CN113954052A - 可穿戴柔性手臂外骨骼气动助力装置 - Google Patents
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Abstract
可穿戴柔性手臂外骨骼气动助力装置,包括穿戴护板模块、气动提拉手臂模块、控制模块、气源管路、手滑阀和锂电池,气动提拉手臂模块、控制模块、气源管路和锂电池均设置在穿戴护板模块上,气源管路的气体出口与气动提拉手臂模块的气体进口连接,手滑阀设置在气源管路上,控制模块与气动提拉手臂模块信号连接,锂电池分别与气动提拉手臂模块和控制模块电连接。本发明设计科学,能够辅助工人搬运重物,使工人可轻松搬运重物,工作效率大大提高。
Description
技术领域
本发明属于外骨骼助力装置技术领域,具体的说,涉及一种可穿戴柔性手臂外骨骼气动助力装置。
背景技术
在工厂中,对于机械零件装配场合流水线上的工人通常需要频繁将较重的机械零件从某一工位搬运至另一工位,传统作业都是工人用双手直接搬运机械零件,短时间工人还能坚持,时间一长,则工人的胳膊便会酸疼无力,累得慌,工作效率便会大大降低,使工人的工作积极性大大降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种可穿戴柔性手臂外骨骼气动助力装置,本发明设计科学,能够辅助工人搬运重物,使工人可轻松搬运重物,工作效率大大提高。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
可穿戴柔性手臂外骨骼气动助力装置,包括穿戴护板模块、气动提拉手臂模块、控制模块、气源管路、手滑阀和锂电池,气动提拉手臂模块、控制模块、气源管路和锂电池均设置在穿戴护板模块上,气源管路的气体出口与气动提拉手臂模块的气体进口连接,手滑阀设置在气源管路上,控制模块与气动提拉手臂模块信号连接,锂电池分别与气动提拉手臂模块和控制模块电连接。
穿戴护板模块包括背护板、脊柱护板、衬板、腰护板、竖直长条支板、若干块金属扣板和外罩壳,背护板、脊柱护板、衬板和腰护板均竖向设置,背护板、脊柱护板和腰护板由上至下依次间隔设置,衬板固定设置在腰护板的前侧中部且与腰护板紧密接触,竖直长条支板设置在背护板、脊柱护板和腰护板的后侧中部,背护板、脊柱护板、腰护板和衬板均通过若干根上下间隔设置的紧固螺栓与竖直长条支板固定连接,腰护板呈上下通透且前侧敞口的抱箍结构,腰护板的左侧边沿部与背护板的上侧边左侧部之间以及腰护板的右侧边沿部与背护板的上侧边左侧部之间均固定连接有肩带,腰护板的左侧边沿部和腰护板的右侧边沿部之间还固定连接有腰带,各块金属扣板均沿左右方向竖向设置在竖直长条支板的后侧且上下间隔设置,各块金属扣板均固定连接在竖直长条支板上,金属扣板的左侧边沿部和右侧边沿部均设有前后通透的卡孔,竖直长条支板的后侧中上部固定连接有位于最上侧的金属扣板下方的L型支座,L型支座包括水平支板和竖直支板,竖直支板与背护板平行,竖直支板固定连接在竖直长条支板的后侧面上,水平支板的前侧边与竖直支板的上侧边焊接连接,水平支板的下侧面和竖直支板的后侧面之间焊接有两块左右对称的三角筋板,外罩壳前侧、上侧和下侧均敞口,外罩壳罩在背护板、脊柱护板和腰护板的后侧面上,外罩壳的左侧板前侧边与各块金属扣板上左侧的卡孔固定卡扣连接,外罩壳的右侧板前侧边与各块金属扣板上右侧的卡孔固定卡扣连接,锂电池固定连接在腰护板的后侧面右侧部且位于外罩壳内。
