CN113752298B - 外骨骼悬挂装置及车间 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种外骨骼悬挂装置及车间，涉及悬挂装置技术领域，包括位移驱动机构、机械臂组件及连接组件；其中，机械臂组件的第一端与位移驱动机构连接，第二端与连接组件连接，连接组件用于与外骨骼可拆卸地相连接，位移驱动机构用于带动机械臂组件位移。本发明提供的外骨骼悬挂装置，通过机械臂组件悬挂外骨骼，机械臂组件能够灵活地调整外骨骼的高度及角度，以便于辅助使用者穿脱外骨骼。通过位移驱动机构能够驱动机械臂组件位移，使用者需要脱下外骨骼时，可以使位移驱动机构驱动机械臂组件移动至使用者所在区域，以便于辅助使用者脱下外骨骼。当然，也可使位移驱动机构驱动机械臂组件跟随使用者同步位移，以便于使用者随时穿脱外骨骼。

Description

外骨骼悬挂装置及车间

技术领域

本发明涉及悬挂装置技术领域，尤其涉及一种外骨骼悬挂装置及车间。

背景技术

外骨骼全称为机械外骨骼或称动力外骨骼，是一种可让人穿戴的机器装置，以提供额外能量来供四肢运动。现有技术中，通常将外骨骼悬挂于支架上，支架通常固定存放在存放区域。

使用者工作时，需要先在存放区域穿戴外骨骼，然后进行作业。而在作业过程中，使用者可能要进入较为狭窄的空间进行作业，此时穿戴外骨骼不便于操作，因此需要将外骨骼脱下，脱下的外骨骼需要再悬挂于存放区域的支架上，从狭窄的空间完成作业后还需要再次去存放区域穿戴外骨骼，操作十分繁琐，严重的制约了作业效率。

因此，如何解决现有技术中外骨骼通常在固定的位置存放不便于使用者穿脱的问题是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种便于使用者穿脱外骨骼的外骨骼悬挂装置及生产车架，用以解决现有技术中外骨骼通常在固定的位置存放不便于使用者穿脱的问题。

本发明提供一种外骨骼悬挂装置，包括：位移驱动机构、机械臂组件及连接组件；

其中，所述机械臂组件的第一端与所述位移驱动机构连接，第二端与所述连接组件连接，所述连接组件用于与外骨骼可拆卸地相连接，所述位移驱动机构至少能够带动所述机械臂组件沿水平方向位移。

根据本发明提供的外骨骼悬挂装置，所述机械臂组件包括臂节和驱动关节；

所述臂节的数量为若干个，且任意相邻的两个所述臂节通过所述驱动关节可转动连接，所有的所述驱动关节的转动轴线相互平行；

所述机械臂组件的第一端的所述臂节与所述位移驱动机构连接。

根据本发明提供的外骨骼悬挂装置，所述机械臂组件还包括连接座和转动驱动装置，所述转动驱动装置的转动轴线与所述驱动关节的转动轴线垂直；

所述连接座通过所述驱动关节与所述位移驱动机构可转动连接，所述转动驱动装置设置于所述连接座上，所述机械臂组件的第一端的所述臂节与所述转动驱动装置传动连接，以使所述转动驱动装置带动所述臂节转动，或者，所述转动驱动装置设置于所述位移驱动机构上，所述连接座与所述转动驱动装置传动连接，以使所述转动驱动装置带动所述连接座转动，所述机械臂组件的第一端的所述臂节通过所述驱动关节与所述连接座可转动连接。

根据本发明提供的外骨骼悬挂装置，还包括定位器、检测装置和控制器；

所述定位器用于设置在所述外骨骼和/或使用者身上，所述检测装置用于检测所述定位器的位置信息，所述检测装置与所述控制器电连接，并将所述位置信息传输至所述控制器，所述控制器与所述位移驱动机构电连接，并基于所述位置信息控制所述位移驱动机构向所述定位器所在位置移动。

根据本发明提供的外骨骼悬挂装置，所述位移驱动机构包括支座、第一导向结构、第二导向结构、第一滑动件、第二滑动件、第一驱动机构和第二驱动机构；

所述第一导向结构设置于所述支座上，所述第一滑动件可滑动地设置于所述第一导向结构上，所述第一驱动机构设置于所述支座上并与所述第一滑动件传动连接，以驱动所述第一滑动件位移；

所述第二导向结构设置于所述第一滑动件上，且与所述第一导向结构垂直，所述第二滑动件可滑动地设置于所述第二导向结构上，所述第二驱动机构设置于所述第一滑动件上并与所述第二滑动件传动连接，以驱动所述第二滑动件位移；

