[发明专利]穿戴式外骨骼肩部助力设备

说明书

穿戴式外骨骼肩部助力设备，包括穿戴部分、安装基座、支撑框架、手臂机构；手臂机构包括框架，框架通过支撑轴转动连接卷簧壳体，支撑轴端头接棘轮棘爪机构，卷簧壳体内有卷簧，卷簧内端头接在支撑轴上，卷簧外端头接在卷簧壳体内壁上；框架的侧面通过连接臂转动连接摆动臂，手臂框架一端与摆动臂转动连接，手臂框架另一端接手臂支撑；卷簧壳体外侧固定有限位轴，限位轴一端有限位端头，限位端头与框架上边沿相匹配；钢索一端挂在限位轴另一端，钢索另一端挂在摆动臂端头上的钢索挂轴上；支撑轴、限位轴、摆动臂轴相互平行设置，销轴与摆动臂轴相互垂直设置。结构简单，重量轻，高自由度，灵活可靠，穿戴舒适。

技术领域

本发明涉及一种助力设备，特别是一种穿戴式外骨骼肩部助力设备。

背景技术

人体肩膀是及其复杂的运动结构。自由度与重量在传统肩部助力外骨骼设备中往往是对立的。拥有复杂结构且高自由度的此类设备重量大，引起穿戴不适，如EKSO bionics公司肩部外骨骼。重量较低的外骨骼设备往往肩部自由度受到一定的限制，因为其机械结构相对简易，动作灵活性差。超高自由度产品在其输出力稳定性方面又略逊一筹。穿戴式外骨骼肩部助力设备的安装基座部分是通过各类刚性连接方式将机械部分与穿戴部分直接连接，使其受力集中于连接处，穿戴者有明显不适感。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、整体重量轻、具有高自由度、动作灵活可靠、产生助力的弹性件的弹力方便调整、穿戴部分舒适牢固、具有柔性基座、可实现柔性支撑、减轻使用人员疲惫感的穿戴式外骨骼肩部助力设备，克服现有技术的不足。

本发明的穿戴式外骨骼肩部助力设备，包括穿戴部分、连接在穿戴部分上的安装基座、与安装基座相连接的支撑框架及安装在支撑框架上的手臂机构；

所述的手臂机构包括框架，在框架上设有支撑轴，支撑轴上转动连接有卷簧壳体，支撑轴端头固定装有棘轮，与棘轮相配的棘爪通过棘爪轴连接在框架上，在卷簧壳体内设有卷簧，卷簧的内端头连接在支撑轴上，卷簧的外端头连接在卷簧壳体的内壁上；

在框架的侧面固定有连接臂，摆动臂的一端通过摆动臂轴与连接臂转动连接，手臂框架的一端通过销轴与摆动臂的另一端转动连接，手臂框架的另一端连接有手臂支撑；

在卷簧壳体的外侧固定有限位轴，限位轴的一端装有限位端头，限位端头与框架上边沿相匹配；钢索的一端挂接在限位轴的另一端，钢索的另一端挂接在摆动臂端头上的钢索挂轴上；

所述的支撑轴、限位轴、摆动臂轴相互平行设置，所述的销轴与摆动臂轴相互垂直设置。

所述的穿戴部分包括腰带，腰带的前部有腰带松紧卡扣，背部连接带的下端与腰带的后边中间部位相对固定连接，背部连接带上设有长度调节卡扣，背部连接带的上端连接有背板，背板的上边两侧均与肩带的一端相接，肩带的另一端与腰带的后边中部区域相接，在肩带上设有长度调节卡扣；

在两个肩带之间位于前侧连接有胸带，胸带上设有胸带松紧扣；

所述的背板的后面固定有左右对称的绑带；在背部连接带的下端外侧有固定安装基座的固定带；在腰带的两侧分别连接有对称的连接带，连接带上设有紧固卡扣。

所述的安装基座包括通过固定带捆绑的运动限制座，在运动限制座内插装有硅胶弹性连接板，硅胶弹性连接板的两端自运动限制座的两端伸出，硅胶弹性连接板的两端对称接有连接框架，连接框架上固定有连板，连板上开设有穿入连接带的长孔，在连接框架上设有插装固定所述支撑框架中的支撑杆的插孔。

所述的硅胶弹性连接板的两端与连接框架的连接结构为：在硅胶弹性连接板的两端设有安装孔，压板的两端设有与所述安装孔相对应的安装孔，在连接框架的端头有与所述的安装孔相对应的安装孔，硅胶弹性连接板两端头夹持在压板和连接框架之间并通过压板螺钉和各安装孔将压板、硅胶弹性连接板、连接框架紧固在一起；所述的连接框架与连板通过连板螺钉固定连接。