气动提拉手臂模块包括提拉钢丝、气缸、两个手臂环带、两位五通电磁阀和减压阀,气缸的缸体底部固定连接在水平支板的上表面中部,气缸的活塞杆向下伸出缸体的底部并贯穿水平支板,气缸的活塞杆下端固定连接有口字型滑轮座,口字型滑轮座左右通透,口字型滑轮座内转动设置有第一U型槽滑轮,第一U型槽滑轮的中心轴沿前后方向水平设置,最上侧的金属扣板的上侧边左侧部和右侧部均一体成型有设置在气缸的缸体左右两侧且位于水平支板正上方的水平耳板,水平支板上左侧和右侧均固定设置有一根钢丝弹性导管,左侧的钢丝弹性导管向上贯穿固定连接在左侧的水平耳板上并向前弯曲延伸至背护板的前侧,右侧的钢丝弹性导管向上贯穿固定连接在右侧的水平耳板上并向前弯曲延伸至背护板的前侧,竖直支板的后侧面转动设置有两个左右对称设置在气缸的活塞杆两侧的第二U型槽滑轮,两个第二U型槽滑轮分别对应位于两根钢丝弹性导管的下端口下方,第二U型槽滑轮的中心轴沿前后方向水平设置,两个手臂环带左右间隔设置在背护板的前侧,提拉钢丝的一端与左侧的手臂环带固定连接,提拉钢丝贯穿滑动连接在左侧的钢丝弹性导管中并向下绕在左侧的第二U型槽滑轮的左侧部,提拉钢丝再贯穿口字型滑轮座并绕在第一U型槽滑轮的下侧部,之后提拉钢丝再向上绕在右侧的第二U型槽滑轮的右侧部,提拉钢丝再向上贯穿滑动连接在右侧的钢丝弹性导管中,提拉钢丝的另一端伸出右侧的钢丝弹性导管并与右侧的手臂环带固定连接,两位五通电磁阀固定连接在脊柱护板的后侧面左侧部,减压阀固定连接在腰护板的后侧面左侧部,气源管路竖向设置并贯穿固定安装在左侧的水平耳板上,气源管路依次串联连接减压阀的进气口、减压阀的出气口、两位五通电磁阀的进气口、两位五通电磁阀的出气口和气缸的缸体侧壁上端部的通气口,气缸的缸体侧壁下端部的通气口和两位五通电磁阀的减压排气口均设置有消音器,两位五通电磁阀的其余两个气口均设置有堵头,两位五通电磁阀通电时,两位五通电磁阀的进气口与其出气口连通,两位五通电磁阀断电时,两位五通电磁阀的出气口与其减压排气口连通,提拉钢丝、气缸、两位五通电磁阀和减压阀均位于外罩壳内,锂电池分别与两位五通电磁阀和减压阀电连接。
控制模块包括控制手套、控制盒和电器盒,控制手套的大拇指上设置有薄膜压力传感器,控制手套的手腕部固定设置有信号发射盒,信号发射盒内置有压力信号放大器和蓄电池;控制盒设置在背护板的前侧,控制盒内设置有总开关、电量显示模块和急停控制器;电器盒固定连接在脊柱护板的后侧面右侧部,电器盒内设置有继电器模块、通讯模块和电压转换模块,锂电池电压由继电器模块进行控制,继电器模块用来控制两位五通电磁阀通断,通讯模块和继电器模块的工作电压通过电压转换模块由锂电池变压得到,电量显示模块用于检测锂电池电压,急停控制器通过导线与继电器模块信号连接通讯模块通讯模块。
控制模块包括肌电传感器腕带、控制盒和电器盒,肌电传感器腕带上设置有肌电传感器模块并穿戴于手腕处,肌电传感器模块用于检测手部肌肉力量,肌电传感器腕带内还设置有信号放大器和蓄电池;控制盒设置在背护板的前侧,控制盒内设置有总开关、电量显示模块和急停控制器;电器盒固定连接在脊柱护板的后侧面右侧部,电器盒内设置有继电器模块、通讯模块和电压转换模块,锂电池电压由继电器模块进行控制,继电器模块用来控制两位五通电磁阀通断,通讯模块和继电器模块的工作电压通过电压转换模块由锂电池变压得到,电量显示模块用于检测锂电池电压,急停控制器通过导线与继电器模块信号连接。
控制模块包括进气脚踏控制开关、减压排气脚踏控制开关、控制盒和电器盒,进气脚踏控制开关设置在搬货工位的地面上,减压排气脚踏控制开关设置在放货工位的地面上,进气脚踏控制开关和减压排气脚踏控制开关内均设置有信号放大器和蓄电池;控制盒设置在背护板的前侧,控制盒内设置有总开关、电量显示模块和急停控制器;电器盒固定连接在脊柱护板的后侧面右侧部,电器盒内设置有继电器模块、通讯模块和电压转换模块,锂电池电压由继电器模块进行控制,继电器模块用来控制两位五通电磁阀通断,通讯模块和继电器模块的工作电压通过电压转换模块由锂电池变压得到,电量显示模块用于检测锂电池电压,急停控制器通过导线与继电器模块信号连接通讯模块通讯模块。