一种无源助力外骨骼

1.本发明涉及外骨骼领域，具体涉及一种无源助力外骨骼。


背景技术：

2.在生产制造中，很多工序需要工人长时间抬起手臂来操作工具，长时间的操作会导致手臂酸痛，这会影响操作效率和精度。


技术实现要素：

3.本发明针对上述问题，提出了一种无源助力外骨骼。
4.本发明采取的技术方案如下：
5.一种无源助力外骨骼，包括：
6.腰座，使用时通过绑带固定在腰部，腰座内具有安装腔；
7.竖杆，下端位于安装腔，上端穿出腰座；
8.水平杆，水平杆的第一端转动安装在所述竖杆的上端；
9.上臂撑杆，一端转动安装在所述水平杆的第二端，上臂撑杆能够绕水平杆的轴线上下转动，上臂撑杆和水平杆之间设置有锁定结构；
10.上臂座，可拆卸安装在上臂撑杆的左侧或右侧，用于支撑上臂。
11.本技术的无源助力外骨骼，通过锁定结构能够使上臂撑杆限定住，使用时，上臂可以搁在上臂座上，上臂的力可以通过上臂座、上臂撑杆、水平杆、竖杆和腰座将力传递给腰部，有效实现助力效果，工人长时间操作手臂也不易酸痛。
12.本技术的外骨骼为单侧助力结构，水平杆能够绕竖杆的轴线转动，这样设置能够实现左右切换，即左手臂可以用，左手臂也可以用，切换时，将水平杆转动180
°
左右，将上臂座换个方向安装在上臂撑杆上。
13.于本发明其中一实施例中，所述安装腔内安装有：
14.丝杆，转动安装在腰座上，丝杆的至少一端穿出腰座；
15.调节旋钮，固定在丝杆穿出腰座的一端；
16.滑轨，安装在安装腔内，与所述丝杆平行设置；
17.调节座，具有通孔和螺纹孔，所述滑轨穿过通孔，所述丝杆穿过螺纹孔并与螺纹孔啮合，所述竖杆与调节座固定，通过转动丝杆能够带动调节座和竖杆沿滑轨方向左右移动。
18.通过转动调节旋钮能够驱动竖杆在腰座上左右移动，从而方便调节位置和重心，保证更好的受力效果。
19.于本发明其中一实施例中，所述上臂撑杆的前端具有第一插孔，无源助力外骨骼还包括：
20.前臂组件，包括连接座以及与连接座转动配合的前臂撑杆，所述连接座上具有与第一插孔配合的第一插头，前臂组件通过第一插头可拆卸安装在上臂撑杆的前端；
21.前臂座，可拆卸安装在前臂撑杆的左侧或右侧，所述前臂座用于支撑前臂。
22.于本发明其中一实施例中，所述上臂撑杆和前臂撑杆均具有第一滑槽，且第一滑槽上滑动安装有移动块，所述移动块的两侧具有第二插孔，所述上臂座和前臂座均设有第二插头，所述第二插头用于与对应的第二插孔配合。
23.于本发明其中一实施例中，所述移动块和第一滑槽之间具有摩擦副；所述水平杆与上臂撑杆的转动配合处设置有摩擦副。
24.水平杆与上臂撑杆的转动位置设置摩擦副，能够防止上臂撑杆解锁后突然转动。
25.于本发明其中一实施例中，所述锁定结构包括：
26.安装槽，位于所述水平杆的第二端；
27.定位销，滑动安装在所述安装槽上，定位销包括位于安装槽内的防脱部以及穿出安装槽的定位部；
28.中空的防脱帽，螺接在所述安装槽的端部；
29.第一弹簧，位于安装槽内，一端与安装槽底壁接触，另一端与所述定位销的防脱部接触；
30.多个定位孔，绕上臂撑杆的转动轴线间隔分布，所述定位销的定位部用于插入对应的定位孔，使水平杆与上臂撑杆相对固定住；
31.解锁组件，用于带动定位销移动，使定位部脱离定位孔。
32.于本发明其中一实施例中，所述竖杆上具有第一通道，所述水平杆上具有与安装槽底壁连通的第二通道，所述解锁组件包括：
33.升降杆，安装在所述安装腔中，能够上下移动；
34.第二弹簧，位于安装腔和升降杆之间；
35.套环，滑动外套在所述升降杆上；
36.控制绳，一端与所述定位销的防脱部固定，另一端依次穿过第二通道和第一通道后，与所述套环连接。
