一种机械式上肢助力机构及辅助外骨骼装置的制作方法

1.本实用新型涉及外骨骼机器人技术领域，特别是涉及一种机械式上肢助力机构及辅助外骨骼装置。


背景技术：

2.机械式上肢助力机构及辅助外骨骼装置是一种使用人员穿戴后，辅助上肢运动，达到助力的效果，可使穿戴人员更好搬动重物，降低疲劳程度的辅助装置，其在外骨骼机器人技术领域中得到了广泛的使用；现有技术中申请号为 202121348712.4的外骨骼装置专利中记载了一种可调助力大小的外骨骼装置，包括大腿单元，蓄能支撑机构和调节组件组成，但其主要的助力范围是下肢，对上肢几乎不存在助力，灵活性较差，且整体结构较为复杂，穿戴不便。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种的操作简单灵活，便于穿戴机械式上肢助力机构及辅助外骨骼装置。
4.本实用新型的一种机械式上肢助力机构及辅助外骨骼装置，包括支撑主板、左固定主板、右固定主板和助力结构，左固定板转动设置于支撑主板的左部，右固定主板转动设置于支撑主板的右部，支撑主板的中部下端设置有机械连接部件，机械连接部件的底部设置有下主板，助力结构设置有四组，四组助力机构分别固定设置于左固定主板、右固定主板、下主板的左部和右部的端部；在使用机械式上肢助力机构及辅助外骨骼装置时，通过绑带将助力件与上肢和下肢进行绑紧固定，在手臂下垂处于抬举重物状态时，助力钢丝绳拉动中心轴转动，从而拉动涡卷弹簧，使涡卷弹簧处于拉伸形变状态，由于涡卷弹簧发生形变产生弹力，此作用力直接作用于中心轴，使中心轴转动将助力钢丝绳收回，助力钢丝绳带动助力件沿旋转光轴的轴心线动作，从而达到助力的效果，整体结构简单，便于操作人员快速穿戴，在搬运重物时，起到助力的效果，实用性较强。
5.优选的，安装于右固定主板上的助力结构包括固定板、涡卷弹簧助力机构、助力件、光轴支座、旋转光轴、角接触轴承、轴承盒和绑带，固定板固定设置于右固定主板的中部，涡卷弹簧助力机构固定设置于固定板的前部右端，轴承盒固定设置于固定板的后部并位于涡卷弹簧助力机构的后方，角接触轴承固定设置于轴承盒内，旋转光轴的左部与角接触轴承的中部固定连接，助力件的顶部与光轴支座固定连接，旋转光轴的右部与光轴支座固定连接，绑带固定设置于助力件的下部；通过绑带将助力件绑紧固定在上肢上，通过助力件的转动配合涡卷弹簧助力机构起到助力效果。
6.优选的，涡卷弹簧助力机构包括外壳、涡卷弹簧、凸台轴承、中心轴和助力钢丝绳，外壳固定设置于固定板的右部，涡卷弹簧位于外壳内，涡卷弹簧的端部与外壳的内端固定连接，凸台轴承固定设置有外壳的内部左端，中心轴的左部向左插入并固定设置于凸台轴承的中部，中心轴的右部与涡卷弹簧的中心端部固定连接，助力钢丝绳的端部固定设置于
中心轴的中部，助力钢丝绳的另一端与助力件的一端固定连接；通过中心轴配合涡卷弹簧的形变，带动助力件的转动。
7.优选的，绑带为弹性绑带。
8.与现有技术相比本实用新型的有益效果为：在使用机械式上肢助力机构及辅助外骨骼装置时，通过绑带将助力件与上肢和下肢进行绑紧固定，在手臂下垂处于抬举重物状态时，助力钢丝绳拉动中心轴转动，从而拉动涡卷弹簧，使涡卷弹簧处于拉伸形变状态，由于涡卷弹簧发生形变产生弹力，此作用力直接作用于中心轴，使中心轴转动将助力钢丝绳收回，助力钢丝绳带动助力件沿旋转光轴的轴心线动作，从而达到助力的效果，整体结构简单，便于操作人员快速穿戴，在搬运重物时，起到助力的效果，实用性较强。
附图说明
9.图1是本实用新型的穿戴效果示意图；
10.图2是本实用新型的结构示意图；
11.图3是本实用新型的俯视结构示意图；
12.图4是图3中b-b的剖视结构示意图；
