[发明专利]一种用于搬运作业上肢助力的无源外骨骼机器人

说明书

本发明公开了一种用于搬运作业上肢助力的无源外骨骼机器人，包括第一背部机构、第二背部机构和衔接块，所述第一背部机构通过衔接块与第二背部机构连接，所述第一背部机构和第二背部机构结构等同，所述第一背部机构包括上臂外骨骼、连杆机构、肩部外骨骼、滑块和腰部外骨骼，所述上臂外骨骼的一端通过连杆机构与滑块的中心连接，所述滑块的两侧与肩部外骨骼的滑槽滑动连接，且所述上臂外骨骼的一端还通过连杆机构与腰部外骨骼连接，所述上臂外骨骼的另一端通过第一连杆与肩部外骨骼连接，所述肩部外骨骼通过背部外骨骼与腰部外骨骼连接，从而增加搬运作业的工作效率，且无需任何外部助力系统就可以实现外骨骼机器人的助力效果。

技术领域

本发明涉及助力机器人的技术领域，具体涉及一种用于搬运作业上肢助力的无源外骨骼机器人。

背景技术

在机器人产业升级的背景下，自动化设备全面进入到农业和制造业生产当中，但对于特定工作环境下的劳动者而言，依然需要进行人工作业，同时，随着工作要求的进一步提升，对于劳动者的要求越来越高，对上肢的负荷也逐步提高。面对大量重复性高工作强度的工作，劳动者十分容易出现肌肉疲劳和体能下降，进一步还会产生肌肉损伤和一系列的职业病，导致工作的强度和效率难以达到要求，甚至影响正常生活。

外骨骼机器人是一种可穿戴的移动机器，其被穿戴于身体外部，不仅能为身体提供一定程度上的支撑与保护，同时还能提供额外的助力，实现人体某特定部位机能的增强。上肢助力外骨骼是用以增强上肢功能，以实现更高效能或康复训练的一种可穿戴的人机一体化智能助力装置，于各个领域都得到了广泛地应用；在军事上用以提升士兵的物资携带能力与单兵作战能力，在工业生产上用以降低劳动者肌肉疲劳度，提升生产效能；在医疗康复领域则可以作于脑卒中患者康复治疗，国内外虽然对有源外骨骼机器人的研究较多，但对无源外骨骼助力机器人的研究相对较少。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种用于搬运作业上肢助力的无源外骨骼机器人。节省搬运物体时所需要的支撑力，提高搬运工作效率。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于搬运作业上肢助力的无源外骨骼机器人，包括第一背部机构、第二背部机构和衔接块，所述第一背部机构通过衔接块与第二背部机构连接，所述第一背部机构和第二背部机构结构等同，所述第一背部机构包括上臂外骨骼、连杆机构、肩部外骨骼、滑块和腰部外骨骼，所述上臂外骨骼的一端通过连杆机构与滑块的中心连接，所述滑块的两侧与肩部外骨骼的滑槽滑动连接，且所述上臂外骨骼的一端还通过连杆机构与腰部外骨骼连接，所述上臂外骨骼的另一端通过第一连杆与肩部外骨骼连接，所述肩部外骨骼通过背部外骨骼与腰部外骨骼连接。

优选的，所述滑块包括第一嵌板、弹簧、圆柱卡扣和拉绳，所述圆柱卡扣安装于第一嵌板的背面的安装槽，所述第一嵌板的正面的中心与连杆机构连接，所述圆柱卡扣的内端与拉绳连接，所述圆柱卡扣的外端与背部外骨骼的孔洞卡接，所述弹簧的一端圆柱卡扣相抵，所述弹簧的另一端与安装槽的壁面相抵。

优选的，所述滑块还包括第二嵌板，所述第一嵌板的凸块与第二嵌板的凹槽连接。

优选的，所述圆柱卡扣的数量为2个，2个所述圆柱卡扣以第一嵌板的中心相对设置。

优选的，所述连杆机构包括第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述第二连杆的一端与上臂外骨骼的一端铰接，所述第二连杆的另一端均与第三连杆和第四连杆的一端铰接，所述第三连杆的另一端与滑块铰接，所述第四连杆的另一端与腰部外骨骼铰接。

优选的，所述肩部外骨骼包括侧板和顶板，所述侧板与顶板连接。

优选的，所述外骨骼机器人还包括导轨衔接块，所述肩部连接块通过导轨衔接块与背部外骨骼连接。

优选的，所述背部外骨骼设有背环，所述腰部外骨骼设有腰环。

优选的，所述上臂外骨骼设有手臂槽。