肩部负重式辅助外骨骼制造技术

本实用新型专利技术公开了一种肩部负重式辅助外骨骼，包括至少一个下肢骨骼，其顶部均设有浮动支撑机构；至少一个肩部承重架，其通过前连杆和后连杆支撑于浮动支撑机构上，肩部承重架在负荷作用下通过前连杆和后连杆将力传导至浮动支撑机构，浮动支撑机构能够通过内部弹性支撑部件的形变分担负荷。采用以上方案，可更好的控制卸力比重，通过预设卸力值的方式，最大化利用好外骨骼的卸力效果，同时确保移动顺畅，具有良好通用性和适用性，另一方面有效降低刚性支撑对外骨骼构件的影响，减少不可逆转变形，延长使用寿命，同时充分保证肩部负重时的力平衡性，进一步分提高人员整体移动平衡度，有利于提高功能可靠性，整体结构轻巧，便于实施，穿脱便捷等。穿脱便捷等。穿脱便捷等。

Shoulder load assisted exoskeleton

【技术实现步骤摘要】
肩部负重式辅助外骨骼


[0001]本技术属于外骨骼辅助负重结构领域，具体涉及一种肩部负重式辅助外骨骼。

技术介绍

[0002]虽然随着技术的不断进步，各种运输工具不断发展并逐渐替代人力搬运，但人力搬运始终仍在很多场合发挥重要作用，无法完全替代，特别是在进行地质灾害救援时，受限于交通阻断和信号中断等突发情况，机械运输工具在初期很难发挥作用，此时人力运输尤为重要。
[0003]然而人力运输又受限于人体生理结构，很难长时间负重前进，也同样影响运输能力，为此，自上世纪以来，人体辅助外骨骼技术开始快速发展，如今也逐步由军事领域转向民用市场等，除了一些医疗康复外骨骼之后，也出现了一些负重外骨骼，如专利号为“CN202022413177.8”，专利名称为“下肢外骨骼机器人用肩部货架结构”的专利，即公开了一种肩部负重的外骨骼，目前市面上与该专利所公开的结构类似的相对较多，即大多以刚性支撑为主，再通过分力结构，将物体重力进行分散，利用下肢或上肢外骨骼进行支撑，然而申请人在研发过程中发现，此种结构在使用过程中，相对容易变形，变形之后即影响整体使用寿命和使用效果，特别是用于肩部负重时，因为受力不均很容易导致人员移动稳定性较差，外骨骼自身较重，也会影响穿脱效率等；另一方面，无源负重外骨骼的卸力效果往往存在两种极端情况，要么卸力效果不佳，只能通过分散压力的方式来卸力，要么效果明显，但会对使用者的正常移动造成负面影响，通用性和适用性欠缺。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术提供了一种肩部负重式辅助外骨骼，以解决现有技术中，肩部负重外骨骼稳定性较差，乃至缩短使用寿命短，提高整体通用性和适用性等。
[0005]其技术方案如下：
[0006]一种肩部负重式辅助外骨骼，其关键在于，包括：
[0007]至少一个下肢骨骼，其顶部均设有浮动支撑机构；
[0008]至少一个肩部承重架，其通过前连杆和后连杆支撑于浮动支撑机构上，所述肩部承重架在负荷作用下通过前连杆和后连杆将力传导至浮动支撑机构，所述浮动支撑机构能够通过内部弹性支撑部件的形变分担负荷。。
[0009]采用以上方案，主要通过浮动支撑机构配合前连杆和后连杆构成对肩部承重架闭合环状支撑结构，充分保证肩部承重架的平衡度，便于使用者肩部负重并通过下肢骨骼分担重力，同时该支撑结构又通过弹性支撑部件实现浮动支撑，移动过程中利用弹性部件的自我恢复能力，有效降低负荷对外骨骼的持续刚性压力，有利于延长使用寿命，此外可通过弹性支撑部件形变量的计算选择，直接得到卸力数值，从而实现无源外骨骼卸力值的预设，能够最大化利用好外骨骼的卸力效果，而又不影响使用者正常行走。
[0010]作为优选：所述下肢骨骼和肩部承重架均有两个，且两个下肢骨骼之间设有背部支撑座，所述背部支撑座包括相互滑动配合的内支撑板和外支撑板，所述内支撑板两端具有相互匹配的上侧边带；
[0011]所述外支撑板能够相对内支撑板上下滑动，并具有对应设置的弹性复位结构，所述后连杆与外支撑板固定连接。
[0012]采用以上方案，内支撑板通过上侧边带能够与使用者背部贴合固定，有利于提高外骨骼整体辅助负荷能力，同时利用背部支撑座中的外支撑板形成浮动连接结构，实则将两侧的肩部承重架连成一体，有利于保证负重力矩的均衡性，即使单肩负重时，左右两侧的相关部件也能同步运动。
[0013]作为优选：所述外支撑板上具有沿其长度方向分布的水平调节孔，所述后连杆能够通过锁紧螺钉固定至任一水平调节孔处。采用以上方案，可根据需要调整两个后连接杆的水平间距，以适应不同使用者的肩宽，更具实用性。
[0014]作为优选：所述内支撑板上具有竖向设置的导杆，所述外支撑板上具有与所述导杆滑动配合的滑配部，所述导杆上套设有第一弹性部件，所述第一弹性部件位于滑配部下方，所述内支撑板的上下两侧具有用以限制滑配部滑动行程的止挡结构。采用以上方案，可提高外支撑板负重上下滑移时的稳定性，依靠第一弹性部件达到自动复位的效果，同时第一弹性部件也可起到一级浮动支撑的作用。
