一种可穿戴全身型柔性助力外骨骼装置的制作方法

文档序号:32581034发布日期:2022-12-17 11:00阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种可穿戴全身型柔性助力外骨骼装置,其特征在于:包括上肢部、连接部、下肢部和控制部分,所述上肢部通过连接部连接所述下肢部,所述上肢部包括背板、背带、电机、传动装置、线轮、柔性管和电池,所述背板通过所述背带背跨于人体背部,所述电机设置于所述背板上,所述线轮设置有两个,所述电机通过所述传动装置连接两个所述线轮并能够驱动两个所述线轮旋转,两个所述线轮上均缠绕有柔性绳,所述柔性管设置有两条,两条所述柔性管的一端连接于所述背板的顶部两侧,两条所述柔性管的另一端分别连接于两个所述背带上,两个所述线轮上的柔性绳的活动端分别穿设于两个所述柔性管内;所述控制部分包括核心开发板、压力传感器和惯性测量单元,所述压力传感器与惯性测量单元分别测量货物重量与人体姿态数据,从而通过所述核心开发板控制所述电机的运转来实现助力控制。2.根据权利要求1所述的可穿戴全身型柔性助力外骨骼装置,其特征在于:所述电机通过电机支架安装于所述背板上。3.根据权利要求1所述的可穿戴全身型柔性助力外骨骼装置,其特征在于:所述传动装置包括齿轮一、齿轮二和齿轮三,所述齿轮一的齿轮轴通过联轴器连接所述电机的动力轴,所述齿轮二和所述齿轮三啮合连接于所述齿轮一的顶部两侧,两个所述线轮分别安装于所述齿轮二和所述齿轮三上。4.根据权利要求1所述的可穿戴全身型柔性助力外骨骼装置,其特征在于:所述电池安装于所述背板的顶部,所述电池的两侧的所述背板上设置固定所述柔性管一端的固定架,两个所述背带上设置有固定所述柔性管另一端的固定件。5.根据权利要求1所述的可穿戴全身型柔性助力外骨骼装置,其特征在于:所述核心开发板通过绝缘固定支架与所述背板连接。6.根据权利要求1所述的可穿戴全身型柔性助力外骨骼装置,其特征在于:所述下肢部包括穿戴于人体腰部的腰部外骨骼和分别与人体大腿、小腿、足部相对的大腿部外骨骼、小腿部外骨骼和脚掌部外骨骼,所述腰部外骨骼为u形架体结构,所述腰部外骨骼两侧与所述大腿部外骨骼顶端在髋部关节处铰接并设置有驱动铰链运转的髋关节电机;所述大腿部外骨骼底端与所述小腿部外骨骼顶端在膝关节处铰接并设置有驱动铰链运转的膝关节电机,所述小腿部外骨骼底端与所述脚掌部外骨骼铰接。7.根据权利要求6所述的可穿戴全身型柔性助力外骨骼装置,其特征在于:所述腰部外骨骼与所述大腿部外骨骼在髋部关节的连接处还设置有压力传感器和惯性测量单元,在人体弯腰搬运重货物后通过所述压力传感器检测货物重量,所述惯性测量单元检测到数据,传输到所述核心开发板中,所述核心开发板通过数据处理,得到控制指令,然后控制所述电机运动,进而带动所述线轮运转,所述线轮带动所述柔性绳,对搬运起到辅助助力的作用;所述大腿部外骨骼与小腿部外骨骼在膝关节的连接处也设置有惯性测量单元和压力传感器,搬运货物时对于人体起身站立通过所述压力传感器检测货物重量,所述惯性测量单元检测到数据,传输到所述核心开发板中,所述核心开发板通过数据处理,得到控制指令,控制所述膝关节电机运转起到起支撑,辅助助力的作用。8.根据权利要求6所述的可穿戴全身型柔性助力外骨骼装置,其特征在于:所述连接部为连接于所述背板与所述腰部外骨骼之间的连接板,所述连接板顶部通过螺栓连接所述背板的底部,所述连接板的底部竖向设置有若干调节孔,所述连接板通过调节螺栓穿过相应
的调节孔连接所述腰部外骨骼。9.根据权利要求6所述的可穿戴全身型柔性助力外骨骼装置,其特征在于:所述背带设置有两根,两根所述背带的顶端分别连接于所述背板的顶部两侧,两根所述背带的底端连接于所述腰部外骨骼上。10.根据权利要求6所述的可穿戴全身型柔性助力外骨骼装置,其特征在于:所述大腿部外骨骼和所述小腿部外骨骼的内侧均设置有用于将下肢部穿戴到人体下肢的绑带。

技术总结
本实用新型公开了一种可穿戴全身型柔性助力外骨骼装置,包括上肢部、连接部、下肢部和控制部分,所述上肢部通过连接部连接所述下肢部,所述上肢部包括背板、背带、电机、传动装置、线轮、柔性管和电池;所述控制部分包括核心开发板、压力传感器和惯性测量单元,所述压力传感器与惯性测量单元分别测量货物重量与人体姿态数据,从而通过核心开发板控制所述电机的运转来实现助力控制。本实用新型通过机械结构将外骨骼一部分的自重直接传递到地面,从而有效地减少自身负重的压力,提高工作效率;采用柔性绳连接,并装备与背带上实现搬运助力的功能,将柔性绳设置在背带上不仅可以节省空间,还不会对人体和机器的运转造成影响。还不会对人体和机器的运转造成影响。还不会对人体和机器的运转造成影响。


技术研发人员:吴新宇 陈春杰 王强 席建伟 徐升 杨彤 沈国栋 王海滨
受保护的技术使用者:山东中科先进技术有限公司
技术研发日:2022.05.17
技术公布日:2022/12/16
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