[實(shí)用新型]上肢氣壓助力外骨骼裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202021000727.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN212352015U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周鵬;萬(wàn)建新;喻長(zhǎng)江;許竟文;張新菊;陳軼凡;徐松;仲路
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海阿力智能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/00
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/00
• 代理公司: 南京行高知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32404
• 代理人: 趙洪玉

本實(shí)用新型涉及一種上肢氣壓助力外骨骼裝置，包括背架和臂桿，所述臂桿上設(shè)有用于支撐手臂的臂墊，所述背架的兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)臂桿支撐裝置，所述臂桿支撐裝置包括氣缸、彈力繩和調(diào)節(jié)桿，所述調(diào)節(jié)桿與臂桿固接在一起，所述氣缸的缸體與背架鉸接，所述氣缸的活塞桿與調(diào)節(jié)桿鉸接；所述彈力繩的一端與氣缸的缸體連接，所述彈力繩的另一端與調(diào)節(jié)桿連接；所述氣缸的活塞桿與背架之間通過(guò)柔性連接件連接。該裝置能夠大幅度降低長(zhǎng)時(shí)間舉起重物或重復(fù)性動(dòng)作對(duì)人類(lèi)肌肉和骨骼造成的傷害，提高工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種上肢氣壓助力外骨骼裝置，具體涉及一種可穿戴式的上肢助力的外骨骼機(jī)器人裝置。

背景技術(shù)

在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等許多領(lǐng)域，絕大多數(shù)工人或農(nóng)民經(jīng)常需要長(zhǎng)時(shí)間處理大量的流水線或大面積的農(nóng)作物，長(zhǎng)時(shí)間的重復(fù)性動(dòng)作和長(zhǎng)時(shí)間的手臂高抬狀態(tài)對(duì)工人與農(nóng)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(lèi)工作帶來(lái)的病痛的外骨骼設(shè)備，增強(qiáng)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(lái)越廣泛的應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)的上肢外骨骼助力裝置采用的是與人類(lèi)上肢運(yùn)動(dòng)相同結(jié)構(gòu)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致肘部執(zhí)行器的自重成為外骨骼負(fù)重的一部分，使得外骨骼助力裝置的負(fù)載能力降低；另外，現(xiàn)有的外骨骼助力裝置通過(guò)與人類(lèi)的肩、大臂、肘、小臂和手等進(jìn)行耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)人體上肢的各種運(yùn)動(dòng)，包括伸、屈、外展、內(nèi)收和回旋等，且傳統(tǒng)的外骨骼助力裝置也存在剛度差，不能托舉重物的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種使用安全、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的上肢氣壓助力外骨骼裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案是：一種上肢氣壓助力外骨骼裝置，包括背架和臂桿，所述臂桿上設(shè)有用于支撐手臂的臂墊，所述背架的兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)臂桿支撐裝置；所述臂桿支撐裝置包括氣缸、彈力繩和調(diào)節(jié)桿，所述調(diào)節(jié)桿與臂桿固接在一起，所述氣缸的缸體與背架鉸接，所述氣缸的活塞桿與調(diào)節(jié)桿鉸接；所述彈力繩的一端與氣缸的缸體連接，所述彈力繩的另一端與調(diào)節(jié)桿連接；所述氣缸的活塞桿與背架之間通過(guò)柔性連接件連接。優(yōu)選的，所述臂桿為長(zhǎng)度可調(diào)的臂桿。

本實(shí)用新型可以通過(guò)調(diào)節(jié)氣缸活塞桿的伸出距離和彈力繩的長(zhǎng)度，以適應(yīng)不同人的身高需求。在使用時(shí)，佩戴者將兩個(gè)手臂固定到臂墊上，調(diào)整角度使兩氣缸分別位于人體的兩手臂后側(cè)，調(diào)整氣缸的內(nèi)部氣壓至合適的助力值；氣缸的活塞桿向上伸出時(shí)，彈力繩對(duì)調(diào)節(jié)桿產(chǎn)生拉力，從而使氣缸產(chǎn)生的助力通過(guò)臂桿作用于人的手臂，然后通過(guò)下部的鉸接機(jī)構(gòu)將上肢負(fù)重轉(zhuǎn)移至人體的髖部，使得人雙臂和脊椎的負(fù)擔(dān)大大降低，從而起到提供助力的效果；當(dāng)佩戴者需要調(diào)整助力大小時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整氣缸內(nèi)部氣壓來(lái)改變助力的大小。

本實(shí)用新型尤其適合在長(zhǎng)時(shí)間的舉手抬臂工作時(shí)的助力工作，如農(nóng)業(yè)的修剪、采摘、套袋，工業(yè)的維修維護(hù)、流水線的搬運(yùn)、建筑安裝等些場(chǎng)景中均有著明顯的減負(fù)效果，也可運(yùn)用于流水線生產(chǎn)、水果采摘、水果套袋、修枝剪葉、室內(nèi)裝修、廣告牌安裝、飛機(jī)維修以及軍事領(lǐng)域等。與其他同類(lèi)技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過(guò)采用氣壓助力裝置，其主要?jiǎng)幼鞑考闅飧祝坏Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、安裝維護(hù)方便，比液壓和電氣方式的反應(yīng)速度快。另外，氣缸對(duì)沖擊負(fù)載和負(fù)載過(guò)載具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，使佩戴者有很好的體驗(yàn)感。

上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)是：所述調(diào)節(jié)桿上設(shè)有多個(gè)用于連接彈力繩的調(diào)節(jié)孔。彈力繩與不同的調(diào)節(jié)孔相連，可以產(chǎn)生不同的助力。

上述技術(shù)方案的再進(jìn)一步改進(jìn)是：所述背架上設(shè)有儲(chǔ)氣罐，所述氣缸的無(wú)桿腔與儲(chǔ)氣罐連通。儲(chǔ)氣罐可以平衡氣缸內(nèi)的氣壓，使氣缸動(dòng)作時(shí)較為平緩，提高佩戴者的體驗(yàn)感。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。