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(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CN109746897A(43)申请公布日2019.05.14(21)申请号201910010570.1(22)申请日2019.01.07(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人刘春宝李振男任雷(74)专利代理机构长春市四环专利事务所(普通合伙)22103代理人张冉昕(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图7页(54)发明名称一种背部仿生外骨骼助力装置(57)摘要本发明涉及一种背部仿生外骨骼助力装置,目的是解决现阶段背部外骨骼助力装置结构复杂、贴合性差、缺乏支撑力等问题,本发明包括助力系统和驱动系统,所述的助力系统包括背部固定板、人工肌肉组件和腰部固定板,所述的人工肌肉组件包括柱状弹性体和线圈,线圈套设在柱状弹性体外侧,柱状弹性体上端与背部固定板相连,下端与腰部固定板相连;柱状弹性体一端设有液压管接口;所述的驱动系统包括液压缸,液压缸通过液压管与柱状弹性体的液压管接口相连;柱状弹性体内为空心腔,空心腔中充有磁流变液。本发明通过液压系统驱动,可以获得更强劲的驱动效果,同时本发明装置结构简单,穿戴方便。CN109746897ACN109746897A权利要求书1/1页1.一种背部仿生外骨骼助力装置,其特征在于:包括助力系统和驱动系统,所述的助力系统包括背部固定板(1)、人工肌肉组件(2)和腰部固定板(3),所述的人工肌肉组件(2)包括柱状弹性体(4)和线圈(5),线圈(5)套设在柱状弹性体(4)外侧,柱状弹性体(4)上端与背部固定板(1)相连,下端与腰部固定板(3)相连;柱状弹性体(4)一端设有液压管接口(6);所述的驱动系统包括液压缸(7),液压缸(7)通过液压管与柱状弹性体(4)的液压管接口(6)相连;柱状弹性体(4)内为空心腔,空心腔中充有磁流变液。2.根据权利要求1所述的一种背部仿生外骨骼助力装置,其特征在于:人工肌肉组件(2)中的柱状弹性体(4)靠近人体一侧的壁厚于远离人体一侧的壁,靠近人体一侧的壁中间厚于上下两端。3.根据权利要求1所述的一种背部仿生外骨骼助力装置,其特征在于:驱动系统中的液压缸(7)为五腔双活塞双作用液压缸;驱动系统还包括三位四通比例阀(8)、液压泵(9)和储液罐(10),液压缸(7)的第一腔和第二腔分别通过液压管与三位四通比例阀(8)相连,第三腔和第四腔之间无密封,第五腔通过液压管与人工肌肉组件(2)中柱状弹性体(4)的液压管接口(6)相连;三位四通比例阀(8)另一端通过液压管与液压泵(9)和储液罐(10)相连,当三位四通比例阀(8)阀芯处于中位时,液压缸(7)的第一腔和第二腔均与储液罐(10)相连,当三位四通比例阀(8)阀芯处于左位时,液压缸(7)的第一腔与液压泵(9)相连,第二腔与储液罐(10)相连,当三位四通比例阀(8)阀芯处于右位时,液压缸(7)的第一腔与储液罐(10)相连,第二腔与液压泵(9)相连。4.根据权利要求3所述的一种背部仿生外骨骼助力装置,其特征在于:驱动系统中三位四通比例阀(8)与液压泵(9)之间的液压管上设有溢流阀(11),溢流阀(11)另一端与储液罐(10)相连。5.根据权利要求1所述的一种背部仿生外骨骼助力装置,其特征在于:人工肌肉组件(2)中的柱状弹性体(4)上下两端设有接头(12),上端接头(12)通过螺杆螺母组件与背部固定板(1)相连,下端接头(12)通过螺杆螺母组件与腰部固定板(3)相连。6.根据权利要求1所述的一种背部仿生外骨骼助力装置,其特征在于:人工肌肉组件(2)中的线圈(5)与电源相连。7.根据权利要求1所述的一种背部仿生外骨骼助力装置,其特征在于:助力系统中的背部固定板(1)和腰部固定板(3)上分别设有绑带孔(15),人工肌肉组件(2)外包有弹性套,弹性套两侧设有固定带(16)。8.根据权利要求1所述的一种背部仿生外骨骼助力装置,其特征在于:助力系统的背部固定板(1)和腰部固定板(3)之间设有至少两组人工肌肉组件(2)。2CN109746897A说明书1/4页一种背部仿生外骨骼助力装置技术领域[0001]本发明涉及一种助力装置,特别涉及一种背部仿生外骨骼助力装置。背景技术[0002]在人体弯腰搬运重物的过程中,背部肌肉通过收缩以平衡作用在躯干上的重力,由于这些力的力臂仅几厘米,几乎与脊柱平行,因此脊柱受到极大的压缩力。长期从事搬运工作的体力劳动者往往患有不同程度的腰椎疾病,而背部外骨骼助力装置的出现很好的缓解腰肌劳损等腰部疾病。背部助力外骨骼机器人作为一种可以穿戴的设备,通过人体的高度融合可以轻松完成搬运、托举等动作,提高工作效率,远离伤病烦恼。但是人体弯腰时脊柱变化不仅是简单地弯曲伸直,而且脊柱