所述机械臂组件的第一端与所述第二滑动件连接。

根据本发明提供的外骨骼悬挂装置，所述位移驱动机构包括行走机构，所述机械臂组件的第一端与所述行走机构连接。

根据本发明提供的外骨骼悬挂装置，所述行走机构包括滚轮行走机构、履带行走机构或导轨行走机构。

根据本发明提供的外骨骼悬挂装置，所述连接组件设置为磁吸装置、吸盘装置或者夹爪装置。

根据本发明提供的外骨骼悬挂装置，所述转动驱动装置为回转支承。

本发明还提供一种车间，包括：如上任一项所述的外骨骼悬挂装置。

本发明提供的外骨骼悬挂装置，通过机械臂组件悬挂外骨骼，机械臂组件能够灵活地调整外骨骼的高度及角度，以便于辅助使用者穿脱外骨骼。通过位移驱动机构能够驱动机械臂组件位移，使用者需要脱下外骨骼时，可以使位移驱动机构驱动机械臂组件移动至使用者所在区域，以便于辅助使用者脱下外骨骼。当然，也可使位移驱动机构驱动机械臂组件跟随使用者同步位移，以便于使用者随时穿脱外骨骼。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一些实施例中的外骨骼悬挂装置的结构示意图；

图2是本发明提供的一些实施例中的外骨骼悬挂装置的结构示意图；

图3是本发明提供的一些实施例中的外骨骼悬挂装置的结构示意图；

附图标记：

1：臂节； 2：驱动关节； 3：外骨骼；

4：连接座； 5：转动驱动装置； 6：支座；

7：第一导向结构； 8：第一滑动件； 9：行走机构；

10：连接组件； 11：位移驱动机构； 12：第一工作位；

13：第二工作位。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图3描述本发明的实施例中提供的外骨骼悬挂装置。

具体来说，外骨骼悬挂装置包括位移驱动机构11、机械臂组件及连接组件10。

其中，机械臂组件的第一端与位移驱动机构11连接，第二端与连接组件10连接。连接组件10用于与外骨骼3可拆卸地相连接。位移驱动机构11至少能够带动机械臂组件沿水平方向位移。例如，在车间内设置外骨骼悬挂装置时，可以位移驱动机构11可以机械臂组件在车间内进行水平平移，以调整机械臂组件的位置。

本发明的实施例中提供的外骨骼悬挂装置，通过机械臂组件悬挂外骨骼3，机械臂组件能够灵活地调整外骨骼3的高度及角度，以便于辅助使用者穿脱外骨骼3。通过位移驱动机构11能够驱动机械臂组件位移，使用者需要脱下外骨骼3时，可以使位移驱动机构11驱动机械臂组件移动至使用者所在区域，以便于辅助使用者脱下外骨骼3。当然，也可使位移驱动机构11驱动机械臂组件跟随使用者同步位移，以便于使用者随时穿脱外骨骼3。如此，使得使用者可以随时的脱下外骨骼3，以便于使用者执行灵活性要求较高的作业，并且在完成灵活性要求较高的作业后可以方便地重新穿戴外骨骼3。

例如，图1所示，图中所示有第一工作位12和第二工作位13。使用者可以在第一工作位12穿戴外骨骼3，然后搬运重物等至第二工作位，在第二工作位处，需要脱下外骨骼3再进行作业。位移驱动机构11带动机械臂组件运动至第二工作位13，以辅助使用者将外骨骼3脱下，并对外骨骼3进行悬挂放置，以便于使用者再次使用。

可选地，位移驱动机构11带动机械臂组件从第一工作位12运行至第二工作位13时，可以使位移驱动机构11驱动机械臂组件跟随使用者进行位移。

例如，本发明提供的一些实施例中，外骨骼悬挂装置还包括定位器、检测装置和控制器。

定位器用于设置在外骨骼3和/或使用者身上。检测装置用于检测定位器的位置信息，检测装置与控制器电连接，并将位置信息传输至控制器。控制器与位移驱动机构11电连接，并基于位置信息控制位移驱动机构11向定位器所在位置移动。

将定位器设置在外骨骼3上时，当使用者穿戴外骨骼3后，机械臂组件在位移驱动机构11的驱动下跟随使用者运动，以用于辅助使用者随时脱下外骨骼3。

将定位设置在使用者身上时，例如佩戴于使用者身上，或者连接于使用者的衣服上，机械臂组件在位移驱动机构11的驱动下可以跟随使用者运动，以用于辅助使者随时穿脱外骨骼3。

