一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼的制作方法

本公开涉及外骨骼装备，具体涉及一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼。

背景技术：

1、煤矿井下工人高强度负重作业和频繁搬运重物易造成人体肌肉的疲劳与损伤，工作的安全性低，以及长时间工作效率低。外骨骼能够有效为身体提供有效地支撑与助力，可以帮助减少肌肉的损伤，提高安全性；下肢外骨骼能够对人的行走和弯腰起身进行助力，但对缓解上肢肌肉的疲劳所起作用甚微，因此有必要设计一种上肢助力外骨骼，以辅助重物的搬运。

2、由于人体上肢运动手臂灵活性高，在搬运过程涉及搬、扛、抱等动作，在相关技术中，上肢助力外骨骼考虑肩扛重物的很少，对长条形的重物往往难于进行搬运，为此，我们提出了一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼。

2、第一方面，本申请提供了一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼，包括：

3、中心承载结构，所述中心承载结构由人体背负，并能够与人体肩部和腰部进行连接；

4、肩部承载机构，所述肩部承载机构设置在所述中心承载结构上，所述肩部承载结构包括两个位于人体肩部上方且对称设置的肩部板，两个所述肩部板均具有第一端和第二端，两个所述第一端均向相互靠近的方向延伸形成l形结构，两个所述第二端形成弧形结构，所述第一端顶部设置有肩部垫，用于承载物品，所述第二端设置有挂抱带，用于挂载物品。

5、根据本申请实施例提供的技术方案，所述中心承载结构包括腰部机构，所述腰部机构包括两个对称设置的腰侧连接杆，两个所述腰侧连接杆相远离的一端均铰接有关节头，用于与下肢外骨骼进行连接，两个所述腰侧连接杆通过腰部连接件进行连接，能够适配人体腰部宽度。

6、根据本申请实施例提供的技术方案，所述腰部连接件上贯穿开设有滑槽，两个所述腰侧连接杆相靠近的一端均滑动延伸至所述滑槽内，且所述腰侧连接杆位于所述滑槽内的部分开设有第一腰形孔，所述腰侧连接杆上对应所述第一腰形孔还开设有腰形沉孔，所述腰部连接件上对应所述第一腰形孔开设有第二腰形孔，所述第二腰形孔内设置有滑块，所述滑槽内壁开设有第二锁紧孔，手柄螺栓一端依次贯穿所述滑块和所述第一腰形孔并螺接在所述第二锁紧孔内，用于将所述腰侧连接杆限位。

7、根据本申请实施例提供的技术方案，所述中心承载结构还包括后部支撑机构，所述后部支撑机构包括两个对称设置的支撑杆，所述支撑杆底端开设有安装槽，用于连接所述腰部连接件，所述支撑杆顶端和所述肩部承载机构活动连接。

8、根据本申请实施例提供的技术方案，所述肩部承载机构包括两个对称设置的肩部支撑曲杆，所述肩部支撑曲杆顶部和所述肩部板第一端底部固定连接，所述肩部支撑曲杆底端形成有两个支杆，所述支撑杆顶端为工字型结构，其形成有两个调节槽，两个所述支杆分别与两个所述调节槽形成滑动连接，并通过背部调节机构进行锁紧。

9、根据本申请实施例提供的技术方案，两个所述支杆相远离的侧壁上均匀设置有若干第一齿牙，所述背部调节机构包括与所述支撑杆顶端连接的调节壳，所述调节壳内位于两个所述支杆两侧分别设置有第一锁紧块和第二锁紧块，所述第一锁紧块和所述第二锁紧块相对的侧壁上均设置有和所述第一齿牙相适配的第二齿牙，所述调节壳一侧设置有调节旋钮，其靠近所述调节壳一侧设置有调节螺杆，所述调节螺杆贯穿延伸至所述调节壳内部，用于推动所述第二锁紧块靠近所述第一锁紧块，使所述第一锁紧块和所述第二锁紧块夹紧两个所述支杆。

