[发明专利]肩扛外骨骼

说明书

本发明公开了一种肩扛外骨骼，包括至少一个下肢骨骼，其顶部均设有浮动支撑机构；至少一个肩部承重架，其通过前连杆和后连杆支撑于浮动支撑机构上，肩部承重架在负荷作用下通过前连杆和后连杆将力传导至浮动支撑机构，浮动支撑机构能够通过内部弹性支撑部件的形变分担负荷。采用以上方案，可更好的控制卸力比重，通过预设卸力值的方式，最大化利用好外骨骼的卸力效果，同时确保移动顺畅，具有良好的通用性和适用性，另一方面有效降低刚性支撑对外骨骼构件的影响，减少不可逆转变形，延长使用寿命，同时充分保证肩部负重时的力平衡性，进一步分提高人员整体移动平衡度，有利于提高功能可靠性，整体结构轻巧，便于实施，穿脱便捷等。

技术领域

本发明属于外骨骼辅助负重结构领域，具体涉及一种肩扛外骨骼。

背景技术

虽然随着技术的不断进步，各种运输工具不断发展并逐渐替代人力搬运，但人力搬运始终仍在很多场合发挥重要作用，无法完全替代，特别是在进行地质灾害救援时，受限于交通阻断和信号中断等突发情况，机械运输工具在初期很难发挥作用，此时人力运输尤为重要。

然而人力运输又受限于人体生理结构，很难长时间负重前进，也同样影响运输能力，为此，自上世纪以来，人体辅助外骨骼技术开始快速发展，如今也逐步由军事领域转向民用市场等，除了一些医疗康复外骨骼之后，也出现了一些负重外骨骼，如专利号为“CN202022413177.8”，专利名称为“下肢外骨骼机器人用肩部货架结构”的专利，即公开了一种肩部负重的外骨骼，目前市面上与该专利所公开的结构类似的相对较多，即大多以刚性支撑为主，再通过分力结构，将物体重力进行分散，利用下肢或上肢外骨骼进行支撑，然而申请人在研发过程中发现，此种结构在使用过程中，相对容易变形，变形之后即影响整体使用寿命和使用效果，特别是用于肩部负重时，因为受力不均很容易导致人员移动稳定性较差，外骨骼自身较重，也会影响穿脱效率等；另一方面，无源负重外骨骼的卸力效果往往存在两种极端情况，要么卸力效果不佳，只能通过分散压力的方式来卸力，要么效果明显，但会对使用者的正常移动造成负面影响，通用性和适用性欠缺。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种肩扛外骨骼，以解决现有技术中，肩部负重外骨骼稳定性较差，乃至缩短使用寿命短，提高整体通用性和适用性等。

其技术方案如下：

一种肩扛外骨骼，其关键在于，包括：

至少一个下肢骨骼，其顶部均设有浮动支撑机构；

至少一个肩部承重架，其通过前连杆和后连杆支撑于浮动支撑机构上，所述肩部承重架在负荷作用下通过前连杆和后连杆将力传导至浮动支撑机构，所述浮动支撑机构能够通过内部弹性支撑部件的形变分担负荷。。

采用以上方案，主要通过浮动支撑机构配合前连杆和后连杆构成对肩部承重架闭合环状支撑结构，充分保证肩部承重架的平衡度，便于使用者肩部负重并通过下肢骨骼分担重力，同时该支撑结构又通过弹性支撑部件实现浮动支撑，移动过程中利用弹性部件的自我恢复能力，有效降低负荷对外骨骼的持续刚性压力，有利于延长使用寿命，此外可通过弹性支撑部件形变量的计算选择，直接得到卸力数值，从而实现无源外骨骼卸力值的预设，能够最大化利用好外骨骼的卸力效果，而又不影响使用者正常行走。

作为优选：所述下肢骨骼和肩部承重架均有两个，且两个下肢骨骼之间设有背部支撑座，所述背部支撑座包括相互滑动配合的内支撑板和外支撑板，所述内支撑板两端具有相互匹配的上侧边带；

所述外支撑板能够相对内支撑板上下滑动，并具有对应设置的弹性复位结构，所述后连杆与外支撑板固定连接。

采用以上方案，内支撑板通过上侧边带能够与使用者背部贴合固定，有利于提高外骨骼整体辅助负荷能力，同时利用背部支撑座中的外支撑板形成浮动连接结构，实则将两侧的肩部承重架连成一体，有利于保证负重力矩的均衡性，即使单肩负重时，左右两侧的相关部件也能同步运动。