[实用新型]一种助力外骨骼机器人用上体前胸助力机构

说明书

本实用新型涉及一种助力外骨骼机器人用上体前胸助力机构，该机构包括胸甲、背甲、两个腋下支撑和两个液压缸系统组件，胸甲和背甲的上端通过弹性连接带连接，胸甲和背甲的下部侧面通过两个腋下支撑连接在一起，背甲、胸甲、腋下支撑整体构成马甲状，佩戴在人体上身，三者的连接处均通过弹性连接带连接；在胸甲的前端面上左右对称安装两个液压缸系统组件，且两个液压缸系统组件的结构完全相同；每个液压缸系统组件均包括上铰支架、液压缸和下铰支架，液压缸两端装有杆端球轴承，液压缸两端分别通过销轴连接方式与上铰支架、下铰支架相互连接。该机构可以在人在进行搬抬重物动作时，提供前胸支撑的同时，使人在搬重物时弯腰、起身更省力。

技术领域

本实用新型涉及助力外骨骼机器人技术领域，具体为一种助力外骨骼机器人用上体前胸助力机构。

背景技术

外骨骼机器人系统实质上是一种可穿戴的人机一体化系统，穿戴在操作者的身体外部，是一种人工骨骼，也是一种机械机构，同时又融合了及机器人学、人体工程学、控制理论、传感器技术、信息处理技术等领域。外骨骼机器人为操作者提供诸如保护、身体支撑、助力、助行等功能，大大的提升了人类的负重能力，提高人类的工作效率。目前，在军事、医疗、救灾、工业制造施工等各方面，具有广泛的应用前景。

现有的助力外骨骼装置主要是上肢助力外骨骼和下肢助力外骨骼。申请号为201711183894.2的中国专利公开一种上肢助力外骨骼装置，设置背带、肩部内侧关节、肩部前伸关节、下臂气液驱动缸、肘关节、下臂支撑架，背带与肩部内侧关节通过单向回转结构相连，主要是能增强人体手臂力量，提高人体提重物能力，同是能够保护手臂，但是对人体搬抬重物时弯腰起身等动作情况的助力和身体支撑明显不足。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是：提供一种助力外骨骼机器人用上体前胸助力机构。该机构可以在人在进行搬抬重物等类似动作时，提供上体前胸支撑的同时，帮助人在搬重物时弯腰、起身更省力，并起到保护作用。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种助力外骨骼机器人用上体前胸助力机构，其特征在于该机构包括胸甲、背甲、两个腋下支撑和两个液压缸系统组件，胸甲和背甲的上端通过弹性连接带连接，胸甲和背甲的下部侧面通过两个腋下支撑连接在一起，背甲、胸甲、腋下支撑整体构成马甲状，佩戴在人体上身，三者的连接处均通过弹性连接带连接；在胸甲的前端面上设有左右对称的向中间倾斜的固定端结构，两个液压缸系统组件安装在固定端结构下端的胸甲前壳上，且两个液压缸系统组件的结构完全相同；

每个液压缸系统组件均包括上铰支架、液压缸和下铰支架，液压缸两端装有杆端球轴承，液压缸两端分别通过销轴连接方式与上铰支架、下铰支架相互连接；上铰支架通过螺钉连接固定在胸甲上，下铰支架通过螺栓固定在下铰连接板上，所述下铰连接板同时连接人体髋关节部位的髋关节支撑板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

由于人具有形状复杂易受伤害的特点，本实用新型前胸助力机构，依据人体工程学原则，能够很好的与人体贴合，设计有柔弹性部件，舒适性更好，能够在人进行搬抬重物等类似行为时，产生支撑、助力以及保护来辅助使用者弯腰、起身。主要应用于人在进行搬抬重物等类似动作时，液压缸跟随收缩、伸展，提供对人体的支撑、助力及保护，从而减少人体腰部等关节压力。

本实用新型中胸甲及背甲的设计均结合人体工程学，能够完好的与人体前胸、后背贴合，且采用中空形式，更加轻量化，具有仿生性好、舒适性好、重量轻等特点，三者之间通过弹性连接带连接，对不同人体身材实用性广，穿戴和使用方便。

本实用新型中连接液压缸所用上、下铰支架中铰链相对于上下铰支座可以旋转，液压缸两端通过销轴以及杆端球轴承方式与上、下铰支架连接，使得液压缸可实现跟随使用者实现俯仰、偏转等动作；采用液压源动力，负重能力强，而且相对于气压系统，系统刚度和稳定性较强，同时提高系统柔顺能力和运行精度。