需要说明的是，上述的定位原理无非是通过检测装置去检测定位器发射的信号，将信号传输至控制器，控制器根据信号确定定位器的位置，然后控制机械臂组件向定位器所在的位置运动，其属于现有技术的内容，不属于本文论述重点，此处不再赘述。

当然除了利用上述通过位移驱动机构11驱动机械臂组件跟随使用者运动的方式，还可以采用其他方式使位移驱动机构11驱动机械臂组件运行至第二工作位。

例如，在本发明提供的一些实施例中，设置有多个机械臂组件的停止位，使用者可以通过操作按钮或者软件等方式，控制位移驱动机构11将机械臂组件带动至任意一个停止位。如此设置，使用者可以根据需要调整机械臂组件的位置，从而以便于使用者穿脱外骨骼3。

在本发明提供的一些实施例中，机械臂组件包括臂节1和驱动关节2。

臂节1的数量为若干个，且任意相邻的两个臂节1通过驱动关节2可转动连接，所有的驱动关节2的转动轴线相互平行。机械臂组件的第一端的臂节1与位移驱动机构11连接。如此设置，能够方便地调整外骨骼3的高度及角度，以便于辅助使用者进行穿戴。

需要说明的是，驱动关节2可带动相邻的两个臂节1相对转动，驱动关节通常包括转动连接结构和驱动件。转动连接结构可以使两个零件，例如两个臂节或者臂节与连接座等可转动连接。可选地，转动连接结构包括枢轴和支撑孔。枢轴与支撑孔可转动配合。两个零件中的一者设置有枢轴，另一者设有支撑孔。驱动件用于驱动转动连接结构所连接的两个零件进行相对转动。例如，驱动件可以是驱动电机，驱动电机的外壳与两个零件中的一者连接，驱动轴与另一个零件传动连接。或者，驱动件也可以是伸缩组件，伸缩组件的第一端与两个零件中的一者铰接，第二端与两个零件中的另一者铰接。可选地，伸缩组件可以是电缸、气缸、油缸或电动推杆。

在本发明提供的一些实施例中，机械臂组件还包括连接座4和转动驱动装置5，转动驱动装置5的转动轴线与驱动关节2的转动轴线垂直。

参考图2所示，可选地，连接座4通过驱动关节2与位移驱动机构11可转动连接。转动驱动装置5设置于连接座4上，机械臂组件的第一端的臂节1与转动驱动装置5传动连接，以使转动驱动装置带动臂节1转动。当机械臂组件的第一端的臂节1处于竖直状态时，通过转动驱动装置5驱动该臂节1转动，该臂节1转动时能够带动外骨骼3沿转动驱动装置5的转动轴线转动，此时转动驱动装置5的转动轴线沿竖直方向延伸，如此可调整外骨骼3的水平朝向，以便于外骨骼3与使用者对正，从而方便使用者穿戴。

或者，参考图3所示，转动驱动装置5设置于位移驱动机构11上。连接座4与转动驱动装置5传动连接，以使转动驱动装置5带动连接座4转动，机械臂组件的第一端的臂节1通过驱动关节2与连接座4可转动连接。通过转动驱动装置5驱动连接座4转动，连接座4可以带动臂节1及外骨骼3转动，此时转动驱动装置5的转动轴线沿竖直方向延伸，如此可调整外骨骼3的水平朝向，以便于外骨骼3与使用者对正，从而方便使用者穿戴。

如上设置，通过设置连接座4和转动驱动装置5增加了机械臂组件的自由度，使机械臂组件的运动更加灵活，从而能够更好地辅助使用者穿脱外骨骼3。

参考图1所示，在本发明提供的一些实施例中，位移驱动机构11包括支座6、第一导向结构7、第二导向结构、第一滑动件8、第二滑动件、第一驱动机构和第二驱动机构。

第一导向结构7设置于支座6上。支座6可以是通过型材焊接形成的框架结构或者支架结构。第一滑动件8可滑动地设置于第一导向结构7上。第一驱动机构设置于支座6上并与第一滑动件8传动连接，以驱动第一滑动件8位移。

第二导向结构设置于第一滑动件8上，且与第一导向结构7垂直。第二滑动件可滑动地设置于第二导向结构上。第二驱动机构设置于第一滑动件8上并与第二滑动件传动连接，以驱动第二滑动件位移。