13.图5是本实用新型的涡卷弹簧助力机构结构示意图；
14.图6是图5中a-a的剖视结构示意图；
15.图7是图2中c的结构示意图；
16.附图中标记：1、支撑主板；2、左固定主板；3、右固定主板；4、固定板； 5、涡卷弹簧助力机构；6、涡卷弹簧；7、凸台轴承；8、中心轴；9、助力钢丝绳；10、助力件；11、光轴支座；12、旋转光轴；13、角接触轴承；14、轴承盒； 15、绑带。
具体实施方式
17.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
18.如图1至图7所示，一种机械式上肢助力机构及辅助外骨骼装置，包括支撑主板1、左固定主板2、右固定主板3和助力结构，左固定板转动设置于支撑主板1 的左部，右固定主板3转动设置于支撑主板1的右部，支撑主板1的中部下端设置有机械连接部件，机械连接部件的底部设置有下主板，助力结构设置有四组，四组助力机构分别固定设置于左固定主板2、右固定主板3、下主板的左部和右部的端部，安装于右固定主板3上的助力结构包括固定板4、涡卷弹簧助力机构5、助力件10、光轴支座11、旋转光轴12、角接触轴承13、轴承盒14和绑带15，固定板 4固定设置于右固定主板3的中部，涡卷弹簧助力机构5固定设置于固定板4的前部右端，轴承盒14固定设置于固定板4的后部并位于涡卷弹簧助力机构5的后方，角接触轴承13固定设置于轴承盒14内，旋转光轴12的左部与角接触轴承13的中部固定连接，助力件10的顶部与光轴支座11固定连接，旋转光轴12的右部与光轴支座 11固定连接，绑带15固定设置于助力件10的下部，涡卷弹簧助力机构5包括外壳、涡卷弹簧6、凸台轴承7、中心轴8和助力钢丝绳9，外壳固定设置于固定板4的右部，涡卷弹簧6位于外壳内，涡卷弹簧6的端部与外壳的内端固定连接，凸台轴承 7固定设置有外壳的内部左端，中心轴8的左部向左插
入并固定设置于凸台轴承7 的中部，中心轴8的右部与涡卷弹簧6的中心端部固定连接，助力钢丝绳9的端部固定设置于中心轴8的中部，助力钢丝绳9的另一端与助力件10的一端固定连接，绑带15为弹性绑带15。
19.本实用新型的一种机械式上肢助力机构及辅助外骨骼装置，其在使用机械式上肢助力机构及辅助外骨骼装置时，通过绑带15将助力件10与上肢和下肢进行绑紧固定，在手臂下垂处于抬举重物状态时，助力钢丝绳9拉动中心轴8转动，从而拉动涡卷弹簧6，使涡卷弹簧6处于拉伸形变状态，由于涡卷弹簧6发生形变产生弹力，此作用力直接作用于中心轴8，使中心轴8转动将助力钢丝绳9收回，助力钢丝绳9带动助力件10沿旋转光轴12的轴心线动作，从而达到助力的效果，整体结构简单，便于操作人员快速穿戴，在搬运重物时，起到助力的效果，实用性较强。
20.本实用新型的一种机械式上肢助力机构及辅助外骨骼装置，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，并且其所有部件的具体结构、型号和系数指标均为其自带技术，只要能够达成其有益效果的均可进行实施；本实用新型的一种机械式上肢助力机构及辅助外骨骼装置的涡卷弹簧为市面上采购，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可，而无需本领域的技术人员付出创造性劳动。
21.本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及 /或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
22.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。