的传动带的力逐渐减小直到放下重物。
[0017]本专利技术一种重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼辅助人工对重物进行搬运，利用电机作为驱动机构，可以实现持续对工人搬重物时进行力量辅助的目的，以此避免因为长期负重工作导致肩部肌肉损伤，腰椎劳损等疾病，并采用人体工程学对外骨骼进行结构设计使其满足人体运动的灵活性。同时，在负载较重电源充足的情况下，可以实现连续的搬运。
附图说明
[0018]图1为本专利技术一种重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼的示意图；
[0019]图2为本专利技术中驱动机构的结构示意图；
[0020]图3为本专利技术中连接板的示意图。
[0021]图中，1、壳体；2、传动带；3、肩座；4、卡扣结构；5、手套；6、穿戴背心；7、电池；8、支撑柱；9、安装架；10、连接板；11、第一传动齿轮；12、第二传动齿轮；13、带盘；14、导引机构；15、底板；16、电机；17、安装底座；18、控制板；19、第一固定部；20、第二固定部。
具体实施方式
[0022]下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0023]在一些货物搬运等场所，由于货物较重，普遍依靠人力搬运，长期的体力劳动不仅影响工作效率并且会对人体健康造成危害；当前的无源外骨骼所提供的力量辅助效果有限，有源外骨骼自由度较高结构复杂。
[0024]本专利技术公开了一种重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼，参照图1，包括穿戴背心6、两个驱动组件和两个手套5组件，驱动组件和手套5组件一一对应，驱动组件对称设置于穿戴背心6的背部，驱动组件包括壳体1和驱动机构，壳体1设置于穿戴背心6的背部，壳体1为封闭箱体，壳体1包括底板15和外壳，外壳与底板15连接，其中外壳可以是分开式的，也可以是一体成型的。
[0025]驱动机构设置于壳体1内部，驱动机构包括电池7、电机16、齿轮减速机构和传动部件，电池7安装于两个壳体1之间的安装孔中，用于给控制板18进行供电，控制板18的输出端用于控制电机16的正转、反转动作。
[0026]电机16的安装底座17设置于底板15上，本实施例中电机16通过安装底座17、支撑
柱8和安装架9固定与底板15上，支撑柱8安装于安装底座17与安装架9之间。电机16的输入端与电池7连接，电机16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5组件连接。
[0027]参照图2，齿轮减速机构包括第一传动齿轮11、第二传动齿轮12和传动轴，第一传动齿轮11与电机16的输出轴连接，第二传动齿轮12与第一传动齿轮11啮合，第二传动齿轮12与传动轴固定连接，传动轴转动安装于底板15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11的直径小于第二传动齿轮12的直径，例如齿轮减速机构提供的减速比为2:1，则第二传动齿轮12的直径为第一传动齿轮11的直径的两倍。电机16的输出端设有转动盘，转动盘通过连接板10与第一传动齿轮11固定连接，参照图3，本实施例中连接板10包括第一固定部19和第二固定部20，第一固定部19与转动盘采用螺栓固定连接，第一传动齿轮11与第二固定部20采用螺栓固定连接。
[0028]传动部件包括带盘13和传动带2，带盘13与传动轴的输出端固定连接，传动带2的一端设置于带盘13外沿，且绕设于带盘13外周上，另一端贯穿外壳与手套5组件连接；未使用时，传动带2处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼，其特征在于，包括穿戴背心(6)、两个驱动组件和两个手套(5)组件，驱动组件和手套(5)组件一一对应，驱动组件对称设置于穿戴背心(6)的背部，驱动组件包括壳体(1)和驱动机构，壳体(1)设置于穿戴背心(6)的背部，驱动机构设置于壳体(1)内部，驱动机构包括电池(7)、电机(16)、齿轮减速机构和传动部件，电机(16)的安装底座(17)与壳体(1)连接，电机(16)的输入端与电池(7)连接，电机(16)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(5)组件连接。2.根据权利要求1所述的重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼，其特征在于，壳体(1)为封闭箱体，壳体(1)包括底板(15)和外壳，外壳与底板(15)连接，驱动机构设置于箱体内部，电机(16)的安装底座(17)设置于底板(15)上。3.根据权利要求2所述的重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼，其特征在于，齿轮减速机构包括第一传动齿轮(11)、第二传动齿轮(12)和传动轴，第一传动齿轮(11)与电机(16)的输出轴连接，第二传动齿轮(12)与第一传动齿轮(11)啮合，第二传动齿轮(12)与传动轴固定连接，传动轴转动安装于底板(15)上，传动轴的输出端与传动部件的输入端连接。4.根据权利要求3所述的重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼，其特征在于，第一传动齿轮(11)的直径小于第二传动齿轮(12)的直径。5.根据权利要求3所述的重载齿带传动式上肢有源助力外骨骼，其特...

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