一种用于缓解疲劳的助力工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工业系统助力工具，具体涉及一种用于缓解疲劳的助力工具。
【背景技术】
[0002]近年来，人体穿戴式助力机构的研究逐渐兴起，目的是将人类的智力和机器人的“体力”结合在一起，既避免了机器人模拟人的智能带来的机械系统的复杂性，同时又能使人具有机器的力量、耐力和速度。其主要应用于医疗康复、工业生产、单兵作战等领域。
[0003]目前已公布的各种人体穿戴式助力机构，其功能包括提高负重行走能力，重型物资搬运助力，举起和降下重型负载，人体下肢运行障碍康复等，功能主要集中于人体助力行走。其共同特点是在动力源的支持下，通过传感器采集人体信号反馈给控制单元，经过控制单元的逻辑处理后，下达指令使动力执行单元完成动作，以实现相应功能。这样会带来下肢运动趋势预测机制设计、机器人控制策略的制定与实施、动力源和轻便、高效的自给能源装置等一系列关键问题。而目前这些有待解决的问题导致人体穿戴式助力机构在实现相应功能的过程中，无法达到其理想的效果，同时昂贵的制造成本也使其仅仅停留在科学研究阶段，无法广泛应用于工业生产中。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是:提供一种用于缓解疲劳的助力工具。
[0005]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种用于缓解疲劳的助力工具，包括平衡机架、支腿、工具连接臂以及用于防止平衡机架失衡的配重装置，所述平衡机架连接于支腿上，所述工具连接臂与配重装置相对设置在平衡机架上。
[0006]优选的，所述配重装置包括砝码、砝码安装架以及伸缩臂，所述砝码安装于砝码安装架上，所述伸缩臂一端连接在平衡机架上，另一端与砝码安装架连接。
[0007]优选的，所述伸缩臂包括主臂、滑臂以及限位机构，所述限位机构包括开设在主臂上的滑臂槽、开设在滑臂上的连接孔以及固定螺栓，滑臂槽的槽壁上开设有调整槽，所述滑臂滑动连接到滑臂槽中，滑臂末端与砝码安装架固定连接，当将砝码安装架调整到所需位置时，固定螺栓通过调整槽连接到连接孔中以使滑臂固定于主臂上。
[0008]优选的，所述支腿为两个，每个支腿包括大腿杆、小腿杆、设置在小腿杆上的小腿束环、使支腿相对平衡机架前后摆动一定范围的髋关节转角限位机构、使小腿杆相对大腿杆前后摆动一定范围的膝关节转角限位机构，所述大腿杆上部通过髋关节转角限位机构与平衡机架连接，大腿杆下部通过膝关节转角限位机构连接在小腿杆的上部。
[0009]优选的，所述髋关节转角限位机构和膝关节转角限位机构均包括第一关节块、第二关节块以及将第一关节块与第二关节块铰接起来的铰轴，第一关节块和第二关节块相接触的面上分别设置有限位凸块和弧形限位槽，限位凸块滑动连接在弧形限位槽中；
[0010]髋关节转角限位机构的第一关节块和第二关节块分别与平衡机架和大腿杆连接;
[0011]膝关节转角限位机构的第一关节块和第二关节块分别与大腿杆和小腿杆连接；
[0012]当支腿处于竖直状态时，髋关节转角限位机构的限位凸块位于弧形限位槽中间位置处；膝关节转角限位机构的限位凸块位于弧形限位槽的下限位处。
[0013]优选的，所述平衡机架上设置有能使支腿相对平衡机架左右摆动的髋关节摆动机构，髋关节摆动机构包括连接主体以及纵向铰轴，连接主体固定于平衡机架上，所述纵向铰轴分别穿设于连接主体和支腿上，将连接主体与支腿铰接起来。
[0014]优选的，所述支腿包括使支腿可绕支腿的轴线旋转的旋转机构，所述旋转机构包括旋转轴承、与所述髋关节转角限位机构连接的第一连接件以及与大腿杆连接的第二连接件，第一连接件的端面凸出有凸台，第二连接件的一端上具有一容置空间，所述旋转轴承的外圈固定于容置空间中，凸台与旋转轴承的内圈固定连接。
[0015]优选的，所述旋转机构还设置有呈环形的轴承压盖、垫片以及压紧螺钉，所述第二连接件为中空的筒状结构，容置空间设置在所述中空的筒状结构中，容置空间中具有一圆周凸起，轴承压盖固定安装到容置空间中，轴承压盖与所述圆周凸起形成用于固定旋转轴承外圈的外圈固定空间；凸台顶部端面上开设有螺纹孔，压紧螺钉穿过垫片连接到螺纹孔中，将旋转轴承内圈固定于凸台顶部上。
