一种无源上肢助力外骨骼设备的制作方法

本技术属于外骨骼机器人领域，具体涉及一种无源上肢助力外骨骼设备。

背景技术：

1、随着社会的发展，尽管目前自动化生产技术非常先进，但是一些领域中，人工劳动仍然是必不可少且无法被完全替代的。例如，在农业采摘、喷洒农药和修剪等工作中，工人需要不断抬高上肢进行操作。然而，长期从事这些工作的工人可能会出现肩关节或肘关节酸痛的症状。这不仅会导致职业病的发生，还会影响工作效率，增加安全隐患风险。同样地，装修工人在处理房屋墙面或顶面时，需要长期抬高胳膊，容易感到疲劳，从而导致工作效率下降。

2、申请号为cn201911059738.4的中国发明专利公开了一种上肢运动自适应助力外骨骼，包括背部组件、腰部组件、肩部组件和肘部组件，肩部组件包括依次转动连接的斜杆、竖向转动杆、第一主旋转件、第二主旋转杆、水平圆周块、肩部抬臂块和肩部圆周块，斜杆通过第一横向连接件与背部组件连接，竖向转动件通过第二横向连接件与斜杆连接，第一主旋转件连接，水平圆周块通过第二竖向连接件与第二主旋转件连接，肩部抬臂块通过第三横向连接件与水平圆周块连接。虽然上述公开的专利文献实现了适应人体肩部的外扩、内收、耸肩、沉肩等多自由度的运动，提高穿着的舒适性。但是其助力的作用较小，效果不明显，在抬高上肢时，没有明显的助力装置，无法有效减轻工人的负担，达不到省力的效果。

3、因此，亟需开发一种能够助力的外骨骼设备。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，并提供一种无源上肢助力外骨骼设备。

2、本实用新型所采用的具体技术方案如下：

3、本实用新型提供一种无源上肢助力外骨骼设备，包括腰部组件以及两组背部组件和臂部组件。每组背部组件包括拉力杆、支撑杆、固定模块、拉力组件和拉力支撑座。

4、每组背部组件通过万向联轴器与腰部组件中的腰带连接板连接。万向联轴器的一端固定在腰带连接板上，另一端通过连接件与拉力组件的底部连接。拉力组件的顶部与拉力支撑座的一端连接。拉力支撑座的另一端设置拉力杆固定轴，拉力杆固定轴上套接轴套，通过轴套与拉力杆的一端铰接。固定模块通过第一固定件固定在拉力组件外壁靠近拉力支撑座的一端。

5、每组臂部组件包括臂托和上肢助力杆。臂托固定于上肢助力杆的一端，上肢助力杆的另一端与拉力杆的另一端铰接。拉力杆还通过支撑杆固定轴与支撑杆的一端铰接，支撑杆的另一端设有活动槽。固定模块通过第二固定件穿过活动槽与支撑杆的一端连接，使得支撑杆通过活动槽上下移动调节。

6、作为优选，上述上肢助力杆与拉力杆连接处设有调节扣，根据使用者的臂长调节臂托位置。

7、作为优选，上述第一固定件为螺栓。

8、作为优选，上述第二固定件为螺栓。

9、作为优选，上述连接件为连接螺母。

10、作为优选，上述拉力组件为气弹簧。

11、作为优选，上述臂托采用贴合人体胳膊的u型臂托。

12、本实用新型相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

13、(1)本实用新型提供的无源上肢助力外骨骼设备中采用气弹簧作为拉力组件，利用高效的液压驱动提供更多助力支持，从而缩短了整个作业的时间，提高了作业效率；

14、(2)本实用新型提供的无源上肢助力外骨骼设备中支撑杆中设置活动槽，能够进一步提高上肢抬高的范围；采用万向联轴器连接腰部组件和背部组件，更能适应作业人员腰部转动；

15、(3)本实用新型提供的无源上肢助力外骨骼设备能够快速穿戴，为作业人员提供额外的力量支持，减轻作业人员的负担，减少职业相关的伤害和疾病。

技术特征：

1.一种无源上肢助力外骨骼设备，其特征在于，包括腰部组件以及两组背部组件和臂部组件；每组背部组件包括拉力杆(3)、支撑杆(4)、固定模块(6)、拉力组件(7)和拉力支撑座(13)；

2.根据权利要求1所述的无源上肢助力外骨骼设备，其特征在于，所述上肢助力杆(2)与拉力杆(3)连接处设有调节扣(10)，根据使用者的臂长调节臂托(1)位置。

3.根据权利要求1所述的无源上肢助力外骨骼设备，其特征在于，所述第一固定件(14)为螺栓。

4.根据权利要求1所述的无源上肢助力外骨骼设备，其特征在于，所述第二固定件(15)为螺栓。

5.根据权利要求1所述的无源上肢助力外骨骼设备，其特征在于，所述连接件(16)为连接螺母。

6.根据权利要求1所述的无源上肢助力外骨骼设备，其特征在于，所述拉力组件(7)为气弹簧。

7.根据权利要求1所述的无源上肢助力外骨骼设备，其特征在于，所述臂托(1)采用贴合人体胳膊的u型臂托。

技术总结本技术公开了一种无源上肢助力外骨骼设备，属于外骨骼机器人领域。该设备包括腰部组件以及两组背部组件和臂部组件。背部组件通过万向联轴器与腰部组件中的腰带连接板连接；万向联轴器的一端固定在腰带连接板上，另一端通过连接件与拉力组件的底部连接；所述拉力组件的顶部通过拉力支撑座以及拉力杆固定轴与拉力杆的一端铰接。固定模块固定在拉力组件外壁。上肢助力杆一端固定臂托，一端与拉力杆的铰接。拉力杆还通过支撑杆固定轴与支撑杆的一端铰接，支撑杆的另一端设有活动槽。固定模块通过第二固定件穿过活动槽与支撑杆的一端连接，使得支撑杆通过活动槽上下移动调节。该设备方便穿戴，能够为作业人员提供更多助力。技术研发人员：张学群,郑军芳,张开元,郑芬受保护的技术使用者：台州敏泰机器人有限公司技术研发日：20231114技术公布日：2024/6/13