一种外骨骼人力驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种外骨骼人力驱动装置，它是利用两个把手和两套机械传动机构将两只手臂和两只手的推、拉力量转化成辅助性驱动两条腿行走的外骨骼驱动装置，该装置采用滑轮结构或齿轮结构或连杆结构传动，从而实现了结构简单、重量轻、开发和制造成本低廉、没有噪音的设计效果，对于下肢行走的推力大小和推动速度的快慢可以由穿戴者使用自己的两只手并根据两条腿的行进速度自由控制，在行走过程中它将两只手臂通常闲置的力量用来推动两条腿行走，从而在登山、爬楼和行走的过程中可以减轻两条腿的运动负荷，从健身的角度使两条腿和两只手臂实现同步、协调运动，进而可以促进人体四肢力量的平衡发展。量的平衡发展。量的平衡发展。

【技术实现步骤摘要】
一种外骨骼人力驱动装置


[0001]本专利技术涉及一种外骨骼人力驱动装置，具体说涉及一种利用两个把手和两套机械 传动机构将两只手臂和两只手的推、拉力量转化成辅助性驱动两条腿行走的外骨骼驱 动装置。

技术介绍

[0002]目前的外骨骼动力系统大多采用智能控制下的电动、气动或液压机构，这类外骨 骼的主要缺点是，结构过于复杂、笨重，开发和制造成本昂贵，动力系统噪音太大， 整个行业的技术发展仍处于不成熟阶段。
[0003]至于完全采用机械结构的外骨骼，其缺点是，对于腿部行走运动没有任何推动作 用或没有任何可以操控的推动作用。例如，中国军用外骨骼，在穿戴者站立的过程中 只是可以对于穿戴者的背包承载50％
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70％的重量，在行走的过程中可以承载30％的重 量，对于穿戴者两条腿的行走运动没有任何推动作用。再例如，残疾人使用的假肢， 其小腿部分在气弹簧的作用下，仅仅可以推动小腿假肢自由的向前摆动，其推力的大 小和运动速度都是气弹簧固定的性能指标，在实际行走运动过程中无法改变其推力的 大小和运动速度的快慢。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的问题是，为了克服上述技术缺陷，提供一种利用两个把手和两套 机械传动机构将两只手臂和两只手的推、拉力量转化成辅助性驱动两条腿行走的外骨 骼驱动装置，从而实现结构简单、重量轻、开发和制造成本低廉、没有噪音的设计效 果，对于下肢行走的推力大小和推动速度的快慢可以由穿戴者使用自己的两只手并根 据两条腿的行进速度自由控制，在行走过程中它将两只手臂通常闲置的力量用来推动 两条腿行走，在登山、爬楼和行走的过程中减轻两条腿的运动负荷，从健身的角度使 两条腿和两只手臂实现同步、协调运动，进而促进人体四肢力量的平衡发展。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种外骨骼人力驱动装置，包括大腿外骨骼、 大腿绑带，其特征在于：
