[发明专利]面向搬运工作的气动上肢助力外骨骼机器人

权利要求书

1.面向搬运工作的气动上肢助力外骨骼机器人，其特征在于：它包括背部安装板(3)、气路控制装置(4)、供气系统(5)、两套腕部偏差检测装置(1)和两套上肢助力系统(2)；

腕部偏差检测装置(1)包括安装座(1-1)、滑块(1-3)、导轨(1-5)、滑动变阻器(1-6)和两个弹簧(1-2)；导轨(1-5)安装在安装座(1-1)上，安装座(1-1)安装在助力小臂(2-2)上，滑块(1-3)安装在导轨(1-5)上且能在导轨(1-5)上滑动，滑块(1-3)上下两侧的导轨(1-5)上分别装有弹簧(1-2)，滑动变阻器(1-6)安装在助力小臂(2-2)上，滑动变阻器(1-6)的滑帽与滑块(1-3)连接；

上肢助力系统(2)包括托板(2-1)、助力小臂(2-2)、气动肌肉(2-4)、助力大臂(2-5)、肩关节连接件(2-9)、肩关节过渡件(2-10)和肩关节安装件(2-11)；托板(2-1)安装在助力小臂(2-2)一端，助力小臂(2-2)另一端与助力大臂(2-5)转动连接，助力大臂(2-5)与肩关节连接件(2-9)旋转连接，肩关节连接件(2-9)、肩关节过渡件(2-10)和肩关节安装件(2-11)串接在一起构成一个空间球面结构，空间球面结构运动中心与人体肩关节活动中心一致，气动肌肉(2-4)一端通过安装件(2-8)与助力大臂(2-5)铰接，气动肌肉(2-4)的另一端与助力小臂(2-2)固接，两个肩关节安装件(2-11)均连接背部安装板(3)；供气系统(5)经气路控制装置(4)给气动肌肉(2-4)输送气源，气路控制装置(4)用于控制气动肌肉(2-4)输出力大小。

2.根据权利要求1所述面向搬运工作的气动上肢助力外骨骼机器人，其特征在于：气路控制装置(4)包括控制器(4-1)和四套调速控制组件；

控制器(4-1)安装于背部安装板(3)上，四组调速控制组件安装在背部安装板(3)的背面，每套调速控制组件包括舵机(4-2-1)和调速阀(4-2-2)；舵机(4-2-1)的输出轴与调速阀(4-2-2)旋钮相连接，调速阀(4-2-2)安装在布置在背部安装板(3)上的阀座(4-2-3)上，每个气动肌肉(2-4)的进气口和出气口处分别安装一个调速阀(4-2-2)，滑动变阻器(1-6)与控制器(4-1)相连接，控制器(4-1)控制舵机(4-2-1)的转速和停止。

3.根据权利要求2所述面向搬运工作的气动上肢助力外骨骼机器人，其特征在于：供气系统(5)包括高压储气瓶(5-1)、减压阀(5-2)、开关阀(5-3)和气动接头(5-4)；高压储气瓶(5-1)先通过减压阀(5-2)，然后与气动肌肉(3-2)进气口处的调速阀(4-2-2)连通，连通的管路上还安装有开关阀(5-3)和气动接头(5-4)。

4.根据权利要求1、2或3所述面向搬运工作的气动上肢助力外骨骼机器人，其特征在于：上肢助力系统(2)还包括大臂结构板(2-6)，助力大臂(2-5)与大臂结构板(2-6)上分别开有多个螺纹孔，助力大臂(2-5)与大臂结构板(2-6)通过穿过螺纹孔的螺栓可拆卸连接，大臂结构板(2-6)上安装有安装件(2-8)，气动肌肉(2-4)与安装件(2-8)铰接，肩关节连接件(2-9)与大臂结构板(2-6)铰接。

5.根据权利要求4所述面向搬运工作的气动上肢助力外骨骼机器人，其特征在于：滑块(1-3)上固装有直线轴承，直线轴承套装在导轨(1-5)上。

6.根据权利要求5所述面向搬运工作的气动上肢助力外骨骼机器人，其特征在于：助力小臂(2-2)上开设有多个通孔。