專利名稱：一種可穿戴式重型物資搬運(yùn)助力仿生外骨骼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及物資搬運(yùn)器械領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于在復(fù)雜地理環(huán)境和惡劣工況下輔助人體對(duì)重型物資的快速、靈活搬運(yùn)的可穿戴式電液、電動(dòng)混合驅(qū)動(dòng)的重型物資搬運(yùn)助力仿生外骨骼。
背景技術(shù)：
由于純機(jī)械自動(dòng)化裝備對(duì)工作環(huán)境要求較高、缺乏操作的靈活性，在復(fù)雜地理環(huán)境和惡劣工況下，大批量重型物資的搬運(yùn)一般依靠人來(lái)完成。但由于人體搬運(yùn)時(shí)的體能有限，這種低效率的搬運(yùn)方式極大地拖延了任務(wù)完成時(shí)間。因此，這種條件下重型物資的搬運(yùn)需要借助仿生外骨骼的大功率機(jī)械動(dòng)力并配合人體活動(dòng)的靈活性來(lái)完成。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，依據(jù)人體生理學(xué)結(jié)構(gòu)和仿生技術(shù)，提供一種可穿戴式重型物資搬運(yùn)助力仿生外骨骼。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種可穿戴式重型物資搬運(yùn)助力仿生外骨骼，它包括上肢外骨骼、下肢外骨骼和上、下肢外骨骼連接板等；上肢外骨骼通過(guò)上、下肢外骨骼連接板和下肢外骨骼串聯(lián)連接。進(jìn)一步地，所述上肢外骨骼包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱、肩關(guān)節(jié)、上臂桿、肘關(guān)節(jié)、前臂桿、腕關(guān)節(jié)和手部機(jī)構(gòu)等；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱和上、下肢外骨骼連接板緊固連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱、肩關(guān)節(jié)、上臂桿、肘關(guān)節(jié)、前臂桿、腕關(guān)節(jié)和手部機(jī)構(gòu)依次串聯(lián)連接；上臂桿和人體上臂柔性連接，前臂桿和人體前臂柔性連接，手部機(jī)構(gòu)和人體手部柔性連接。進(jìn)一步地，所述電機(jī) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱作為上肢外骨骼基座，肩關(guān)節(jié)由肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副、肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋轉(zhuǎn)動(dòng)副和肩關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副相互垂直組成，肘關(guān)節(jié)由肘關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副組成，腕關(guān)節(jié)由腕關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副和腕關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副垂直組成，手部機(jī)構(gòu)由手部抓取轉(zhuǎn)動(dòng)副和V型抓取機(jī)構(gòu)連接組成。進(jìn)一步地,所述肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副由肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋轉(zhuǎn)動(dòng)副由肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，肩關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副由肩關(guān)節(jié)屈/伸電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，肘關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副由肘關(guān)節(jié)屈/伸電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，腕關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副由腕關(guān)節(jié)屈/伸電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，腕關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副由腕關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，手部抓取轉(zhuǎn)動(dòng)副由手部抓取電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。進(jìn)一步地，所述下肢外骨骼包括腰部支撐環(huán)、電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱、髖關(guān)節(jié)、大腿桿、膝關(guān)節(jié)、小腿桿、踝關(guān)節(jié)和足底板等；所述腰部支撐環(huán)、電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱分別和上、下肢外骨骼連接板緊固連接；電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱、髖關(guān)節(jié)、大腿桿、膝關(guān)節(jié)、小腿桿、踝關(guān)節(jié)和足底板依次串聯(lián)連接；腰部支撐環(huán)和人體腰部柔性連接，大腿桿和人體大腿柔性連接，小腿桿和人體小腿柔性連接，足底板和人體腳部柔性連接。進(jìn)一步地，所述電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱作為下肢外骨骼基座，以足底板作為足底基座，髖關(guān)節(jié)由髖關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副、髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋轉(zhuǎn)動(dòng)副和髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副相互垂直組成，膝關(guān)節(jié)由膝關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副組成，踝關(guān)節(jié)由踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈轉(zhuǎn)動(dòng)副和踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻轉(zhuǎn)動(dòng)副垂直組成。