[實用新型]一種助力外骨骼機器人用上體前胸助力機構

有效

• 申請號: 201820434124.4
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN207971944U
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 侯慶隆;楊冬;王世杰;郝春波
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/14
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本實用新型涉及一種助力外骨骼機器人用上體前胸助力機構，該機構包括胸甲、背甲、兩個腋下支撐和兩個液壓缸系統組件，胸甲和背甲的上端通過彈性連接帶連接，胸甲和背甲的下部側面通過兩個腋下支撐連接在一起，背甲、胸甲、腋下支撐整體構成馬甲狀，佩戴在人體上身，三者的連接處均通過彈性連接帶連接；在胸甲的前端面上左右對稱安裝兩個液壓缸系統組件，且兩個液壓缸系統組件的結構完全相同；每個液壓缸系統組件均包括上鉸支架、液壓缸和下鉸支架，液壓缸兩端裝有桿端球軸承，液壓缸兩端分別通過銷軸連接方式與上鉸支架、下鉸支架相互連接。該機構可以在人在進行搬抬重物動作時，提供前胸支撐的同時，使人在搬重物時彎腰、起身更省力。

技術領域

本實用新型涉及助力外骨骼機器人技術領域，具體為一種助力外骨骼機器人用上體前胸助力機構。

背景技術

外骨骼機器人系統實質上是一種可穿戴的人機一體化系統，穿戴在操作者的身體外部，是一種人工骨骼，也是一種機械機構，同時又融合了及機器人學、人體工程學、控制理論、傳感器技術、信息處理技術等領域。外骨骼機器人為操作者提供諸如保護、身體支撐、助力、助行等功能，大大的提升了人類的負重能力，提高人類的工作效率。目前，在軍事、醫療、救災、工業制造施工等各方面，具有廣泛的應用前景。

現有的助力外骨骼裝置主要是上肢助力外骨骼和下肢助力外骨骼。申請號為201711183894.2的中國專利公開一種上肢助力外骨骼裝置，設置背帶、肩部內側關節、肩部前伸關節、下臂氣液驅動缸、肘關節、下臂支撐架，背帶與肩部內側關節通過單向回轉結構相連，主要是能增強人體手臂力量，提高人體提重物能力，同是能夠保護手臂，但是對人體搬抬重物時彎腰起身等動作情況的助力和身體支撐明顯不足。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型擬解決的技術問題是：提供一種助力外骨骼機器人用上體前胸助力機構。該機構可以在人在進行搬抬重物等類似動作時，提供上體前胸支撐的同時，幫助人在搬重物時彎腰、起身更省力，并起到保護作用。

本實用新型解決所述技術問題的技術方案是，提供一種助力外骨骼機器人用上體前胸助力機構，其特征在于該機構包括胸甲、背甲、兩個腋下支撐和兩個液壓缸系統組件，胸甲和背甲的上端通過彈性連接帶連接，胸甲和背甲的下部側面通過兩個腋下支撐連接在一起，背甲、胸甲、腋下支撐整體構成馬甲狀，佩戴在人體上身，三者的連接處均通過彈性連接帶連接；在胸甲的前端面上設有左右對稱的向中間傾斜的固定端結構，兩個液壓缸系統組件安裝在固定端結構下端的胸甲前殼上，且兩個液壓缸系統組件的結構完全相同；

每個液壓缸系統組件均包括上鉸支架、液壓缸和下鉸支架，液壓缸兩端裝有桿端球軸承，液壓缸兩端分別通過銷軸連接方式與上鉸支架、下鉸支架相互連接；上鉸支架通過螺釘連接固定在胸甲上，下鉸支架通過螺栓固定在下鉸連接板上，所述下鉸連接板同時連接人體髖關節部位的髖關節支撐板。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

由于人具有形狀復雜易受傷害的特點，本實用新型前胸助力機構，依據人體工程學原則，能夠很好的與人體貼合，設計有柔彈性部件，舒適性更好，能夠在人進行搬抬重物等類似行為時，產生支撐、助力以及保護來輔助使用者彎腰、起身。主要應用于人在進行搬抬重物等類似動作時，液壓缸跟隨收縮、伸展，提供對人體的支撐、助力及保護，從而減少人體腰部等關節壓力。

本實用新型中胸甲及背甲的設計均結合人體工程學，能夠完好的與人體前胸、后背貼合，且采用中空形式，更加輕量化，具有仿生性好、舒適性好、重量輕等特點，三者之間通過彈性連接帶連接，對不同人體身材實用性廣，穿戴和使用方便。

本實用新型中連接液壓缸所用上、下鉸支架中鉸鏈相對于上下鉸支座可以旋轉，液壓缸兩端通過銷軸以及桿端球軸承方式與上、下鉸支架連接，使得液壓缸可實現跟隨使用者實現俯仰、偏轉等動作；采用液壓源動力，負重能力強，而且相對于氣壓系統，系統剛度和穩定性較強，同時提高系統柔順能力和運行精度。