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步,具体地说,本发明的工作原理为:使用时,工人将肩带跨在肩上,腰带箍在腰上,从而将整个装置背在背上,然后将两个手臂环带分别套装在工人的两个手臂上,再在双手上穿戴控制手套,打开手滑阀和总开关,使气源管路接通高压气源,则高压气体通过气源管路流经减压阀至两位五通电磁阀,之后两手搬起重物,使大拇指按压重物,则薄膜压力传感器紧压重物产生压力信号,薄膜压力传感器的压力信号传至信号放大器,信号放大器将压力信号放大后通过通讯模块无线传至传至继电器模块,继电器模块通过通讯模块无线控制两位五通电磁阀通电工作,使两位五通电磁阀的进气口与其出气口连通,则高压气体便会通过气缸的缸体侧壁上端部的通气口进入气缸内活塞上部空间中,高压气体便会推动活塞向下移动,使气缸的活塞杆向下推出,气缸内活塞下部空间通过气缸的缸体侧壁下端部的通气口与外界大气连通,进而第一U型槽滑轮推动提拉钢丝向下移动,则提拉钢丝的两端便会向上提起两个手臂环带,两个手臂环带便会向上提拉工人的手臂,为手臂向上抬提供助力,辅助手臂搬起重物,其中通过减压阀可以调节气压以便调节气动力,控制气缸的压力进而可以控制辅助手臂的力量:例如搬起20公斤重物时,气缸可以输出15公斤力量,忽略摩擦力的因素,手臂只需5公斤的力量即可搬起重物;当搬运至指定工位后,使大拇指抬起与重物分开,则薄膜压力传感器未受压,从而使两位五通电磁阀断电,则两位五通电磁阀的出气口与其减压排气口连通,气缸内活塞上部空间的气体便会通过两位五通电磁阀的减压排气口排出,使气缸内活塞上部空间减压,那么在重物的重力作用下,提拉钢丝便会拉动气缸的活塞杆向上移动,提拉钢丝的两端便会向下移动,手臂便可将重物放下,如此,重复上述操作,工人便可轻松重复搬运多个重物,工作效率大大提高,避免工人的胳膊酸疼无力。
本发明设计科学,能够辅助工人搬运重物,使工人可轻松搬运重物,工作效率大大提高。
附图说明
图1是本发明的工作状态示意图。
图2是本发明的前视图。
图3是图1的右视图。
图4是本发明的轴测图。
图5是本发明去掉外罩壳后的结构示意图。
图6是本发明去掉外罩壳后的后视图。
图7是本发明的控制手套的结构示意图。
图8是本发明的控制手套的各部件之间信号连接示意图。
图9是图6中A处局部放大图。
图10是本发明的实施例二中的肌电传感器腕带的结构示意图及其内置各部件之间信号连接示意图。
图11是本发明的实施例三中的进气脚踏控制开关和减压排气脚踏控制开关的结构示意图及其内置各部件之间信号连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
实施例一
如图1-9所示,可穿戴柔性手臂外骨骼气动助力装置,包括穿戴护板模块、气动提拉手臂模块、控制模块、气源管路1、手滑阀2和锂电池3,气动提拉手臂模块、控制模块、气源管路1和锂电池3均设置在穿戴护板模块上,气源管路1的气体出口与气动提拉手臂模块的气体进口连接,手滑阀2设置在气源管路1上,控制模块与气动提拉手臂模块信号连接,锂电池3分别与气动提拉手臂模块和控制模块电连接。
