[发明专利]一种负载自适应被动平衡上肢外骨骼

摘要

一种负载自适应被动平衡上肢外骨骼，大臂、肘关节、小臂和手部由左至右依次布置，大臂上杆和大臂下杆分别通过轴承与大臂肘关节壳体铰接，小臂上杆和小臂下杆分别通过轴承与小臂肘关节壳体铰接，大臂支撑杆设置在大臂驱动机构与大臂肘关节组件之间，且大臂支撑杆的一端与大臂驱动机构中的两个大臂支撑杆滑块固接，大臂支撑杆的另一端与大臂丝杠螺母连接件两侧伸出轴通过轴承铰接，小大臂支撑杆设置在小臂驱动机构与小臂肘关节组件之间，且小大臂支撑杆的一端与小臂驱动机构中的两个大臂支撑杆滑块固接，小大臂支撑杆的另一端与小臂丝杠螺母连接件两侧伸出轴通过轴承铰接，手部与腕关节铰接。本发明用于助力搬运较重的货物或帮助随身携带某些物品。

主权项

1.一种负载自适应被动平衡上肢外骨骼，其特征在于：所述上肢外骨骼包括大臂(A)、肘关节(B)、小臂(C)、手部(D)、大臂支撑杆(E)和小大臂支撑杆(K)；大臂(A)包括大臂上杆(A1)、大臂下杆(A2)、肩关节(A3)和大臂驱动机构(A4)，大臂驱动机构(A4)包括尾部固定件(3)、气弹簧顶板(4)、气弹簧(5)、气弹簧滑轨(6)、连接板(7)、两个大臂支撑杆滑轨(8)、两个大臂支撑杆滑块(9)和两个气弹簧滑块(10)，气弹簧(5)的缸体尾部与尾部固定件(3)固接，气弹簧(5)的活塞杆与气弹簧顶板(4)固接，连接板(7)固装在气弹簧顶板(4)的左侧，一个气弹簧滑块(10)与连接板(7)固接，两个气弹簧滑块(10)均与气弹簧滑轨(6)滑动连接，气弹簧滑轨(6)与大臂下杆(A2)固接，两个大臂支撑杆滑轨(8)上下平行设置且固装在气弹簧顶板(4)的右侧，两个大臂支撑杆滑块(9)与两个大臂支撑杆滑轨(8)一一对应，大臂支撑杆滑块(9)与大臂支撑杆滑轨(8)滑动连接，大臂上杆(A1)与大臂下杆(A2)的结构相同，大臂上杆(A1)和大臂下杆(A2)对称设置在肩关节(A3)的上下端，肩关节(A3)位于大臂上杆(A1)和大臂下杆(A2)的左端，且肩关节(A3)分别通过轴承与大臂上杆(A1)和大臂下杆(A2)铰接，大臂驱动机构(A4)设置在大臂下杆(A2)中，且大臂驱动机构(A4)中的尾部固定件(3)和大臂驱动机构(A4)中的两个气弹簧滑块(10)均与大臂下杆(A2)固接；小臂(C)包括小臂上杆(C1)、小臂下杆(C2)、腕关节(C3)和小臂驱动机构(C4)，小臂驱动机构(C4)与大臂驱动机构(A4)的结构相同，小臂上杆(C1)与小臂下杆(C2)的结构相同，小臂上杆(C1)和小臂下杆(C2)对称设置在腕关节(C3)的上下端，腕关节(C3)位于小臂上杆(C1)和小臂下杆(C2)的右端，且腕关节(C3)分别通过轴承与小臂上杆(C1)和小臂下杆(C2)铰接，小臂驱动机构(C4)设置在小臂上杆(C1)中，且小臂驱动机构(C4)中的尾部固定件(3)和小臂驱动机构(C4)中的两个气弹簧滑块(10)均与大臂下杆(A2)固接；肘关节(B)包括大臂肘关节组件(B1)、小臂肘关节组件(B2)、肘关节驱动机构(B3)、大臂过渡齿轮(B4)、大臂过渡齿轮轴(B5)、小臂过渡齿轮(B6)、小臂过渡齿轮轴(B7)和两个滚子轴承(B8)，大臂肘关节组件(B1)包括大臂丝杠螺母( 18) 