本實(shí)用新型涉及一種外骨骼裝置，具體涉及一種外骨骼助力裝置。

背景技術(shù)：

近年來，穿戴式外骨骼的研究逐漸興起，目的是將人的靈活性、智慧性與機(jī)器強(qiáng)壯性進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。其主要應(yīng)用于醫(yī)療康復(fù)、工業(yè)生產(chǎn)、單兵作戰(zhàn)等領(lǐng)域。

目前已公布的各種人體穿戴式外骨骼系統(tǒng)有很多，其功能包括提高負(fù)重行走能力，重型物資搬運(yùn)助力，人體上、下肢運(yùn)行障礙康復(fù)等，功能多集中于人體助力行走。其共同特點(diǎn)是在動(dòng)力源的支持下，通過傳感器采集人體信號(hào)反饋給控制單元，經(jīng)過控制單元的邏輯處理后，下達(dá)指令使動(dòng)力執(zhí)行單元完成動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。這樣會(huì)帶來下肢運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)預(yù)測(cè)機(jī)制設(shè)計(jì)，機(jī)器人控制策略的制定與實(shí)施，動(dòng)力源和輕便、高效的自給能源裝置等一系列關(guān)鍵問題。而目前這些有待解決的問題導(dǎo)致人體穿戴式外骨骼系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的過程中，無法達(dá)到其理想的效果，同時(shí)昂貴的制造成本也使其僅僅停留在科學(xué)研究階段，無法廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是：提供一種外骨骼助力裝置。

本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種外骨骼助力裝置，包括身體配戴件、控制系統(tǒng)以及兩個(gè)執(zhí)行器件，兩個(gè)執(zhí)行器件通過身體配戴件連接起來，執(zhí)行器件包括牽引索、動(dòng)力部、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)以及支點(diǎn)部件，動(dòng)力部包括機(jī)架以及動(dòng)力氣缸，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)包括上關(guān)節(jié)部和下關(guān)節(jié)部，上關(guān)節(jié)部上部與機(jī)架固定連接，上關(guān)節(jié)部下部與下關(guān)節(jié)部上部相鉸接，上關(guān)節(jié)部中設(shè)置有導(dǎo)向輪和副繞線輪，副繞線輪設(shè)置于上關(guān)節(jié)部與下關(guān)節(jié)部的鉸接處上，下關(guān)節(jié)部中設(shè)置有張緊輪以及主纏線輪，支點(diǎn)部件固定于主纏線輪上，牽引索兩端分別固定到動(dòng)力氣缸和主纏線輪上，牽引索中部從上往下依次與導(dǎo)向輪、副繞線輪以及張緊輪繞設(shè)；

控制系統(tǒng)包括控制器、電氣比例閥、觸發(fā)傳感器以及角度傳感器，電氣比例閥與動(dòng)力氣缸連接；

觸發(fā)傳感器與控制器連接，當(dāng)觸發(fā)傳感器被觸發(fā)時(shí)觸發(fā)傳感器向控制器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)；

所述角度傳感器設(shè)置于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上，角度傳感器與控制器連接，用于檢測(cè)上關(guān)節(jié)部與下關(guān)節(jié)部之間和/或下關(guān)節(jié)部與支點(diǎn)部件之間的角度變化并將檢測(cè)到的角度數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器；

控制器與電氣比例閥連接，用于根據(jù)接收到的啟動(dòng)信號(hào)和角度數(shù)據(jù)控制電氣比例閥的開關(guān)和流量。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)向輪包括導(dǎo)向輪鉸軸、導(dǎo)向輪鉸軸螺釘、導(dǎo)向輪主體、導(dǎo)向輪軸承以及兩個(gè)導(dǎo)向輪套筒，兩個(gè)導(dǎo)向輪套筒對(duì)應(yīng)于導(dǎo)向輪軸承內(nèi)圈的兩側(cè)設(shè)置，導(dǎo)向輪軸承外圈固定于導(dǎo)向輪主體中，導(dǎo)向輪鉸軸依次穿過一導(dǎo)向輪套筒、導(dǎo)向輪軸承以及另一導(dǎo)向輪套筒且導(dǎo)向輪鉸軸兩端伸出于上關(guān)節(jié)部，導(dǎo)向輪鉸軸螺釘鎖緊于導(dǎo)向輪鉸軸末端的螺孔上使導(dǎo)向輪套筒將導(dǎo)向輪軸承夾緊于導(dǎo)向輪主體中。

