[发明专利]一种用于辅助搬运的全身外骨骼助力机器人

说明书

本发明公开了一种辅助搬运的全身外骨骼助力机器人，涉及助力机器人研究领域，包括背部支架、中央控制器、动力装置、上肢部件与下肢部件，中央控制器固定连接在背部支架的后侧；两个结构相同的上肢部件分别安装在背部支架的两侧,所述动力装置安装在外骨骼助力机器人的第一肩关节、第二肩关节、肘关节处，为外骨骼的运动提供助力；外骨骼下肢部件安装在背部支架两侧的下方，当人穿戴好外骨骼助力机器人来搬运重物时，重物的重力通过外骨骼的下肢部件传递给地面。所述动力装置由传动装置、谐波减速器、盘式电机与角度传感器，角度传感器用以测量关节处的角度值，根据测得的角度值由中央控制装置制相应关节的运动。

技术领域

本发明属于助力机器人研究领域，具体涉及一种用于辅助搬运的全身外骨骼助力机器人。

背景技术

随着我国经济的快速发展,物流行业已经成为我国经济发展中的支柱行业，据统计，2009年我国社会物流总费用达到6.1万亿元，占同期GDP的比重为18.1％；2010年总费用为7.1万亿元，占同期GDP的比重为17.8％。但目前物流行业在货物仓库及装车的过程中主要还是依靠单纯的人力搬运来完成。所以说发明一种价格适中，结构简单，易于穿戴的用于辅助搬运的全身外骨骼助力机器人以此提高人体在搬运货物使得效率则显得尤为重要。

经文献检索，申请号为201310262919.3的中国发明专利申请提出了一种穿戴式下肢助力外骨骼，每条腿仅用一个电机驱动，为单自由度机械腿，使用连杆机构配合一个驱动电机，使髋关节、膝关节、踝关节同时拟合出恰当的转动角度曲线，控制上较为简单，但对野外的环境适应性较差，且针对不同身高体型的穿戴者，需要针对性的设计连杆的长度，不具有通用性，此装置仅有下肢外骨骼，只能实现简单的协助人体行走并不能辅助人体进行货物的搬运。

经文献检索，申请号为201210319331.2的中国发明专利提出了一种可穿戴于人体四肢的重型物资搬运助力仿生外骨骼，上肢外骨骼为7自由度系统，由3自由度肩关节、1自由度肘关节、2自由度腕关节、1自由度手部以及背部的电机驱动系统箱组成，7自由度均采用电机驱动。下肢外骨骼为6自由度系统，由3自由度髋关节、1自由度膝关节、2自由度踝关节以及背部的电液驱动系统箱组成，6自由度均采用液压驱动。人体穿戴好整套外骨骼装备后，借助电机或液压等机械动力，在物资搬运时可大幅提高效率和灵活性，达到省时省力的目的。但该装置的缺点也较为明显：1)在关节处设计简单，而且并没有感应器系统与控制系统不能够准确的检测穿戴者和外骨骼的运动信息，从而无法感应与控制外骨骼的运动目的；2)下肢采用液压助力，液压缸使得系统较为笨重，增加结构重量，并不适用于人体的穿戴；3)该装置不能够改变下肢的结构长度，在穿戴时不具有通用性，并不适合不同人的穿戴。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种结构简单，能够准确感应与控制，下肢可调节长度具有通用性的全身外骨骼助力穿戴机器人，以解决上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种辅助搬运的全身外骨骼助力机器人，该装置具有结构简单，能够准确感应与控制，下肢可调节长度，具有通用性的特点。

本发明是通过如下技术方案得以实现的：

一种用于辅助搬运的全身外骨骼助力机器人，包括背部支架、上肢部件、动力装置、下肢部件和中央控制器；

所述中央控制器置于背部支架上；所述背部支架上端竖直两侧对称开设有第一肩关节孔，下端设置有U型连接架；所述U型连接架两端对称设置有髋关节连接装置；所述髋关节连接装置两侧均安装有下肢部件中的髋关节轴承；所述第一肩关节孔安装有上肢部件中的肩部连接装置；