一种上肢助力装置

1.本实用新型属于助力辅助装置领域，尤其涉及一种上肢助力装置。


背景技术：

2.在工业、农业等许多领域，绝大多数劳动者经常需要长时间处理大量的流水线或大面积的农作物，长时间的重复性动作和长时间的手臂高抬状态对工人与农民造成一定的伤害。在这种背景下，为了能够给手臂提供支撑以避免此类工作带来的病痛的外骨骼设备，增强放大人体的出力效果，上肢外骨骼助力装置的研究逐渐兴起，并具有越来越广泛的应用前景。
3.本产品设计结构上通过机械臂实现三轴助力。穿戴式设计，使用起来更加方便，不受地点约束。设备内部集成，可根据工作环境选择不同的夹具，单人便可轻松穿戴，体积适中。适用于独立完成工作的劳动者使用，穿戴式设计使用起来更加灵活。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本实用新型的目的在于解决了上肢助力装置穿戴复杂、减负效果不明显的问题。
5.本实用新型采用如下技术方案：所述助力装置包括背体盒，所述背体盒左右两侧设置有多关节连接带，所述多关节连接带末端转轴连接有机械上臂，所述机械上臂末端转轴连接有机械下臂，所述机械下臂末端设有夹具连接件以及抓握手柄，所述背体盒侧面设有下腰带，所述下腰带卡扣连接有上腰带，所述上腰带末端连接于背体盒顶部。
6.进一步的，所述多关节连接带包括三段直臂，相邻直臂之间，第一直臂与背体盒之间以及第三直臂与机械上臂之间均通过协作关节连接，其中第一直臂与背体盒之间协作关节包括转动盒，所述转动盒内设有电机和齿环，所述电机的输出轴末端设有安装块，所述安装块上设有中心齿轮且中心齿轮位于转动盒内，所述齿环内侧啮合设置有多个行星齿轮，所述中心齿轮位于多个行星齿轮的中心位置且与各行星齿轮啮合。
7.进一步的，所述多个行星齿轮中心位置均设有安装孔，所述背体盒背面固定有固定块，所述固定块对应每个行星齿轮安装孔位置均设置有固定柱，所述固定柱安装至对应安装孔内，固定柱与安装孔可相对转动。
8.进一步的，所述转动盒内设置有电机架，所述电机安装在电机架上，且电机输出轴穿过电机架。
9.进一步的，所述下腰带和上腰带内均设有海绵。
10.进一步的，所述左右两侧的下腰带通过卡扣连接。
11.本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种上肢助力装置中的上下腰带均通过卡扣连接:即插即用，穿戴方便；主要通过多关节连接带和协作关节连接来实现装置中各部位角度的变化，抓握手柄配合夹具连接件再根据不同的工作内容更换不同工作模具，进而减负效果明显。
附图说明
12.图1是本实用新型提供一种上肢助力装置整体结构图。
13.图2是本实用新型提供转动盒正视内部结构图。
14.图3是本实用新型提供转动盒后视内部结构图。
15.图4是本实用新型提供固定块结构图。
具体实施方式
16.为了使本实用新型专利目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
17.为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
18.为了便于说明仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
19.结合图1-4所示，所述助力装置包括背体盒1，所述背体盒左右两侧设置有多关节连接带，所述多关节连接带末端转轴连接有机械上臂3，所述机械上臂末端转轴连接有机械下臂4，所述机械下臂末端设有夹具连接件5以及抓握手柄6，所述背体盒侧面设有下腰带7，所述下腰带卡扣连接有上腰带8，所述上腰带末端连接于背体盒顶部。
20.本结构中，所述背体盒采用面积较大的固定背板，同时和人体后背大限度的贴合在一起，在负重时将压力传给整个人体减小负重压力。所述抓握手柄主要与夹具(图中未示出)配合，夹具可以根据不同的工作内容进行更换，增加了使用的工作范围，同时无需手部有更多的复杂动作，进而完成工作任务。而夹具的固定主要通过夹具连接件进行安装固定；所述机械上臂和机械下臂主要是模仿人体手臂。所述下腰带与上腰带以及左右两侧的下腰带一一通过卡扣连接，通过卡扣连接即插即用，穿戴方便。所述下腰带和上腰带内均设有海绵(图中未示出)，海绵可以减轻负重时的压力，给使用者更好的穿戴体验。