優(yōu)選的，所述副繞線輪包括副繞線輪鉸軸、副繞線輪主體、副繞線輪軸承、兩個(gè)副繞線輪套筒以及兩個(gè)法蘭軸承，兩法蘭軸承外圈分別穿接于上關(guān)節(jié)部?jī)蓚?cè)壁上，兩個(gè)副繞線輪套筒相對(duì)的兩端面分別對(duì)應(yīng)于副繞線輪軸承的內(nèi)圈兩側(cè)設(shè)置，兩個(gè)副繞線輪套筒另外兩端面分別對(duì)應(yīng)于兩法蘭軸承內(nèi)圈設(shè)置，副繞線輪鉸軸依次穿過一法蘭軸承、一副繞線輪套筒、副繞線輪軸承、另一副繞線輪套筒以及另一法蘭軸承且副繞線輪鉸軸兩端伸出于上關(guān)節(jié)部，下關(guān)節(jié)部鉸接于副繞線輪鉸軸上。

優(yōu)選的，下關(guān)節(jié)部上還設(shè)置有用于限制上關(guān)節(jié)部順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的上關(guān)節(jié)限位桿以及用于限制支點(diǎn)部件逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的支點(diǎn)部件限位桿，上關(guān)節(jié)限位桿設(shè)置于上關(guān)節(jié)部順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的路徑上，支點(diǎn)部件限位桿設(shè)置于支點(diǎn)部件逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的路徑上。

優(yōu)選的，所述張緊輪包括張緊輪鉸軸、張緊輪鉸軸螺釘、張緊輪主體、張緊輪軸承以及兩個(gè)張緊輪套筒，張緊輪軸承外圈固定于張緊輪主體中，兩個(gè)張緊輪套筒對(duì)應(yīng)于張緊輪軸承內(nèi)圈的兩側(cè)設(shè)置，張緊輪軸承外圈固定于張緊輪主體中，張緊輪鉸軸依次穿過一張緊輪套筒、張緊輪軸承以及另一張緊輪套筒且張緊輪鉸軸兩端伸出于下關(guān)節(jié)部，張緊輪鉸軸螺釘鎖緊于張緊輪鉸軸末端的螺孔上使張緊輪套筒將張緊輪軸承夾緊于張緊輪主體中。

優(yōu)選的，所述主纏線輪包括主纏線輪主體、主纏線輪鉸軸、主纏線輪軸承、主纏線輪套筒以及外接固定件，兩個(gè)主纏線輪套筒對(duì)應(yīng)于主纏線輪軸承內(nèi)圈的兩側(cè)設(shè)置，主纏線輪軸承外圈固定于主纏線輪主體中，主纏線輪鉸軸依次穿過一主纏線輪套筒、主纏線輪軸承以及另一主纏線輪套筒且主纏線輪鉸軸兩端伸出于下關(guān)節(jié)部，外接固定件固定連接于主纏線輪主體上，支點(diǎn)部件固定于外接固定件上。

優(yōu)選的，所述外接固定件包括外接固定塊以及兩個(gè)外接固定板，兩個(gè)外接固定板固定連接于主纏線輪主體兩側(cè)面上，兩個(gè)外接固定板之間形成安裝腔，外接固定塊固定設(shè)置于安裝腔中，外接固定塊上縱向開設(shè)有鉸接孔；

所述支點(diǎn)部件包括腿部擋板、支點(diǎn)部件鉸接部以及支點(diǎn)部件鉸接軸，支點(diǎn)部件鉸接部位于腿部擋板上部，支點(diǎn)部件鉸接部縱向開設(shè)有鉸接通孔，支點(diǎn)部件鉸接軸穿接于鉸接通孔和鉸接孔中，腿部擋板下部設(shè)置有能與大腿前側(cè)形狀相配合的弧面支撐板。

優(yōu)選的，所述兩個(gè)執(zhí)行器件左右設(shè)置，其中設(shè)置在左側(cè)的執(zhí)行器件的副繞線輪設(shè)置于導(dǎo)向輪右下方，張緊輪位于副繞線輪右下方，主纏線輪則在張緊輪的右下方，設(shè)置在左側(cè)的執(zhí)行器件的牽引索從導(dǎo)向輪上方伸入并分別依次繞設(shè)到導(dǎo)向輪左下部、副繞線輪下部以及張緊輪右上部上；

設(shè)置在右側(cè)的執(zhí)行器件的副繞線輪設(shè)置于導(dǎo)向輪左下方，張緊輪位于副繞線輪左下方，主纏線輪則在張緊輪的左下方，設(shè)置在左側(cè)的執(zhí)行器件的牽引索從導(dǎo)向輪上方伸入并分別依次繞設(shè)到導(dǎo)向輪右下部、副繞線輪下部以及張緊輪左上部上；