37.锁定结构的工作原理：在非解锁状态下，锁定结构处于锁定工作位，定位部插入定位孔内，水平杆和上臂撑杆之间不能转动，解锁时，克服第二弹簧的弹性力，将升降杆下压，从而能够拉动控制绳移动，使控制绳带动定位部脱离定位孔，此时水平杆和上臂撑杆之间能够转动调节角度；当不再施加作用力，在一个定位孔与定位部对应时，在第一弹簧的作用下，定位部重新插入定位孔。
38.于本发明其中一实施例中，所述安装腔内具有第二滑槽，所述升降杆的端部伸入所述第二滑槽；所述解锁组件还包括转动安装在腰座上的控制杆，所述控制杆的一端伸入安装腔且位于所述升降杆的上方，另一端位于腰座外，通过提拉控制杆能够将升降杆下压，最终通过控制绳使定位销的定位部脱离定位孔。
39.于本发明其中一实施例中，所述控制杆有两根，分别设置在腰座的两侧。
40.于本发明其中一实施例中，还包括下肢组件，所述下肢组件与所述腰座连接。
41.下肢组件用于传递力，使上臂撑杆受到的力依次通过水平杆、竖杆、腰座和下肢组件传递到地面。
42.本发明的有益效果是：本技术的无源助力外骨骼，通过锁定结构能够使上臂撑杆限定住，使用时，上臂可以搁在上臂座上，上臂的力可以通过上臂座、上臂撑杆、水平杆、竖杆和腰座将力传递给腰部，有效实现助力效果，工人长时间操作手臂也不易酸痛。本技术的
外骨骼为单侧助力结构，水平杆能够绕竖杆的轴线转动，这样设置能够实现左右切换，即左手臂可以用，左手臂也可以用，切换时，将水平杆转动180
°
左右，将上臂座换个方向安装在上臂撑杆上。
附图说明：
43.图1是本发明无源助力外骨骼的结构示意图；
44.图2是隐藏下肢组件和前臂组件后无源助力外骨骼的示意图；
45.图3是上臂撑杆与水平杆分离后的示意图；
46.图4是隐藏下肢组件和前臂组件后无源助力外骨骼的俯视图；
47.图5是图4的a-a剖视图；
48.图6是图5的a处的放大图；
49.图7是图5的b处的放大图。
50.图中各附图标记为：
51.1、腰座；2、安装腔；3、竖杆；4、水平杆；5、第一端；6、第二端；7、上臂撑杆；8、上臂座；9、丝杆；10、调节旋钮；11、滑轨；12、调节座；13、第一插孔；14、前臂组件；15、连接座； 16、前臂撑杆；17、第一插头；18、前臂座；19、第一滑槽；20、移动块；21、第二插孔；22、安装槽；23、定位销；24、防脱部； 25、定位部；26、防脱帽；27、第一弹簧；28、定位孔；29、第一通道；30、第二通道；31、升降杆；32、第二弹簧；33、套环； 34、控制绳；35、第二滑槽；36、控制杆；37、下肢组件。
具体实施方式：
52.下面结合各附图，对本发明做详细描述。
53.如图1、2和3所示，一种无源助力外骨骼，包括：
54.腰座1，使用时通过绑带固定在腰部，腰座1内具有安装腔2；
55.竖杆3，下端位于安装腔2，上端穿出腰座1；
56.水平杆4，水平杆4的第一端5转动安装在竖杆3的上端；
57.上臂撑杆7，一端转动安装在水平杆4的第二端6，上臂撑杆7 能够绕水平杆4的轴线上下转动，上臂撑杆7和水平杆4之间设置有锁定结构；
58.上臂座8，可拆卸安装在上臂撑杆7的左侧或右侧，用于支撑上臂。
59.本技术的无源助力外骨骼，通过锁定结构能够使上臂撑杆7 限定住，使用时，上臂可以搁在上臂座8上，上臂的力可以通过上臂座8、上臂撑杆7、水平杆4、竖杆3和腰座1将力传递给腰部，有效实现助力效果，工人长时间操作手臂也不易酸痛。
60.本技术的外骨骼为单侧助力结构，水平杆4能够绕竖杆3的轴线转动，这样设置能够实现左右切换，即左手臂可以用，左手臂也可以用，切换时，将水平杆4转动180
°
左右，将上臂座8换个方向安装在上臂撑杆7上。
61.如图3、4和5所示，于本实施例中，安装腔2内安装有：
62.丝杆9，转动安装在腰座1上，丝杆9的至少一端穿出腰座1；
63.调节旋钮10，固定在丝杆9穿出腰座1的一端；