[0006]a、在左侧大腿外骨骼上端左侧吊耳上的轴孔和中部吊耳上的轴孔分别安装在一个 心轴轴颈的中部，该心轴的左侧安装在传动箱盖板下部的轴孔内，该心轴的右侧安装在 机械传动箱右下侧吊耳上的轴孔内，该心轴的螺帽固定在该心轴右侧的螺纹上并结合该 心轴左侧的头部从而以可以自由旋转的方式将左侧大腿外骨骼的上端安装在该机械传 动箱下部的悬吊仓内，该悬吊仓的前部和下部是敞开的，以便于穿戴者从站立状态开始 抬腿迈步时使左侧大腿外骨骼可以跟随穿戴者的左侧大腿向前摆动；一根转轴右侧的轴 颈以可以自由转动的方式安装在传动箱上部右侧的轴孔内，该转轴左侧的轴颈以可以自 由转动的方式安装在传动箱盖板中上部的轴孔内，由一个或两个或三个或四个以上的螺 栓穿过传动箱盖板上对应的螺栓通孔安装在传动箱左侧对应的螺孔内，从而把传动箱盖 板固
定在传动箱的左侧；在传动箱上部滑轮仓内该转轴右侧的轴头上固定有一个滑轮， 该滑轮与左侧大腿外骨骼上端左侧吊耳和中部吊耳之间的滑轮上安装有一个传动带，该 传动带穿过传动箱中部的传动带通道驱动该两个滑轮实现同步转动；该转轴的左侧轴头 位于传动箱盖板左侧，该轴头上固定有一个把手，当外骨骼穿戴者处于站立状态的时候， 该把手前端指向穿戴者左侧身体的正前方或正前方偏上或正前方偏下的方向，从而使该 把手位于穿戴者左手附近，以便于穿戴者用左手操作该把手；当外骨骼穿戴者抬起左腿 向前迈步的同时，穿戴者的左手向上拉动该把手，该把手带动转轴向前上方旋转，从而 带动该转轴右侧轴头上固定的滑轮和左侧大腿外骨骼上部的左侧滑轮向前上方同步转 动，左侧大腿外骨骼上部的滑轮固定在左侧大腿外骨骼上端左侧吊耳与中部吊耳之间， 从而使左侧大腿外骨骼随着该滑轮向前上方摆动，进而通过左侧大腿外骨骼上固定的左 侧大腿绑带推动外骨骼穿戴者左侧大腿向前上方抬腿；当外骨骼穿戴者向前迈步并抬起 左侧大腿之后需要左脚落地的时候，外骨骼穿戴者的左手向下推动把手，该把手带动该 转轴向前下方旋转，从而带动该两个滑轮向前下方同步转动，左侧大腿外骨骼上部的滑 轮将带动左侧大腿外骨骼同步向下摆动，同时通过左侧大腿外骨骼右侧固定的大腿绑带 推动外骨骼穿戴者的左侧大腿向下方摆动，以便让穿戴者的左脚落地，从而由上述结构 构成的左侧大腿外骨骼驱动装置推动外骨骼穿戴者实现辅助性推动左腿的行走运动；
[0007]b、外骨骼穿戴者身体的右侧也有一套与身体左侧相同的大腿外骨骼驱动装置，右 侧大腿外骨骼驱动装置的结构和驱动方式与左侧大腿外骨骼驱动装置相同，其零件的左 右位置结构方向相反；或者还可以在外骨骼穿戴者的身体左侧单独安装一套左侧大腿外 骨骼驱动装置；或者还可以在外骨骼穿戴者的身体右侧单独安装一套右侧大腿外骨骼驱 动装置。
[0008]在所述左侧大腿外骨骼上端还可以增加一个右侧吊耳，该右侧吊耳的轴孔以可以 自由旋转的方式与左侧大腿外骨骼上端的中部吊耳上的轴孔和左侧吊耳上的轴孔并列 安装在同一个心轴上，并在左侧大腿外骨骼上端的中部吊耳与右侧吊耳之间安装一个滑 轮，左右贯穿该滑轮的轴孔也安装在该心轴上并使该滑轮在该心轴上可以自由转动；在 左侧小腿外骨骼上端有一个左侧吊耳和右侧吊耳并位于左侧大腿外骨骼下端的左侧吊 耳与右侧吊耳之间，左侧大腿外骨骼与左侧小腿外骨骼连接处有一个心轴，该心轴轴颈 的左侧安装在左侧大腿外骨骼下端左侧吊耳上的轴孔内，该心轴右侧的螺纹部分安装并 固定在左侧大腿外骨骼下端右侧吊耳左侧的螺孔内，滑轮固定在左侧小腿外骨骼上端的 左侧吊耳与右侧吊耳之间，左右贯穿左侧小腿外骨骼上端的左侧吊耳和右侧吊耳及滑轮 的轴孔安装在该心轴轴颈的中部，左侧小腿外骨骼上端的左侧吊耳、右侧吊耳和滑轮可 以在该心轴的轴颈上自由转动；在左侧大腿外骨骼上端的中部吊耳与右侧吊耳之间的滑 