所述主纏線輪外圓周面上開設(shè)有線槽，線槽的一端部開設(shè)有繩索固定孔，牽引索繞設(shè)在線槽中且牽引索端部固定于繩索固定孔中。

優(yōu)選的，所述動(dòng)力氣缸包括氣動(dòng)裝置以及牽引索收緊機(jī)構(gòu)，牽引索收緊機(jī)構(gòu)包括拉板、鎖緊塊、內(nèi)襯套、彈簧、拉板立柱以及導(dǎo)向柱，氣動(dòng)裝置和導(dǎo)向柱分別固定于機(jī)架上，拉板兩端與導(dǎo)向柱連接，牽引索從下往上穿過拉板、拉板立柱、彈簧以及內(nèi)襯套后固定于鎖緊塊上，內(nèi)襯套頂部邊緣凸出有凸緣，彈簧套接于拉板立柱和內(nèi)襯套上，彈簧一端與拉板接觸，另一端與凸緣接觸，氣動(dòng)裝置動(dòng)力輸出端連接到拉板上；

角度傳感器包括第一角度傳感器和第二角度傳感器，第一角度傳感器與控制器連接，用于檢測(cè)上關(guān)節(jié)部與下關(guān)節(jié)部之間的角度變化并將檢測(cè)到的角度數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器；

第二角度傳感器與控制器連接，用于檢測(cè)下關(guān)節(jié)部與支點(diǎn)部件之間的角度變化并將檢測(cè)到的角度數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器；

控制器根據(jù)第一角度傳感器和第二角度傳感器檢測(cè)到的角度值之和控制電氣比例閥的流量；

觸發(fā)傳感器為肌電傳感器或位移傳感器，當(dāng)觸發(fā)傳感器為位移傳感器時(shí)，位移傳感器用于檢測(cè)牽引索的位移變化并將位移數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器。

優(yōu)選的，所述身體配戴件包括雙肩背帶、背帶連接板、背部彈性拉板、拉板連接座、背板連接座、背部固定板、拉桿以及腰帶，雙肩背帶的兩背帶下部分別固定連接于兩動(dòng)力部的機(jī)架上，雙肩背帶的兩背帶上部分別固定于背帶連接板上，背帶連接板固定于背部彈性拉板上部，背部彈性拉板下部鉸接于背部固定板上，拉板連接座設(shè)置于背部彈性拉板上，背板連接座固定于背部固定板上，拉桿兩端分別鉸接在拉板連接座和背板連接座上，背部固定板固定于兩動(dòng)力部的機(jī)架上，腰帶兩側(cè)分別固定于兩執(zhí)行器件的下關(guān)節(jié)部上。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

1、本實(shí)用新型具有人機(jī)交互性好、結(jié)構(gòu)靈巧輕便、反應(yīng)靈敏且易于操作的優(yōu)點(diǎn)，可達(dá)到良好的助力效果且能有效提高效率，本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域中，采用氣動(dòng)肌腱能達(dá)到安全高效防爆的效果，使用過程中，對(duì)人體運(yùn)動(dòng)不產(chǎn)生干涉，如：對(duì)人的正常行走不產(chǎn)生阻礙，本實(shí)用新型的機(jī)架、支點(diǎn)部件、上關(guān)節(jié)部、下關(guān)節(jié)部等均采用鋁合金制造，這使得本實(shí)用新型具有重量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型還具有應(yīng)用范圍廣、安全可靠、使用壽命長(zhǎng)、噪音小以及制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。

2、本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)工作時(shí)能準(zhǔn)確執(zhí)行各動(dòng)作且具有易于操作和使用靈活的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1后部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型設(shè)置在右側(cè)的執(zhí)行器件直立時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型設(shè)置在左側(cè)的執(zhí)行器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖3在大腿彎曲腰不彎曲抬升貨物時(shí)的示意圖。

圖6是圖3在彎腰腿部直立提起貨物時(shí)的示意圖。

圖7是圖3在彎腰和大腿彎曲提起貨物時(shí)的示意圖。

圖8是本實(shí)用新型的上關(guān)節(jié)部和下關(guān)節(jié)部的連接關(guān)系示意圖。

圖9是圖8的爆炸圖。

圖10是本實(shí)用新型的下關(guān)節(jié)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11是圖10的爆炸圖。

圖12是本實(shí)用新型的氣動(dòng)裝置與牽引索收緊機(jī)構(gòu)連接的示意圖。

圖13是本實(shí)用新型的支點(diǎn)部件與主纏線輪的安裝關(guān)系示意圖。

圖14是本實(shí)用新型的主纏線輪主體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15是本實(shí)用新型的主纏線輪主體的剖視圖。