21.作为一种优选结构，所述多关节连接带包括三段直臂，相邻直臂之间，第一直臂9与背体盒1之间以及第三直臂10与机械上臂之间均通过协作关节11连接，其中第一直臂与背体盒之间协作关节包括转动盒12，所述转动盒内设有电机13和齿环14，所述电机的输出轴末端设有安装块15，所述安装块上设有中心齿轮16且中心齿轮位于转动盒内，所述齿环内侧啮合设置有多个行星齿轮17，所述中心齿轮位于多个行星齿轮的中心位置且与各行星齿轮啮合。
22.本结构中，多关节连接带被按放在背体盒上方与机械上臂相连，传动时主要通过协作关节内的电机提供动力输出，背体盒起到支撑的作用。多关节连接装置可在四轴上传递动力，自由实现手臂的各种运动。而协助关节主要是通过转动盒在转动盒内置电机的驱动下而转动，实现各个直臂的转动。
23.进一步作为一种优选结构，所述多个行星齿轮中心位置均设有安装孔18，所述背体盒背面固定有固定块19，所述固定块对应每个行星齿轮安装孔位置均设置有固定柱20，所述固定柱安装至对应安装孔内，固定柱与安装孔可相对转动。工作时，由于第一直臂与转动盒为一体结构，电机的输出轴带动中心齿轮转动，中心齿轮带动与其啮合的多个行星齿轮转动，由于行星齿轮转动端面上有固定块，而固定块固定在背体盒背面，因此固定块固定不动，因此通过反向作用力，转动盒整体转动，进而带动第直臂转动。同理其他直臂转动方
式一致。
24.本结构中，所述转动盒内设置有电机架2，所述电机安装在电机架上且电机输出轴穿过电机架。所述电机架主要是用来安装并固定电机。
25.综上所述：本实施例中一种上肢助力装置，主要通过多关节连接带来实现各个直臂角度转动，而第一直臂与背体盒之间以及第三直臂与机械上臂之间均通过协作关节连接，进而实现整个装置中各部位的角度变化。再通过夹具连接件根据不同工作内容更换相应的夹具，再配合感应装置(图中未示出)如角度感应器，即可进行相应工作。
26.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种上肢助力装置，其特征在于：所述助力装置包括背体盒，所述背体盒左右两侧设置有多关节连接带，所述多关节连接带末端转轴连接有机械上臂，所述机械上臂末端转轴连接有机械下臂，所述机械下臂末端设有夹具连接件以及抓握手柄，所述背体盒侧面设有下腰带，所述下腰带卡扣连接有上腰带，所述上腰带末端连接于背体盒顶部。2.如权利要求1所述一种上肢助力装置，其特征在于：所述多关节连接带包括三段直臂，相邻直臂之间，第一直臂与背体盒之间以及第三直臂与机械上臂之间均通过协作关节连接，其中第一直臂与背体盒之间协作关节包括转动盒，所述转动盒内设有电机和齿环，所述电机的输出轴末端设有安装块，所述安装块上设有中心齿轮且中心齿轮位于转动盒内，所述齿环内侧啮合设置有多个行星齿轮，所述中心齿轮位于多个行星齿轮的中心位置且与各行星齿轮啮合。3.如权利要求2所述一种上肢助力装置，其特征在于：所述多个行星齿轮中心位置均设有安装孔，所述背体盒背面固定有固定块，所述固定块对应每个行星齿轮安装孔位置均设置有固定柱，所述固定柱安装至对应安装孔内，固定柱与安装孔可相对转动。4.如权利要求2所述一种上肢助力装置，其特征在于：所述转动盒内设置有电机架，所述电机安装在电机架上，且电机输出轴穿过电机架。5.如权利要求1所述一种上肢助力装置，其特征在于：所述下腰带和上腰带内均设有海绵。6.如权利要求1所述一种上肢助力装置，其特征在于：所述左右两侧的下腰带通过卡扣连接。

技术总结
本实用新型属于助力辅助装置领域，提供了一种上肢助力装置，所述助力装置包括背体盒，所述背体盒左右两侧设置有多关节连接带，所述多关节连接带末端转轴连接有机械上臂，所述机械上臂末端转轴连接有机械下臂，所述机械下臂末端设有夹具连接件以及抓握手柄，所述背体盒侧面设有下腰带，所述下腰带卡扣连接有上腰带，所述上腰带末端连接于背体盒顶部。本实用新型解决了上肢助力装置穿戴复杂、减负效果不明显的问题。明显的问题。明显的问题。


技术研发人员：张蓓 兰清 甄思哲 曾奥 瞿韦科 石佳能 张松 吴锦鹏
受保护的技术使用者：武汉软件工程职业学院
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2022/6/6