CN106378772B - 一种基于杠杆原理搬运用穿戴式机械辅助手臂 - Google Patents

Abstract

一种基于杠杆原理搬运用穿戴式机械辅助手臂，包括前臂、后臂、助力装置；前臂和后臂均为两端开口的空心柱体，前臂一端为伸出端，另一端为球形连接端，柱体外侧中部设有环形导向槽，后臂一端为伸入端，另一端为圆柱连接端，助力装置包括前臂旋转架、连杆、弹簧、后臂旋转架、固定磁铁和活动磁铁，连杆两侧分别连接前臂旋转架和后臂旋转架，固定磁铁设在后臂的一侧，活动磁铁为环形磁铁，活动设在后臂圆柱上，弹簧的两端分别连接连杆和活动磁铁。前臂和后臂通过万向轴承样式的进行连接，实现了前臂和后臂的自由转动，保证胳膊的活动范围，通过磁铁之间力拉动连杆，减少搬运物体的重量，并且没有电机等重量物品，结构简单，装置轻松便捷。

Description

一种基于杠杆原理搬运用穿戴式机械辅助手臂

技术领域

本发明涉及助力机械领域，具体是一种基于杠杆原理搬运用穿戴式机械辅助手臂。

背景技术

机械手臂对搬运仓储方向的帮助非常大，能够在工作时主动牵引我们做抬举、降低物体的重量，从而降低了人的劳动强度，减缓了人的疲劳度，从而能够提高劳动生产率，也能减少因人工或自动机器人因素导致的工作失误。现有的助力机械臂往往结构复杂，并且大小为使用者量身定制，导致生产成本高，无法推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于杠杆原理搬运用穿戴式机械辅助手臂，针对现有的助力机械臂往往结构复杂，并且大小为使用者量身定制，导致生产成本高，无法推广使用。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种基于杠杆原理搬运用穿戴式机械辅助手臂，包括前臂、后臂、助力装置；前臂为两端开口的空心柱体，一端为伸出端，另一端为球形连接端，柱体外侧中部设有前臂导向槽，前臂导向槽为环形，后臂为两端开口的空心柱体，包括后臂柱体、后臂导向槽，一端为伸入端，另一端为圆柱连接端，圆柱连接端的内圈直径等于球形连接端的直径；

助力装置包括前臂旋转架、连杆、弹簧、后臂旋转架、固定磁铁和活动磁铁，前臂旋转架为环形，设在前臂导向槽内，且环形的两侧设有用于连接连杆的凸起，后旋转架为环形，设在后臂导向槽内，且环形的两侧设有用于连接连杆的凸起，连杆两侧分别连接前臂旋转架和后臂旋转架上的凸起，固定磁铁设在后臂柱体靠近圆柱连接端的一侧，活动磁铁为环形磁铁，活动设在后臂圆柱上，弹簧的两端分别连接连杆的中部和活动磁铁的一侧。

进一步的为了能够加大助力并且进一步的控制助力，活动磁铁为电磁铁，还包括控制装置，控制装置包括电源和开关，活动磁铁连接电源和开关。

进一步的，为了保证连接的牢固，后臂还包括后壳，后壳为两端开口的空心圆柱，一端的圆柱直径等于圆柱连接端的直径且内部设有螺纹，圆柱连接端的外侧设有与之配合的螺纹，另一端直径大于前臂柱体并且小于球形连接端的直径。进一步的，为了防止活动磁铁因斥力被弹开，后臂伸入端设有向外的环形凸起，环形凸起直径大于活动磁铁的直径。

进一步的为了能快速组织突发情况，所述控制装置还包括应急开关，所述应急开关设在前臂伸出端上部。

该发明的有益之处是：

1.通过将前臂和后臂通过万向轴承样式的连接端进行连接，实现了前臂和后臂之间的自由转动，保证胳膊的活动范围。

2.通过连杆将前臂和后臂上的旋转架连接，在移动的时候，通过旋转架的活动旋转可以保证连杆不会妨碍胳膊的移动，使胳膊活动的时候非常方便，并且连杆同时可以起到助力的作用。

3.通过磁铁之间的吸引力或者斥力拉动连杆使得胳膊受力，从而减少搬运物体的重量，并且没有电机气缸等重量物品，结构十分简单，装置轻松便捷。

附图说明

附图1为本发明整体结构示意图；

附图2为本发明前臂结构示意图；

附图3为本发明后臂结构示意图；

附图4为本发明助力装置结构示意图；

附图5为本发明前臂旋转架结构示意图；

图示：1、前臂，2、后臂，3、助力装置，4、控制装置，11、伸出端，12、前臂导向槽，13、球形连接端，21、后臂柱体，22、伸入端，23、后臂导向槽，24、圆柱连接端，25、后壳，31前臂旋转架，32、连杆，33、弹簧，34、后臂旋转架，35、固定磁铁，36、活动磁铁，41、紧急开关。