10、根据本申请实施例提供的技术方案，所述支撑杆一侧排列设置有第一弧形腰垫、第二弧形腰垫和直板背垫，所述第一弧形腰垫、所述第二弧形腰垫和所述直板背垫上均开设有若干槽口，所述中心承载结构还包括柔性内衬，所述柔性内衬具有绑带，用于与所述槽口连接，所述柔性内衬由人体背负并能够贴合人体腰部和背部。

11、根据本申请实施例提供的技术方案，所述支撑杆远离所述柔性内衬的一侧设置有背部连接曲杆，所述背部连接曲杆上设置有后背电控箱，所述后背电控箱包括沿第二方向排列设置且连通的第一箱体和第二箱体，所述第一箱体内设置有第一份层板，将所述第一箱体内部分隔为沿第一方向排列设置且连通的第一空间和第二空间，所述第二箱体内设置有第二分层板，将所述第二箱体内部分隔为沿所述第一方向排列设置且连通的第三空间和第四空间，电控组件分别设置在所述第一空间、第二空间、第三空间和第四空间内。

12、根据本申请实施例提供的技术方案，所述电控组件包括设置在所述第四空间内的电池，所述第二分层板靠近所述第四空间的侧壁上设置有u形保护架，所述电池设置在所述u形保护架内，所述u形保护架远离所述第二分层板的侧壁底部设置有铰接部，并铰接有电池盖板，所述第二分层板所述第四空间的侧壁顶部设置有电池支撑架，所述电池支撑架远离所述第二分层板的一端和所述电池盖板远离所述第二分层板的一端通过搭扣连接。

13、综上所述，本技术方案具体公开了一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼，包括中心承载结构，中心承载结构由人体进行背负，并能够与人体肩部和腰部进行连接；肩部承载机构，其设置在中心承载结构上，肩部承载机构包括两个对称设置的肩部板，肩部板具有第一端和第二端，两个第一端向相互靠近的方向延伸并形成l形结构，第一端顶部设置有肩部垫，用于承载物品，能够辅助人体进行肩抗动作；第二端形成弧形结构，且第二端设置有挂抱带，用于挂载物品，能够针对长条形的重物进行搬运；

14、由此，该装置能够同时满足肩扛、挂抱两种搬运模式，满足对细长型和短粗型物料的搬运需求，并且能够通过肩抗、挂抱减少手臂的发力，保证手臂工作时的灵活性，降低使用者肌肉疲劳与损伤的风险，有效提升工作的效率与安全性。

技术特征：

1.一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼，其特征在于，所述中心承载结构包括腰部机构(5)，所述腰部机构(5)包括两个对称设置的腰侧连接杆(6)，两个所述腰侧连接杆(6)相远离的一端均铰接有关节头(7)，用于与下肢外骨骼进行连接，两个所述腰侧连接杆(6)通过腰部连接件(8)进行连接，能够适配人体腰部宽度。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼，其特征在于，所述腰部连接件(8)上贯穿开设有滑槽，两个所述腰侧连接杆(6)相靠近的一端均滑动延伸至所述滑槽内，且所述腰侧连接杆(6)位于所述滑槽内的部分开设有第一腰形孔(9)，所述腰侧连接杆(6)上对应所述第一腰形孔(9)还开设有腰形沉孔，所述腰部连接件(8)上对应所述第一腰形孔(9)开设有第二腰形孔(10)，所述第二腰形孔(10)内设置有滑块(11)，所述滑槽内壁开设有第二锁紧孔，手柄螺栓(12)一端依次贯穿所述滑块(11)和所述第一腰形孔(9)并螺接在所述第二锁紧孔内，用于将所述腰侧连接杆(6)限位。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼，其特征在于，所述中心承载结构还包括后部支撑机构(13)，所述后部支撑机构(13)包括两个对称设置的支撑杆(14)，所述支撑杆(14)底端开设有安装槽，用于连接所述腰部连接件(8)，所述支撑杆(14)顶端和所述肩部承载机构(1)活动连接。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼，其特征在于，所述肩部承载机构(1)包括两个对称设置的肩部支撑曲杆(15)，所述肩部支撑曲杆(15)顶部和所述肩部板(2)第一端底部固定连接，所述肩部支撑曲杆(15)底端形成有两个支杆，所述支撑杆(14)顶端为工字型结构，其形成有两个调节槽，两个所述支杆分别与两个所述调节槽形成滑动连接，并通过背部调节机构(16)进行锁紧。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼，其特征在于，两个所述支杆相远离的侧壁上均匀设置有若干第一齿牙(17)，所述背部调节机构(16)包括与所述支撑杆(14)顶端连接的调节壳，所述调节壳内位于两个所述支杆两侧分别设置有第一锁紧块(18)和第二锁紧块(19)，所述第一锁紧块(18)和所述第二锁紧块(19)相对的侧壁上均设置有和所述第一齿牙(17)相适配的第二齿牙(20)，所述调节壳一侧设置有调节旋钮(21)，其靠近所述调节壳一侧设置有调节螺杆，所述调节螺杆贯穿延伸至所述调节壳内部，用于推动所述第二锁紧块(19)靠近所述第一锁紧块(18)，使所述第一锁紧块(18)和所述第二锁紧块(19)夹紧两个所述支杆。