圖16是本實(shí)用新型配戴后的示意圖。

圖17是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

其中，1-執(zhí)行器件，2-牽引索，3-動(dòng)力部，4-支點(diǎn)部件，5-機(jī)架，6-動(dòng)力氣缸，7-上關(guān)節(jié)部，8-下關(guān)節(jié)部，9-導(dǎo)向輪，10-副繞線輪，11-張緊輪，12-主纏線輪，13-導(dǎo)向輪鉸軸，14-導(dǎo)向輪鉸軸螺釘，15-導(dǎo)向輪主體，16-導(dǎo)向輪軸承，17-導(dǎo)向輪套筒，18-副繞線輪鉸軸，19-副繞線輪主體，20-副繞線輪軸承，21-副繞線輪套筒， 22-法蘭軸承，23-上關(guān)節(jié)限位桿，24-支點(diǎn)部件限位桿，25-張緊輪鉸軸，26-張緊輪鉸軸螺釘，27-張緊輪主體，28-張緊輪軸承，29- 張緊輪套筒，30-主纏線輪主體，31-主纏線輪鉸軸，32-主纏線輪軸承，33-主纏線輪銅套，34-外接固定塊，35-外接固定板，36-鉸接孔，37-腿部擋板，38-支點(diǎn)部件鉸接軸，39-鉸接通孔，40-弧面支撐板，41-氣動(dòng)裝置，42-拉板，43-鎖緊塊，44-內(nèi)襯套，45-彈簧， 46-拉板立柱，47-導(dǎo)向柱，48-雙肩背帶，49-背帶連接板，50-背部彈性拉板，51-背部固定板，52-拉桿，53-腰帶，54-線槽，55-繩索固定孔，56-電氣比例閥，57-氣泵以及58-常斷開關(guān)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例一：

如圖1-7及圖16所示：一種外骨骼助力裝置，包括身體配戴件、控制系統(tǒng)以及兩個(gè)執(zhí)行器件1，兩個(gè)執(zhí)行器件通過身體配戴件連接起來，兩執(zhí)行器件均包括牽引索2、動(dòng)力部3、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)以及配戴于腿部上的支點(diǎn)部件4，動(dòng)力部3包括機(jī)架5以及動(dòng)力氣缸6，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)包括上關(guān)節(jié)部7和下關(guān)節(jié)部8，上關(guān)節(jié)部7上部與機(jī)架5固定連接，上關(guān)節(jié)部7下部與下關(guān)節(jié)部8上部相鉸接，上關(guān)節(jié)部7中設(shè)置有導(dǎo)向輪9和副繞線輪10，副繞線輪設(shè)置于上關(guān)節(jié)部7與下關(guān)節(jié)部8的鉸接處上，下關(guān)節(jié)部8中設(shè)置有張緊輪11以及主纏線輪12，支點(diǎn)部件4固定于主纏線輪12上，牽引索2兩端分別固定到動(dòng)力氣缸6和主纏線輪12上，牽引索2中部從上往下依次與導(dǎo)向輪9、副繞線輪10以及張緊輪11繞設(shè)。

如圖8和圖9所示：優(yōu)選的，所述導(dǎo)向輪9包括導(dǎo)向輪鉸軸13、導(dǎo)向輪鉸軸螺釘14、導(dǎo)向輪主體15、導(dǎo)向輪軸承16以及兩個(gè)導(dǎo)向輪套筒17，兩個(gè)導(dǎo)向輪套筒17對(duì)應(yīng)于導(dǎo)向輪軸承16內(nèi)圈的兩側(cè)設(shè)置，導(dǎo)向輪軸承16外圈固定于導(dǎo)向輪主體15中，導(dǎo)向輪鉸軸13依次穿過其中一導(dǎo)向輪套筒17、導(dǎo)向輪軸承16以及另一導(dǎo)向輪套筒17且導(dǎo)向輪鉸軸13兩端伸出于上關(guān)節(jié)部7，導(dǎo)向輪鉸軸螺釘14鎖緊于導(dǎo)向輪鉸軸 13末端的螺孔上使導(dǎo)向輪套筒17將導(dǎo)向輪軸承16夾緊于導(dǎo)向輪主體 15中。

如圖8和圖9所示：優(yōu)選的，所述副繞線輪10包括副繞線輪鉸軸 18、副繞線輪主體19、副繞線輪軸承20、兩個(gè)副繞線輪套筒21以及兩個(gè)法蘭軸承22，兩法蘭軸承22外圈分別穿接于上關(guān)節(jié)部7兩側(cè)壁上，兩個(gè)副繞線輪套筒21相對(duì)的兩端面分別對(duì)應(yīng)于副繞線輪軸承20 的內(nèi)圈兩側(cè)設(shè)置，兩個(gè)副繞線輪套筒21另外兩端面分別對(duì)應(yīng)于兩法蘭軸承22內(nèi)圈設(shè)置，副繞線輪鉸軸18依次穿過一法蘭軸承22、一副繞線輪套筒21、副繞線輪軸承20、另一副繞線輪套筒21以及另一法蘭軸承22且副繞線輪鉸軸18兩端伸出于上關(guān)節(jié)部7，下關(guān)節(jié)部8鉸接于副繞線輪鉸軸18上。