具体实施方式

如图1至图5所示的一种基于杠杆原理搬运用穿戴式机械辅助手臂，包括前臂、1后臂2、助力装置3和控制装置4，下面结合附图对本发明进行说明。

如图2所示，前臂1为两端开口的空心柱体，一端为伸出端11，另一端为球形连接端13，柱体外侧中部设有前臂导向槽12，前臂导向槽12为环形，如图3所示，后臂2为两端开口的空心柱体，包括后臂柱体21、后臂导向槽23，一端为伸入端22，另一端为圆柱连接端24，圆柱连接端24的内圈直径等于球形连接端13的直径，后臂2还包括后壳25，后壳25为两端开口的空心圆柱，其中一端的圆柱直径等于圆柱连接端24的直径且内部设有螺纹，圆柱连接端24的外侧设有与之配合的螺纹，另一端直径大于前臂柱体并且小于球形连接端13的直径。为了防止活动磁铁36因斥力被弹开，后臂2伸入端22设有向外的环形凸起，环形凸起直径大于活动磁铁36的直径。

如图4所示，助力装置3包括前臂旋转架31、连杆32、弹簧33、后臂旋转架34、固定磁铁35和活动磁铁36，前臂旋转架31为环形，设在前臂导向槽12内，且环形的两侧设有用于连接连杆32的凸起，后臂旋转架34为环形，设在后臂导向槽内，且环形的两侧设有用于连接连杆32的凸起，连杆32两侧分别连接前臂旋转架31和后臂旋转架34架上的凸起，固定磁铁35设在后臂柱体21靠近圆柱连接端24的一侧，活动磁铁36为环形磁铁，活动设在后臂柱体21上，弹簧33的两端分别连接连杆32的中部和活动磁铁36的一侧。

还包括控制装置4，控制装置4包括电源和开关，活动磁铁36连接电源和开关，控制装置还包括应急开关41。

本装置在具体实施时，首先将手臂伸入装置，保证胳膊肘处在前臂1和后臂2的连接部分，同时确定胳膊可以自由活动，然后用手抓住需要搬运的物品，打开开关，使电磁铁通电，确定此时固定磁铁35和活动磁铁36是相互排斥的，活动磁铁36向后移动，带动弹簧34拉动连杆33时前臂1受力从而减少物品对胳膊的压力，为了保证人体的安全，1前臂和2后臂使用绝缘材料。

在不使用时，关闭开关，此时固定磁铁35对活动磁铁36产生吸力，弹簧34变松，前臂1从而不受力，这样胳膊就可以自由活动。

在遇到紧急情况如力量过大或弯曲方向不正确时，可以使用紧急开关41关闭电磁铁，从而保证人的安全。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于杠杆原理搬运用穿戴式机械辅助手臂，其特征在于，包括前臂、后臂、助力装置；

所述前臂为两端开口的空心柱体，一端为伸出端，另一端为球形连接端，柱体外侧中部设有前臂导向槽，所述前臂导向槽为环形，所述后臂为两端开口的空心柱体，包括后臂柱体、后臂导向槽，后臂的一端为伸入端，另一端为圆柱连接端，所述圆柱连接端的内圈直径等于球形连接端的直径，所述后臂导向槽为设在圆柱连接端的环形导向槽；

所述助力装置包括前臂旋转架、连杆、弹簧、后臂旋转架、固定磁铁和活动磁铁，所述前臂旋转架为环形，设在前臂导向槽内，且环形的两侧设有用于连接连杆的凸起，所述后臂旋转架为环形，设在后臂导向槽内，且环形的两侧设有用于连接连杆的凸起，所述连杆两侧分别连接前臂旋转架和后臂旋转架上的凸起，所述固定磁铁设在后臂柱体靠近圆柱连接端的一侧，所述活动磁铁为环形磁铁，活动设在后臂圆柱上，所述弹簧的两端分别连接连杆的中部和活动磁铁的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于杠杆原理搬运用穿戴式机械辅助手臂，还包括控制装置，控制装置包括电源和开关，活动磁铁连接电源和开关。

3.根据权利要求1所述的一种基于杠杆原理搬运用穿戴式机械辅助手臂，其特征在于，所述后臂还包括后壳，所述后壳为两端开口的空心圆柱，一端的圆柱直径等于圆柱连接端的直径且内部设有螺纹，圆柱连接端的外侧设有与之配合的螺纹，另一端直径大于前臂柱体并且小于球形连接端的直径。

4.根据权利要求1所述的一种基于杠杆原理搬运用穿戴式机械辅助手臂，其特征在于，后臂的伸入端设有向外的环形凸起，所述环形凸起直径大于活动磁铁的直径。

5.根据权利要求2所述的一种基于杠杆原理搬运用穿戴式机械辅助手臂，其特征在于，所述控制装置还包括应急开关，所述应急开关设在前臂伸出端上部。