[發明專利]半自動協力骨骼機器裝置

有效

• 申請號: 201610454728.0
• 申請日: 2016-06-21
• 公開（公告）號: CN105919779B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 張翔宇;鄭旺;肖棚斌;董志偉;李元杰;左桂蘭;程越
• 申請（專利權）人: 張翔宇
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00;A61H1/02;B25J9/08
• 代理公司: 寧波奧凱專利事務所(普通合伙)33227
• 代理人: 姜瑞祥

技術領域

本發明涉及骨骼機器人，是一種半自動協力骨骼機器裝置。

背景技術

外骨骼機器人技術是一種融合傳感、控制、信息、融合、移動計算等現代綜合技術，并為操作者提供一種可穿戴的機械機構，即為一種套在人體外面的人體骨骼仿生機器人，也稱為可穿戴的機器人，在軍事、康復、運輸等領域該項技術有廣泛地應用空間。如中國專利文獻刊載的申請號201210355661.7，申請公布日2013.02.13，發明名稱“一種電動汽車電池換裝外骨骼機器人系統”，該外骨骼機器人系統包括穿戴者運動信息采集模塊、穿戴者運動信號分析處理模塊、外骨骼機器人控制模塊和外骨骼機器人機械結構模塊；穿戴者運動信息采集模塊將采集的穿戴者腦電信號傳遞給穿戴者運動信號分析處理模塊，穿戴者運動信號分析處理模塊分析處理穿戴者腦電信號，識別穿戴者的運動意圖，轉換為運動信號傳遞給外骨骼機器人控制模塊，外骨骼機器人控制模塊接收運動信號并控制外骨骼機器人機械結構模塊根據運動信號進行活動。上述系統和人緊密聯系的人機結合的機械動力系統，能夠給人提供保護、額外的動力和能力，增強人體機能，使得操作者能輕松地完成艱巨的任務。但現有同類產品為快遞物流行業搬運工作者研發的較少，且同時可應用醫療、人體助力領域，利用人機工程學，機械工程學等專業方法進行研制的更少。因此，有必要為解決目前快遞行業中出現的多種搬運問題，以及人口老齡化導致的老年人行走問題，研制一款新的協力骨骼機器人系統。

發明內容

為克服上述不足，本發明的目的是向本領域提供一種半自動協力骨骼機器裝置，使其解決現有同類產品用于搬運設計較少，生產成本較高，結構較為復雜的技術問題。其目的是通過如下技術方案實現的。

一種半自動協力骨骼機器裝置，該骨骼機器裝置包括下肢外骨骼助行機器和上肢外骨骼助行機器，以及對應的包裹板和背帶，所述下肢外骨骼助行機器與上肢外骨骼助行機器之間通過仿生脊椎連接，所述下肢外骨骼助行機器設有腰部機架、腿部機架，上肢外骨骼助行機器設有吊臂、上部機架；其結構設計要點是該協力骨骼機器裝置還設有可編程邏輯控制器、人機顯示器、掛載控制器、空壓機和掛載器，所述吊臂呈彎曲伸出上部機架的前方，吊臂設有吊臂氣缸，空壓機通過氣管與吊臂氣缸、掛載器連接，上部機架通過吊臂的吊臂氣缸和掛載器對重物進行抬起吊裝動作，吊臂的角度可調節，掛載器的高度可調節，人機顯示器控制吊臂氣缸，掛載控制器控制掛載器。從而該骨骼機器裝置通過包裹板和背帶穿戴于身上，通過可編程邏輯控制器、人機顯示器、掛載控制器控制各關節的氣動元件工作，以及吊臂的工作，重物起吊和搬運，人體的移動，人體通過上部機架、腰部機架、腿部機架支撐重物的承載重量。

所述上肢外骨骼助行機器包括連接滑塊、腰部連接件、滑塊支架連接件、腰部橫板、第一豎向背板、吊臂支撐塊、橫向穩定軸、旋轉軸、上橫板、中橫板、第二豎向背板、下橫板、仿生脊柱、吊臂后梁、吊臂中梁、吊臂氣缸、橫向掛載軸、吊臂前梁，以及對應的包裹板和背帶；所述下橫板與腰部橫板之間通過連接滑塊、腰部連接件、滑塊支架連接件、仿生脊柱連接，上橫板與中橫板之間設有吊臂支撐塊和吊臂后梁，吊臂后梁與吊臂中梁、吊臂前梁依次連接，對稱設置的吊臂后梁、吊臂中梁、吊臂前梁之間設有橫向穩定軸和旋轉軸，吊臂前梁的末端設有橫向掛載軸，吊臂前梁與吊臂后梁之間設有吊臂氣缸；所述橫向掛載軸設有掛載器，空壓機的氣管通過對稱設置的吊臂后梁、吊臂中梁、吊臂前梁之間的間隙與吊臂氣缸、掛載器連接；腰部橫板的后側兩端對稱分別設有雙軸雙作用氣缸，雙軸雙作用氣缸通過圓柱拉伸彈簧與上橫板連接。上述上肢外骨骼助行機器的上機架結構牢固，裝配生產方便，便于穿戴、背負和使用。

所述吊臂的吊臂后梁的一端與吊臂中梁的一端鉸接，吊臂前梁和吊臂后梁分別設有滑槽，吊臂氣缸設置于吊臂前梁的滑槽與吊臂后梁的滑槽之間。上述結構便于吊臂角度的調節和控制。

所述吊臂的吊臂后梁呈125度與上部機架連接，吊臂的吊臂中梁與吊臂前梁連為一體。

所述上部機架的仿生脊柱由方形的脊柱塊依次連接構成，末端的脊柱塊通過連接滑塊、腰部連接件、滑塊支架連接件與腰部橫板連接，另一端的脊柱塊通過型材塊與下橫板連接。上述結構便于仿生脊柱的裝配，以及長度的調節。