一种助力外骨骼装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110434841A(43)申请公布日2019.11.12(21)申请号201910870782.7(22)申请日2019.09.16(71)申请人深圳市迈步机器人科技有限公司地址518000广东省深圳市南山区粤海街道高新区社区高新南七道20号深圳国家实验室大楼B502(72)发明人陈乐然刘豪徐成昊方垲文王宏强叶晶陈功融亦鸣(74)专利代理机构深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙)44312代理人鲍竹(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种助力外骨骼装置(57)摘要本发明提供了一种助力外骨骼装置，包括穿戴背心和手臂支撑机构；所述手臂支撑机构为两组，对称固定于所述穿戴背心的支撑座上；所述手臂支撑机构包括第一支撑杆、第二支撑杆、弹性机构等组件，由于弹性机构在工作中不便于更换，因此我们采用改变弹性机构上支点到手臂支撑构件的十字万向节的距离的方式实现支持力的自适应，即可以在相同位置提供不同大小的力；本发明的有益效果在于：不需要外接动力源，装置结构简单，便于携带，工作时能够提供稳定的支撑力；通过无极调节改变助力大小，无需额外换接零件。CN110434841ACN110434841A权利要求书1/1页1.一种助力外骨骼装置，其特征在于：所述助力外骨骼装置包括穿戴背心和手臂支撑机构；所述手臂支撑机构为两组，对称连接于所述穿戴背心的支撑座上。2.如权利要求1所述的助力外骨骼装置，其特征在于：所述穿戴背心包括与所述支撑座连接的背带和腰带。3.如权利要求1所述的助力外骨骼装置，其特征在于：所述手臂支撑机构包括第一支撑杆、第二支撑杆和弹性机构，所述第一支撑杆和第二支撑杆间通过十字万向节连接，所述弹性机构的两端分别与所述第一支撑杆和第二支撑杆连接。4.如权利要求3所述的助力外骨骼装置，其特征在于：所述第一支撑杆一端套有第一自润滑套筒，所述第一支撑杆另一端通过L型球头关节轴承连接有用于包裹手臂的臂包构件；所述弹性机构的一端连接在所述第一支撑杆的第一自润滑套筒上。5.如权利要求4所述的助力外骨骼装置，其特征在于：所述第二支撑杆由上至下套有第二自润滑套筒和第三自润滑套筒，所述第二自润滑套筒和第三自润滑套筒间设置有压缩弹簧，所述第三自润滑套筒固定在所述第二支撑杆上，所述第二自润滑套筒可沿所述第二支撑杆滑动，在所述第二自润滑套筒滑动远离或靠近所述第三自润滑套筒时，所述压缩弹簧发生形变。6.如权利要求5所述的助力外骨骼装置，其特征在于：所述弹性机构两端连接有U型接头，所述U型接头分别耦合连接第一自润滑套筒和第二自润滑套筒。7.如权利要求3所述的助力外骨骼装置，其特征在于：所述第二支撑杆尾部连接关节轴承，所述关节轴承固定于穿戴背心上。8.如权利要求3所述的助力外骨骼装置，其特征在于：所述第二支撑杆内设有用于控制所述第一自润滑套筒和所述十字万向节的最大距离的拉线，在所述弹性机构的作用下，当所述第一自润滑套筒向着远离所述十字万向节的方向移动时，所述拉线逐渐绷紧；当所述第一自润滑套筒靠近所述十字万向节的方向移动时，所述拉线逐渐放松。9.如权利要求3所述的助力外骨骼装置，其特征在于：所述手臂支撑机构间还设置有用于限制活动范围的松紧绳，所述松紧绳两端分别连接于对称设置的第二支撑杆。10.如权利要求3至9任一项所述的助力外骨骼装置，其特征在于：所述支撑杆为碳纤杆，所述弹性机构为气弹簧。2CN110434841A说明书1/4页一种助力外骨骼装置技术领域[0001]本发明属于机动工具领域，尤其涉及一种为人体手臂提供支撑力的助力外骨骼装置。背景技术[0002]在汽车、建筑、造船、铸造等生产活动中，往往需要工人手持工具持续地在肩部或者头部及以上位置操作进行繁重的工作，会给肩部、手臂以及背部的关节和肌肉带来极大的压力，使得工人持续工作时间大大缩短。长远来看，这类工作既易造成工作效率降低，又会造成工人肌肉骨骼等系统组织的隐患。[0003]助力外骨骼是现今一种佩戴在身体上的支撑结构，在特定的活动中可以起到康复、医疗、增能等作用，是能够有效针对这一类问题的解决方法。而现今的助力外骨骼系统大多采用电机、气压或者液压装置以驱动，重量大、成本高且不易携带。[0004]并且由于现有产品广泛使用力矩发生器或者弹性拉带，导致支持力始终较大，无法在不需要支持力的时候放松下来，长期托举手臂导致穿戴体验不佳，且穿脱不便。由单一固定动力源的设计导致支持力恒定或者随位置变化，只能通过更换动力零部件的形式来改变力的大小，难以满足复杂多变的实际工作环境。[0005]因此该专利主要以一种新型上肢无源助力外骨骼的机械结构设计方法作为解决方案。发明内容[0006]本发明所要解决的技