助力外骨骼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)動(dòng)工具領(lǐng)域，具體而言，涉及一種助力外骨骼。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的機(jī)械外骨骼可以通俗的理解成可穿戴機(jī)器人，它具有機(jī)械肢體和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，肢體由金屬材料制造并由各機(jī)械關(guān)節(jié)連接，各機(jī)械關(guān)節(jié)受安裝在關(guān)節(jié)處的電機(jī)或液壓裝置驅(qū)動(dòng)，機(jī)械關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)械肢體帶動(dòng)佩戴者的肢體運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到助力效果。現(xiàn)有的機(jī)械外骨骼由于是剛性結(jié)構(gòu)，且和佩戴者緊密貼合，所以其運(yùn)動(dòng)方式必須和人的運(yùn)動(dòng)方式相同，是一種對人機(jī)互動(dòng)要求非常高的設(shè)備。要實(shí)現(xiàn)流暢助力在控制系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)上所面臨的技術(shù)難題很復(fù)雜，因此機(jī)械外骨骼屬于高成本的高科技產(chǎn)品，實(shí)用價(jià)值較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種助力外骨骼，通過傳動(dòng)裝置的端部連接柔帶，并由柔帶對佩戴者的肢體如手腕、腰背部進(jìn)行控制來起到助力的作用，該實(shí)用新型在人們生活中需求較多的搬運(yùn)中能起到助力作用，與現(xiàn)有的機(jī)械外骨骼相比成本較低，具有更大的實(shí)用價(jià)值。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]—種助力外骨骼，包括上肢助力機(jī)構(gòu)和上肢柔帶，所述上肢助力機(jī)構(gòu)包括電源、第一電機(jī)和第一傳動(dòng)裝置，所述上肢柔帶的一端與所述第一傳動(dòng)裝置連接，所述第一電機(jī)由所述電源帶動(dòng)后驅(qū)動(dòng)所述第一傳動(dòng)裝置與所述上肢柔帶連接的端部轉(zhuǎn)動(dòng)，以將所述上肢柔帶纏繞收緊，在使用時(shí)，所述上肢助力機(jī)構(gòu)被穿著于人體的背部，所述上肢柔帶的另一端連接至人的手腕處，所述上肢柔帶被收緊后提拉人的手腕。
[0006]優(yōu)選地，上述的助力外骨骼中，所述第一傳動(dòng)裝置包括第一錐齒輪、第二錐齒輪、第一連接軸、第二連接軸、第一永磁體、第二永磁體、第一線圈、第二線圈、第一卷輪和第二卷輪，所述第一錐齒輪固定于由所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一連接軸，所述第一連接軸沿第一方向延伸，所述第二錐齒輪固定于所述第二連接軸，所述第二連接軸沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸，所述第二錐齒輪與所述第一錐齒輪相嚙合，所述第一永磁體設(shè)置于所述第二連接軸的一端，所述第二永磁體設(shè)置于所述第二連接軸的另一端，所述第一永磁體的遠(yuǎn)離所述第二永磁體的一側(cè)設(shè)有凹凸相間的第一端面齒，所述第一卷輪、第二連接軸以及所述第二卷輪的軸線位于同一直線，所述第一卷輪與所述第一永磁體的第一端面齒相對的一端設(shè)有與所述第一端面齒相匹配的第二端面齒，所述第一線圈設(shè)置于所述第一永磁體和所述第一卷輪之間，所述第二永磁體在遠(yuǎn)離所述第一永磁體的一側(cè)設(shè)有凹凸相間的第三端面齒，所述第二卷輪與所述第三端面齒相對的一端設(shè)有與所述第三端面齒相匹配的第四端面齒，所述第二線圈設(shè)置于所述第二永磁體和所述第二卷輪之間。
