一种基于仿生学原理的无动力机械外骨骼装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于物流配送的助力装置，尤其涉及一种基于仿生学原理的无动力机械外骨骼装置。

背景技术：

目前，在物流配送领域，由于工作环境限制，货物搬运的过程中，无法使用大型运输设备，相关从业者只能靠人力完成，劳动强度很大，且工作效率低下。同时，某些大型搬运设备（如：起重机等）体积过于庞大，也欠缺灵活性。

因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型是针对人体负重情况，提供一种可穿戴式、结构精巧的无动力机械外骨骼助力装置。

为解决本实用新型的技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于仿生学原理的无动力机械外骨骼装置，它包括依次连接的拼接式仿生脊椎、束状负重转移单元和仿生鸵鸟足；

所述拼接式仿生脊椎由多个拼接块组成，每两个拼接块间采用销钉连接，多个拼接块组成在一起符合脊椎的生理曲线；

所述束状负重转移单元包括橡皮软管、细弹簧和金属丝，所述橡皮软管底部固定于结块上，所述金属丝设于橡皮软管内，所述金属丝顶部安装顶块，所述细弹簧套于金属丝顶部，所述细弹簧位于顶块与橡皮软管之间；

所述仿生鸵鸟足包括弹簧束、连杆、弹簧以及橡胶鞋底，所述连杆的上下两端分别与弹簧束两端连接，所述连杆底部安装橡胶鞋底，所述橡胶鞋底上设置弹簧。

本实用新型的有益效果：结构精巧简单、功能多样、成本低、穿戴方便，穿戴后可减轻人体受力部位负荷，适用人群广泛。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的拼接式仿生脊椎结构简图。

图3为本实用新型的束状负重转移单元结构简图。

图4为本实用新型的仿生鸵鸟足结构简图。

1.拼接式仿生脊椎，11.拼接块，12.销钉，2.束状负重转移单元，21.橡皮软管，22.细弹簧，23.金属丝，24.结块，25.顶块，3.仿生鸵鸟足，31.弹簧束，32.连杆，33.弹簧，34.橡胶鞋底。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。以下实施例仅用于说明本实用新型，不用来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型的一种基于仿生学原理的无动力机械外骨骼装置，它包括依次连接的拼接式仿生脊椎1、束状负重转移单元2和仿生鸵鸟足3，

图2所示，拼接式仿生脊椎1由多个特定形状的拼接块11组成，每两个拼接块11间采用销钉12连接。多个特定形状的拼接块11组成在一起符合脊椎的生理曲线。设置拼接式仿生脊椎1的目的在于抑制穿戴者在背后负重时的后仰趋势，增强整体结构的刚性，从而更好的实现重力从人体到大地间的传导。因此采用拼接块的形式，当人身体直立时多个拼接块11紧密贴合，相互作用，抑制脊椎向后弯曲，从而使脊椎保持直立。同时采用销钉12连接，使其实现向前单向弯曲。

图3所示，束状负重转移单元2包括橡皮软管21、细弹簧22和金属丝23，橡皮软管21底部固定于结块24上，金属丝23设于橡皮软管21内，金属丝23顶部安装顶块25，细弹簧22套于金属丝23顶部，细弹簧22位于顶块25与橡皮软管21之间。通过橡皮软管21约束金属丝23形变，当此结构受到向下压力时，细弹簧22受力压缩，金属丝23沿橡皮软管21内壁向下运动，直至接触结点，实现将力从受力点转移至结点。整个束状负重转移单元2，由多个这样的基本结构形成一种束状结构，增强力的转移分散效果。

图4所示，仿生鸵鸟足3包括弹簧束31（与小腿连接的丝状部分）、连杆32、弹簧33以及橡胶鞋底34，连杆32的上下两端分别与弹簧束31两端连接，连杆32底部安装橡胶鞋底34，橡胶鞋底34上设置弹簧33。用弹簧束31模拟鸵鸟韧带，在行进过程中，弹簧束31收缩，通过连杆32，为仿生足提供蹬力，采用这种设计，增加了小腿长度，同时加大了人体行进的步幅，同时鞋底的弹簧33具有减震的作用。

本实用新型的无动力机械外骨骼装置，其拼接式仿生脊椎结构1分布在人体背部，由多个拼接体拼接而成；束状负重转移单元2分布在人体各非关键承重部位，设置附加的受力点；仿生鸵鸟足3基于仿生学原理仿生鸵鸟的腿部肌肉结构，增大步幅，减缓脚踝负荷。

本实用新型通过两种方式来减轻人体负重时各部位的负荷：通过外骨骼整体实现将负重从人体转移至地面；通过束状负重转移单元、仿生鸵鸟足等结构，实现负重的分散转移。使穿戴着在使用时，负重分散在外骨骼基本骨架的各个受力点，减缓负重压力。