[發明專利]一種肩部助力托舉外骨骼

有效

• 申請號: 201811484395.1
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109571435B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 朱愛斌;申志濤;沈皇;宋紀元;屠堯;鄭威豪
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J17/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 劉國智

一種肩部助力托舉外骨骼，包括助力模塊、傳力模塊和主體連接模塊，主體連接模塊包括穿戴于腰部且尺寸可調的腰封，尺寸可調的肩帶與腰封固定連接，腰封背部與下調節板垂直固定連接，下連接板與可調節主連接板固定連接，主體連接模塊主要承受整體的托舉力；傳力模塊中的第一連桿和第二連桿的位置可變化，能夠傳遞托舉力，擴大肩部活動的范圍，滿足肩部運動靈活性的需要；助力模塊包括主殼體、設置在主殼體內作為助力的凸輪式彈簧儲能模塊及固定連接在主殼底座上的上臂綁具，上臂綁具固定于用戶的上臂，助力模塊能夠自適應性地實現對人體肩部進行助力，且在胸部以下的非工作區間對手臂自由擺動無影響，具有靈活性高、無阻力、輕便易穿的特點。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，特別涉及一種肩部助力托舉外骨骼。

背景技術

在工廠、倉庫等工作場景，需要工人較長時間地托舉重物。重復性上肢作業易引發上肢骨骼肌肉疾患；人工搬舉重物及長時間的站立容易引發下背痛及靜脈曲張的發生。肩部外骨骼可以提供肩部部支撐，工人托舉重物時，它可以有效地減小肩部受力并且使用戶能夠在長時間工作，減少工人肩部肌肉的損傷。

現有的上肢外骨骼多以電機、液壓等提供動力，且主要應用于康復領域。現有的動力上肢外骨骼主要通過在肩部等關節添加電機，從而對手臂起到助力的作用。但電機的驅動方式下，外骨骼整體笨重，續航低，因此主要運用于固定位置處的上肢康復。而在工業領域，重復上肢托舉操作時，不需要電機等提供大的助力，可以通過彈簧、液壓桿等被動元件對人體進行助力。美國相關公司設計了一種肩部外骨骼，在胸部以上的操作空間對人肩部起到助力，主要靠彈簧儲能的方式，但肩部自由度單一，降低了肩關節的靈活性；且在非工作模式下，手臂在胸部以下空間活動時，外骨骼對手臂仍有力的作用，影響了穿戴者的正常活動。

因此現有的可穿戴肩部托舉外骨骼主要存在的問題是：

1、現有上肢外骨骼多以動力驅動為主，動力式上肢外骨骼的笨重、續航短等，不利于工業領域中工人的穿戴使用。

2、外骨骼自由度單一，活動范圍較為局限，主要在肩關節處不能夠滿足人體靈活運動的需要。

3、非工作模式下，或者穿戴者手臂下擺時，外骨骼對手臂產生阻力，干涉穿戴者的正常活動。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提出一種肩部助力托舉外骨骼，能夠提高運動的靈活性，自適應性對人進行助力且不會對手臂產生阻力，具有靈活性高、無阻力、輕便易穿的特點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種肩部助力托舉外骨骼，包括助力模塊、傳力模塊和主體連接模塊；

所述主體連接模塊包括穿戴于腰部且尺寸可調的腰封1，尺寸可調的肩帶7與腰封1固定連接，腰封1背部與下調節板2垂直固定連接，下調節板2與主連接板3固定連接，主連接板3的上部與管限位座11固定連接，管限位座11左右對稱設置；