CN110405733A - 一种液压缸驱动的上肢外骨骼装置 - Google Patents

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CN110405733A
CN110405733A CN201910692798.3A CN201910692798A CN110405733A CN 110405733 A CN110405733 A CN 110405733A CN 201910692798 A CN201910692798 A CN 201910692798A CN 110405733 A CN110405733 A CN 110405733A
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hydraulic cylinder
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王道臣
刘昊
常远
吕鑫
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Beijing Machinery Equipment Research Institute
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0006—Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/14—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements fluid

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  • Actuator (AREA)
  • Manipulator (AREA)
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Abstract

本申请揭示了一种液压缸驱动的上肢外骨骼装置，属于机械装置领域，包括挂钩、内筒、第一球铰、外筒、第一液压缸、第二球铰、背板、第二液压缸、第三球铰、第四球铰、第五球铰；挂钩置于内筒上，与内筒固定连接；内筒与人体小臂连接；内筒置于外筒内，内筒在外筒内滑动运动；第一液压缸置于内筒和外筒内，第一液压缸的活塞杆与内筒的端部内侧通过第一球铰连接，第一液压缸的缸体与外筒的端部内侧通过第二球铰连接；外筒置于背板的两侧，外筒的端部外侧与背板通过第三球铰连接；第二液压缸的活塞缸与外筒的侧面通过第四球铰连接，第二液压缸的缸体通过第五球铰与背板连接。结构简单，可以实现和人体末端的良好匹配。

