[实用新型]一种高灵活度外骨骼系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种外骨骼系统，特别涉及一种适用于警备、消防、逃生等领域的高灵活度外骨骼系统。

背景技术

从20世纪60、70年代开始，美国便开始着手于能够提高单个士兵以及整个兵团作战能力的各种先进设备，其中一项就是外骨骼系统。

所谓外骨骼，以字面解释就是在身体（肌肉、血管、神经等）外部的骨骼，如螃蟹、虾等这类无脊椎甲壳类动物。这种外骨骼的构造，不仅为个体提供身体支撑，更能够为个体提供非常有效的保护作用。而外骨骼系统便是以此为创想提出的发明概念。

自1987年开始，美国、日本等国家陆续开发出各种外骨骼系统，比较新的如2002年日本推出的HAL-3外骨骼系统、2004年美国推出的军用外骨骼系统Bleex，以及2006年雷神公司的XOS军用外骨骼系统。这些外骨骼系统的设计目的，都是为了能够为士兵提供额外的作战能力，提高单个士兵、分队以及整个兵团的战斗效率。

另外，在高危险高强度环境的作业场所，如抢险现场、救灾现场、火灾现场等作业现场，由于环境的特殊性以及高度危险性，抢救人员需要穿着能够保护自身的装置，而外骨骼系统是非常适合的。

再者，当穿戴者穿上外骨骼系统时，由于其非常笨重，反应不灵活，而在抢险现场、救灾现场、火灾现场等作业现场，时间是非常紧迫的，外骨骼系统的灵活性是非常重要的。

实用新型内容

本实用新型为了提高外骨骼系统的灵活性和防护能了，从而提供一种高灵活度外骨骼系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种高灵活度外骨骼系统，所述外骨骼系统与人体的各个关节相对应，所述外骨骼系统的整体框架包括：躯干部分、手臂部分、腿部以及头盔，所述躯干部分包括脊椎关节和腰椎关节，所述手臂部分设置在躯干部分上部的左右两端，所述手臂部分由上到下依次包括肩关节、肘关节和腕关节，所述腿部与躯干部分之间设置有髋关节，所述腿部设置在髋关节底部的左右两端，所述腿部底部设有脚踝关节，所述头盔设置在躯干部分的上端，所述外骨骼系统内设有中枢计算机，所述骨骼系统的各个关节上分别设置有液压驱动器，所述液压驱动器与中枢计算机对应配合，所述肩关节、腕关节、腰椎关节、髋关节、脚踝关节和与这5个关节对应连接的部件上都分别设有相互对应配合的连接孔，所述连接孔之间设有并联运动机构，所述并联运动机构与液压驱动器对应配合。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述并联运动机构包括若干液压杆，所述液压杆由活塞和液压缸组成，所述液压杆通过液压驱动器控制可进行伸缩运动，在液压杆两端分别设有连接装置，在两端的连接装置上都设有一短轴，在每个短轴上都镶嵌一个轴承，所述轴承可在连接装置上转动，所述轴承与连接孔配合连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述外骨骼系统的整体结构为框架式结构，所述结构选用钛合金为主要材料。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述外骨骼系统的外壳采用高强度复合材料，厚度小于15毫米。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述躯干部分内设置有系统进出口，所述进出口外设置有可开合外壳结构，所述可开合外壳结构包括胸部可开合外壳和腹部可开合外壳，所述可开合外壳结构通过电动马达进行开合。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述头盔上设置有防护面罩，所述防护面罩外侧选用硬质合金制成，所述防护面罩内侧设有液晶显示器，所述头盔顶部设有摄像仪、红外线成像仪和夜视摄像仪，所述摄像仪、红外线成像仪和夜视摄像仪与液晶显示器相配合。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述腕关节上设置有机械手和手套，所述手套与机械手连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述外骨骼系统上还设有脚部外壳，所述脚部外壳底部设有硬质合金底板，所述外壳厚度小于30毫米。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述中枢计算机设置在胸部可开合外壳的内侧。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型适用于军事国防、警备、消防等各个领域，在提高士兵的作战能力的同时，又能够有效地在战斗中保护士兵，减少伤亡率。

本实用新型在消防中也能够为消防员提供保护，并在救援工作中，提高消防员的救援能力、降低消防员的体力消耗。

本实用新型能够跟随人体的运动做出各种复杂的动作，减少使用者的动作限制。

附图说明