[发明专利]应用于可穿戴肌肉力量辅助装置的重力补偿器

说明书

本发明涉及应用于可穿戴肌肉力量辅助装置的重力补偿器。所述重力补偿器包括第一连杆、第二连杆、弹性体和连接单元，所述第一连杆配置为平行于穿戴者的第一身体部位延伸；所述第二连杆配置为平行于第二身体部位延伸，并且可旋转地联接至第一连杆的一端；所述弹性体在其一端处固定至第一连杆，以便施加根据其两端之间的长度而变化的弹力；所述连接单元的一端连接至弹性体的另一端并在第一连杆的纵向方向上延伸，一端连接至第二连杆，以便通过第一连杆与第二连杆之间的相对旋转来改变弹性体的长度。

技术领域

本发明涉及一种应用于可穿戴肌肉力量辅助装置的重力补偿器，更具体地，本发明涉及这样一种重力补偿器，其配置为穿戴在穿戴者身体的上肢上并模拟穿戴者肩部的运动，以辅助上肢的肌肉力量。

背景技术

通常，可穿戴机器人已设计用于医学目的、军事目的或工作辅助目的，所述可穿戴机器人通过穿戴在身体的特定部位上或通过容纳身体的特定部位来辅助穿戴者身体的运动。具体地，可穿戴工作机器人设计为通过减少施加到穿戴者身体的负荷来防止对穿戴者的伤害并辅助穿戴者的肌肉力量。这样的可穿戴机器人构造为模拟穿戴者的外部身体部位。在这样的可穿戴机器人中，在技术上至关重要的是设计关节，以便实现与人体的实际运动相同的运动。

特别地，用于可穿戴上臂的肌肉力量辅助装置通常包括配置为辅助人体支撑工具负荷的手动支撑装置。例如，可以构造手动支撑装置，以便利用组件、弹簧、线缆和滑轮的组合来补偿设定范围内的重力。特别地，构造这样的装置，以便在有限的运动范围内补偿重力。

传统的重力补偿器包括由电机和减速器组成的驱动单元，其不情愿地增加了装置的体积和重量。因此，需要替换这些组件以解决该问题。

描述为背景技术部分的细节仅仅旨在促进对本发明的背景的理解的目的，而不应被解释为对本领域普通技术人员先前已知的现有技术的认可。

发明内容

因此，本发明提供了一种应用于可穿戴肌肉力量辅助装置的重力补偿器，其中，通常设置在常规重力补偿器中的电机和减速器已被弹性体和丝线代替，以减少制造成本和重量。

根据本发明，通过提供应用于可穿戴肌肉力量辅助装置的重力补偿器可以实现以上和其他目的，所述重力补偿器包括第一连杆、第二连杆、弹性体和连接单元，所述第一连杆配置为在平行于穿戴者的第一身体部位的方向上延伸；所述第二连杆配置为在平行于第二身体部位的方向上延伸并可旋转地联接至第一连杆的第一端，所述第二身体部位可旋转地连接至穿戴者的第一身体部位的第一端；所述弹性体在其第一端处固定至第一连杆，以便施加根据其第一端与第二端之间的长度而变化的弹力；所述连接单元在其第一端处连接至弹性体的第二端并在第一连杆的纵向方向上延伸，并且在其第二端处连接至第二连杆，以便通过第一连杆与第二连杆之间的相对旋转来改变弹性体的长度。

连接单元可以包括第一旋转体，所述第一旋转体在第一连杆联接至第二连杆的位置处固定至第二连杆，并且可旋转地固接至第一连杆。

连接单元可以包括第一丝线、第二旋转体和旋转连杆单元，所述第一丝线在其第一端处联接至第一旋转体并在第一连杆的纵向方向上延伸；所述第二旋转体连接至第一丝线的第二端并可旋转地联接至第一连杆；所述旋转连杆单元在其第一端处固定至第二旋转体，而其第二端联接至弹性体的第二端，以便根据第二旋转体的旋转来改变弹性体的长度和施加在第二旋转体上的弹性体的弹力的方向。

重力补偿器可以进一步包括第三丝线，该第三丝线由多条第三丝线组成并在其第一端处可旋转地固接至安装在第一连杆上的驱动电机，而在其第二端处连接至第二连杆，其中第一旋转体包括第一丝线凹槽和第二丝线凹槽，第一丝线容纳在所述第一丝线凹槽中并与所述第一丝线凹槽接合，所述第二丝线凹槽在第一旋转体的径向方向上与第一丝线凹槽间隔开并在其中容纳第三丝线。