[0015]作为优选：所述后连杆包括后上连杆段、后下连杆段，以及用于连接后上连杆段和后下连杆段的中间方管，所述中间方管通过锁紧螺钉与外支撑板固连。采用以上方案，便于后连杆的加工制造，降低生产成本，同时也便于后期与各部件的单一连接和组装，提高装配性。
[0016]作为优选：所述浮动支撑机构包括竖向设置的安装盒，该安装盒内具有与其滑动配合的滑座，所述滑座能够沿安装盒高度方向升降滑动，且在安装盒内设有第二弹性部件，所述第二弹性部件位于滑座下方；
[0017]所述安装盒上具有对应前连杆设置的第一滑槽，以及对应后连杆设置的第二滑槽，所述第一滑槽和第二滑槽均竖向设置，所述前连杆和后连杆通过对应的滑槽伸入安装盒内并与滑座相连。采用以上方案，利用第二弹性部件的形变实现对肩部承重架的负荷分担以及浮动支撑，结构巧妙，便于实现，相对成本较低，且采用相对封闭的结构，可有效提高结构整体的可靠性和使用寿命。
[0018]作为优选：所述前连杆上端以可转动方式与肩部承重架相连，下端具有与滑座相互匹配的快插结构。采用以上方案，便于使用者快速穿脱外骨骼，具有更好的单人可操作性。
[0019]作为优选：所述安装盒通过高调机构与下肢骨骼相连。采用以上方案，通过高调机构可调整安装盒具下肢骨骼下端的相对高度，以适应不同身高的使用人群。
[0020]作为优选：所述高调机构至少具有朝前的弯曲自由度。采用以上方案，便于与使用者的弯腰动作相适应，使外骨骼与使用者动作之间具有更好的贴合能力。
[0021]作为优选：两个所述下肢骨骼之间设有髋部靠板，所述髋部靠板的左右两端具有相互匹配的下侧边带，并分别设有用于与同侧下肢骨骼相连的固定带；
[0022]所述髋部靠板两端还设有肩带，且所述肩带与内支撑板对应端部固定连接。采用
以上方案，髋部靠板与内支撑板以及下肢骨骼连成一体，可进一步提高整体辅助负重能力，而又便于实现，成本也相对较低。
[0023]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0024]采用本技术提供的肩部负重式辅助外骨骼，可更好的控制卸力比重，通过卸力值的预设最大化利用好外骨骼的卸力效果，同时确保移动顺畅，具有良好的通用性和适用性，另一方面有效降低刚性支撑对外骨骼构件的影响，减少不可逆转变形，延长使用寿命，同时充分保证肩部负重时的力平衡性，以保证人员整体移动平衡度，有利于提高功能可靠性，整体结构轻巧，便于实施，穿脱便捷等。
附图说明
[0025]图1本技术的立体图；
[0026]图2为图1的后视图；
[0027]图3为图1的俯视图；
[0028]图4为肩部承重架结构示意图；
[0029]图5为前连杆结构示意图；
[0030]图6为后连杆结构示意图；
[0031]图7为图6俯视图；
[0032]图8为浮动支撑机构结构示意图；
[0033]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种肩部负重式辅助外骨骼，其特征在于，包括：至少一个下肢骨骼(100)，其顶部均设有浮动支撑机构(200)；至少一个肩部承重架(300)，其通过前连杆(310)和后连杆(320)支撑于浮动支撑机构(200)上，所述肩部承重架(300)在负荷作用下通过前连杆(310)和后连杆(320)将力传导至浮动支撑机构(200)，所述浮动支撑机构(200)能够通过内部弹性支撑部件的形变分担负荷。2.根据权利要求1所述的肩部负重式辅助外骨骼，其特征在于：所述下肢骨骼(100)和肩部承重架(300)均有两个，且两个下肢骨骼(100)之间设有背部支撑座(400)，所述背部支撑座(400)包括相互滑动配合的内支撑板(410)和外支撑板(420)，所述内支撑板(410)两端具有相互匹配的上侧边带(411)；所述外支撑板(420)能够相对内支撑板(410)上下滑动，并具有对应设置的弹性复位结构，所述后连杆(320)与外支撑板(420)固定连接。3.根据权利要求2所述的肩部负重式辅助外骨骼，其特征在于：所述外支撑板(420)上具有沿其长度方向分布的水平调节孔(421)，所述后连杆(320)能够通过锁紧螺钉(422)固定至任一水平调节孔(421)处。4.根据权利要求2或3所述的肩部负重式辅助外骨骼，其特征在于：所述内支撑板(410)上具有竖向设置的导杆(412)，所述外支撑板(420)上具有与所述导杆(412)滑动配合的滑配部(425)，所述导杆(412)上套设有第一弹性部件(430)，所述第一弹性部件(430)位于滑配部(425)下方，所述内支撑板(410)的上下两侧具有用以限制滑配部(425)滑动行程的止挡结构。5.根据权利要求3所述的肩部负重式辅助外骨骼，其特征在于：所述后连杆(320)包括后上连杆段(321)、后下连杆段(32...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆亮东，涂勋程，崔璐，韦势芬，革文科，王凯民，
申请(专利权)人：重庆前卫科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：