、大臂丝杠螺母连接件(19)、大臂下滚珠轴承(20)、大臂肘关节壳体(22)、大臂丝杠(23)、大臂上滚珠轴承(24)、大臂传动齿轮(21)和两个大臂滚针推力轴承(17)，大臂丝杠螺母(18)与大臂丝杠(23)螺纹连接，大臂丝杠(23)的上端由内至外依次套装有两个大臂滚针推力轴承(17)和大臂上滚珠轴承(24)，大臂丝杠(23)的下端由内至外依次套装有大臂丝杠螺母连接件(19)和大臂下滚珠轴承(20)，大臂丝杠螺母(18)与大臂丝杠螺母连接件(19)固接，大臂上滚珠轴承(24)、大臂下滚珠轴承(20)和两个大臂滚针推力轴承(17)均支撑在大臂肘关节壳体(22)中，大臂丝杠(23)的下端外露在大臂肘关节壳体(22)外且与大臂传动齿轮(21)固接；小臂肘关节组件(B2)包括小臂传动齿轮(38)、小臂肘关节壳体(39)、小臂丝杠螺母(40)、小臂丝杠螺母连接件(41)、小臂上滚珠轴承(42)、小臂丝杠(43)、两个小臂滚针推力轴承(44)，小臂丝杠螺母(40)与小臂丝杠(43)螺纹连接，小臂丝杠(43)的上端套装有小臂丝杠螺母连接件(41)，小臂丝杠(43)的下端套装有两个小臂滚针推力轴承(44)，小臂丝杠螺母(40)与小臂丝杠螺母连接件(41)固接，小臂丝杠螺母连接件(41)套装在小臂丝杠(43)上，小臂上滚珠轴承(42)和两个小臂滚针推力轴承(44)均支撑在小臂肘关节壳体(39)中，小臂丝杠(43)的下端外露在小臂肘关节壳体(39)外且与小臂传动齿轮(38)固接；肘关节驱动机构(B3)包括减速器输出齿轮(25)、减速器外壳(26)、主轴(27)、电机(28)和减速器(29)，减速器(29)设置在减速器外壳(26)中，减速器(29)的输入端与电机(28)连接，减速器(29)的输出端与主轴(27)连接，减速器输出齿轮(25)固装在主轴(27)上；大臂肘关节组件(B1)和小臂肘关节组件(B2)设置在肘关节驱动机构(B3)的左右侧，减速器外壳(26)与大臂肘关节壳体(22)和小臂肘关节壳体(39)固接，大臂过渡齿轮(B4)设置在减速器输出齿轮(25)与大臂传动齿轮(21)之间，且大臂过渡齿轮(B4)同时与减速器输出齿轮(25)和大臂传动齿轮(21)啮合，大臂过渡齿轮(B4)通过一个滚子轴承(B8)与大臂过渡齿轮轴(B5)连接，大臂过渡齿轮轴(B5)与大臂肘关节壳体(22)固接，小臂过渡齿轮(B6)设置在减速器输出齿轮(25)与小臂传动齿轮(38)之间，且小臂过渡齿轮(B6)同时与减速器输出齿轮(25)和小臂传动齿轮(38)啮合，小臂过渡齿轮(B6)通过另一个滚子轴承(B8)与小臂过渡齿轮轴(B7)连接，小臂过渡齿轮轴(B7)与小臂肘关节壳体(39)固接；大臂(A)、肘关节(B)、小臂(C)和手部(D)由左至右依次布置，大臂上杆(A1)和大臂下杆(A2)分别通过轴承与大臂肘关节壳体(22)铰接，小臂上杆(C1)和小臂下杆(C2)分别通过轴承与小臂肘关节壳体(39)铰接，大臂支撑杆(E)设置在大臂驱动机构(A4)与大臂肘关节组件(B1)之间，且大臂支撑杆(E)的一端与大臂驱动机构(A4)中的两个大臂支撑杆滑块(9)固接，大臂支撑杆(E)的另一端与大臂丝杠螺母连接件(19)两侧伸出轴通过轴承铰接，小大臂支撑杆(K)设置在小臂驱动机构(C4)与小臂肘关节组件(B2)之间，且小大臂支撑杆(K)的一端与小臂驱动机构(C4)中的两个大臂支撑杆滑块(9)固接，小大臂支撑杆(K)的另一端与小臂丝杠螺母连接件(41)两侧伸出轴通过轴承铰接，手部(D)与腕关节(C3)铰接。