一种助力型上肢外骨骼

技术领域

本发明涉及一种上肢外骨骼，具体是一种助力型上肢外骨骼。

背景技术

自外骨骼开始被研发至今，已由军事领域转向民用市场，多以医疗和工业生产为主要目的，作为帮助残障人士行走以及工人负荷执行制造、搬运任务的辅助工具，目前正在向负重能力更强、控制力和灵活性能更高的方向研发。目前，大多数国家的科研机构对外骨骼的研究尚处于基础起步阶段，商用产品仍然较少，主要应用领域为军事、民用和医疗，其中，比较领先的国家主要是美国和日本，法、俄、韩、以色列等国也在技术上有所建树，我国各科研机构也在奋起研发。

外骨骼的研发融入了先进控制、信息、通信等技术的人-机电系统，在为操作者提供诸如保护、身体支撑等功能的基础上，通过融入传感、控制、信息耦合、移动计算等先进技术，为穿戴者提供额外的动力或能力，从而增强人体机能，能够在操作者的控制下完成一定的功能和任务，使人机融合为具有机器的力量和人的智力的超智能体，实现力量的增强和感官的延伸。

目前操作人员在抬起或搬运较重的物体一般依赖自身体力进行抬起或搬运，搬运较为费力，因此亟需设计一种助力型上肢外骨骼用于在操作人员抬起或搬运较重的物体时进行助力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种助力型上肢外骨骼，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种助力型上肢外骨骼，包括背板，所述背板前表面通过螺栓固定安装有腰托，所述背板后表面通过螺栓固定安装有电池，所述背板后表面顶端对称设置有左臂机构和右臂机构，所述右臂机构包括第一连接件、加强结构、第二连接件、第三连接件、第四连接件、动力单元、转盘、滑轨和手托结构，所述第一连接件的一端转动安装在背板后表面，所述第一连接件的另一端固定连接有第二连接件，所述加强结构包括加强杆，加强杆的两端分别转动安装在第一连接件的一端和第二连接件的一端，所述第二连接件的另一端转动安装在第三连接件的一端，第三连接件的一端开设有用于与第二连接件一端转动连接的凹槽，所述第三连接件的另一端固定连接有第四连接件，所述动力单元包括齿轮箱和电机，所述齿轮箱由若干个相互啮合的齿轮和壳体组成，所述第四连接件固定连接在齿轮箱的输出轴上，所述电机的输出轴与齿轮箱的输入轴固定连接，所述齿轮箱的壳体内侧转动安装有转盘，所述转盘的外侧固定安装有滑轨，所述滑轨的两端分别固定连接有一个限位块，所述滑轨上滑动设置有滑块，所述滑块上固定安装有固定板。

作为本发明进一步的方案：所述腰托为弧形承托设计。

作为本发明再进一步的方案：所述腰托上对称开设有两个透气孔。

作为本发明再进一步的方案：所述第四连接件为圆形板。

作为本发明再进一步的方案：所述手托结构包括第一安装板和第二安装板，所述第一安装板为L型板，所述第一安装板固定安装在第二安装板外侧，所述第一安装板转动安装在固定板外侧。

作为本发明再进一步的方案：所述第一安装板和第二安装板上开设有用于绑带穿过的卡槽。

作为本发明再进一步的方案：所述电机通过导线与电池电连接。

作为本发明再进一步的方案：所述右臂机构和左臂机构的结构和各部件规格均相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、设置背板用于为右臂机构和左臂机构提供安装平台，设置腰托用于对操作人员的腰部进行承托，提高了操作人员穿戴时的舒适度，设置透气孔提高了腰托的透气性；

2、利用绑带穿过第一安装板和第二安装板上开设的卡槽并进一步对操作人员的手腕处进行固定，操作简单，通过滑块在滑轨上滑动，进一步通过固定板和第一安装板之间的转动结构实现操作人员手腕处的灵活活动；

3、利用电机转动进而带动齿轮箱与第四连接件连接处转动，从而在操作人员手臂抬起时起到了助力的作用，方便操作人员抬起或搬运较重的物体，在操作人员抬起或搬运较重的物体起到了省力的作用；

