[發明專利]一種外骨骼式輔助增力機械手臂

有效

• 申請號: 202010896368.6
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN112091941B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 湖南宗福科技有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/10;B25J18/00
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 商金婷

本發明公開了一種外骨骼式輔助增力機械手臂，安裝在外骨骼的機械身上，機械手臂包括機械手、第一手臂、第二手臂、配力筋、配力組件，配力組件安裝在機械身上，第二手臂一端鉸接機械身、一端鉸接第一手臂，第一手臂的另一端鉸接機械手，配力組件用于維持機械手、第一手臂、第二手臂的相對位置與姿態形狀。機械手臂還包括定型筋組件，定型筋組件貫穿機械手、第一手臂、第二手臂和配力組件，定型筋組件用于機械手、第一手臂、第二手臂進行位置更改時的狀態判定。配力組件包括張緊輪，配力筋一端固定在機械手上，之后以先上后下的裹繞方向繞過第一手臂、第二手臂的鉸接處，再從上方繞過第二手臂與機械身的鉸接處，最后連接至張緊輪上。

技術領域

本發明涉及外骨骼機械領域，具體是一種外骨骼式輔助增力機械手臂。

背景技術

外骨骼是一種新興的助力機械，人穿戴上后，可以搬運很大力量的負重進行位置轉移。

現有技術中，外骨骼中的機械手臂形狀僵硬，不同關節的相對位置不能進行適應性調整，調整起來麻煩，連接復雜；而且，在搬運負重時，不能充分保證位置鎖死，氣缸帶動的機械關節常常出力波動，發生負重掉落等狀況，十分危險。如何提高手臂部分的調整流暢性與可操作性是一個急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種外骨骼式輔助增力機械手臂，以解決現有技術中的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種外骨骼式輔助增力機械手臂，安裝在外骨骼的機械身上，機械手臂包括機械手、第一手臂、第二手臂和配力組件，配力組件安裝在機械身上，第二手臂一端鉸接機械身、一端鉸接第一手臂，第一手臂的另一端鉸接機械手，配力組件用于維持機械手、第一手臂、第二手臂的相對位置與姿態形狀。

使用者站入外骨骼內，然后手臂穿戴上輔助增力機械手臂中，之后借用機械手臂進行負重搬運等操作，機械手臂承擔絕大部分的負重重量，人的手臂只需要給到相對位置、高度等參數量即可。配力組件根據實際負重進行相應的手臂力量調節，節省能源消耗。

進一步的，機械手臂還包括定型筋組件，定型筋組件貫穿機械手、第一手臂、第二手臂和配力組件，定型筋組件用于機械手、第一手臂、第二手臂進行位置更改時的狀態判定。

機械手臂大部分時間需要保持形狀，以便搬運時的穩定性，負重行走時保持位置不變，而有時候需要進行形狀變化，例如放下物件或手臂需要調整提拿角度以便手臂以較舒適的體位進行放置，此時，需要給到指令機械手臂中以便機械手臂收到信號打開某種開關，讓手臂進行揮動與位置改變，除去需要改變手臂形狀的時刻，其余時間應當將第一手臂、第二手臂的位置進行鎖死，即可手臂因為外部擾動或輕微晃動，也要維持手臂位置不變，只有在手臂、手掌或手指給到定型筋組件指令時才打開“位置鎖”。

進一步的，定型筋組件包括主筋、導輪、插銷、主筋復位彈簧、固定板和拉起套，第一手臂、第二手臂的鉸接處均設置手臂鉸接節；手臂鉸接節是對第一手臂、第二手臂進行鉸接，用于形狀變化，

手臂鉸接節包括鉸接銷和銷復位彈簧，鉸接銷作為鉸接處主軸，同一鉸接處共有兩根鉸接銷并共線安裝，銷復位彈簧將鉸接銷推擠而具有相互靠近的趨勢，每根鉸接銷中間位置具有圓錐斜面，相互朝向的一端為大面；每一處手臂鉸接節中的兩個鉸接銷分別向兩旁插入第一手臂、第二手臂的鉸接孔中后，由于摩擦力，第一手臂、第二手臂的相對旋轉受到限制，為了提升相對旋轉的限制力，還可以再圓錐斜面上設置圓周布置的若干條狀凸起筋，在第一手臂、第二手臂的鉸接孔中設置相應的若干條狀凹陷槽，設置地較多時并在筋槽的插入面上設置導向面可以基本保證使用時的無級旋轉，筋槽相互嵌合后能保證第一手臂、第二手臂充分相對旋轉限制；當兩個鉸接銷中間的插銷插入鉸接銷中間位置的部分變窄，兩個鉸接銷受到銷復位彈簧的排擠而相互靠近后，鉸接銷從鉸接孔中稍微脫離，第一手臂、第二手臂進入可相對旋轉的狀態，插銷插入兩個鉸接銷中間的程度就是改變第一手臂、第二手臂是否旋轉鎖死的信號量，而插銷的位置變化通過主筋拉動；