轮上和左侧小腿外骨骼上端的左侧吊耳和右侧吊耳之间的滑轮上安装有一个传动带，该 左侧大腿外骨骼上端的左侧吊耳、中部吊耳和右侧吊耳及其下端的左侧吊耳和右侧吊耳 以外的主体部分为空心的管状结构，该传动带穿过该左侧大腿外骨骼主体部分为空心的 区域连接该两个滑轮；左侧大腿外骨骼上端右侧滑轮上侧固定有一个平键，在传动箱下 侧有一个与该平键上下位置、尺寸对应的键槽，该平键的上端安装在该键槽内，以阻止 该滑轮与该传动箱之间实现相对运动；当该把手带动左侧大腿外骨骼向前摆动的时候， 以左侧大腿外骨骼上端的心轴为轴心，该右侧滑轮与左侧大腿外骨骼之间将实现相对转 动，同时该滑轮带动
传动带后侧相对于左侧大腿外骨骼实现向上运动，该传动带同时带 动左侧小腿外骨骼上端的滑轮同步转动，该滑轮同时带动左侧小腿外骨骼向后摆动，通 过外骨骼穿戴者左脚鞋底托架或左侧小腿外骨骼右侧固定的小腿绑带推动穿戴者的小 腿向后上方摆动，从而构成左侧小腿外骨骼驱动装置；外骨骼穿戴者身体的右侧也有一 套与其身体左侧相同的小腿外骨骼驱动装置，右侧小腿外骨骼驱动装置的结构和驱动方 式与左侧小腿外骨骼驱动装置相同，其零件的左右位置结构方向相反；或者还可以在外 骨骼穿戴者的身体左侧单独安装一套左侧小腿外骨骼驱动装置；或者还可以在外骨骼穿 戴者的身体右侧单独安装一套右侧小腿外骨骼驱动装置。
[0009]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼人力驱动装置，包括大腿外骨骼、大腿绑带，其特征在于：a、在左侧大腿外骨骼(9a)上端左侧吊耳(14a)上的轴孔(27a)和中部吊耳(14b)上的轴孔(27b)分别安装在一个心轴(6a)轴颈的中部，该心轴(6a)的左侧安装在传动箱盖板(4a)下部的轴孔(24)内，该心轴(6a)的右侧安装在机械传动箱(4b)右下侧吊耳(4c)上的轴孔(4g)内，该心轴(6a)的螺帽(30)固定在该心轴(6a)右侧的螺纹上并结合该心轴(6a)左侧的头部从而以可以自由旋转的方式将左侧大腿外骨骼(9a)的上端安装在该机械传动箱(4b)下部的悬吊仓(35)内，该悬吊仓(35)的前部和下部是敞开的，以便于穿戴者从站立状态开始抬腿迈步时使左侧大腿外骨骼(9a)可以跟随穿戴者的左侧大腿向前摆动；一根转轴(5a)右侧的轴颈(5e)以可以自由转动的方式安装在传动箱(4b)上部右侧的轴孔(4h)内，该转轴(5a)左侧的轴颈(5g)以可以自由转动的方式安装在传动箱盖板(4a)中上部的轴孔(25)内，由一个或两个或三个或四个以上的螺栓(3a、3b、3c、3d)穿过传动箱盖板(4a)上对应的螺栓通孔(23a、23b、23c、23d)安装在传动箱(4b)左侧对应的螺孔(21a、21b、21c、21d)内，从而把传动箱盖板(4a)固定在传动箱(4b)的左侧；在传动箱(4b)上部滑轮仓(33)内该转轴(5a)右侧的轴头(5f)上固定有一个滑轮(22a)，该滑轮(22a)与左侧大腿外骨骼(9a)上端左侧吊耳(14a)和中部吊耳(14b)之间的滑轮(32)上安装有一个传动带(26)，该传动带(26)穿过传动箱(4b)中部的传动带通道(34)驱动该两个滑轮(22a、32)实现同步转动；该转轴(5a)的左侧轴头(5j)位于传动箱盖板(4a)左侧，该轴头(5j)上固定有一个把手(7a)，当外骨骼穿戴者处于站立状态的时候，该把手(7a)前端