[发明专利]一种纯人力外骨骼躯干系统

说明书

本发明创造提供了一种纯人力外骨骼躯干系统，包括躯干框架，躯干框架的中部设置有竖直设置的躯干竖直杆，躯干竖直杆的下端固接有上下部连接件，上下部连接件包括上连接件和下连接件，上连接件的上部与躯干竖直杆的下端通过螺栓固接，上连接件的下端固接有圆柱形上转动套，下连接件的上端固接有圆弧形的下转动套，上转动套与下转动套同轴设置，上转动套与下转动套通过转轴串联后两侧的外端部固定，上转动套与下转动套能够相对转动。本发明创造为外延式机械外骨骼提供一种躯干结构，结构简单，易安装，作为纯人力机器人外骨骼，是以人力为动力控制的外骨骼。

技术领域

本发明创造属于机械外骨骼技术领域，尤其是涉及一种纯人力外骨骼躯干系统。

背景技术

人体外骨骼助力机器人起源于美国1966年的哈德曼助力机器人的设想及研发，到今天整体仍处于研发阶段，能源供给装置以及高度符合人体动作敏捷及准确程度要求的控制系统和力的传递装置都有待大力投入研发和试验尝试。在外骨骼的研究成果方面以美国和日本技术研究最为先进。美国的重点在军事陆军作战，日本则更贴近日常生活及医疗辅助。我国在此领域还处在初级阶段，大部分停留在理论层面上，主要研究的应用为医学康复机械外骨骼的支撑机构、控制系统、伺服系统理论等。并没有复杂系统技术实体产品生产，我们在这一领域还和较为领先的日本美国相差甚远。

助力机器的本质就是将人类本身的力量和动作速度放大几倍甚至上千倍。外骨骼作为高精度模仿人类动作的机械，其技术的发展和优化不但为军事和医疗添翼，也将在未来建筑领域以及制造领域做出无法估量和比拟的贡献。

在可穿戴贴附型方面越来越趋向于材料的坚韧轻质化，能源的低耗化，控制的无缝化，驱动的流畅化。这就要求构造材料为坚韧质轻的弹性复合材料，使外骨骼在保障穿用者的的同时，减少能量消耗。其能源提供装置要尽可能的将自然能源转化为外骨骼所能使用的能源，并能保证支持做够长的时间。而其控制系统的安装，要求使用者穿上该装备后能够正常活动并保证动作流畅。

在建筑上，带助力的外骨骼将比一般塔吊，机械臂更为灵活精确的完成作业任务，有效降低人员伤亡事故等。人穿着建筑型外骨骼，不但可以提高人体负重能力，降低对劳动量和机械操作技术熟练程度，机械穿着在人体外，本身也是一种对人自身的保护。在制造方面也是如此。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种纯人力外骨骼躯干系统，以解决上述技术问题。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种纯人力外骨骼躯干系统，包括躯干框架，躯干框架的中部设置有竖直设置的躯干竖直杆，躯干竖直杆的下端固接有上下部连接件，上下部连接件包括上连接件和下连接件，上连接件的上部与躯干竖直杆的下端通过螺栓固接，上连接件的下端固接有圆柱形上转动套，下连接件的上端固接有圆弧形的下转动套，上转动套与下转动套同轴设置，上转动套与下转动套通过转轴串联后两侧的外端部固定，上转动套与下转动套能够相对转动。

进一步的，上转动套上设置有凸起部，下转动套上开有与凸起部配合的缺口部，凸起部能够在缺口部转动，凸起部的横截面弧长小于缺口部的横截面弧长。

进一步的，上转动套能够相对于下转动套转动20度的角度。

进一步的，躯干框架包括上、下横梁，上、下横梁的两端分别与左、右边框的端部通过合页连接，合页的一侧固定在上横梁或者下横梁的端部，合页的另外一侧固定在左边框或者右边框的端部，合页设置在躯干框架的同一侧。

进一步的，下转动套的下部为竖直连接部，竖直连接部的下端与球面副的上端连接，球面副的下端与横向连接件的上端面固接，横向连接件与纯人力外骨骼下肢系统的胯部固接。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种纯人力外骨骼躯干系统具有以下优势：