一種氣動(dòng)助力裝置用上肢結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種上肢結(jié)構(gòu)，具體涉及一種氣動(dòng)助力裝置用上肢結(jié)構(gòu)，屬于助力機(jī)械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，外骨骼助力裝置的研究逐漸興起，具有廣泛的應(yīng)用前景，如助老助殘，醫(yī)療康復(fù)，工業(yè)生產(chǎn)，地震救援，單兵作戰(zhàn)等領(lǐng)域。一般的助力外骨骼具有以下特點(diǎn):可以檢測(cè)人體的運(yùn)動(dòng)意圖；和人體類似的關(guān)節(jié)自由度和關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)空間；具有必要的關(guān)節(jié)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)以輔助出力；自帶控制系統(tǒng)和能源系統(tǒng)；具有一定的安全防護(hù)機(jī)制。
[0003]助力外骨骼按照動(dòng)力傳遞的目的，可分為兩種情況:外骨骼帶動(dòng)人體運(yùn)動(dòng)和人體帶動(dòng)外骨骼運(yùn)動(dòng)，其主要區(qū)別體現(xiàn)在“人-機(jī)”連接信息交互裝置的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)控制策略的制定上。
[0004]對(duì)于助老助殘或醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域，外骨骼的目的是輔助人體自身肌肉的運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到幫助老人抬腿，或幫助病人做肌肉功能恢復(fù)訓(xùn)練等目的。需要外骨骼設(shè)定好各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，或檢測(cè)人體的肌電信號(hào)、肢體運(yùn)動(dòng)方向等方法判斷人體的運(yùn)動(dòng)意圖，帶動(dòng)穿戴者運(yùn)動(dòng)，或者減小穿戴者運(yùn)動(dòng)所需要的消耗，此時(shí)人體和外骨骼之間需要?jiǎng)恿Φ膫鬟f，因此“人-機(jī)”之間緊密固連。
[0005]對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)，地震救援或單兵作戰(zhàn)等應(yīng)用領(lǐng)域，面對(duì)的是正常的健康工人或消防戰(zhàn)士，外骨骼的目的不是輔助人體自身肌肉的運(yùn)動(dòng)，而是增強(qiáng)放大人體的出力效果，此時(shí)，人機(jī)連接機(jī)制的設(shè)計(jì)中，“人-機(jī)”之間需要傳遞的不是動(dòng)力，而僅僅是檢測(cè)到的人體運(yùn)動(dòng)信息。此時(shí)，“人-機(jī)”之間的捆綁連接是一種彈性連接，傳遞的是微小的交互力信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為解決現(xiàn)有助力機(jī)械質(zhì)量和體積較大，且還沒(méi)有一種助力機(jī)械應(yīng)用與快遞行業(yè)中的問(wèn)題，進(jìn)而提出一種氣動(dòng)助力裝置用上肢結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明為解決上述問(wèn)題采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括背部組件、兩個(gè)肩部組件、兩個(gè)大臂組件、兩個(gè)小臂組件和兩個(gè)腕部組件，每個(gè)大臂組件通過(guò)一個(gè)肩部組件與背部組件相對(duì)應(yīng)的一側(cè)連接，每個(gè)大臂組件分別與一個(gè)小臂組件連接，每個(gè)腕部組件分別與一個(gè)小臂組件連接。
[0008]進(jìn)一步的，背部組件包括背部安裝板、背軸、兩個(gè)背部滑槽件和兩個(gè)背部滑塊件，背軸豎直插裝在背部安裝板的背面，每個(gè)背部滑槽件的一端均與背軸連接，每個(gè)背部滑槽件上分別安裝一個(gè)背部滑塊件。
[0009]進(jìn)一步的，每個(gè)肩部組件包括肩后彎桿、肩前彎桿、肩背連接軸和肩連接軸肩后彎桿的一端通過(guò)肩背連接軸與相對(duì)應(yīng)的一個(gè)背部滑塊件連接，肩前彎桿的一端通過(guò)肩連接軸與肩后彎桿的另一端連接。
[0010]進(jìn)一步的，每個(gè)大臂組件包括大臂氣動(dòng)肌肉、肩大臂連接件、大臂中間連接塊和大臂端部連接件，大臂氣動(dòng)肌肉的一端通過(guò)肩大臂連接件與相對(duì)應(yīng)的一個(gè)肩前彎桿的另一端鉸接，大臂中間連接塊安裝在大臂氣動(dòng)肌肉的中部，大臂端部連接件安裝在大臂氣動(dòng)肌肉的另一端。
[0011]進(jìn)一步的，每個(gè)小臂組件包括小臂組成桿件和小臂端部連接件，小臂組成桿件的一端通過(guò)小臂端部連接件與相對(duì)應(yīng)的一個(gè)大臂端部連接件鉸接。