[0007]所述第一傳動(dòng)裝置主要通過轉(zhuǎn)動(dòng)的方式傳動(dòng)，節(jié)約空間，能夠減少所述上肢助力機(jī)構(gòu)的體積，便于穿著。
[0008]優(yōu)選地，上述的助力外骨骼中，所述第一傳動(dòng)裝置還包括第一傳動(dòng)帶、第二傳動(dòng)帶、第一增程軸和第二增程軸，所述上肢柔帶還包括第一上肢柔帶和第二上肢柔帶，所述第一增程軸的一端通過所述第一傳動(dòng)帶與所述第一卷輪連接，所述第二增程軸的一端通過所述第二傳動(dòng)帶與所述第二卷輪連接，使用時(shí)，所述第一增程軸與第二增程軸均以第二方向設(shè)置于與人的肩部相對應(yīng)的位置，所述第一增程軸的另一端通過所述第一上肢柔帶與人的手腕連接，所述第二增程軸的另一端通過所述第二上肢柔帶與人的另一個(gè)手腕連接。
[0009]所述傳動(dòng)帶和增程軸能起到轉(zhuǎn)移所要傳動(dòng)的位置的作用，所述第一增程軸位于人體肩部的一側(cè)，所述第二增程軸位于人體肩部的另一側(cè)。當(dāng)需要助力時(shí)，所述第一傳動(dòng)裝置帶動(dòng)所述增程軸轉(zhuǎn)動(dòng)，增程軸遠(yuǎn)離人體脊椎的一端與所述上肢柔帶連接，增程軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述上肢柔帶收緊，從而將人的手腕抬起。
[0010]優(yōu)選地，上述的助力外骨骼中，所述第一卷輪的內(nèi)部設(shè)有固定軸和卷簧，所述第一卷輪的固定軸設(shè)置于所述第一卷輪的軸心，所述第一卷輪通過所述卷簧與所述固定軸連接，所述第二卷輪的結(jié)構(gòu)與所述第一卷輪的結(jié)構(gòu)相同。
[0011]所述第一卷輪和第二卷輪未被驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述卷簧的回彈趨勢能使所述上肢柔帶始終處于繃緊的狀態(tài)，使得在提拉手腕時(shí)不會(huì)出現(xiàn)左右手腕提拉不同步的情況。
[0012]優(yōu)選地，上述的助力外骨骼中，所述上肢柔帶的遠(yuǎn)離所述第一傳動(dòng)裝置的一端設(shè)置有第一按鈕，所述第一線圈、第二線圈與所述第一按鈕分別與所述電源連接，當(dāng)所述第一按鈕未被按下時(shí)，所述第一線圈和第二線圈分別通有與第一永磁體和第二永磁體能產(chǎn)生排斥作用力的電流，所述第一永磁體和第二永磁體分別與第一卷輪和第二卷輪分離，當(dāng)所述第一按鈕被按下時(shí)，所述第一線圈和第二線圈分別通有與第一永磁體和第二永磁體能產(chǎn)生吸引作用力的電流，所述第一永磁體通過所述第一端面齒和第二端面齒相嚙合的方式與所述第一卷輪連接，所述第二永磁體通過所述第三端面齒和第四端面齒相嚙合的方式與所述第二卷輪連接。
[0013]通過手腕處的按鈕能夠自由控制受控狀態(tài)和自由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，增加該產(chǎn)品的使用便捷性。