Description

一种液压缸驱动的上肢外骨骼装置
技术领域
本发明属于机械装置领域，涉及一种液压缸驱动的上肢外骨骼装置。
背景技术
上肢外骨骼可以辅助穿戴者实现物体的搬运托举，提升穿戴者的搬运托举能力，节省穿戴者的体力，人体上肢结构复杂，运动灵活，外骨骼为了实现与人体末端的良好匹配，通常结构较为复杂。
发明内容
为了解决相关技术上肢外骨骼为了实现与人体末端的良好匹配，通常结构较为复杂的问题，本发明提供了一种液压缸驱动的上肢外骨骼装置。技术方案如下：
提供了一种液压缸驱动的上肢外骨骼装置，包括：挂钩、内筒、第一球铰、外筒、第一液压缸、第二球铰、背板、第二液压缸、第三球铰、第四球铰、第五球铰；挂钩置于内筒上，与内筒固定连接；内筒与人体小臂连接；内筒置于外筒内，内筒在外筒内滑动运动；第一液压缸置于内筒和外筒内，第一液压缸的活塞杆与内筒的端部内侧通过第一球铰连接，第一液压缸的缸体与外筒的端部内侧通过第二球铰连接；外筒置于背板的两侧，外筒的端部外侧与背板通过第三球铰连接；第二液压缸的活塞缸与外筒的侧面通过第四球铰连接，第二液压缸的缸体通过第五球铰与背板连接。
通过液压缸驱动的上肢外骨骼装置，结构简单，可以实现和人体末端的良好匹配。
可选的，上肢外骨骼装置穿戴时，内筒与人体小臂通过绑带连接，背板置于人体后背后侧，通过背带连接。
通过绑带和背带将上肢外骨骼装置与人体连接，可以将液压缸驱动的上肢外骨骼装置固定在人体上，协助人体进行负载的搬运。
可选的，第二液压缸的活塞杆伸出带动外筒上抬，第二液压缸的活塞杆缩回带动外筒下降。
通过第二液压缸的活塞杆运动带动外筒的上抬和下降，从而驱动外筒带动负载移动。
可选的，第一液压缸的活塞杆伸出带动内筒伸出，第一液压缸的活塞杆缩回带动内筒缩回。
通过第一液压缸的活塞杆运动带动内筒伸出和缩回，从而驱动内筒带动负载移动。
可选的，内筒的外壁和外筒的内壁上喷涂有减摩涂层或安装有减摩滑带。
通过减摩涂层或减摩滑带降低内筒和外筒之间的摩擦力，使得内筒和外筒之间的相对运动更加顺畅。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明一个实施例提供的液压缸驱动的上肢外骨骼装置的主视图；
图2是本发明一个实施例提供的液压缸驱动的上肢外骨骼装置的左视图。
其中，附图标记如下：
1、挂钩；2、内筒；3、第一球铰；4、外筒；5、第一液压缸；6、第三球铰；7、背板；8、第二液压缸；9、人体后背；10、第二球铰；11、第四球铰；12、第五球铰。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
上肢外骨骼可以辅助穿戴者实现物体的搬运托举，提升穿戴者的搬运托举能力，节省穿戴者的体力，人体上肢结构复杂，运动灵活，外骨骼为了实现与人体末端的良好匹配，通常结构较为复杂。
针对人体上肢结构复杂，运动灵活，外骨骼为了实现与人体末端的良好匹配，通常结构较为复杂的问题，本申请提供了一种液压缸驱动的上肢外骨骼装置，结构简单，可以实现和人体末端的良好匹配。下面结合图1和图2对本申请提供的液压缸驱动的上肢外骨骼装置进行举例说明。
结合参考图1和图2，该液压缸驱动的上肢外骨骼装置包括：挂钩1、内筒2、第一球铰3、外筒4、第一液压缸5、第二球铰10、背板7、第二液压缸8、第三球铰6、第四球铰11、第五球铰12；挂钩1置于内筒2上，与内筒2固定连接；内筒2与人体小臂连接；内筒2置于外筒4内，内筒2在外筒4内滑动运动；第一液压缸5置于内筒2和外筒4内，第一液压缸5的活塞杆与内筒2的端部内侧通过第一球铰3连接，第一液压缸5的缸体与外筒4的端部内侧通过第二球铰10连接；外筒4置于背板7的两侧，外筒4的端部外侧与背板7通过第三球铰6连接；第二液压缸8的活塞缸与外筒4的侧面通过第四球铰11连接，第二液压缸8的缸体通过第五球铰12与背板7连接。
可选的，第一球铰3和第二球铰10为同一类型的球铰，第四球铰11和第五球铰12为同一类型的球铰，在实际应用中，第一球铰3、第二球铰10、第三球铰6、第四球铰11、第五球铰12为同样的球铰或不同的球铰。可选的，第三球铰6可以选用规格更大的球铰。
可选的，上肢外骨骼装置穿戴时，内筒2与人体小臂通过绑带连接，背板7置于人体后背9后侧，通过背带连接。
人体小臂可以通过绑带带动内筒2实现内收或外展自由运动。
可选的，第二液压缸8的活塞杆伸出带动外筒4上抬，第二液压缸8的活塞杆缩回带动外筒4下降。
第二液压缸8的活塞杆伸出或缩回带动外筒4上抬或下降，外筒4的上抬或下降带动内筒2运动，内筒2带动挂钩1进而带动负载上抬或下降。
可选的，第一液压缸5的活塞杆伸出带动内筒2伸出，第一液压缸5的活塞杆缩回带动内筒2缩回。
第一液压缸5的活塞杆伸出或缩回带动内筒2伸出或缩回，内筒2带动挂钩1进而带动负载实现运动。
可选的，内筒2的外壁和外筒4的内壁上喷涂有减摩涂层或安装有减摩滑带，从而降低内筒2和外筒4之间的摩擦力。
综上所述，本申请提供的液压缸驱动的上肢外骨骼装置，通过液压缸驱动的上肢外骨骼装置，结构简单，可以实现和人体末端的良好匹配。
另外，通过绑带和背带将上肢外骨骼装置与人体连接，可以将液压缸驱动的上肢外骨骼装置固定在人体上，协助人体进行负载的搬运。
另外，通过第二液压缸的活塞杆运动带动外筒的上抬和下降，从而驱动外筒带动负载移动。
另外，通过第一液压缸的活塞杆运动带动内筒伸出和缩回，从而驱动内筒带动负载移动。
另外，通过减摩涂层或减摩滑带降低内筒和外筒之间的摩擦力，使得内筒和外筒之间的相对运动更加顺畅。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种液压缸驱动的上肢外骨骼装置，其特征在于，包括：挂钩、内筒、第一球铰、外筒、第一液压缸、第二球铰、背板、第二液压缸、第三球铰、第四球铰、第五球铰；
所述挂钩置于所述内筒上，与所述内筒固定连接；所述内筒与人体小臂连接；
所述内筒置于所述外筒内，所述内筒在所述外筒内滑动运动；
所述第一液压缸置于所述内筒和所述外筒内，所述第一液压缸的活塞杆与所述内筒的端部内侧通过所述第一球铰连接，所述第一液压缸的缸体与所述外筒的端部内侧通过所述第二球铰连接；
所述外筒置于所述背板的两侧，所述外筒的端部外侧与所述背板通过所述第三球铰连接；
所述第二液压缸的活塞缸与所述外筒的侧面通过所述第四球铰连接，所述第二液压缸的缸体通过所述第五球铰与所述背板连接。
2.根据权利要求1所述的液压缸驱动的上肢外骨骼装置，其特征在于，所述上肢外骨骼装置穿戴时，所述内筒与人体小臂通过绑带连接，所述背板置于人体后背后侧，通过背带连接。
3.根据权利要求1所述的液压缸驱动的上肢外骨骼装置，其特征在于，所述第二液压缸的活塞杆伸出带动所述外筒上抬，所述第二液压缸的活塞杆缩回带动所述外筒下降。
4.根据权利要求1所述的液压缸驱动的上肢外骨骼装置，其特征在于，所述第一液压缸的活塞杆伸出带动所述内筒伸出，所述第一液压缸的活塞杆缩回带动所述内筒缩回。
5.根据权利要求1至4任一所述的液压缸驱动的上肢外骨骼装置，其特征在于，所述内筒的外壁和所述外筒的内壁上喷涂有减摩涂层或安装有减摩滑带。
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