[实用新型]一种被动式腰部助力外骨骼装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种穿戴式外外骨骼，特别涉及一种被动式腰部助力外骨骼装置。

背景技术

近年来，穿戴式外骨骼的研究逐渐兴起，目的是将人的灵活性、智慧性与机器强壮性进行有机结合。其主要应用于医疗康复、工业生产、单兵作战等领域。

目前已公布的各种人体穿戴式外骨骼系统有很多，其功能包括提高负重行走能力，重型物资搬运助力，人体上、下肢运行障碍康复等，功能多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外骨骼系统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。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种被动式外骨骼系统。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种被动式腰部助力外骨骼装置，包括臀带、背带、髋关节助力机构以及枝杆旋转片，背带与臀带连接，髋关节助力机构为两个，分别安装于臀带的两侧；

所述髋关节助力机构包括腿垫、腿杆、转轴、发条弹簧以及转轮，腿垫安装于腿杆上，腿杆与转轴固定连接，发条弹簧安装于转轮的弹簧腔中且发条弹簧与转轮固定连接，转轴穿过转轮和发条弹簧后转轴两端分别铰接于臀带上，发条弹簧与转轴固定连接，枝杆旋转片包括胸前垫板以及安装于胸前垫板上且能相对于胸前垫板转动的转板，背带一端与臀带连接，另一端与胸前垫板连接；

两转轮上分别伸出有与转板连接的连接枝干，两连接枝干分别连接到转板两侧。

优选的，所述胸前垫板上开设有转板连接孔以及导向弧槽，所述转板对应转板连接孔以及导向弧槽处分别设置有连接转轴以及导向轴，连接转轴连接到转板连接孔中，导向轴与导向弧槽相配合。

优选的，所述胸前垫板包括左垫片、右垫片、左扣板以及右扣板，导向弧槽开设在左扣板上，导向弧槽为两级的阶梯槽，所述转板连接孔开设在右扣板上，转板连接孔为两级的阶梯孔，左扣板固定连接于左垫片上，右扣板固定连接于右垫片上；

所述转板包括左转片以及右转片，左转片以及右转片上分别设置有锁扣和与锁扣相配合将左转片以及右转片锁定起来的插扣；

所述连接转轴为两级的阶梯轴，所述导向轴为两级的阶梯轴；

连接转轴穿出转板连接孔后固定连接于右转片上，其中，连接转轴的小径轴和大径轴分别连接到转板连接孔的小径孔和大径孔中，导向轴穿出导向弧槽后固定连接于左转片上，其中，导向轴的小径轴和大径轴分别连接到导向弧槽的小径槽和大径槽中。

优选的，所述臀带包括臀垫、臀垫连接带以及两个助力机构安装架，臀垫为两个，两臀垫的内侧通过臀垫连接带连接起来，两个助力机构安装架分别安装于两臀垫的外侧，助力机构安装架呈“U”形，转轴两端分别铰接于安装架的槽中。

优选的，腿杆包括座体以及固定片，座体上伸出有转轴连接耳板，固定片固定于座体上，转轴连接耳板与固定片之间形成供转轮装入的转轮安装槽，转轴连接耳板与固定片上分别开设有用于固定转轴的转轴锁定孔，转轴穿设于转轴锁定孔中。

优选的，还设置有连接键，所述转轴锁定孔开设有键口，转轴对应键口位置开设有键槽，连接键连接于键口和键槽中将转轴固定于座体以及固定片上；

所述座体底部伸出有腿垫连接杆，腿垫安装于腿垫连接杆上。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本实用新型能将人体上身的重力通过髋关节助力机构储能达到为人体弯腰作业储能的作用，同时还能降低人体腰肌劳损的几率。本实用新型结构简单、易于制造，充分减轻了人们背负重物的压力，并大大提高了背负重物的重量，大大提高了运输货物的效率。

2、本实用新型是一款被动可穿戴式背部外骨骼，它可以帮助人体在做搬运工作和弯腰时起到支撑的作用，能将人搬运物体时背部的重量通过人体骨架传导到人体下肢，并最终传导到地面，从而不仅起到了省力的作用，还大大降低了人体腰肌劳损的几率。

3、本实用新型不会干涉人体的正常行走、后仰、蹲坐等常见动作，为人体背部肌肉省去大概35％-38％的力，还大大降低了人体腰肌劳损的几率。因此本实用新型可以提高工人的工作效率，并在繁重作业中得到适当的保护。