7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼，其特征在于，所述支撑杆(14)一侧排列设置有第一弧形腰垫(22)、第二弧形腰垫(23)和直板背垫(24)，所述第一弧形腰垫(22)、所述第二弧形腰垫(23)和所述直板背垫(24)上均开设有若干槽口(25)，所述中心承载结构还包括柔性内衬(26)，所述柔性内衬(26)具有绑带，用于与所述槽口(25)连接，所述柔性内衬(26)由人体背负并能够贴合人体腰部和背部。

8.根据权利要求7所述的一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼，其特征在于，所述支撑杆(14)远离所述柔性内衬(26)的一侧设置有背部连接曲杆(27)，所述背部连接曲杆(27)上设置有后背电控箱(28)，所述后背电控箱(28)包括沿第二方向排列设置且连通的第一箱体和第二箱体，所述第一箱体内设置有第一分层板(29)，将所述第一箱体内部分隔为沿第一方向排列设置且连通的第一空间和第二空间，所述第二箱体内设置有第二分层板(30)，将所述第二箱体内部分隔为沿所述第一方向排列设置且连通的第三空间和第四空间，电控组件分别设置在所述第一空间、第二空间、第三空间和第四空间内。

9.根据权利要求8所述的一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼，其特征在于，所述电控组件包括设置在所述第四空间内的电池(31)，所述第二分层板(30)靠近所述第四空间的侧壁上设置有u形保护架(32)，所述电池(31)设置在所述u形保护架(32)内，所述u形保护架(32)远离所述第二分层板(30)的侧壁底部设置有铰接部(33)，并铰接有电池盖板(34)，所述第二分层板(30)所述第四空间的侧壁顶部设置有电池支撑架(35)，所述电池支撑架(35)远离所述第二分层板(30)的一端和所述电池盖板(34)远离所述第二分层板(30)的一端通过搭扣(36)连接。

技术总结本申请公开了一种煤矿井下肩扛挂抱式上肢外骨骼，包括由人体进行背负的中心承载结构，并能够贴合人体腰部；中心承载结构上设置肩部承载机构，其包括两个对称设置的肩部板，肩部板具有第一端和第二端，两个第一端向相互靠近的方向延伸并形成L形结构，且顶部设置有肩部垫，能够承载物品，辅助人体进行肩抗动作；第二端形成弧形结构，且设置有挂抱带，用于挂载物品，能够针对长条形的重物进行搬运；由此，该装置能够同时满足肩扛、挂抱两种搬运模式，满足对细长型和短粗型物料的搬运需求，并且通过肩抗、挂抱减少手臂的发力，保证手臂工作时的灵活性，降低使用者肌肉疲劳与损伤的风险，有效提升工作的效率与安全性。技术研发人员：陈勇,陈俊霖,黄健利,刘启明,薛佳,赖志鹏,谢雷,张俊飞,李涛,赵慧杰,曹星星,武振,范宝贵受保护的技术使用者：兖矿能源集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12