一种用于外骨骼机器人的胸部支撑结构的制作方法

本发明涉及一种用于外骨骼机器人的胸部支撑结构。

背景技术：

随着社会科学技术的进步及工业自动化程度不断提高，人们逐渐从繁重的体力劳动中解放出来，但在物流、仓储等行业的货物仓库及装车的过程中主要还是依靠单纯的人力搬运来完成，长期工作容易引起工人腰肌劳损和下背痛等病症。近来也出现了一些穿戴式助力设备，可穿戴于人体胸部、肩部和髋部等位置，提供一定程度的助力作用，以缓解使用者在工作过程中腰部肌肉的负荷。

目前助力外骨骼机器人的胸部支撑结构主要采用传动的胸带或支撑罩形式，由于结构限制，胸部支撑结构支撑适应性较差，难以满足不同人体胸部较好的贴合性，且穿戴起来会对正常行走有阻碍，引起不适感。另外，现有的胸部支撑结构转动自由度难以满足使用者多姿态的弯腰动作，且采用分体式结构，造成结构性较差等问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供了一种用于外骨骼机器人上的胸部支撑结构，具有多方向的自由度以贴合人体，使用舒适方便，支撑可靠。

本发明提出的一种用于外骨骼机器人的胸部支撑结构，包括一体式胸托、胸部转接件和胸部支撑杆，所述胸部转接件安装在所述一体式胸托的两端部分，所述胸部支撑杆的一端安装在所述胸部转接件上，另一端可连接在用户髋部上，所述一体式胸托包括支撑底板、转动轴组、基体、和调节机构，所述支撑底板通过所述转动轴组与所述基体铰接，所述胸部支撑杆通过所述调节机构与所述胸部转接件相连，所述胸部转接件与所述基体铰接，所述转动轴组一端具有外表面呈球面轮廓的接合端部，所述接合端部可旋转地保持于所述基体上，所述接合端部与所述基体组成球面副。

进一步的，所述转动轴组包括胸部旋转轴、旋转轴铜套、橡胶垫圈、基板和胸部外壳，所述胸部旋转轴固定安装在所述支撑底板的中间，所述橡胶垫圈穿过所述胸部旋转轴设置在所述支撑底板与所述基板间，所述胸部外壳的中间安装有球形轴承，所述胸部旋转轴通过固定螺母连接在所述球形轴承上，所述支撑底板与基板和胸部外壳间组成球面副，所述旋转轴铜套套设在所述胸部旋转轴上并位于所述支撑底板和橡胶垫圈之间。

进一步的，所述胸部转接件为两个且对称设置在所述胸部外壳的两端，所述胸部转接件与所述基板和胸部外壳之间通过转接件铰接螺栓铰接。

进一步的，所述基板的中间设有供所述橡胶垫圈的凹槽，所述基板的两端部分设有与所述胸部外壳螺纹柱对应的螺丝定位孔。

进一步的，所述胸部外壳远离所述基板的一侧中间部分设有容置槽，所述容置槽中安装有传感器模块，所述传感器模块与所述球面副接触。

进一步的，还包括外壳镶件和传感器固定壳，所述外壳镶件固定盖设在所述胸部外壳远离所述基板的一侧，所述外壳镶件中间部分设有放置传感器模块的开口，所述传感器固定壳固定盖设在所述开口上。

进一步的，所述调节机构包括调节拉钮、拉钮定位销和弹簧，所述弹簧套设在所述拉钮定位销上，所述拉钮定位销从所述胸部转接件底部的安装孔中插入，所述拉钮定位销的上端具有螺纹，所述拉钮定位销穿过所述胸部转接件上端的限位孔与所述调节拉钮旋紧，所述拉钮定位销上设有凸台，所述弹簧位于所述胸部转接件内部并限位在所述凸台与所述限位孔之间，所述胸部转接件的端部中间设有供所述胸部支撑杆的连接部水平插入的穿孔，所述胸部支撑杆的连接部均匀间隔上设有若干供所述拉钮定位销插入的位置调节孔。

进一步的，所述支撑底板上安装有弹性缓冲垫，所述弹性缓冲垫可弹性变形贴合支撑于用户的胸部。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：该用于外骨骼机器人上的胸部支撑结构，具有多方向的自由度以贴合人体，使用舒适方便，支撑可靠，具有传感器模块，用以采集使用过程中的运动信息，适用范围广泛。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明用于外骨骼机器人的胸部支撑结构的整体结构示意图；

