[实用新型]一种可更换夹持工具的上肢增力灵巧型外骨骼机器人

说明书

本实用新型公开了一种可更换夹持工具的上肢增力灵巧型外骨骼机器人，包括背部支座，其两侧连接有肩部组件，依次连接有上臂、肘部组件、前臂、手腕组件和夹持工具，上臂和前臂上设有捆绑组件，夹持工具包括2个抓手，2个抓手分别固定在2个传动齿轮片上，2个传动齿轮片的齿轮齿合连接，其中一个传动齿轮片与夹持工具第二驱动电机的输出轴转动连接，夹持工具第二驱动电机固定在2个连接片上，2个抓手两侧均设有连杆，连杆一端与抓手转动连接，另一端与连接片转动连接；连接片的一端通过夹持工具第一驱动电机与手腕组件可拆卸连接。本实用新型在夹持工具与手腕组件之间设置可拆卸装置，实现多种夹持工具的更换；具有普适性、安全性、灵巧性的特点。

技术领域

本实用新型属于工业服务机器人领域，具体涉及一种可更换夹持工具的上肢增力灵巧型外骨骼机器人。

背景技术

我国是农业和制造业生产大国，尽管自动化设备已经广泛应用于农业和制造业，但在一些特定的工作场合，如棉花采摘、汽车装配、工业点焊等领域，人工作业依然普遍存在。在人工作业过程中，由于作业工人长时间从事高强度、重复性工作，作业工人很容易出现肢体疲劳、体能下降等情况，对其工作效率产生影响；同样在日益发展壮大的物流行业，也存在着重物反复抬起、卸下以及多点间搬运等人工作业情况，不仅容易疲劳，长期如此还会引发肩周炎、腰椎间盘突出等不同程度的职业性肌肉骨骼疾病，给作业工人带来了许多健康安全隐患，影响到其未来的家庭生活。使用上肢增力外骨骼，既可以提高工人的工作效率，也可以保护工人健康。同时，我国逐步进入老龄化社会，上肢增力外骨骼可以极大地提高老年人的活动能力。

然而，现存的可穿戴外骨骼机器人大多数以下肢助力外骨骼与康复型上肢外骨骼为主，可穿戴的上肢增力外骨骼研究较少。同时，在为数不多的可穿戴上肢增力外骨骼机器人中，存在机械机构复杂笨重、传动系统不可靠、约束人体上肢自由度、无法适应高于头颈的工况、安全性不佳等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可更换夹持工具的上肢增力灵巧型外骨骼机器人，以解决现有上肢增力外骨骼机器人机械结构复杂笨重、传动不可靠、约束人体上肢自由度、安全性不佳等问题。

实现本实用新型目的的技术方案为：一种可更换夹持工具的上肢增力灵巧型外骨骼机器人，包含背部支座，背部支座两侧连接有肩部组件，肩部组件依次连接有上臂、肘部组件、前臂、手腕组件和夹持工具，上臂和前臂上设有捆绑组件，其特征在于，所述夹持工具包括2个抓手，所述2个抓手分别固定在2个传动齿轮片上，2个传动齿轮片的齿轮齿合连接，其中一个传动齿轮片与夹持工具第二驱动电机的输出轴转动连接，所述夹持工具第二驱动电机固定在2个连接片上，所述2个抓手两侧均设有连杆，连杆一端与抓手转动连接，另一端与连接片转动连接；所述连接片远离夹持工具第二驱动电机的一端固定连接有夹持工具第一驱动电机，夹持工具第一驱动电机与手腕组件可拆卸连接。

进一步的，所述肩部组件包括2个肩胛铰板，2个肩胛铰板的外侧均固定安装有第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴转动连接有上部肩关节，所述上部肩关节与第一驱动电机连接的一端位于2个肩胛铰板之间，另一端固定连接有肩部第二驱动电机，所述肩部第二驱动电机的输出轴通过连接栓连接有下部肩关节。

进一步的，所述上臂包括上臂大齿轮、上臂小齿轮、上臂端盖、上臂壳体、上臂第一驱动电机；所述上臂壳体两端有关节孔，所述上臂大齿轮位于上臂壳体一端的关节孔内，并与肩部组件中的下部肩关节固定连接，所述上臂端盖固定盖合在上臂壳体有上臂大齿轮的关节孔上，所述上臂小齿轮安装于上臂壳体内，并于上臂大齿轮齿合连接，上臂第一驱动电机安装于上臂壳体外侧，其输出轴与上臂小齿轮轴连接。

进一步的，所述肘部组件包括肘部大齿轮、肘部小齿轮、肘部端盖和肘部第一驱动电机，所述肘部大齿轮与前臂的一端固定连接，并位于上臂壳体另一端的关节孔内，所述肘部端盖固定盖合在上臂壳体有肘部大齿轮的关节孔上，所述肘部小齿轮安装于上臂壳体内，并与肘部大齿轮齿合连接，所述肘部第一驱动电机安装于上臂壳体外侧，其输出轴与肘部小齿轮轴连接。