【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，特别涉及一种重型上肢外骨骼机器人。
技术介绍
1、近年来，随着工业自动化和重体力劳动需求的增加，重型上肢外骨骼机器人成为研究的重点，旨在有效减少工人在高强度工作中面临的肌肉骨骼损伤风险。许多行业，如建筑、物流和军事后保，常常需要工人搬运重物或维持手臂在高位进行重复操作，这不仅增加了关节和肌肉损伤的可能性，还对工人的体力造成了显著消耗。
2、现有外骨骼技术仍面临重量大、灵活性不足及关节自由度过多等问题，导致穿戴者在使用过程中运动受限或无法有效适应。
3、申请号为cn202210901526.1的中国专利公开了一种用于重载搬运的人体穿戴上肢外骨骼装置，将人体手臂力量转接到人体背部，分担人体搬运重物时肩关节受到的重物带来的压力和力矩，形成双支撑辅助结构，对人体搬运重物时的助力。但不具有搬运动作中也需出较大力的肘关节助力，且肩关节只具有一自由度，动作灵活性较差。
4、申请号为cn20231030738.5的中国专利公开了一种全上肢外骨骼机器人，具有背部支撑架和两个适配于胳膊的手臂助力支撑架，每个手臂助力支撑架包括依次连利用弹簧储能机构提供助力。但其肩关节只具有两旋转自由度，无法完成肩关节的内收/外展动作，负载能力较低，不适用于强助力情况的场景。
5、申请号为cn202210918522.4的中国专利公开了一种具备肩关节具有三个自由度，且三自由度旋转轴线分别与人体相应自由度旋转轴线保持一致的上肢外骨骼，但由于重型外骨骼的重量大，仅靠肩带类柔性结构并不能保证穿戴者肩关节位
6、鉴于现有技术中存在上述不足，因此，需要一种重型上肢外骨骼机器人。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种重型上肢外骨骼机器人，该外骨骼机器人能够提供强助力功能关节，且与外骨骼轴线一致性高。该外骨骼机器人结合人体工学设计，更好地贴合人体自然运动，提升了灵活性，增强了穿戴者在重体力劳动中的舒适度和安全性。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种重型上肢外骨骼机器人，包括背部组件、肩部组件、上臂组件和下臂组件，其中，所述背部组件能够固定在人体的背部；所述肩部组件与所述背部组件的上端连接；所述上臂组件与所述肩部组件连接，所述上臂组件绑缚在人体的大臂上，所述上臂组件能够相对于所述肩部组件转动；所述下臂组件与所述上臂组件连接，所述下臂组件绑缚在人体的小臂上，所述下臂组件能够相对于所述上臂组件转动。
4、进一步地，在上述的重型上肢外骨骼机器人中，所述背部组件包括背板和箱盖，所述背板的一侧表面与人体的背部接触，所述背板的另一侧表面上设置有控制板和电池，所述控制板能够对所述上臂组件和所述下臂组件进行控制；所述电池与所述控制板连接；所述箱盖覆盖在所述背板的外表面上，所述箱盖能够为所述控制板和所述电池提供保护，所述箱盖上设置有开关按钮，所述开关按钮与所述控制板连接，所述开关按钮用于控制所述外骨骼机器人的电源，所述外骨骼机器人的电源由所述电池提供；所述背板和所述箱盖的材质均为塑料。
5、进一步地，在上述的重型上肢外骨骼机器人中，所述肩部组件设置有两个，两个所述肩部组件对称设于所述背部组件的两侧，所述肩部组件包括肩部背架、内外旋连杆、肩关节连杆和输出轮连接件，所述肩部背架的一端与所述背板的上端连接，所述肩部背架的另一端向远离所述背板的方向延伸，所述肩部背架的轴线与所述背板的轴线垂直；所述肩部背架为框架结构，所述肩部背架的下表面为与人体肩部适配的弧线型结构，所述肩部背架用于将所述内外旋连杆固定于背板上；所述内外旋连杆的一端与所述肩部背架的另一端连接，所述内外旋连杆的另一端向所述肩部背架的外侧延伸，所述内外旋连杆的另一端与所述肩关节连杆的一端通过第一铰接部连接，所述肩关节连杆的另一端与所述输出轮连接件的一端通过第二铰接部连接，所述输出轮连接件的另一端与所述上臂组件连接；所述肩部背架、所述内外旋连杆、所述肩关节连杆和所述输出轮连接件均采用铝合金材料。