图2为本发明用于外骨骼机器人的胸部支撑结构的结构分解示意图；

图3为本发明中调节机构结构示意图；

其中：1、支撑底板；2、转动轴组；3、基体；4、调节机构；5、胸部支撑杆；6、胸部转接件；7、弹性缓冲垫；8、胸部旋转轴；9、旋转轴铜套；10、橡胶垫圈；11、基板；12、转接件铰接螺栓；13、胸部外壳；14、传感器模块；15、外壳镶件；16、传感器固定壳；17、拉钮定位销；18、弹簧；19、球形轴承；20、凹槽；21、螺丝定位孔；22、开口；23、限位孔；24、凸台；25、连接部；26、穿孔；27、位置调节孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例：一种用于外骨骼机器人的胸部支撑结构，包括一体式胸托、胸部转接件和胸部支撑杆，所述胸部转接件安装在所述一体式胸托的两端部分，所述胸部支撑杆的一端安装在所述胸部转接件上，另一端可连接在用户髋部上，所述一体式胸托包括支撑底板、转动轴组、基体、和调节机构，所述支撑底板通过所述转动轴组与所述基体铰接，所述胸部支撑杆通过所述调节机构与所述胸部转接件相连，所述胸部转接件与所述基体铰接，所述转动轴组一端具有外表面呈球面轮廓的接合端部，所述接合端部可旋转地保持于所述基体上，所述接合端部与所述基体组成球面副。

所述转动轴组包括胸部旋转轴、旋转轴铜套、橡胶垫圈、基板和胸部外壳，所述胸部旋转轴固定安装在所述支撑底板的中间，所述橡胶垫圈穿过所述胸部旋转轴设置在所述支撑底板与所述基板间，所述胸部外壳的中间安装有球形轴承，所述胸部旋转轴通过固定螺母连接在所述球形轴承上，所述支撑底板与基板和胸部外壳间组成球面副，所述旋转轴铜套套设在所述胸部旋转轴上并位于所述支撑底板和橡胶垫圈之间。

所述胸部转接件为两个且对称设置在所述胸部外壳的两端，所述胸部转接件与所述基板和胸部外壳之间通过转接件铰接螺栓铰接。

所述基板的中间设有供所述橡胶垫圈的凹槽，所述基板的两端部分设有与所述胸部外壳螺纹柱对应的螺丝定位孔。

所述胸部外壳远离所述基板的一侧中间部分设有容置槽，所述容置槽中安装有传感器模块，所述传感器模块与所述球面副接触。所述传感器模块可检测用户的能量消耗和运动信息。传感器模块不限于安装在胸部外壳的容置槽内。

还包括外壳镶件和传感器固定壳，所述外壳镶件固定盖设在所述胸部外壳远离所述基板的一侧，所述外壳镶件中间部分设有放置传感器模块的开口，所述传感器固定壳固定盖设在所述开口上。

所述调节机构包括调节拉钮、拉钮定位销和弹簧，所述弹簧套设在所述拉钮定位销上，所述拉钮定位销从所述胸部转接件底部的安装孔中插入，所述拉钮定位销的上端具有螺纹，所述拉钮定位销穿过所述胸部转接件上端的限位孔与所述调节拉钮旋紧，所述拉钮定位销上设有凸台，所述弹簧位于所述胸部转接件内部并限位在所述凸台与所述限位孔之间，所述胸部转接件的端部中间设有供所述胸部支撑杆的连接部水平插入的穿孔，所述胸部支撑杆的连接部均匀间隔上设有若干供所述拉钮定位销插入的位置调节孔。手动拉起调节拉钮，可将胸部支撑杆水平插入胸部转接件的穿孔中，选择胸部支撑杆上的位置调节孔，放下调节拉钮，完成调节。可根据使用者的上身宽度调节胸部支撑杆插入胸部转接件的深度。胸部支撑杆调节方式不限于拉钮调节，还可以是其它调节方式。

所述支撑底板上安装有弹性缓冲垫，所述弹性缓冲垫可弹性变形贴合支撑于用户的胸部。弹性缓冲垫的材料包括但不局限于海绵、硅胶等弹性材料。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。