指向穿戴者左侧身体的正前方或正前方偏上或正前方偏下的方向，从而使该把手(7a)位于穿戴者左手附近，以便于穿戴者用左手操作该把手(7a)；当外骨骼穿戴者抬起左腿向前迈步的同时，穿戴者的左手向上拉动该把手(7a)，该把手(7a)带动转轴(5a)向前上方旋转，从而带动该转轴(5a)右侧轴头(5f)上固定的滑轮(22a)和左侧大腿外骨骼(9a)上部的左侧滑轮(32)向前上方同步转动，左侧大腿外骨骼(9a)上部的滑轮(32)固定在左侧大腿外骨骼(9a)上端左侧吊耳(14a)与中部吊耳(14b)之间，从而使左侧大腿外骨骼(9a)随着该滑轮(32)向前上方摆动，进而通过左侧大腿外骨骼(9a)上固定的左侧大腿绑带(8c)推动外骨骼穿戴者左侧大腿向前上方抬腿；当外骨骼穿戴者向前迈步并抬起左侧大腿之后需要左脚落地的时候，外骨骼穿戴者的左手向下推动把手(7a)，该把手(7a)带动该转轴(5a)向前下方旋转，从而带动该两个滑轮(22a、32)向前下方同步转动，左侧大腿外骨骼(9a)上部的滑轮(32)将带动左侧大腿外骨骼(9a)同步向下摆动，同时通过左侧大腿外骨骼(9a)右侧固定的大腿绑带(8c)推动外骨骼穿戴者的左侧大腿向下方摆动，以便让穿戴者的左脚落地，从而由上述结构构成的左侧大腿外骨骼驱动装置推动外骨骼穿戴者实现辅助性推动左腿的行走运动；b、外骨骼穿戴者身体的右侧也有一套与身体左侧相同的大腿外骨骼驱动装置，右侧大腿外骨骼驱动装置的结构和驱动方式与左侧大腿外骨骼驱动装置相同，其零件的左右位置结构方向相反；或者还可以在外骨骼穿戴者的身体左侧单独安装一套左侧大腿外骨骼驱动装置；或者还可以在外骨骼穿戴者的身体右侧单独安装一套右侧大腿外骨骼驱动装置。2.根据权利要求1所述的一种外骨骼人力驱动装置，其特征在于：
在所述左侧大腿外骨骼(9a)上端还可以增加一个右侧吊耳(14c)，该右侧吊耳(14c)的轴孔(27c)以可以自由旋转的方式与左侧大腿外骨骼(9a)上端的中部吊耳(14b)上的轴孔(27b)和左侧吊耳(14a)上的轴孔(27a)并列安装在同一个心轴(6a)上，并在左侧大腿外骨骼(9a)上端的中部吊耳(14b)与右侧吊耳(14c)之间安装一个滑轮(19a)，左右贯穿该滑轮(19a)的轴孔(38)也安装在该心轴(6a)上并使该滑轮(19a)在该心轴(6a)上可以自由转动；在左侧小腿外骨骼(11a)上端有一个左侧吊耳(16a)和右侧吊耳(16b)并位于左侧大腿外骨骼(9a)下端的左侧吊耳(15a)与右侧吊耳(15b)之间，左侧大腿外骨骼(9a)与左侧小腿外骨骼(11a)连接处有一个心轴(10a)，该心轴(10a)轴颈的左侧安装在左侧大腿外骨骼(9a)下端左侧吊耳(15a)上的轴孔(28)内，该心轴(10a)右侧的螺纹部分安装并固定在左侧大腿外骨骼(9a)下端右侧吊耳(15b)左侧的螺孔(36)内，滑轮(17a)固定在左侧小腿外骨骼(11a)上端的左侧吊耳(16a)与右侧吊耳(16b)之间，左右贯穿左侧小腿外骨骼(11a)上端的左侧吊耳(16a)和右侧吊耳(16b)及滑轮(17a)的轴孔(39)安装在该心轴(10a)轴颈的中部，左侧小腿外骨骼(11a)上端的左侧吊耳(16a)、右侧吊耳(16b)和滑轮(17a)可以在该心轴(10a)的轴颈上自由转动；在左侧大腿外骨骼(9a)上端的中部吊耳(14b)与右侧吊耳(14c)之间的滑