如圖3-7所示，優(yōu)選的，下關(guān)節(jié)部8上還設(shè)置有用于限制上關(guān)節(jié)部7順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的上關(guān)節(jié)限位桿23以及用于限制支點(diǎn)部件4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的支點(diǎn)部件限位桿24，上關(guān)節(jié)限位桿23設(shè)置于上關(guān)節(jié)部7順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的路徑上，支點(diǎn)部件限位桿24設(shè)置于支點(diǎn)部件4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的路徑上。

如圖11所示：優(yōu)選的，所述張緊輪11包括張緊輪鉸軸25、張緊輪鉸軸螺釘26、張緊輪主體27、張緊輪軸承28以及兩個(gè)張緊輪套筒 29，張緊輪軸承28外圈固定于張緊輪主體27中，兩個(gè)張緊輪套筒29 對(duì)應(yīng)于張緊輪軸承28內(nèi)圈的兩側(cè)設(shè)置，張緊輪軸承28外圈固定于張緊輪主體27中，張緊輪鉸軸25依次穿過一張緊輪套筒29、張緊輪軸承28以及另一張緊輪套筒29且張緊輪鉸軸25兩端伸出于下關(guān)節(jié)部8，張緊輪鉸軸螺釘26鎖緊于張緊輪鉸軸25末端的螺孔上使張緊輪套筒 29將張緊輪軸承28夾緊于張緊輪主體27中。

如圖10和11所示：優(yōu)選的，所述主纏線輪包括主纏線輪主體30、主纏線輪鉸軸31、主纏線輪軸承32、主纏線輪套筒33以及外接固定件，兩個(gè)主纏線輪套筒33對(duì)應(yīng)于主纏線輪軸承32內(nèi)圈的兩側(cè)設(shè)置，主纏線輪軸承32外圈固定于主纏線輪主體30中，主纏線輪鉸軸31依次穿過其中一主纏線輪套筒33、主纏線輪軸承32以及另一主纏線輪套筒33且主纏線輪鉸軸31兩端伸出于下關(guān)節(jié)部8，外接固定件固定連接于主纏線輪主體30上，支點(diǎn)部件4固定于外接固定件上。

如圖10和圖11所示：優(yōu)選的，所述外接固定件包括外接固定塊 34以及兩個(gè)外接固定板35，兩個(gè)外接固定板35固定連接于主纏線輪主體30兩側(cè)面上，兩個(gè)外接固定板35之間形成安裝腔，外接固定塊 34固定設(shè)置于安裝腔中，外接固定塊34上縱向開設(shè)有鉸接孔36；

如圖1-7及圖13和圖16所示：所述支點(diǎn)部件包括腿部擋板37、支點(diǎn)部件鉸接部以及支點(diǎn)部件鉸接軸38，支點(diǎn)部件鉸接部位于腿部擋板37上部，支點(diǎn)部件鉸接部縱向開設(shè)有鉸接通孔39，支點(diǎn)部件鉸接軸38穿接于鉸接通孔39和鉸接孔36中，腿部擋板37下部設(shè)置有能與大腿前側(cè)形狀相配合的弧面支撐板40。

如圖1-7及圖16所示，優(yōu)選的，所述兩個(gè)執(zhí)行器件1左右設(shè)置，其中設(shè)置在左側(cè)的執(zhí)行器件1的副繞線輪10設(shè)置于導(dǎo)向輪9右下方，張緊輪11位于副繞線輪10右下方，主纏線輪12則在張緊輪11的右下方，設(shè)置在左側(cè)的執(zhí)行器件1的牽引索2從導(dǎo)向輪9上方伸入并分別依次繞設(shè)到導(dǎo)向輪9左下部、副繞線輪10下部以及張緊輪11右上部上；

如圖1、2、4和16所示：設(shè)置在右側(cè)的執(zhí)行器件1的副繞線輪10 設(shè)置于導(dǎo)向輪9左下方，張緊輪11位于副繞線輪10左下方，主纏線輪 12則在張緊輪11的左下方，設(shè)置在左側(cè)的執(zhí)行器件1的牽引索2從導(dǎo)向輪9上方伸入并分別依次繞設(shè)到導(dǎo)向輪9右下部、副繞線輪10下部以及張緊輪11左上部上。

