[发明专利]一种辅助支撑的全身外骨骼

说明书

本发明为一种辅助支撑的全身外骨骼，包括腿部结构、髋部结构、肩部结构和背部支架；所述髋部结构包括扶手、髋背转轴连接件、髋部棘爪、髋部棘轮、髋背连接轴、大腿外侧连接件、大腿内侧连接件、插销和髋部弹簧；肩部结构包括肩部支撑管、手臂支撑板、肩部连接件、弹簧座、肩部弹簧、铰链、直线电动推杆、肩部棘爪、肩部棘轮和刚性绳；大腿内侧连接件和大腿外侧连接件安装在腿部结构的大腿外壳的内、外侧，髋背连接轴通过髋背转轴连接件固定在大腿外侧连接件的侧面，髋部棘轮转动连接在髋背连接轴上，背部支架的下端与髋部棘轮的端面固连。适用于半蹲位姿下需要抬手进行操作的情形，手臂具有水平面和竖直面内的转动，增加了手臂的活动范围。

技术领域

本发明属于外骨骼技术领域，具体是一种辅助支撑的全身外骨骼，能够为长期站立或者半蹲作业的人员提供支撑助力。

背景技术

目前，许多行业工人在作业时，由于没有较大的工作空间或者具体工作操作的限制等，往往需要长时间保持站立或半蹲姿势，使人容易感觉到疲劳，降低了工人作业的舒适度和工作效率，长此以往还会引发职业病，引起骨骼变形。例如，工人在进行流水线操作时，有时需要保持半蹲姿势，只能依靠自己的腿提供支撑力，耗费体力，会使工人更加劳累。而外骨骼不仅能够为人体提供支撑，还不影响使用者进行工作操作。

申请号为201210319331.2的中国专利公开了一种可穿戴的重型物资搬运助力仿生外骨骼，外骨骼的上肢各个关节均采用电机驱动，外骨骼的下肢各个关节由电液驱动，借助电机、电液混合驱动，为人体提供助力，主要适用于重型物资搬运过程中的助力。此种外骨骼结构笨重，会增加穿戴者的负担。

申请号为201710944237.9的中国专利公开了一种基于气动肌肉全身外骨骼康复系统，以气动肌肉作为执行元件，为人的腕关节、肘关节、肩关节、胸背关节、腰关节、髋关节、膝关节、踝关节提供助力。该系统具有结构紧凑、清洁、防爆性能好的特点，但是结构复杂，开发控制系统需要较大的成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种辅助支撑的全身外骨骼。

本发明所解决所述技术问题采用的技术方案是：

一种辅助支撑的全身外骨骼，包括腿部结构、髋部结构、肩部结构和背部支架；其特征在于，所述髋部结构包括扶手、髋背转轴连接件、髋部棘爪、髋部棘轮、髋背连接轴、大腿外侧连接件、大腿内侧连接件、插销和髋部弹簧；肩部结构包括肩部支撑管、手臂支撑板、肩部连接件、弹簧座、肩部弹簧、铰链、直线电动推杆、肩部棘爪、肩部棘轮和刚性绳；

所述大腿内侧连接件和大腿外侧连接件安装在腿部结构的大腿外壳的内、外侧，髋背连接轴通过髋背转轴连接件固定在大腿外侧连接件的侧面，髋部棘轮转动连接在髋背连接轴上，背部支架的下端与髋部棘轮的端面固连；扶手的上端转动连接在髋背连接轴上；大腿外侧连接件的下部设有棘爪销轴，髋部棘爪的下端与棘爪销轴转动连接，髋部棘爪的上端能与髋部棘轮啮合；髋部棘爪的下端伸出一个连接柱，连接柱与扶手配合；髋部弹簧的一端与扶手固连，另一端与大腿外侧连接件固连；

其中一个髋部结构的大腿内侧连接件上设有凹槽，另一个髋部结构的大腿内侧连接件与插销的一端转动连接，插销的另一端能与另一个大腿内侧连接件的凹槽配合；当插销的另一端与另一个大腿内侧连接件的凹槽配合时，两个腿部结构之间形成刚性连接；

所述肩部支撑管的下端固定在背部支架的下部，推杆座固定在肩部支撑管的上端，直线电动推杆固定在推杆座上；铰链的一端固定在推杆座的一侧，另一端与肩部连接件固连；肩部连接件的上部固定有肩部棘爪轴，下部转动安装有肩部棘轮轴，肩部棘爪转动安装在肩部棘爪轴上；肩部棘轮和手臂支撑板均转动安装在肩部棘轮轴上，手臂支撑板与肩部棘轮的端面固连，肩部棘轮能与肩部棘爪啮合，手臂支撑板上连接有手臂绑带；弹簧座固定在肩部连接件的顶部，肩部弹簧的一端与弹簧座固连，另一端与肩部棘爪固连；刚性绳的一端与直线电动推杆的伸缩端固连，另一端与肩部棘爪固连。