轮(19a)上和左侧小腿外骨骼(11a)上端的左侧吊耳(16a)和右侧吊耳(16b)之间的滑轮(17a)上安装有一个传动带(18a)，该左侧大腿外骨骼(9a)上端的左侧吊耳(14a)、中部吊耳(14b)和右侧吊耳(14c)及其下端的左侧吊耳(15a)和右侧吊耳(15b)以外的主体部分为空心的管状结构，该传动带(18a)穿过该左侧大腿外骨骼(9a)主体部分为空心的区域连接该两个滑轮(17a和19a)；左侧大腿外骨骼(9a)上端右侧滑轮(19a)上侧固定有一个平键(20a)，在传动箱(4b)下侧有一个与该平键(20a)上下位置、尺寸对应的键槽，该平键(20a)的上端安装在该键槽内，以阻止该滑轮(19a)与该传动箱(4b)之间实现相对运动；当该把手(7a)带动左侧大腿外骨骼(9a)向前摆动的时候，以左侧大腿外骨骼(9a)上端的心轴(6a)为轴心，该右侧滑轮(19a)与左侧大腿外骨骼(9a)之间将实现相对转动，同时该滑轮(19a)带动传动带(18a)后侧相对于左侧大腿外骨骼(9a)实现向上运动，该传动带(18a)同时带动左侧小腿外骨骼(11a)上端的滑轮(17a)同步转动，该滑轮(17a)同时带动左侧小腿外骨骼(11a)向后摆动，通过外骨骼穿戴者左脚鞋底托架或左侧小腿外骨骼(11a)右侧固定的小腿绑带(8h)推动穿戴者的小腿向后上方摆动，从而构成左侧小腿外骨骼驱动装置；外骨骼穿戴者身体的右侧也有一套与其身体左侧相同的小腿外骨骼驱动装置，右侧小腿外骨骼驱动装置的结构和驱动方式与左侧小腿外骨骼驱动装置相同，其零件的左右位置结构方向相反；或者还可以在外骨骼穿戴者的身体左侧单独安装一套左侧小腿外骨骼驱动装置；或者还可以在外骨骼穿戴者的身体右侧单独安装一套右侧小腿外骨骼驱动装置。3.根据权利要求1所述的一种外骨骼人力驱动装置，其特征在于：所述左侧机械传动箱(4b)通过铰链(2a)上部的铆钉通孔(2c)和铆钉(1b)以铆接的方式固定在腰带(1a)的左侧；或者所述左侧机械传动箱(4b)还可以通过铰链(2a)固定在腰带(1a)的左侧；或者
所述左侧机械传动箱(4b)还可以通过铰链(2a)固定在腰带环(1d)的左侧，该腰带环(1d)套在腰带(1a)上并位于外骨骼穿戴者身体的左侧；右侧大腿外骨骼驱动装置上部的右侧机械传动箱(4e)以与左侧机械传动箱(4b)相同但左右方向相反的方式安装在腰带(1a)的右侧。4.根据权利要求2所述的一种外骨骼人力驱动装置，其特征在于：所述的左脚鞋底托架是在左侧鞋底托板(13b)的前端固定一个左侧鞋头卡板(13c)，在左侧鞋底托板(13b)的后端固定一个左侧鞋后跟卡板(13e)，在左侧鞋底托板(13b)中间部位的两侧固定一个左脚脚背绑带(13d)，外骨骼穿戴者左脚穿的鞋子卡在左侧鞋头卡板(13c)与左侧鞋后跟卡板(13e)之间，并通过左脚脚背绑带(13d)将外骨骼穿戴者的左脚固定在左侧鞋底托架上；在左侧鞋底托板(13b)后部左侧固定一个左侧连接板(13a)，该左侧连接板(13a)左侧心轴(12a)的右端固定在左侧连接板(13a)的左侧，该左侧心轴(12a)的轴颈部分安装在左右横向贯穿左侧小腿外骨骼(11a)下端的轴孔(29)内，左侧心轴(12a)左侧的螺纹部分位于左侧小腿外骨骼(11a)的左...

【专利技术属性】
技术研发人员：房嘉和，
申请(专利权)人：房嘉和，
类型：发明
国别省市：