6、进一步地，在上述的重型上肢外骨骼机器人中，所述上臂组件包括第一电机、上臂杆、第一上臂绑缚件和第二上臂绑缚件，所述第一电机的一端与所述输出轮连接件连接，所述第一电机的另一端与所述上臂杆的一端连接，所述上臂杆的外侧设置有上臂外壳，所述上臂杆的内侧设置有上臂内壳，所述上臂杆的另一端与所述下臂组件连接；所述上臂内壳的内壁上设置有双自由度输出杆，所述第一上臂绑缚件的外侧壁与所述双自由度输出杆之间通过圆柱销连接，所述第一上臂绑缚件和所述第二上臂绑缚件相对设置，所述第一上臂绑缚件的一端与所述第二上臂绑缚件的一端通过圆柱销铰接，所述第一上臂绑缚件的另一端与所述第二上臂绑缚件的另一端通过卡扣连接。
7、进一步地，在上述的重型上肢外骨骼机器人中，所述第一电机上设置有关节限位件，所述关节限位件用于限制大臂的极限范围；所述第一上臂绑缚件的内侧壁的边缘和所述第二上臂绑缚件的内侧壁的边缘均设置有突出橡胶，所述突出橡胶之间形成凹槽，所述凹槽内设置有第一海绵垫，所述第一海绵垫与所述突出橡胶之间过盈配合；所述上臂杆的另一端设置有安装架，所述安装架内安装有编码器读头；所述编码器读头和所述第一电机均与所述控制板连接；所述第一电机的功率为300w～500w；所述上臂杆、所述第一上臂绑缚件、所述第二上臂绑缚件、上臂外壳、上臂内壳和所述安装架均采用铝合金材料制作而成。
8、进一步地，在上述的重型上肢外骨骼机器人中，所述下臂组件包括第二电机、前臂杆、第一前臂绑缚件和第二前臂绑缚件，所述第二电机的一端通过所述安装架与所述上臂组件的所述上臂杆连接，所述第二电机的另一端与所述前臂杆的一端连接，所述前臂杆的内侧设置有前臂盖，所述前臂盖远离所述第二电机的一端设置有三维力传感器；所述第一前臂绑缚件的外侧壁与所述三维力传感器连接，所述第一前臂绑缚件和所述第二前臂绑缚件相对设置，所述第一前臂绑缚件的一端与所述第二前臂绑缚件的一端通过圆柱销铰接，所述第一前臂绑缚件的另一端与所述第二前臂绑缚件的另一端通过卡扣连接。
9、进一步地，在上述的重型上肢外骨骼机器人中，所述第二电机上设置有第二关节限位件，所述二关节限位件用于限制小臂的极限范围；所述三维力传感器和所述第二电机均与所述控制板连接；所述第一前臂绑缚件的内侧壁的边缘和所述第二前臂绑缚件的内侧壁的边缘均设置有突出橡胶，所述突出橡胶之间形成凹槽，所述凹槽内设置有第二海绵垫，所述第二海绵垫与所述突出橡胶之间过盈配合；所述第二电机的功率为300w～500w；所述前臂杆、所述第一前臂绑缚件、所述第二前臂绑缚件和所述前臂盖均采用的铝合金材料制作而成。
10、进一步地，在上述的重型上肢外骨骼机器人中，还包括腰部组件，所述腰部组件与所述背部组本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，包括背部组件、肩部组件、上臂组件和下臂组件，其中，
2.根据权利要求1所述的重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，包括背部组件、肩部组件、上臂组件和下臂组件，其中，
2.根据权利要求1所述的重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的重型上肢外骨骼机器人，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的重型上肢外骨骼机器人，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹文洁，陈浩，黄显道，崔朕铭，张楠，刘一帆，王洪武，陈杰，
申请(专利权)人：中电科机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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