[發明專利]一種輔助支撐的全身外骨骼

有效

• 申請號: 202110992999.2
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113664805B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 戚開誠;王昊;楊冬
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 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: 蔡運紅

本發明為一種輔助支撐的全身外骨骼，包括腿部結構、髖部結構、肩部結構和背部支架；所述髖部結構包括扶手、髖背轉軸連接件、髖部棘爪、髖部棘輪、髖背連接軸、大腿外側連接件、大腿內側連接件、插銷和髖部彈簧；肩部結構包括肩部支撐管、手臂支撐板、肩部連接件、彈簧座、肩部彈簧、鉸鏈、直線電動推桿、肩部棘爪、肩部棘輪和剛性繩；大腿內側連接件和大腿外側連接件安裝在腿部結構的大腿外殼的內、外側，髖背連接軸通過髖背轉軸連接件固定在大腿外側連接件的側面，髖部棘輪轉動連接在髖背連接軸上，背部支架的下端與髖部棘輪的端面固連。適用于半蹲位姿下需要抬手進行操作的情形，手臂具有水平面和豎直面內的轉動，增加了手臂的活動范圍。

技術領域

本發明屬于外骨骼技術領域，具體是一種輔助支撐的全身外骨骼，能夠為長期站立或者半蹲作業的人員提供支撐助力。

背景技術

目前，許多行業工人在作業時，由于沒有較大的工作空間或者具體工作操作的限制等，往往需要長時間保持站立或半蹲姿勢，使人容易感覺到疲勞，降低了工人作業的舒適度和工作效率，長此以往還會引發職業病，引起骨骼變形。例如，工人在進行流水線操作時，有時需要保持半蹲姿勢，只能依靠自己的腿提供支撐力，耗費體力，會使工人更加勞累。而外骨骼不僅能夠為人體提供支撐，還不影響使用者進行工作操作。

申請號為201210319331.2的中國專利公開了一種可穿戴的重型物資搬運助力仿生外骨骼，外骨骼的上肢各個關節均采用電機驅動，外骨骼的下肢各個關節由電液驅動，借助電機、電液混合驅動，為人體提供助力，主要適用于重型物資搬運過程中的助力。此種外骨骼結構笨重，會增加穿戴者的負擔。

申請號為201710944237.9的中國專利公開了一種基于氣動肌肉全身外骨骼康復系統，以氣動肌肉作為執行元件，為人的腕關節、肘關節、肩關節、胸背關節、腰關節、髖關節、膝關節、踝關節提供助力。該系統具有結構緊湊、清潔、防爆性能好的特點，但是結構復雜，開發控制系統需要較大的成本。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種輔助支撐的全身外骨骼。

本發明所解決所述技術問題采用的技術方案是：

一種輔助支撐的全身外骨骼，包括腿部結構、髖部結構、肩部結構和背部支架；其特征在于，所述髖部結構包括扶手、髖背轉軸連接件、髖部棘爪、髖部棘輪、髖背連接軸、大腿外側連接件、大腿內側連接件、插銷和髖部彈簧；肩部結構包括肩部支撐管、手臂支撐板、肩部連接件、彈簧座、肩部彈簧、鉸鏈、直線電動推桿、肩部棘爪、肩部棘輪和剛性繩；

所述大腿內側連接件和大腿外側連接件安裝在腿部結構的大腿外殼的內、外側，髖背連接軸通過髖背轉軸連接件固定在大腿外側連接件的側面，髖部棘輪轉動連接在髖背連接軸上，背部支架的下端與髖部棘輪的端面固連；扶手的上端轉動連接在髖背連接軸上；大腿外側連接件的下部設有棘爪銷軸，髖部棘爪的下端與棘爪銷軸轉動連接，髖部棘爪的上端能與髖部棘輪嚙合；髖部棘爪的下端伸出一個連接柱，連接柱與扶手配合；髖部彈簧的一端與扶手固連，另一端與大腿外側連接件固連；

其中一個髖部結構的大腿內側連接件上設有凹槽，另一個髖部結構的大腿內側連接件與插銷的一端轉動連接，插銷的另一端能與另一個大腿內側連接件的凹槽配合；當插銷的另一端與另一個大腿內側連接件的凹槽配合時，兩個腿部結構之間形成剛性連接；

所述肩部支撐管的下端固定在背部支架的下部，推桿座固定在肩部支撐管的上端，直線電動推桿固定在推桿座上；鉸鏈的一端固定在推桿座的一側，另一端與肩部連接件固連；肩部連接件的上部固定有肩部棘爪軸，下部轉動安裝有肩部棘輪軸，肩部棘爪轉動安裝在肩部棘爪軸上；肩部棘輪和手臂支撐板均轉動安裝在肩部棘輪軸上，手臂支撐板與肩部棘輪的端面固連，肩部棘輪能與肩部棘爪嚙合，手臂支撐板上連接有手臂綁帶；彈簧座固定在肩部連接件的頂部，肩部彈簧的一端與彈簧座固連，另一端與肩部棘爪固連；剛性繩的一端與直線電動推桿的伸縮端固連，另一端與肩部棘爪固連。