如圖1、2、12及16所示：優(yōu)選的，所述動(dòng)力氣缸6包括氣動(dòng)裝置 41以及牽引索收緊機(jī)構(gòu)，牽引索收緊機(jī)構(gòu)包括拉板42、鎖緊塊43、內(nèi)襯套44、彈簧45、拉板立柱46以及導(dǎo)向柱47，氣動(dòng)裝置41和導(dǎo)向柱47分別固定于機(jī)架5上，拉板42兩端與導(dǎo)向柱47連接，牽引索2從下往上穿過拉板42、拉板立柱46、彈簧45以及內(nèi)襯套44后固定于鎖緊塊43上，內(nèi)襯套44頂部邊緣凸出有凸緣，彈簧45套接于拉板立柱 46和內(nèi)襯套44上，彈簧45一端與拉板42接觸，另一端與凸緣接觸，氣動(dòng)裝置41動(dòng)力輸出端連接到拉板42上，所述氣動(dòng)裝置41為氣動(dòng)肌腱。

如圖1-7和圖16所示：優(yōu)選的，所述身體配戴件包括雙肩背帶48、背帶連接板49、背部彈性拉板50、拉板連接座、背板連接座、背部固定板51、拉桿52以及腰帶53，雙肩背帶48的兩背帶下部分別固定連接于兩動(dòng)力部3的機(jī)架5上，雙肩背帶48的兩背帶上部分別固定于背帶連接板49上，背帶連接板49固定于背部彈性拉板50上部，背部彈性拉板50下部鉸接于背部固定板51上，拉板連接座設(shè)置于背部彈性拉板50上，背板連接座固定于背部固定板51上，拉桿52兩端分別鉸接在拉板連接座和背板連接座上，背部固定板51固定于兩動(dòng)力部3 的機(jī)架5上，腰帶53兩側(cè)分別固定于兩執(zhí)行器件1的下關(guān)節(jié)部8上。

如圖3-7、圖11、圖13、圖14及圖15所示：所述主纏線輪主體30 外圓周面上開設(shè)有線槽54，線槽54的一端部開設(shè)有繩索固定孔55，牽引索2繞設(shè)在線槽54中且牽引索2端部固定于繩索固定孔55中。

如圖17所示：優(yōu)選的，控制系統(tǒng)包括控制器、電氣比例閥56、觸發(fā)傳感器、角度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、氣泵57、為控制系統(tǒng)提供電能的直流電源以及用于控制控制系統(tǒng)開關(guān)的常斷開關(guān)58，氣泵57 與電氣比例閥56連接，電氣比例閥56與氣動(dòng)肌腱連接；控制器為單片機(jī)，還設(shè)置有用于向單片機(jī)載入控制程度的計(jì)算機(jī)。

觸發(fā)傳感器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與控制器連接，當(dāng)觸發(fā)傳感器被觸發(fā)時(shí)觸發(fā)傳感器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器向控制器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)；

所述角度傳感器設(shè)置于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上，角度傳感器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與控制器連接，用于檢測(cè)上關(guān)節(jié)部與下關(guān)節(jié)部之間和/或下關(guān)節(jié)部與支點(diǎn)部件之間的角度變化并將檢測(cè)到的角度數(shù)據(jù)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器發(fā)送至控制器；

控制器與電氣比例閥連接，用于根據(jù)接收到的啟動(dòng)信號(hào)和角度數(shù)據(jù)控制電氣比例閥的開關(guān)和流量。

角度傳感器包括第一角度傳感器和第二角度傳感器，第一角度傳感器與控制器連接，用于檢測(cè)上關(guān)節(jié)部與下關(guān)節(jié)部之間的角度變化并將檢測(cè)到的角度數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器；

第二角度傳感器與控制器連接，用于檢測(cè)下關(guān)節(jié)部與支點(diǎn)部件之間的角度變化并將檢測(cè)到的角度數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器；

控制器根據(jù)第一角度傳感器和第二角度傳感器檢測(cè)到的角度值之和控制電氣比例閥的流量；

如圖17所示：優(yōu)選的，觸發(fā)傳感器為肌電傳感器或位移傳感器，當(dāng)觸發(fā)傳感器為位移傳感器時(shí)，位移傳感器用于檢測(cè)牽引索的位移變化并將位移數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器。

更優(yōu)選的，當(dāng)觸發(fā)傳感器為位移傳感器時(shí)，位移傳感器的觸頭與檢測(cè)內(nèi)襯套44的凸緣相接觸，由于彈簧45的作用，內(nèi)襯套44始終緊粘于鎖緊塊43上，因此，在牽引索2移動(dòng)時(shí)，內(nèi)襯套44會(huì)隨牽引索 2的移動(dòng)而上或下移動(dòng)，所以位移傳感器通過檢測(cè)內(nèi)襯套44的位移變化即可得到牽引索的位移數(shù)據(jù)。

