[发明专利]一种气动人工肌肉驱动的可穿戴双臂搬运助力机器人

权利要求书

1.一种气动人工肌肉驱动的可穿戴双臂搬运助力机器人，其特征在于，包括：依次连接的背部部件、肩部部件、手臂部件和设置于所述背部部件的便携式驱动控制系统；所述手臂部件包括上臂构件、前臂构件、手部支架构件、肘部气动人工肌肉致动器和腕部气动人工肌肉致动器；所述背部部件的背部上端横梁与肩部部件的肩部末端L板连接，肩部部件的肩部内旋弯板的下端与手臂部件的上臂构件上端连接，所述肘部气动人工肌肉致动器分别与所述上臂构件和前臂构件相连接，位于肘关节转轴前侧；所述腕部气动人工肌肉致动器分别与所述前臂构件和手部支架构件相连接，位于腕关节转轴前侧；所述便携式驱动控制系统分别控制所述肘部气动人工肌肉致动器和腕部气动人工肌肉致动器的充放气，进而实现肘、腕关节的屈曲/伸展动作；

所述便携式驱动控制系统由电路模块和气路模块两部分组成，电路模块包括指令传感器、Arduino开发板、驱动电路和电源；气路模块包括依次通过气管连接的便携式储气瓶、气源三联体和高速开关阀；

电源为系统供电，便携式储气瓶为肘部气动人工肌肉致动器和腕部气动人工肌肉致动器的充气过程提供压缩空气，气源三联体调节肘部气动人工肌肉致动器和腕部气动人工肌肉致动器的最大输入气压，穿戴者通过语音或按键操作向指令传感器发出命令，由Arduino开发板将命令转化为控制信号输入到驱动电路，驱动电路控制高速开关阀的通断，肘部气动人工肌肉致动器和腕部气动人工肌肉致动器通过充放气进行轴向收缩/舒张，进而实现肘、腕关节的屈曲/伸展动作。

2.如权利要求1所述的气动人工肌肉驱动的可穿戴双臂搬运助力机器人，其特征在于，所述背部部件包括：背部上端横梁、背部上滑槽、背部下滑槽、腰部内支架和腰部外支架，所述背部上滑槽的上端与背部上端横梁固定连接，背部上滑槽与背部下滑槽的槽口相对固定连接，通过改变背部上滑槽与背部下滑槽之间的重合长度以适应不同上身长度的穿戴者；腰部内支架和腰部外支架的槽口相对固定连接，背部下滑槽的下端与腰部内支架和腰部外支架重叠部分的槽口连接，通过调整腰部内支架和腰部外支架槽口的相对位置，以适应不同腰部宽度的穿戴者；腰部内支架和腰部外支架的侧面长孔安装腰部绑带，用于固定穿戴者的腰部；可调节背带上端固定于背部上端横梁，绕过人体前侧，与腰部内支架和腰部外支架进行固定连接，使穿戴者的背部紧贴助力机器人的背部部件；通过调整腰部绑带和可调节背带长度，使人机之间不会发生相对错动。

3.如权利要求1所述的气动人工肌肉驱动的可穿戴双臂搬运助力机器人，其特征在于，所述肩部部件包括：肩部末端L板、肩部外展构件、肩部内旋弯板和肩部屈曲限位U型槽，所述肩部外展构件由肩部外展弯板和两个肩部外展限位板构成，所述肩部外展弯板两端与肩部外展限位板连接以构成M型槽，通过所述M型槽分别与肩部末端L板和肩部内旋弯板相连接，肩部内旋弯板与上臂构件相连接，通过肩部屈曲限位U型槽对上臂构件限位。

4.如权利要求1所述的气动人工肌肉驱动的可穿戴双臂搬运助力机器人，其特征在于，所述上臂构件包括：上臂外直板、上臂内直板、手臂U型弯板和两个第一充气端安装支架，手臂U型弯板分别连接上臂外直板和上臂内直板，两个所述肘关节气动人工肌肉致动器分别通过对应的第一充气端安装支架与上臂外直板和上臂内直板相连接；还设有两端分别与上臂外直板和上臂内直板相连接的上臂绑带。

5.如权利要求1所述的气动人工肌肉驱动的可穿戴双臂搬运助力机器人，其特征在于，所述前臂构件包括：前臂外直板、前臂内直板、前臂U型弯板、两个第一封闭端安装支架和两个第二充气端安装支架，前臂U型弯板分别连接前臂外直板和前臂内直板，两个所述肘关节气动人工肌肉致动器分别通过对应的第一封闭端安装支架与前臂外直板和前臂内直板相连接，两个所述腕关节气动人工肌肉致动器分别通过对应的第二充气端安装支架与前臂外直板和前臂内直板相连接；还设有分别与前臂外直板和前臂内直板相连接的前臂绑带。

6.如权利要求1所述的气动人工肌肉驱动的可穿戴双臂搬运助力机器人，其特征在于，所述手部支架构件包括：手部支架外直板、手部支架内直板、手部U型弯板和两个第二封闭端安装支架，手部U型弯板分别连接手部支架外直板和手部支架内直板，两个所述腕关节气动人工肌肉致动器分别通过相应的第二封闭端安装支架与手部支架外直板和手部支架内直板相连接；还设有分别与手部支架外直板和手部支架内直板相连接的手部绑带。