進(jìn)一步地，所述髖關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副由髖關(guān)節(jié)屈/伸液壓缸通過(guò)髖關(guān)節(jié)屈/伸三桿機(jī)構(gòu)間接驅(qū)動(dòng)，髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋轉(zhuǎn)動(dòng)副由髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋液壓缸通過(guò)髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋三桿機(jī)構(gòu)間接驅(qū)動(dòng)，髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副由髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展液壓缸通過(guò)髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展三桿機(jī)構(gòu)間接驅(qū)動(dòng)，膝關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副由膝關(guān)節(jié)屈/伸液壓缸通過(guò)膝關(guān)節(jié)屈/伸三桿機(jī)構(gòu)間接驅(qū)動(dòng)，踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈轉(zhuǎn)動(dòng)副由踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈液壓缸通過(guò)踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈三桿機(jī)構(gòu)間接驅(qū)動(dòng)，踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻轉(zhuǎn)動(dòng)副由踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻液壓缸通過(guò)踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻三桿機(jī)構(gòu)間接驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型上肢部分由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，滿足運(yùn)動(dòng)快速性、靈活性要求；下肢部分由電液驅(qū)動(dòng)，滿足大功率、高剛度要求。人體穿戴好整套外骨骼后，借助電機(jī)、電液的機(jī)械動(dòng)力，在物資搬運(yùn)時(shí)可大幅提高搬運(yùn)強(qiáng)度和靈活性，達(dá)到提高搬運(yùn)效率的目的。

圖1是重型物資搬運(yùn)助力仿生外骨骼結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是重型物資搬運(yùn)助力仿生外骨骼關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)原理圖；圖中，上肢外骨骼基座1、肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副2、肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋轉(zhuǎn)動(dòng)副3、肩關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副4、肘關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副5、腕關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副6、腕關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副7、手部抓取轉(zhuǎn)動(dòng)副8、V型抓取機(jī)構(gòu)9、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱11、肩關(guān)節(jié)12、上臂桿13、肘關(guān)節(jié)14、前臂桿15、腕關(guān)節(jié)16、手部機(jī)構(gòu)17、上肢外骨骼21、下肢外骨骼22、下肢外骨骼基座31、髖關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副32、髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋轉(zhuǎn)動(dòng)副33、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副34、膝關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副35、踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈轉(zhuǎn)動(dòng)副36、踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻轉(zhuǎn)動(dòng)副37、足底基座38、上、下肢外骨 骼連接板41、腰部支撐環(huán)42、電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱43、髖關(guān)節(jié)44、大腿桿45、膝關(guān)節(jié)46、小腿桿47、踝關(guān)節(jié)48、足底板49、髖關(guān)節(jié)屈/伸三桿機(jī)構(gòu)52、髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋三桿機(jī)構(gòu)53、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展三桿機(jī)構(gòu)54、膝關(guān)節(jié)屈/伸三桿機(jī)構(gòu)55、踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈三桿機(jī)構(gòu)56、踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻三桿機(jī)構(gòu)57、人體上臂61、人體前臂62、人體手部63、人體腰部64、人體大腿65、人體小腿66、人體腳部67、肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展電機(jī)72、肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋電機(jī)73、肩關(guān)節(jié)屈/伸電機(jī)74、肘關(guān)節(jié)屈/伸電機(jī)75、腕關(guān)節(jié)屈/伸電機(jī)76、腕關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展電機(jī)77、手部抓取電機(jī)78、髖關(guān)節(jié)屈/伸液壓缸82、髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋液壓缸83、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展液壓缸84、膝關(guān)節(jié)屈/伸液壓缸85、踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈液壓缸86、踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻液壓缸87。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。參照?qǐng)D1、2，可穿戴式重型物資搬運(yùn)助力仿生外骨骼包括上肢外骨骼21、下肢外骨骼22和上、下肢外骨骼連接板41等；上肢外骨骼21通過(guò)上、下肢外骨骼連接板41和下肢外骨骼22串聯(lián)連接。[0017]各部分之間連接關(guān)系如下上肢外骨骼21包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱11、肩關(guān)節(jié)12、上臂桿13、肘關(guān)節(jié)14、前臂桿15、腕關(guān)節(jié)16和手部機(jī)構(gòu)17等；電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱11和上、下肢外骨骼連接板41緊固連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱11、肩關(guān)節(jié)12、上臂桿13、肘關(guān)節(jié)14、前臂桿15、腕關(guān)節(jié)16和手部機(jī)構(gòu)17依次串聯(lián)連接；上臂桿13和人體上臂61柔性連接，前臂桿15和人體前臂62柔性連接，手部機(jī)構(gòu)17和人體手部63柔性連接。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱11作為上肢外骨骼基座I，肩關(guān)節(jié)12由肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副2、肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋轉(zhuǎn)動(dòng)副3和肩關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副4相互垂直組成，肘關(guān)節(jié)14由肘關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副5組成，腕關(guān)節(jié)16由腕關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副6和腕關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副7垂直組成，手部機(jī)構(gòu)17由手部抓取轉(zhuǎn)動(dòng)副8和V型抓取機(jī)構(gòu)9連接組成。肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副2由肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展電機(jī)72直接驅(qū)動(dòng)，肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋轉(zhuǎn)動(dòng)副3由肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋電機(jī)73直接驅(qū)動(dòng),肩關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副4由肩關(guān)節(jié)屈/伸電機(jī)74直接驅(qū)動(dòng)，肘關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副5由肘關(guān)節(jié)屈/伸電機(jī)75直接驅(qū)動(dòng)，腕關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副6由腕關(guān)節(jié)屈/伸電機(jī)76直接驅(qū)動(dòng)，腕關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副7由腕關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展電機(jī)77直接驅(qū)動(dòng)，手部抓取轉(zhuǎn)動(dòng)副8由手部抓取電機(jī)78直接驅(qū)動(dòng)。下肢外骨骼22包括腰部支撐環(huán)42、電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱43、髖關(guān)節(jié)44、大腿桿45、膝關(guān)節(jié)46、小腿桿47、踝關(guān)節(jié)48和足底板49等；腰部支撐環(huán)42、電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱43分別和上、下肢外骨骼連接板41緊固連接；電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱43、髖關(guān)節(jié)44、大腿桿45、膝關(guān)節(jié)46、小腿桿47、踝關(guān)節(jié)48和足底板49依次串聯(lián)連接；腰部支撐環(huán)42和人體腰部64柔性連接，大腿桿45和人體大腿65柔性連接，小腿桿47和人體小腿66柔性連接，足底板49和人體腳部67柔性連接。電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱43作為下肢外骨骼基座31，以足底板49作為足底基座38，髖關(guān)節(jié)44由髖關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副32、髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋轉(zhuǎn)動(dòng)副33和髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副34相互垂直組成，膝關(guān)節(jié)46 由膝關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副35組成，踝關(guān)節(jié)48由踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈轉(zhuǎn)動(dòng)副36和踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻轉(zhuǎn)動(dòng)副37垂直組成。髖關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副32由髖關(guān)節(jié)屈/伸液壓缸82通過(guò)髖關(guān)節(jié)屈/伸三桿機(jī)構(gòu)52間接驅(qū)動(dòng)，髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋轉(zhuǎn)動(dòng)副33由髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋液壓缸83通過(guò)髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋三桿機(jī)構(gòu)53間接驅(qū)動(dòng)，髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副34由髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展液壓缸84通過(guò)髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展三桿機(jī)構(gòu)54間接驅(qū)動(dòng)，膝關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副35由膝關(guān)節(jié)屈/伸液壓缸85通過(guò)膝關(guān)節(jié)屈/伸三桿機(jī)構(gòu)55間接驅(qū)動(dòng)，踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈轉(zhuǎn)動(dòng)副36由踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈液壓缸86通過(guò)踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈三桿機(jī)構(gòu)56間接驅(qū)動(dòng)，踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻轉(zhuǎn)動(dòng)副37由踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻液壓缸87通過(guò)踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻三桿機(jī)構(gòu)57間接驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下當(dāng)人體進(jìn)入整套外骨骼裝備后，將上臂桿13和人體上臂61柔性連接，前臂桿15和人體前臂62柔性連接，手部機(jī)構(gòu)17和人體手部63柔性連接，腰部支撐環(huán)42和人體腰部64柔性連接，大腿桿45和人體大腿65柔性連接，小腿桿47和人體小腿66柔性連接，足底板49和人體腳部67柔性連接。當(dāng)人體上肢需要物資搬運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展電機(jī)72、肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋電機(jī)73、肩關(guān)節(jié)屈/伸電機(jī)74共同驅(qū)動(dòng)肩關(guān)節(jié)12，肘關(guān)節(jié)屈/伸電機(jī)75驅(qū)動(dòng)肘關(guān)節(jié)14，腕關(guān)節(jié)屈/伸電機(jī)76、腕關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展電機(jī)77共同驅(qū)動(dòng)腕關(guān)節(jié)16，手部抓取電機(jī)78驅(qū)動(dòng)手部機(jī)構(gòu)17，并由V型抓取機(jī)構(gòu)9抓取物資。