工作時(shí)，若觸發(fā)傳感器為位移傳感器時(shí)，當(dāng)大腿彎曲和/或彎腰提起貨物時(shí)，內(nèi)襯套44下移壓縮彈簧45和位移傳感器的觸頭，抓緊貨物后，大腿和/或上半身上移，此時(shí)，檢測(cè)內(nèi)襯套44在彈簧45的作用下向上移動(dòng)，位移傳感器的觸頭即檢測(cè)到內(nèi)襯套44上移的動(dòng)作，然后，向控制器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，控制器控制電氣比例閥使氣泵與氣動(dòng)肌腱接通并向氣動(dòng)肌腱供氣，由于牽引索放線極限為內(nèi)襯套與拉板立柱接觸，因此，無論大腿彎曲提貨物、彎腰提貨物還是大腿和腰彎曲提貨物，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的總彎曲角度都是固定的，即，當(dāng)上關(guān)節(jié)部與下關(guān)節(jié)部之間的彎曲角度較大時(shí)，下關(guān)節(jié)部與支點(diǎn)部件之間的彎曲角度范圍則減少，反之，下關(guān)節(jié)部與支點(diǎn)部件之間的彎曲角度較大時(shí)，上關(guān)節(jié)部與下關(guān)節(jié)部之間的彎曲角度范圍則減少，因此可通過根據(jù)第一角度傳感器和第二角度傳感器檢測(cè)到的角度值之和控制電氣比例閥的供氣流量，從而使得在開始提升時(shí)能有較快的速度，而在提升到接近到位時(shí)能有一個(gè)較慢的速度，從而達(dá)到避免產(chǎn)生沖擊和避免上升過快和突然停止使配戴者受傷，此外，還提高了配戴的舒適性。

若觸發(fā)傳感器為肌電傳感器時(shí)，肌電傳感器檢測(cè)到人手抬升貨物的信號(hào)時(shí)向控制器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，控制器控制電氣比例閥使氣泵與氣動(dòng)肌腱接通并向氣動(dòng)肌腱供氣，而電氣比例閥的流量控制則根據(jù)角度傳感器檢測(cè)到的角度數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，其工作原理與上述相同，在此不再進(jìn)行描述。

本實(shí)用新型的工作過程及工作原理：使用時(shí)，首先進(jìn)行配戴，雙肩背帶的兩背帶分別穿進(jìn)到雙肩上，將腰帶配戴到腰部，同時(shí)使兩弧面支撐板配合到大腿前側(cè)，腿部擋板中部和上部則位于大腿兩側(cè)，完成配戴。

配戴完成后，人直立，此時(shí)，上關(guān)節(jié)部與上關(guān)節(jié)限位桿相接觸，即上關(guān)節(jié)部處于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的極限位置上，而支點(diǎn)部件也與支點(diǎn)部件限位桿接觸，即支點(diǎn)部件處于逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的極限位置上。這樣的設(shè)置好處在于可防止人在直立后由于負(fù)重而產(chǎn)生后傾或向后倒的情況發(fā)生，提高安全性，同時(shí)，也有利于在不配戴時(shí)裝置形態(tài)的固定，方便運(yùn)輸。

使用本實(shí)用新型提起貨物和放下貨物時(shí)可通過以下三種方式執(zhí)行：

第一種方式，小幅度抬升貨物時(shí)：大腿彎曲上身下降且腰不彎曲，在大腿彎曲時(shí)，兩大腿分別通過兩弧面支撐板帶動(dòng)上關(guān)節(jié)部順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，而此時(shí)，上關(guān)節(jié)部的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)主纏線輪主體順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，主纏線輪主體轉(zhuǎn)動(dòng)纏繞牽引索，牽引索另一端通過鎖緊塊帶動(dòng)內(nèi)襯套下移，彈簧收縮，實(shí)現(xiàn)牽引索的放線(牽引索放線極限為內(nèi)襯套與拉板立柱接觸)，當(dāng)使用者抓穩(wěn)貨物后，控制系統(tǒng)控制動(dòng)力氣缸啟動(dòng)，動(dòng)力氣缸收縮拉動(dòng)拉板上升，當(dāng)拉板立柱與內(nèi)襯套接觸時(shí)，拉板立柱帶動(dòng)內(nèi)襯套向上移動(dòng)，牽引索收線，牽引索另一端帶動(dòng)主纏線輪主體逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，兩弧面支撐板對(duì)大腿產(chǎn)生克服貨物重力使大腿轉(zhuǎn)動(dòng)至與身體直立的推力F1，驅(qū)使身體上升，從而達(dá)到輔助人提起貨物的目的。當(dāng)大腿與身體直立時(shí)，本實(shí)用新型恢復(fù)至初始狀態(tài)，即支點(diǎn)部件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到極限位置上與支點(diǎn)部件限位桿接觸，防止支點(diǎn)部件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)過度導(dǎo)致大腿在直立后仍受到支點(diǎn)部件的壓力，影響正常行走或大腿的運(yùn)動(dòng)。