64.滑轨11，安装在安装腔2内，与丝杆9平行设置；
65.调节座12，具有通孔和螺纹孔，滑轨11穿过通孔，丝杆9穿过螺纹孔并与螺纹孔啮合，竖杆3与调节座12固定，通过转动丝杆9 能够带动调节座12和竖杆3沿滑轨11方向左右移动。
66.通过转动调节旋钮10能够驱动竖杆3在腰座1上左右移动，从而方便调节位置和重心，保证更好的受力效果。
67.如图1所示，于本实施例中，上臂撑杆7的前端具有第一插孔 13，无源助力外骨骼还包括：
68.前臂组件14，包括连接座15以及与连接座15转动配合的前臂撑杆16，连接座15上具有与第一插孔13配合的第一插头17，前臂组件14通过第一插头17可拆卸安装在上臂撑杆7的前端；
69.前臂座18，可拆卸安装在前臂撑杆16的左侧或右侧，前臂座 18用于支撑前臂。
70.如图1所示，于本实施例中，上臂撑杆7和前臂撑杆16均具有第一滑槽19，且第一滑槽19上滑动安装有移动块20，移动块20的两侧具有第二插孔21，上臂座8和前臂座18均设有第二插头，第二插头用于与对应的第二插孔21配合。
71.实际运用时，优选的，移动块20和第一滑槽19之间具有摩擦副；水平杆4与上臂撑杆7的转动配合处设置有摩擦副。水平杆4 与上臂撑杆7的转动位置设置摩擦副，能够防止上臂撑杆7解锁后突然转动。
72.如图3、5和6所示，于本实施例中，锁定结构包括：
73.安装槽22，位于水平杆4的第二端6；
74.定位销23，滑动安装在安装槽22上，定位销23包括位于安装槽22内的防脱部24以及穿出安装槽22的定位部25；
75.中空的防脱帽26，螺接在安装槽22的端部；
76.第一弹簧27，位于安装槽22内，一端与安装槽22底壁接触，另一端与定位销23的防脱部24接触；
77.多个定位孔28，绕上臂撑杆7的转动轴线间隔分布，定位销23 的定位部25用于插入对应的定位孔28，使水平杆4与上臂撑杆7相对固定住；
78.解锁组件，用于带动定位销23移动，使定位部25脱离定位孔 28。
79.如图3、5、6和7所示，于本实施例中，竖杆3上具有第一通道 29，水平杆4上具有与安装槽22底壁连通的第二通道30，解锁组件包括：
80.升降杆31，安装在安装腔2中，能够上下移动；
81.第二弹簧32，位于安装腔2和升降杆31之间；
82.套环33，滑动外套在升降杆31上；
83.控制绳34，一端与定位销23的防脱部24固定，另一端依次穿过第二通道30和第一通道29后，与套环33连接。
84.锁定结构的工作原理：在非解锁状态下，锁定结构处于锁定工作位，定位部25插入定位孔28内，水平杆4和上臂撑杆7之间不能转动，解锁时，克服第二弹簧32的弹性力，将升降杆31下压，从而能够拉动控制绳34移动，使控制绳34带动定位部25脱离定位孔28，此时水平杆4和上臂撑杆7之间能够转动调节角度；当不再施加作用力，在一个定位孔28与定位部25对应时，在第一弹簧27 的作用下，定位部25重新插入定位孔28。
85.如图3和5所示，于本实施例中，安装腔2内具有第二滑槽35，升降杆31的端部伸入第二滑槽35；解锁组件还包括转动安装在腰座1上的控制杆36，控制杆36的一端伸入安装腔2且位于升降杆31 的上方，另一端位于腰座1外，通过提拉控制杆36能够将升降杆31 下压，最终通过控制绳34使定位销23的定位部25脱离定位孔28。
86.如图2所述，于本实施例中，控制杆36有两根，分别设置在腰座1的两侧。
87.如图1所示，于本实施例中，还包括下肢组件37，下肢组件37 与腰座1连接。下肢组件37用于传递力，使上臂撑杆7受到的力依次通过水平杆4、竖杆3、腰座1和下肢组件37传递到地面。
88.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。