【技术实现步骤摘要】
一种机械式无源腰部助力外骨骼
本专利技术涉及一种人体运动辅助机械
,特别是涉及一种机械式无源腰部助力外骨骼。
技术介绍
腰部助力外骨骼是一种可穿戴在人体上并给腰部提供助力的机械外骨骼设备。在物流搬运、农耕生产、建筑装修等行业一些需要劳动者重复弯腰或长时间弯腰的劳作场合中,腰部助力外骨骼能够在劳动者弯腰过程中减轻其腰部肌肉的负担与疲劳,从而有助于提高工作效率、减少腰肌劳损等慢性病的发生。助力外骨骼按工作时是否使用外部能源,分为有源和无源两种。有源助力外骨骼需要外部动力能源,如电源或气压、液压源,通常还含有传感器、控制器等部件,所以一般重量较大、系统较复杂、使用时长或范围受限且成本较高。无源助力外骨骼不需要外部动力能源,一般重量较轻、系统简单、使用时长或范围不受限且成本较低。无源腰部助力外骨骼的基本原理如图1所示,图中粗实线部分表示人体,细实线部分表示腰部助力外骨骼,一般主要包括上身支撑a、上身绑定缓冲组件b、弹性元件c、腿部绑定缓冲组件d、腿部支撑e。上身支撑a与腿部支撑e之间为第一转动关节,类比于人体的髋关节。上身支撑a、腿部支撑e分别通过上身绑定缓冲组件b、腿部绑定缓冲组件d与人体接触。在人体弯腰过程中,上身支撑a为人体上身提供支撑力,弹性元件c压缩使得人体上身及负载的重力势能转化为弹性元件c的弹性势能存储起来,人体上身及负载的载荷则转移到大腿处,从而减小了人体腰部所承受的载荷。在人体直腰过程中,弹性元件c存储的弹性势能释放,逐步转化为人体上身及负载的重力势能,帮助人体完成从弯腰到直腰这一动作 ...
【技术保护点】
1.一种机械式无源腰部助力外骨骼,其特征在于:包括腹部支撑部、腰部支撑部、腿部支撑部和蓄能部,所述腹部支撑部的下部左侧和下部右侧分别可拆卸式固定于所述腰部支撑部的顶部左侧和顶部右侧,所述腹部支撑部的内侧与人体腹部或胸部可解除式相抵,所述腰部支撑部的前侧与人体前腰部弹性可解除式相抵,所述腰部支撑部的后部与人体后腰部松紧可调式相抵,所述腰部支撑部的左侧底部和右侧底部分别设置有T形关节轴,所述T形关节轴包括顶部横向轴和垂直一体成型或固定于所述顶部横向轴中央位置处的下部纵向轴,所述顶部横向轴与所述腰部支撑部的底部可拆卸式旋转连接,所述腿部支撑部的顶部左侧和顶部右侧分别与左右两侧的所述下部纵向轴可拆卸式旋转连接,所述腿部支撑部的下部与人体腿部可拆卸式固定,所述蓄能部在所述腿部支撑部的顶部外侧位置处与所述下部纵向轴可拆卸式键连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种机械式无源腰部助力外骨骼,其特征在于:包括腹部支撑部、腰部支撑部、腿部支撑部和蓄能部,所述腹部支撑部的下部左侧和下部右侧分别可拆卸式固定于所述腰部支撑部的顶部左侧和顶部右侧,所述腹部支撑部的内侧与人体腹部或胸部可解除式相抵,所述腰部支撑部的前侧与人体前腰部弹性可解除式相抵,所述腰部支撑部的后部与人体后腰部松紧可调式相抵,所述腰部支撑部的左侧底部和右侧底部分别设置有T形关节轴,所述T形关节轴包括顶部横向轴和垂直一体成型或固定于所述顶部横向轴中央位置处的下部纵向轴,所述顶部横向轴与所述腰部支撑部的底部可拆卸式旋转连接,所述腿部支撑部的顶部左侧和顶部右侧分别与左右两侧的所述下部纵向轴可拆卸式旋转连接,所述腿部支撑部的下部与人体腿部可拆卸式固定,所述蓄能部在所述腿部支撑部的顶部外侧位置处与所述下部纵向轴可拆卸式键连接。
2.根据权利要求1所述的一种机械式无源腰部助力外骨骼,其特征在于:所述蓄能部包括壳体组件、开关组件以及均设置于所述壳体组件内部的凸轮组件、离合盘组件和下气缸,所述下气缸的缸体可拆卸式固定于所述壳体组件的下部,所述下气缸的活塞顶部与所述凸轮组件的下边缘可解除式相抵,所述下部纵向轴由内向外依次穿过所述腿部支撑部的顶部、所述壳体组件的内侧、所述凸轮组件的中心、所述离合盘组件的中心且延伸至所述壳体组件的外侧,所述离合盘组件与所述下部纵向轴可拆卸式键连接,所述离合盘组件与所述凸轮组件弹性可解除式插接,所述离合盘组件的上部与所述开关组件的底部可解除式相抵,所述开关组件由所述离合盘组件的上部延伸至所述壳体组件的外侧,所述开关组件的中部与所述壳体组件可锁定式旋转连接,所述壳体组件的内外两侧和所述凸轮组件的中心均与所述下部纵向轴可拆卸式旋转连接。
3.根据权利要求2所述的一种机械式无源腰部助力外骨骼,其特征在于:所述蓄能部还包括上气缸,所述上气缸与所述下气缸呈中心对称设置,所述上气缸的缸体可拆卸式固定于所述壳体组件的上部,所述上气缸的活塞底部与所述凸轮组件的上边缘可解除式相抵。
4.根据权利要求2所述的一种机械式无源腰部助力外骨骼,其特征在于:所述开关组件包括开关手柄、转轴和凸轮滚子,所述转轴穿设于所述壳体组件上且与所述壳体组件可锁定式旋转连接,所述转轴的顶部设置于所述壳体组件的外侧且与所述开关手柄可拆卸式固定,所述转轴的底部设置于所述壳体组件的内部且与所述凸轮滚子的内周可拆卸式固定,所述凸轮滚子的外周与所述离合盘组件的顶部可解除式相抵。
5.根据权利要求2所述的一种机械式无源腰部助力外骨骼,其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员:高官健,杨晓赛,
申请(专利权)人:爱科索智能机器人有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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