[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?；?/a>;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

本發明公開了一種火炮裝彈用外骨骼增能系統，包括平衡車，平衡車上設置有用于輔助士兵身體旋轉的旋轉底盤，旋轉底盤上設置有軀干骨骼增能系統；軀干骨骼增能系統包括兩根平行的腿部支架，兩根平行的腿部支架的頂部設置有用于固定士兵腰部的腰部固定裝置，腰部固定裝置上頂面的中部設置有腰部支架，腰部支架與腰部固定裝置的連接處設有用于輔助士兵彎腰的腰部運動機構，腰部支架的頂部設置有水平放置的肩部支架，肩部支架的兩端分別設有手臂骨骼增能系統；手臂骨骼增能系統的末端設置有抓取增能系統。本發明使炮兵在作業的時候有效的將所有載荷作用于智能小車上，達到了節省炮兵體能目的，避免因高強度作戰任務對炮兵頸椎、脊椎的傷害。

技術領域

本發明屬于機械設計領域，具體涉及一種人工穿戴式火炮裝彈用外骨骼增能系統。

背景技術

炮彈裝填作為戰場作戰必不可少的環節，是決定戰爭勝負的重要因素。目前，炮彈的裝填工作基本由人力完成，對于炮兵來說，單次裝彈可以快速完成，但在當今高強度的作戰環境下，士兵的工作強度大，往往無法滿足各方面的要求。而且還容易引起士兵的頸椎、脊椎等方面的問題。

當士兵執行高危高風險的任務時，作戰環境惡劣，作戰強度高。擁有充足的體能是保持戰斗力的關鍵。這時戰士的體能保障就成為了決定戰爭勝負的主要因素之一。對于炮彈裝填手來說，往往需要不間斷的重復舉起幾十公斤的炮彈進行裝彈作業，容易透支士兵體能。迫切需要一種火炮裝彈用外骨骼增能系統，幫助士兵進行高強度作業，克服困難環境，不消耗太多體能，進而大幅度提高作戰效率。

目前正在研制的外骨骼增能系統，大多采用電機直接驅動，電機布置在關節處，不但影響空間運動的靈活性，而且由于驅動電機自身重量而產生的驅動力矩極大的降低了機械臂的驅動能力。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明旨在提供一種火炮裝彈用外骨骼增能系統。

本發明所采用的技術方案是：

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，包括平衡車，所述平衡車上設置有用于輔助士兵身體旋轉的旋轉底盤，所述旋轉底盤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，兩根平行的腿部支架的頂部設置有用于固定士兵腰部的腰部固定裝置，所述腰部固定裝置上頂面的中部設置有腰部支架，所述腰部支架與腰部固定裝置的連接處設有用于輔助士兵彎腰的腰部運動機構，所述腰部支架的頂部設置有水平放置的肩部支架，所述肩部支架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、小臂四連桿、用于輔助大臂連桿做內收外展運動的第一肩關節運動機構、用于輔助大臂連桿做前驅后伸運動的第二肩關節運動機構、用于輔助小臂四連桿做屈伸運動的第三肩關節運動機構；

所述大臂連桿與肩部支架的端部通過第一肩關節運動機構相連接，所述第二肩關節運動機構設置在大臂連桿與第一肩關節運動機構的連接處，所述小臂四連桿與第一肩關節運動機構通過第三肩關節運動機構相連接；

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。

進一步地，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，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。

進一步地，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連接有兩根剛性直桿，兩根剛性直桿通過第二柔索鉸接軸相連接，每根剛性直桿都可繞第二柔索鉸接軸和第一柔索交接軸旋轉,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；