[發明專利]一種火炮裝彈用外骨骼增能系統

有效

• 申請號: 201710602200.8
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107588677B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 王國慶;周龍;華福虎;常鵬;朱將勇
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: F41A9/38
• 分類號: F41A9/38
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷;張明

1.一種火炮裝彈用外骨骼增能系統，用于輔助士兵向火炮中裝彈，其特征在于，包括平衡車(1)，所述平衡車上設置有用于輔助士兵身體旋轉的旋轉底盤(2)，所述旋轉底盤(2)上設置有軀干骨骼增能系統；

所述軀干骨骼增能系統包括兩根平行的腿部支架(4)，兩根平行的腿部支架(4)的頂部設置有用于固定士兵腰部的腰部固定裝置(5)，所述腰部固定裝置(5)上頂面的中部設置有腰部支架(7)，所述腰部支架(7)與腰部固定裝置(5)的連接處設有用于輔助士兵彎腰的腰部運動機構(8)，所述腰部支架(7)的頂部設置有水平放置的肩部支架(6)，所述肩部支架(6)的兩端分別設有手臂骨骼增能系統；

所述手臂骨骼增能系統包括：大臂連桿(11)、小臂四連桿(15)、用于輔助大臂連桿(11)做內收外展運動的第一肩關節運動機構(13)、用于輔助大臂連桿(11)做前驅后伸運動的第二肩關節運動機構(16)、用于輔助小臂四連桿(15)做屈伸運動的第三肩關節運動機構(17)；

所述大臂連桿(11)與肩部支架(6)的端部通過第一肩關節運動機構(13)相連接，所述第二肩關節運動機構(16)設置在大臂連桿(11)與第一肩關節運動機構(13)的連接處，所述小臂四連桿(15)與第一肩關節運動機構(13)通過第三肩關節運動機構(17)相連接；

所述手臂骨骼增能系統的末端設置有抓取增能系統，所述抓取增能系統用于輔助士兵定位炮彈的位置，并實現對炮彈的抓取以及對炮彈的松開；

所述抓取增能系統包括前端抓手，所述前端抓手包括兩根呈直角彎曲的剛性連桿，所述兩根呈直角彎曲的剛性連桿相交叉，且交叉處設有一帶有扭力彈簧的鉸接軸(20)，兩根呈直角彎曲的剛性連桿所形成的交叉角度隨著兩根呈直角彎曲的剛性連桿的長直角邊端部之間距離的減小而減小；

每根呈直角彎曲的剛性連桿的長直角邊端部通過第一柔索鉸接軸(23)連接有兩根剛性直桿，兩根剛性直桿通過第二柔索鉸接軸(18)相連接，每根剛性直桿都可繞第二柔索鉸接軸(18)和第一柔索鉸接軸(23)旋轉,兩根呈直角彎曲的剛性連桿的長直角邊端部之間距離隨著兩根剛性直桿之間的夾角的減小而減小；

所述抓取增能系統還包括抓手固定板(19)，所述抓手固定板(19)的上部豎直開設有一條形開口，所述第二柔索鉸接軸(18)通過條形開口與抓手固定板(19)相連接；抓手固定板(19)的左、右兩側分別開設有一向抓手固定板(19)的中軸線彎曲的弧形開口，所述第一柔索鉸接軸(23)通過弧形開口與抓手固定板(19)相連接；

所述所述帶有扭力彈簧的鉸接軸(20)與抓手固定板(19)的下部相連接；

所述抓手固定板(19)的下端部設有一3D攝像頭(21)；

所述第二柔索鉸接軸(18)通過安裝在旋轉底盤(2)中的電機進行驅動；

所述第一肩關節運動機構(13)包括第一轉軸和兩根柔索，所述兩根柔索可分別帶動第一轉軸進行逆時針轉動和順時針轉動；

所述第二肩關節運動機構(16)包括第二轉軸和兩根柔索，所述兩根柔索可分別帶動第二轉軸進行逆時針轉動和順時針轉動；

所述第三肩關節運動機構(17)包括第三轉軸和兩根柔索，所述兩根柔索可分別帶動第三轉軸進行逆時針轉動和順時針轉動；

腰部運動機構(8)包括腰部轉軸和兩根柔索，所述兩根柔索可分別帶動腰部轉軸進行逆時針轉動和順時針轉動。

2.如權利要求1所述的火炮裝彈用外骨骼增能系統，其特征在于，所述兩根柔索分別通過安裝在旋轉底盤(2)中的兩個電機進行驅動。

3.如權利要求1所述的火炮裝彈用外骨骼增能系統，其特征在于，所述第一轉軸、第二轉軸、第三轉軸和腰部轉軸上均設置有兩個凹槽，兩根柔索分別固定在兩個凹槽中。

4.如權利要求1所述的火炮裝彈用外骨骼增能系統，其特征在于，所述旋轉底盤(2)上設置有兩個陀螺儀傳感器，兩個陀螺儀傳感器分別位于兩根平行的腿部支架的外側。