[實用新型]上肢負壓助力系統

有效

• 申請號: 202021000190.4
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN212352010U
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 周鵬;萬建新;喻長江;許竟文;張新菊;陳軼凡;徐松;仲路
• 申請（專利權）人: 上海阿力智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 趙洪玉

本實用新型涉及一種上肢負壓助力系統，包括背架和設有臂墊的臂桿，所述背架的兩側分別設有負壓拉力裝置；所述負壓拉力裝置包括肩角板、壓縮彈簧、支撐桿、頂部開口的柱形筒、位于柱形筒內的活塞、與活塞固接的活塞桿，所述柱形筒與支撐桿固接在一起，所述肩角板和臂桿固接，所述肩角板、臂桿的連接處與支撐桿的頂部通過球鉸結構連接，所述支撐桿的底部與背架通過球鉸結構連接；所述肩角板上開設有滑槽，所述活塞桿從活塞處向上延伸并伸出柱形筒的頂部開口，所述活塞桿的頂部設有可沿滑槽移動的銷柱；所述柱形筒的無桿腔密封設置并設有單向閥。該系統能夠降低長時間舉起重物或重復性動作對人類肌肉和骨骼造成的傷害，提高工作效率。

技術領域

本實用新型涉及一種上肢助力系統，具體涉及一種利用負壓的上肢助力系統。

背景技術

在工業、農業等許多領域，絕大多數工人或農民經常需要長時間處理大量的流水線或大面積的農作物，長時間的重復性動作和長時間的手臂高抬狀態對工人與農民造成一定的傷害，在這種背景下，為了能夠給手臂提供支撐以避免此類工作帶來的病痛的外骨骼設備，增強放大人體的出力效果，上肢外骨骼助力裝置的研究逐漸興起，并具有越來越廣泛的應用前景。

傳統的上肢外骨骼助力裝置采用的是與人類上肢運動相同結構的串聯機構，導致肘部執行器的自重成為外骨骼負重的一部分，使得外骨骼助力裝置的負載能力降低；另外，現有的外骨骼助力裝置通過與人類的肩、大臂、肘、小臂和手等進行耦合來實現人體上肢的各種運動，包括伸、屈、外展、內收和回旋等，由于各部件往往存在剛度差，可會導致出現引起人體受傷的安全的問題。

發明內容

本實用新型要解決技術問題是：提供一種安全系數高、減負效果好的上肢負壓助力系統。

為了解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案是：一種上肢負壓助力系統，包括背架和臂桿，所述臂桿上設有用于支撐手臂的臂墊，所述背架的兩側分別設有負壓拉力裝置；所述負壓拉力裝置包括肩角板、壓縮彈簧、支撐桿、頂部開口的柱形筒、位于柱形筒內的活塞、與活塞固接的活塞桿，所述柱形筒與支撐桿平行設置且固接在一起，所述肩角板和臂桿固接，所述肩角板與支撐桿的頂部通過球鉸結構連接，所述支撐桿的底部與背架通過球鉸結構連接；所述肩角板上開設有滑槽，所述活塞桿從活塞處向上延伸并伸出柱形筒的頂部開口，所述活塞桿的頂部設有可沿滑槽移動的銷柱；所述柱形筒內設有與柱形筒固接的限位塊，所述壓縮彈簧的一端抵在活塞上，另一端抵在限位塊上；所述柱形筒的無桿腔密封設置并設有單向閥。優選的，所述支撐桿的長度可調。

優選的，所述壓縮彈簧套設在活塞桿上，所述柱形筒的頂部呈錐形，從而使靠近頂部開口處的柱形筒筒壁兼作限位塊。

本實用新型在使用時，首先將穿戴者兩個手臂固定到臂墊上，使兩個負壓拉力裝置分別位于人體的兩手臂外側。當雙手向上移動時，活塞桿向下運動，柱形筒內活塞在活塞桿和壓縮彈簧的彈力共同作用下向柱形筒底部運動，通過單向閥向外排出無桿腔內的空氣；當雙手向下移動時，臂桿帶動肩角板向上拉動活塞桿和活塞，柱形筒的無桿腔內形成負壓，負壓并對活塞及活塞桿產生向下的拉力，拉動臂桿作用于人的手臂，通過支撐桿下部的球形關節將上肢負重轉移至人體的髖部，使得人雙臂和脊椎的負擔大大降低，從而起到提供助力的效果。

本實用新型通過壓縮彈簧和無桿腔的負壓提供助力，不會產生突然的爆發力，具有安全系數高，減負效果好，助力支持大，人機融合，運動靈活方便等優點，尤其在長時間的舉手抬臂工作的時候，如農業的修剪、采摘、套袋，工業的維修維護、流水線的搬運、建筑安裝等些場景中有著明顯的減負效果，可運用于流水線生產、水果采摘、水果套袋、修枝剪葉、室內裝修、廣告牌安裝、飛機維修以及軍事領域等。

與其他同類技術相比，本實用新型通過采用負壓拉力裝置，不但結構簡單、輕便、安裝維護方便，而且輸出力度均勻，一般氣缸動作速度為50～500mm/s，比液壓和電氣方式的速度快，且反應更靈敏，負壓拉力裝置有良好的緩沖性，對沖擊負載和負載過載具有較強的適應能力，使佩戴者有很好的體驗感。