[发明专利]一种提供腰背部力量辅助的气电联动式外骨骼动力装备

说明书

技术领域

本发明涉及外骨骼机械领域，尤其是涉及一种提供腰背部力量辅助的气电联动式外骨骼动力装备。

背景技术

目前，在一些特殊行业的体力工人，例如建筑行业中的砌墙工人、运输工人，因为工作进程紧张，作业过程中频繁出现弯腰和直腰的动作，这样多次重复性质的身体劳作，操作时间长、负荷重，体能消耗大，工人身体很快就会疲劳，期间又得不到适当的缓解和休息，工人普遍存在身体机能受损，如腰肌劳损等，多年的工作生涯对人身造成了不可挽回的损失；身体有疾病的工人，在如此符合的劳动强度下，则难以适应如此劳累的工作，以至于失业。目前，市场上的助力设备效果不佳，对于缓解疲劳并无显著的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种提供腰背部力量辅助的气电联动式外骨骼动力装备，其结构合理，具有结构简单、使用方便、智能化程度高等优点，有效解决现有助力设备效果不佳的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提供腰背部力量辅助的气电联动式外骨骼动力装备，包括腰带、下助力机构以及上助力机构，所述的腰带上设置有第一盒体以及卡扣；所述的第一盒体内设置有第一电机、卷筒、锂电池；所述的第一电机与卷筒相互传动连接；

所述的卡扣包括长方体结构的第一部件以及第二部件，第一部件、第二部件分别与腰带的两端分别连接；第一部件设置有卡槽；所述的第二部件上设置有滑槽、定卡勾，滑槽内设置有滑杆；所述的滑杆上端固定设置有动卡勾，滑杆的下端套设有复位弹簧；

所述的下助力机构包括动力盒、助力杆以及腿部束带；所述的动力盒内设置有第二电机、齿轮、计数器以及微控制器；所述的助力杆上端设置有齿条，助力杆上端铰接在动力盒内并通过齿条与齿轮相互啮合，助力杆的下端是与腿部束带相互连接；

所述的上助力机构包括背板、助力带、锁定机构、支撑板以及肩负；所述的助力带一端与卷筒连接，所述助力带的另一端穿过锁定机构并通过拉力传感器与支撑板相互连接，支撑板的两端设置有肩负；

所述的背板包括若干相互铰接的链节以及设置在链节相互铰接处两侧的第二气囊，第二气囊是通过输气管与设置在腰带上的气泵相互连接。

所述的锁定机构包括设置在背板上的凸块、转动设置在凸块上的一对辊筒、设置在辊筒上的棘轮以及铰接在凸块上的棘齿；棘齿的一端设置有衔铁，棘齿的两侧分别设置有电磁铁以及棘齿复位弹簧，棘齿复位弹簧的两端分别与棘齿、凸块相互连接；

所述的肩负包括第一弧形板、第二弧形板以及缓冲弹簧，所述的缓冲弹簧是设置在第一弧形板、第二弧形板之间。

进一步地，所述的腰带内侧设置有第一气囊。

进一步地，所述的第一盒体上设置有与锂电池电连接的充电口。

进一步地，所述的滑槽的底部设置有导向杆，导向杆是与滑杆的下端空腔相互套设。

进一步地，所述的腿部束带与助力杆的下端连接处设置有压力传感器。

进一步地，所述的助力杆上端转动连接有旋转编码器，旋转编码器与计数器相互连接。

进一步地，所述的辊筒表面设置有橡胶防滑层。

进一步地，所述的腰带是链板制成。

进一步地，所述的微控制器分别与计数器、旋转编码器、锂电池、第一电机、第二电机、拉力传感器、气泵、电磁铁、压力传感器相互电性连接。

本发明的有益效果是：一种提供腰背部力量辅助的气电联动式外骨骼动力装备，包括腰带、下助力机构以及上助力机构，腰带上设置有第一盒体，第一盒体内的第一电机通过卷筒以及锁定机构控制助力带的长度，并通过助力带的卷扬带动支撑板以及肩负为肩部提供一定的助力；背板通过控制链节连接处两侧气囊的充气量，从而改变背板两侧的受力情况，背板上受力情况的改变直接为人体背部提供助力；腰带上还设置有动力盒以及助力杆，动力盒内设置的第二电机通过与助力杆上端的齿条相互咬合传动连接，助力杆下端与腿部连接，在第二电机的带动下在髋关节处为腰部提供助力；本发明还分别在助力带、助力杆上设置有拉力传感器、压力传感器，避免施力过大对人体造成伤害，助力杆上端还设置有旋转编码器检测腰部和腿部之间的相对旋转角度；避免旋转角度过大对人体造成伤害；其结构合理，具有结构简单、使用方便、智能化程度高等优点，有效解决现有助力设备效果不佳的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述一种提供腰背部力量辅助的气电联动式外骨骼动力装备的整体结构示意图；