[0016]优选的，所述工具连接臂具有可调整工具高度的调整臂，所述调整臂包括弹簧、弹簧收放装置、工具连接部以及主要由四个杆首尾相互铰接形成呈平行四边形结构的臂体，臂体的其中一杆与平衡机架和弹簧收放装置连接，与其相对的另一杆与工具连接部和弹簧的一端连接，弹簧的另一端连接在弹簧收放装置上。
[0017]优选的，所述弹簧收放装置包括螺纹杆、调整轴承以及弹簧连接块，弹簧连接块上开设有与所述螺纹杆相连接的螺纹孔，弹簧连接块上还开设有与所述弹簧连接的弹簧连接孔，所述螺纹杆通过调整轴承连接到调整臂上；工具连接臂还具有摆臂，摆臂两端分别铰接到调整臂和平衡机架上。
[0018]本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0019]1、本发明能保证配带者的灵活性，运用杠杆原理，将配带者在工作过程中身上所承受的负载转移到地面上，既节省了操作者的体力，又避免了肌肉疲劳或拉伤等伤害。本发明的特点为无动力源支持，这一特点降低了本发明的结构复杂性和制造成本，有利于市场推广与应用。它可以帮助配带者不需花费太多力气就可以长时间举持砂轮机、气动扳手等工具，适合应用于需长时间握住机械工具进行作业的环境，如大型船只的维修等。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的结构示意图。
[0021]图2是本发明的伸缩臂的结构示意图。
[0022]图3是本发明的髋关节转角限位机构和膝关节转角限位机构的结构示意图。
[0023]图4是本发明的支腿处于竖直时髋关节转角限位机构的限位凸块处于弧形限位槽中间位置的示意图。
[0024]图5是本发明的支腿处于竖直时膝关节转角限位机构的限位凸块处于弧形限位槽下限位处的示意图。
[0025]图6是本发明的旋转机构的结构示意图。
[0026]图7是本发明的旋转机构的爆炸图。
[0027]图8是本发明的调整臂的原理示意图。
[0028]图9是本发明的弹簧收放装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0030]实施例一:
[0031]—种用于缓解疲劳的助力工具，包括平衡机架1、支腿2、工具连接臂3以及用于防止平衡机架失衡的配重装置4，所述平衡机架连接于支腿上，所述工具连接臂与配重装置相对设置在平衡机架上。
[0032]优选的，所述配重装置包括砝码5、砝码安装架6以及伸缩臂，所述砝码安装于砝码安装架上，所述伸缩臂一端连接在平衡机架上，另一端与砝码安装架连接。
[0033]更优选的，所述伸缩臂包括主臂7、滑臂8以及限位机构9，所述限位机构包括开设在主臂上的滑臂槽10、开设在滑臂上的连接孔11以及固定螺栓，滑臂槽的槽壁上开设有调整槽12，所述滑臂滑动连接到滑臂槽中，滑臂末端与砝码安装架固定连接，当将砝码安装架调整到所需位置时，固定螺栓通过调整槽连接到连接孔中以使滑臂固定于主臂上，设置伸缩臂的好处在于，在使用时不仅可通过添加砝码增加重量以达到平衡状态，还可以通过调整伸缩臂长度使力臂加长从而减小砝码的添加，达到减轻整体重量的效果。
[0034]优选的，所述支腿为两个，每个支腿包括大腿杆13、小腿杆14、设置在小腿杆上的小腿束环15、使支腿相对平衡机架前后摆动一定范围的髋关节转角限位机构、使小腿杆相对大腿杆前后摆动一定范围的膝关节转角限位机构，所述大腿杆上部通过髋关节转角限位机构与平衡机架连接，大腿杆下部通过膝关节转角限位机构连接在小腿杆的上部。
[0035]优选的，所述髋关节转角限位机构和膝关节转角限位机构均包括第一关节块16、第二关节块17以及将第一关节块与第二关节块铰接起来的铰轴18，第一关节块和第二关节块相接触的面上分别设置有限位凸块19和弧形限位槽20，限位凸块滑动连接在弧形限位槽中；
[0036]髋关节转角限位机构的第一关节块和第二关节块分别与平衡机架和大腿杆连接;
[0037]膝关节转角限位机构的第一关节块和第二关节块分别与大腿杆和小腿杆连接。
[0038]优选的，所述平衡机架上设置有能使支腿相对平衡机架左右摆动的髋关节摆动机构，髋关节摆动机构包括连接主体21以及纵向铰轴22，连接主体上部固定于平衡机架上，所述纵向铰轴分别穿设于连接主体下部和支腿上部，将连接主体与支腿铰接起来。
[0039]优选的，所述支腿包括使支腿可绕支腿的轴线旋转的旋转机构23，所述旋转机构包括旋转轴承24、与所述髋关节转角限位机构连接的第一连接件25以及与大腿杆连接的第二连接件26，第一连接件的端面凸出有凸台27，第二连接件的一端上具有一容置空间28，所述旋转轴承的外圈固定于容置空