[0014]本實(shí)用新型還提供了一種助力外骨骼，包括下肢助力機(jī)構(gòu)和下肢柔帶，所述下肢助力機(jī)構(gòu)包括電源、第二電機(jī)、第二傳動(dòng)裝置、腿部固定部、可折疊牽引臂、柔帶固定臂，所述可折疊牽引臂的一端與所述腿部固定部連接，所述可折疊牽引臂的另一端與所述柔帶固定臂的一端連接，所述柔帶固定臂的遠(yuǎn)離所述可折疊牽引臂的另一端與所述第二傳動(dòng)裝置通過所述下肢柔帶連接，所述第二電機(jī)由所述電源帶動(dòng)后驅(qū)動(dòng)所述第二傳動(dòng)裝置的與所述下肢柔帶連接的端部轉(zhuǎn)動(dòng)，以將所述下肢柔帶纏繞收緊，使用時(shí)，所述電源、第二電機(jī)和第二傳動(dòng)裝置固定于人的背部，所述腿部固定部固定于人的大腿位置，所述可折疊牽引臂可被調(diào)節(jié)以使所述柔帶固定臂位于與所述第二傳動(dòng)裝置相對應(yīng)的位置。
[0015]優(yōu)選地，上述的助力外骨骼中，所述第二傳動(dòng)裝置包括第三錐齒輪、第四錐齒輪、第三連接軸、第四連接軸、第三永磁體、第四永磁體、第三線圈、第四線圈、第三卷輪和第四卷輪，所述第三錐齒輪固定于由第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第三連接軸，所述第三連接軸沿第一方向延伸，所述第四錐齒輪固定于第四連接軸，所述第四連接軸沿垂直于第一方向的第二方向延伸，所述第四錐齒輪與所述第三錐齒輪相嚙合，所述第三永磁體設(shè)置于所述第四連接軸的一端，所述第四永磁體設(shè)置于所述第四連接軸的另一端，所述第三永磁體的遠(yuǎn)離所述第四永磁體的一側(cè)設(shè)有凹凸相間的第五端面齒，所述第三卷輪、第四連接軸以及所述第四卷輪的軸線位于同一直線，所述第三卷輪與所述第三永磁體的第五端面齒相對的一端設(shè)有與所述第五端面齒相匹配的第六端面齒，所述第三線圈設(shè)置于所述第三永磁體和所述第三卷輪之間，所述第四永磁體在遠(yuǎn)離所述第三永磁體的一側(cè)設(shè)有凹凸相間的第七端面齒，所述第四卷輪與所述第七端面齒相對的一端設(shè)有與所述第七端面齒相匹配的第八端面齒，所述第四線圈設(shè)置于所述第四永磁體和所述第四卷輪之間。
[0016]所述第二傳動(dòng)裝置主要通過轉(zhuǎn)動(dòng)的方式傳動(dòng)，節(jié)約空間，能夠減少所述下肢助力機(jī)構(gòu)的體積，便于穿著。
[0017]優(yōu)選地，上述的助力外骨骼中，所述下肢柔帶包括第一下肢柔帶和第二下肢柔帶，所述柔帶固定臂包括第一柔帶固定臂和第二柔帶固定臂，所述第一下肢柔帶的一端與所述第三卷輪連接，所述第一下肢柔帶的另一端與所述第一柔帶固定臂連接，所述第二下肢柔帶的一端與所述第四卷輪連接，所述第二下肢柔帶的另一端與所述第二柔帶固定臂連接。
[0018]所述第三卷輪和第四卷輪轉(zhuǎn)動(dòng)能帶動(dòng)所述第一下肢柔帶和第二下肢柔帶收緊，從而拉近與所述柔帶固定臂的距離，從而達(dá)到了將腰拉起的目的。
[0019]優(yōu)選地，上述的助力外骨骼中，當(dāng)所述第三線圈和第四線圈分別通有與第三永磁體和第四永磁體能產(chǎn)生排斥作用力的電流時(shí)，所述第三永磁體和第四永磁體分別與第三卷輪和第四卷輪分離，當(dāng)所述第三線圈和第四線圈分別通有與第三永磁體和第四永磁體能產(chǎn)生吸引作用力的電流時(shí)，所述第三永磁體通過所述第五端面齒和第六端面齒相嚙合的方式與所述第三卷輪連接，所述第四永磁體通過所述第七端面齒和第八端面齒相嚙合的方式與所述第四卷輪連接。
[0020]所述第二傳動(dòng)裝置的永磁體部分一直處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，所述第三卷輪和第四卷輪是否與對應(yīng)的第三永磁體和第四永磁體相嚙合決定了所述下肢助力機(jī)構(gòu)處于