第二種方式，彎腰提起貨物：在彎腰時(shí)，腿部保持直立，由于腿部沒有彎曲，兩弧面支撐板壓在大腿上，因此，主纏線輪不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，主纏線輪在此時(shí)將牽引索的一端固定起來，人在彎腰時(shí)，雙肩通過帶動(dòng)背部固定板從而帶動(dòng)兩動(dòng)力部的機(jī)架向前移動(dòng)，即，兩動(dòng)力部的機(jī)架帶動(dòng)上關(guān)節(jié)部逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，上關(guān)節(jié)部繞副繞線輪鉸軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，牽引索繞在副繞線輪主體上，在機(jī)架向前轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))，牽引索的另一端拉動(dòng)內(nèi)襯套下移使彈簧收縮以補(bǔ)償繞在副繞線輪主體的牽引索長(zhǎng)度，當(dāng)腰部彎曲到位且使用者抓穩(wěn)貨物后，控制系統(tǒng)控制動(dòng)力氣缸啟動(dòng)，動(dòng)力氣缸收縮拉動(dòng)拉板上升，當(dāng)拉板立柱與內(nèi)襯套接觸時(shí)，拉板立柱帶動(dòng)內(nèi)襯套沿導(dǎo)向柱向上移動(dòng)，由于兩弧面支撐板壓在大腿上，此時(shí)主纏線輪將牽引索的一端固定起來，因此，在動(dòng)力氣缸持續(xù)拉動(dòng)下，牽引索的另一端得到主纏線輪帶來的反作用力，使機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)并通過雙肩背帶對(duì)肩部施加能克服貨物重力使腰部轉(zhuǎn)動(dòng)至與腿部直立的拉力F2，從而使身體的上半身順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)直立起來，達(dá)到輔助將貨物提起的目的，當(dāng)人體恢復(fù)直立時(shí)，上關(guān)節(jié)部與上關(guān)節(jié)限位桿相接觸，即上關(guān)節(jié)部處于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的極限位置上，防止由于上關(guān)節(jié)部和機(jī)架順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過度導(dǎo)致人體向后倒的情況發(fā)生。

第三種方式，彎腰和大腿彎曲提起貨物：由于腰部和大腿同時(shí)彎曲，兩大腿分別通過兩弧面支撐板帶動(dòng)上關(guān)節(jié)部順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，主纏線輪主體轉(zhuǎn)動(dòng)纏繞牽引索，同時(shí)，由于腰部在彎曲，因此雙肩通過帶動(dòng)背部固定板從而帶動(dòng)兩動(dòng)力部的機(jī)架向前移動(dòng)，即，兩動(dòng)力部的機(jī)架帶動(dòng)上關(guān)節(jié)部逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，上關(guān)節(jié)部繞副繞線輪鉸軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，牽引索繞在副繞線輪主體上，在機(jī)架向前轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))結(jié)合支點(diǎn)部件，兩者同時(shí)拉動(dòng)內(nèi)襯套下移使彈簧收縮，當(dāng)使用者腰部和大腿彎曲到位并抓穩(wěn)貨物后，控制系統(tǒng)控制動(dòng)力氣缸啟動(dòng)，動(dòng)力氣缸收縮拉動(dòng)拉板上升，當(dāng)拉板立柱與內(nèi)襯套接觸時(shí)，拉板立柱帶動(dòng)內(nèi)襯套向上移動(dòng)，從而拉動(dòng)牽引索上升，此時(shí)，牽引索另一端帶動(dòng)主纏線輪主體逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩弧面支撐板對(duì)大腿產(chǎn)生克服貨物重力使大腿轉(zhuǎn)動(dòng)至與身體直立的推力F1，驅(qū)使身體上升，與此同時(shí)，主纏線輪給牽引索的另一端帶來反作用力，使機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)并通過雙肩背帶對(duì)肩部施加能克服貨物重力使腰部轉(zhuǎn)動(dòng)至與腿部直立的拉力F2，從而使身體的上半身順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)伴隨腿部同時(shí)直立起來，當(dāng)腿部和腰部均直立起來后，上關(guān)節(jié)部與上關(guān)節(jié)限位桿相接觸，即上關(guān)節(jié)部處于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的極限位置上，而支點(diǎn)部件也與支點(diǎn)部件限位桿接觸，即支點(diǎn)部件處于逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的極限位置上，防止支點(diǎn)部件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)過度導(dǎo)致大腿在直立后仍受到支點(diǎn)部件的壓力，影響正常行走或大腿的正常擺動(dòng)，也防止由于上關(guān)節(jié)部和機(jī)架順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過度導(dǎo)致人體向后倒的情況發(fā)生。

上述中的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)及逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)均從本實(shí)用新型的右側(cè)觀察得到，若在本實(shí)用新型的左側(cè)觀察則得到相反的轉(zhuǎn)向，在此不再進(jìn)行描述。

上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。