[0012]進(jìn)一步的，每個(gè)手腕組件包括手環(huán)、手環(huán)滑槽件、托板和托板軸，手環(huán)滑槽件安裝在小臂組成桿件的內(nèi)側(cè)，托板通過(guò)托板軸與小臂組成桿件的另一端連接，手環(huán)安裝在手環(huán)滑槽件的滑槽內(nèi)。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:1、首次把氣動(dòng)肌肉引入快遞助力行業(yè)，提高了外骨骼與人體動(dòng)作的協(xié)調(diào)性，同時(shí)使之具有質(zhì)量體積小，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)；2、本發(fā)明在設(shè)計(jì)中并沒(méi)有使用復(fù)雜的策略來(lái)進(jìn)行氣動(dòng)肌肉的控制，而是使用較為簡(jiǎn)單的機(jī)械反饋式調(diào)節(jié)，全部控制過(guò)程實(shí)現(xiàn)“無(wú)電化”。由于氣動(dòng)肌肉本身的特性又使它可以很容易的實(shí)現(xiàn)在某一個(gè)部位鎖死的功能。從而可以有效減輕快遞員在工作中最常見(jiàn)的肌肉負(fù)擔(dān)；4、本發(fā)明與操作者腳部的腳踏式壓縮氣體補(bǔ)充裝置配合使用。利用了快遞員在行走中的重力勢(shì)能的改變來(lái)為儲(chǔ)氣裝置補(bǔ)充氣體。原理類似高壓氣筒，能夠?qū)⑷梭w重力勢(shì)能變化而產(chǎn)生的無(wú)用功轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉?，?shí)現(xiàn)能量的可持續(xù)化。同時(shí)減少快遞員返回氣栗處充氣的次數(shù)，使該裝置使用更為方便。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種氣動(dòng)裝置用上肢結(jié)構(gòu)包括背部組件1、兩個(gè)肩部組件2、兩個(gè)大臂組件3、兩個(gè)小臂組件4和兩個(gè)腕部組件5，每個(gè)大臂組件3通過(guò)一個(gè)肩部組件2與背部組件1相對(duì)應(yīng)的一側(cè)連接，每個(gè)大臂組件3分別與一個(gè)小臂組件4連接，每個(gè)腕部組件5分別與一個(gè)小臂組件4連接。
[0016]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種氣動(dòng)助力裝置用上肢結(jié)構(gòu)的背部組件1包括背部安裝板1-1、背軸1-2、兩個(gè)背部滑槽件1-3和兩個(gè)背部滑塊件1-4，背軸1-2豎直插裝在背部安裝板1-1的背面，每個(gè)背部滑槽件1-3的一端均與背軸1-2連接，每個(gè)背部滑槽件1-3上分別安裝一個(gè)背部滑塊件1-4。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0017]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種氣動(dòng)助力裝置用上肢結(jié)構(gòu)的每個(gè)肩部組件2包括肩后彎桿2-1、肩前彎桿2-2、肩背連接軸2-3和肩連接軸2-4，肩后彎桿2-1的一端通過(guò)肩背連接軸2-3與相對(duì)應(yīng)的一個(gè)背部滑塊件1-4連接，肩前彎桿2-2的一端通過(guò)肩連接軸2-4與肩后彎桿2-1的另一端連接。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】二相同。
[0018]【具體實(shí)施方式】四:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種氣動(dòng)助力裝置用上肢結(jié)構(gòu)的每個(gè)大臂組件3包括大臂氣動(dòng)肌肉3-1、肩大臂連接件3-2、大臂中間連接塊3-3和大臂端部連接件3-4，大臂氣動(dòng)肌肉3-1的一端通過(guò)肩大臂連接件3-2與相對(duì)應(yīng)的一個(gè)肩前彎桿2-2的另一端鉸接，大臂中間連接塊3-3安裝在大臂氣動(dòng)肌肉3-1的中部，大臂端部連接件3-4安裝在大臂氣動(dòng)肌肉3-1的另一端。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一或三相同。
[0019]【具體實(shí)施方式】五:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種氣動(dòng)助力裝置用上肢結(jié)構(gòu)的每個(gè)小臂組件4包括小臂組成桿件4-1和小臂端部連接件4-2，小臂組成桿件4-1的一端通過(guò)小臂端部連接件4-2與相對(duì)應(yīng)的一個(gè)大臂端部連接件3-4鉸接。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一或四相同。
[0020]【具體實(shí)施方式】六:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種氣動(dòng)助力裝置用上肢結(jié)構(gòu)的每個(gè)手腕組件5包括手環(huán)5-1、手環(huán)滑槽件5-2、托板5-3和托板軸5-4，手環(huán)滑槽件5-2安裝在小臂組成桿件4-1的內(nèi)側(cè)，托板5-3通過(guò)托板軸5-4與小臂組成桿件4-1的另一端連接，手環(huán)5-1安裝在手環(huán)滑槽件5-2的滑槽內(nèi)。手環(huán)5-1可以在手環(huán)滑槽件5-2的滑槽內(nèi)滑動(dòng)。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】四相同。
[0021]工