當(dāng)人體下肢需要物資搬運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，髖關(guān)節(jié)屈/伸液壓缸82、髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋液壓缸83、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展液壓缸84分別通過(guò)髖關(guān)節(jié)屈/伸三桿機(jī)構(gòu)52、髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋三桿機(jī)構(gòu)53、髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展三桿機(jī)構(gòu)54共同驅(qū)動(dòng)髖關(guān)節(jié)44，膝關(guān)節(jié)屈/伸液壓缸85通過(guò)膝關(guān)節(jié)屈/伸三桿機(jī)構(gòu)55驅(qū)動(dòng)膝關(guān)節(jié)46，踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈液壓缸86、踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻液壓缸87分別通過(guò)踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈三桿機(jī)構(gòu)56、踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻三桿機(jī)構(gòu)57共同驅(qū)動(dòng)踝關(guān)節(jié)48。 本實(shí)用新型借助電機(jī)和液壓等機(jī)械動(dòng)力，在物資搬運(yùn)時(shí)可大幅提高效率和靈活性，達(dá)到省時(shí)省力的目的。
權(quán)利要求1.一種可穿戴式重型物資搬運(yùn)助力仿生外骨骼，其特征是，它包括上肢外骨骼(21)、下肢外骨骼(22)和上、下肢外骨骼連接板(41);上肢外骨骼(21)通過(guò)上、下肢外骨骼連接板(41)和下肢外骨骼(22)串聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可穿戴式重型物資搬運(yùn)助力仿生外骨骼，其特征是，所述上肢外骨骼(21)包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱(11)、肩關(guān)節(jié)(12)、上臂桿(13)、肘關(guān)節(jié)(14)、前臂桿(15)、腕關(guān)節(jié)(16)和手部機(jī)構(gòu)(17);所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱(11)和上、下肢外骨骼連接板(41)緊固連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱(11)、肩關(guān)節(jié)(12)、上臂桿(13)、肘關(guān)節(jié)(14)、前臂桿(15)、腕關(guān)節(jié)(16)和手部機(jī)構(gòu)(17)依次串聯(lián)連接；上臂桿(13)和人體上臂(61)柔性連接，前臂桿(15 )和人體前臂(62 )柔性連接，手部機(jī)構(gòu)(17)和人體手部(63 )柔性連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述可穿戴式重型物資搬運(yùn)助力仿生外骨骼，其特征是，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱(11)作為上肢外骨骼基座(1)，肩關(guān)節(jié)(12)由肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副(2)、肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋轉(zhuǎn)動(dòng)副(3)和肩關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副(4)相互垂直組成，肘關(guān)節(jié)(14)由肘關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副(5)組成，腕關(guān)節(jié)(16)由腕關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副(6)和腕關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副(7)垂直組成，手部機(jī)構(gòu)(17)由手部抓取轉(zhuǎn)動(dòng)副(8)和V型抓取機(jī)構(gòu)(9)連接組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述可穿戴式重型物資搬運(yùn)助力仿生外骨骼，其特征是，所述下肢外骨骼(22)包括腰部支撐環(huán)(42)、電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱(43)、髖關(guān)節(jié)(44)、大腿桿(45)、膝關(guān)節(jié)(46)、小腿桿(47)、踝關(guān)節(jié)(48)和足底板(49);所述腰部支撐環(huán)(42)、電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱(43)分別和上、下肢外骨骼連接板(41)緊固連接；電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱(43)、髖關(guān)節(jié)(44)、大腿桿(45)、膝關(guān)節(jié)(46)、小腿桿(47)、踝關(guān)節(jié)(48)和足底板(49)依次串聯(lián)連接；腰部支撐環(huán)(42)和人體腰部(64)柔性連接，大腿桿(45)和人體大腿(65)柔性連接，小腿桿(47)和人體小腿(66)柔性連接，足底板(49)和人體腳部(67)柔性連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述可穿戴式重型物資搬運(yùn)助力仿生外骨骼，其特征是，所述電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱(43 )作為下肢外骨骼基座(31)，以足底板(49 )作為足底基座(38 )，髖關(guān)節(jié)(44 )由髖關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副(32)、髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋轉(zhuǎn)動(dòng)副(33)和髖關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展轉(zhuǎn)動(dòng)副(34)相互垂直組成，膝關(guān)節(jié)(46)由膝關(guān)節(jié)屈/伸轉(zhuǎn)動(dòng)副(35)組成，踝關(guān)節(jié)(48)由踝關(guān)節(jié)背屈/趾屈轉(zhuǎn)動(dòng)副(36)和踝關(guān)節(jié)內(nèi)翻/外翻轉(zhuǎn)動(dòng)副(37)垂直組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可穿戴于人體四肢的重型物資搬運(yùn)助力仿生外骨骼，該裝備能夠在惡劣工況下輔助人體快速完成搬運(yùn)大重量物資的任務(wù)，該裝備分為上肢外骨骼與下肢外骨骼。上肢外骨骼為7自由度系統(tǒng)，由3自由度肩關(guān)節(jié)、1自由度肘關(guān)節(jié)、2自由度腕關(guān)節(jié)、1自由度手部以及背部的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱組成，7自由度均采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。下肢外骨骼為6自由度系統(tǒng)，由3自由度髖關(guān)節(jié)、1自由度膝關(guān)節(jié)、2自由度踝關(guān)節(jié)以及背部的電液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)箱組成，6自由度均采用液壓驅(qū)動(dòng)。人體穿戴好整套外骨骼裝備后，借助電機(jī)或液壓等機(jī)械動(dòng)力，在物資搬運(yùn)時(shí)可大幅提高效率和靈活性，達(dá)到省時(shí)省力的目的。
文檔編號(hào)A61F2/50GK202875540SQ201220442468
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月3日
發(fā)明者楊燦軍, 王東海, 馬韶君, 畢千 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)