4、设置加强结构提高了第一连接件和第二连接件的连接结构强度，结构简单合理，制造简单成本低，具有极好的市场应用前景。

附图说明

图1为助力型上肢外骨骼的结构示意图。

图2为助力型上肢外骨骼的后视图。

图3为助力型上肢外骨骼的局部结构示意图。

图4为助力型上肢外骨骼的局部结构示意图。

图5为助力型上肢外骨骼的产品示意图。

图6为助力型上肢外骨骼的产品示意图。

图中所示：背板1、第一连接件2、加强结构3、第二连接件4、第三连接件5、第四连接件6、右臂机构7、动力单元8、转盘9、第一安装板10、滑轨11、第二安装板12、手托结构13、齿轮箱14、透气孔15、腰托16、电池17、左臂机构18、固定板19、滑块20和电机21。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～6，本发明实施例中，一种助力型上肢外骨骼，包括背板1、第一连接件2、加强结构3、第二连接件4、第三连接件5、第四连接件6、右臂机构7、动力单元8、转盘9、第一安装板10、滑轨11、第二安装板12、手托结构13、齿轮箱14、透气孔15、腰托16、电池17、左臂机构18、固定板19、滑块20和电机21，所述背板1前表面通过螺栓固定安装有腰托16，所述腰托16为弧形承托设计，所述腰托16上对称开设有两个透气孔15，所述背板1后表面通过螺栓固定安装有电池17，所述背板1后表面顶端对称设置有左臂机构18和右臂机构7，所述右臂机构7包括第一连接件2、加强结构3、第二连接件4、第三连接件5、第四连接件6、动力单元8、转盘9、滑轨11和手托结构13，所述第一连接件2的一端转动安装在背板1后表面，所述第一连接件2的另一端固定连接有第二连接件4，所述加强结构3包括加强杆，加强杆3的两端分别转动安装在第一连接件2的一端和第二连接件4的一端，所述第二连接件4的另一端转动安装在第三连接件5的一端，第三连接件5的一端开设有用于与第二连接件4一端转动连接的凹槽，所述第三连接件5的另一端固定连接有第四连接件6，所述第四连接件6为圆形板，所述动力单元8包括齿轮箱14和电机21，所述齿轮箱14由若干个相互啮合的齿轮和壳体组成，所述第四连接件6固定连接在齿轮箱14的输出轴上，所述电机21的输出轴与齿轮箱14的输入轴固定连接，所述齿轮箱14的壳体内侧转动安装有转盘9，所述转盘9的外侧固定安装有滑轨11，所述滑轨11的两端分别固定连接有一个限位块，所述滑轨11上滑动设置有滑块20，所述滑块20上固定安装有固定板19，所述手托结构13包括第一安装板10和第二安装板12，所述第一安装板10为L型板，所述第一安装板10固定安装在第二安装板12外侧，所述第一安装板10转动安装在固定板19外侧，所述第一安装板10和第二安装板12上开设有用于绑带穿过的卡槽，所述电机21通过导线与电池17电连接，所述右臂机构7和左臂机构18的结构和各部件规格均相同。

本发明的工作原理是：

设置背板1用于为右臂机构7和左臂机构18提供安装平台，设置腰托16用于对操作人员的腰部进行承托，提高了操作人员穿戴时的舒适度，设置透气孔15提高了腰托16的透气性，利用绑带穿过第一安装板10和第二安装板12上开设的卡槽并进一步对操作人员的手腕处进行固定，操作简单，通过滑块20在滑轨11上滑动，进一步通过固定板19和第一安装板10之间的转动结构实现操作人员手腕处的灵活活动，利用电机21转动进而带动齿轮箱14与第四连接件6连接处转动，从而在操作人员手臂抬起时起到了助力的作用，方便操作人员抬起或搬运较重的物体，在操作人员抬起或搬运较重的物体起到了省力的作用，设置加强结构3提高了第一连接件2和第二连接件4的连接结构强度，结构简单合理，制造简单成本低，具有极好的市场应用前景。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。