机械臂组件的第一端与第二滑动件连接。

如此设置，通过第一滑动件和第二滑动件配合运动，能够带动机械臂组件在平面内进行位移。

可选地，第一导向结构7和第二导向结构均可设置为导轨。进一步地，第一导向结构7的数量为两个，第一滑动件8的两端分别与两个第一导向结构7可滑动地相连接。

可选地，第一驱动机构和第二驱动机构均可设置为气缸、油缸、电缸、电动推杆、丝杠螺母驱动机构、齿轮齿条驱动机构或者卷扬机驱动机构。

当然，位移驱动机构11并不局限于上述形式，例如，在本发明提供的实施例中，位移驱动机构11包括行走机构9。机械臂组件的第一端与行走机构9连接。通过行走机构9带动机械臂组件进行位移，结构简单，占用空间小，并可允许使用者有较大的活动范围。

在本发明提供的一些实施例中，行走机构9包括滚轮行走机构9、履带行走机构9或导轨行走机构9。

在本发明提供的一些实施例中，连接组件10设置为磁吸装置、吸盘装置或者夹爪装置。需要说明的是，磁吸装置、吸盘装置和夹爪装置均属于现有技术中的产品，关于其原理，不属于本文论述重点，此处不再赘述。其中，夹爪装置可以是气动夹爪、液压夹爪或电动夹爪。

在本发明提供的一些实施例中，转动驱动装置5为回转支承。

本发明的实施例中还提供了一种车间，包括如上任一项的外骨骼悬挂装置。需要说明的是，车间包含有外骨骼悬挂装置也就包含了其所有优点，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种外骨骼悬挂装置，其特征在于，包括：位移驱动机构、机械臂组件及连接组件；

其中，所述机械臂组件的第一端与所述位移驱动机构连接，第二端与所述连接组件连接，所述连接组件用于与外骨骼可拆卸地相连接，所述位移驱动机构至少能够带动所述机械臂组件沿水平方向位移；

所述位移驱动机构包括第二导向结构、第二滑动件和第二驱动机构，所述第二滑动件可滑动地设置于所述第二导向结构上，所述第二驱动机构与所述第二滑动件传动连接，以驱动所述第二滑动件位移；

所述机械臂组件的第一端与所述第二滑动件连接。

2.根据权利要求1所述的外骨骼悬挂装置，其特征在于，所述机械臂组件包括臂节和驱动关节；

所述臂节的数量为若干个，且任意相邻的两个所述臂节通过所述驱动关节可转动连接，所有的所述驱动关节的转动轴线相互平行；

所述机械臂组件的第一端的所述臂节与所述位移驱动机构连接。

3.根据权利要求2所述的外骨骼悬挂装置，其特征在于，所述机械臂组件还包括连接座和转动驱动装置，所述转动驱动装置的转动轴线与所述驱动关节的转动轴线垂直；

所述连接座通过所述驱动关节与所述位移驱动机构可转动连接，所述转动驱动装置设置于所述连接座上，所述机械臂组件的第一端的所述臂节与所述转动驱动装置传动连接，以使所述转动驱动装置带动所述臂节转动；

或者，所述转动驱动装置设置于所述位移驱动机构上，所述连接座与所述转动驱动装置传动连接，以使所述转动驱动装置带动所述连接座转动，所述机械臂组件的第一端的所述臂节通过所述驱动关节与所述连接座可转动连接。

4.根据权利要求1所述的外骨骼悬挂装置，其特征在于，还包括定位器、检测装置和控制器；

所述定位器用于设置在所述外骨骼和/或使用者身上，所述检测装置用于检测所述定位器的位置信息，所述检测装置与所述控制器电连接，并将所述位置信息传输至所述控制器，所述控制器与所述位移驱动机构电连接，并基于所述位置信息控制所述位移驱动机构向所述定位器所在位置移动。

5.根据权利要求1所述的外骨骼悬挂装置，其特征在于，所述位移驱动机构还包括支座、第一导向结构、第一滑动件和第一驱动机构；

所述第一导向结构设置于所述支座上，所述第一滑动件可滑动地设置于所述第一导向结构上，所述第一驱动机构设置于所述支座上并与所述第一滑动件传动连接，以驱动所述第一滑动件位移；

所述第二导向结构设置于所述第一滑动件上，且与所述第一导向结构垂直，所述第二驱动机构设置于所述第一滑动件上。

6.根据权利要求1所述的外骨骼悬挂装置，其特征在于，所述位移驱动机构包括行走机构，所述机械臂组件的第一端与所述行走机构连接。

7.根据权利要求6所述的外骨骼悬挂装置，其特征在于，所述行走机构包括滚轮行走机构、履带行走机构或导轨行走机构。

8.根据权利要求1所述的外骨骼悬挂装置，其特征在于，所述连接组件设置为磁吸装置、吸盘装置或者夹爪装置。

9.根据权利要求3所述的外骨骼悬挂装置，其特征在于，所述转动驱动装置为回转支承。

10.一种车间，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的外骨骼悬挂装置。

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