穿戴护板模块包括背护板4、脊柱护板5、衬板6、腰护板7、竖直长条支板8、若干块金属扣板9和外罩壳10,背护板4、脊柱护板5、衬板6和腰护板7均竖向设置,背护板4、脊柱护板5和腰护板7由上至下依次间隔设置,衬板6固定设置在腰护板7的前侧中部且与腰护板7紧密接触,竖直长条支板8设置在背护板4、脊柱护板5和腰护板7的后侧中部,背护板4、脊柱护板5、腰护板7和衬板6均通过若干根上下间隔设置的紧固螺栓11与竖直长条支板8固定连接,腰护板7呈上下通透且前侧敞口的抱箍结构,腰护板7的左侧边沿部与背护板4的上侧边左侧部之间以及腰护板7的右侧边沿部与背护板4的上侧边左侧部之间均固定连接有肩带12,腰护板7的左侧边沿部和腰护板7的右侧边沿部之间还固定连接有腰带13,各块金属扣板9均沿左右方向竖向设置在竖直长条支板8的后侧且上下间隔设置,各块金属扣板9均固定连接在竖直长条支板8上,金属扣板9的左侧边沿部和右侧边沿部均设有前后通透的卡孔14,竖直长条支板8的后侧中上部固定连接有位于最上侧的金属扣板9下方的L型支座15,L型支座15包括水平支板和竖直支板,竖直支板与背护板4平行,竖直支板固定连接在竖直长条支板8的后侧面上,水平支板的前侧边与竖直支板的上侧边焊接连接,水平支板的下侧面和竖直支板的后侧面之间焊接有两块左右对称的三角筋板,外罩壳10前侧、上侧和下侧均敞口,外罩壳10罩在背护板4、脊柱护板5和腰护板7的后侧面上,外罩壳10的左侧板前侧边与各块金属扣板9上左侧的卡孔14固定卡扣连接,外罩壳10的右侧板前侧边与各块金属扣板9上右侧的卡孔14固定卡扣连接,锂电池3固定连接在腰护板7的后侧面右侧部且位于外罩壳10内。
气动提拉手臂模块包括提拉钢丝16、气缸17、两个手臂环带18、两位五通电磁阀19和减压阀20,气缸17的缸体底部固定连接在水平支板的上表面中部,气缸17的活塞杆向下伸出缸体的底部并贯穿水平支板,气缸17的活塞杆下端固定连接有口字型滑轮座21,口字型滑轮座21左右通透,口字型滑轮座21内转动设置有第一U型槽滑轮22,第一U型槽滑轮22的中心轴沿前后方向水平设置,最上侧的金属扣板9的上侧边左侧部和右侧部均一体成型有设置在气缸17的缸体左右两侧且位于水平支板正上方的水平耳板23,水平支板上左侧和右侧均固定设置有一根钢丝弹性导管24,左侧的钢丝弹性导管24向上贯穿固定连接在左侧的水平耳板23上并向前弯曲延伸至背护板4的前侧,右侧的钢丝弹性导管24向上贯穿固定连接在右侧的水平耳板23上并向前弯曲延伸至背护板4的前侧,竖直支板的后侧面转动设置有两个左右对称设置在气缸17的活塞杆两侧的第二U型槽滑轮25,两个第二U型槽滑轮25分别对应位于两根钢丝弹性导管24的下端口下方,第二U型槽滑轮25的中心轴沿前后方向水平设置,两个手臂环带18左右间隔设置在背护板4的前侧,提拉钢丝16的一端与左侧的手臂环带18固定连接,提拉钢丝16贯穿滑动连接在左侧的钢丝弹性导管24中并向下绕在左侧的第二U型槽滑轮25的左侧部,提拉钢丝16再贯穿口字型滑轮座21并绕在第一U型槽滑轮22的下侧部,之后提拉钢丝16再向上绕在右侧的第二U型槽滑轮25的右侧部,提拉钢丝16再向上贯穿滑动连接在右侧的钢丝弹性导管24中,提拉钢丝16的另一端伸出右侧的钢丝弹性导管24并与右侧的手臂环带18固定连接,两位五通电磁阀19固定连接在脊柱护板5的后侧面左侧部,减压阀20固定连接在腰护板7的后侧面左侧部,气源管路1竖向设置并贯穿固定安装在左侧的水平耳板23上,气源管路1依次串联连接减压阀20的进气口、减压阀20的出气口、两位五通电磁阀19的进气口、两位五通电磁阀19的出气口和气缸17的缸体侧壁上端部的通气口,气缸17的缸体侧壁下端部的通气口和两位五通电磁阀19的减压排气口均设置有消音器,两位五通电磁阀19的其余两个气口均设置有堵头,两位五通电磁阀19通电时,两位五通电磁阀19的进气口与其出气口连通,两位五通电磁阀19断电时,两位五通电磁阀19的出气口与其减压排气口连通,提拉钢丝16、气缸17、两位五通电磁阀19和减压阀20均位于外罩壳10内,锂电池3分别与两位五通电磁阀19和减压阀20电连接。
控制模块包括控制手套26、控制盒27和电器盒28,控制手套26的大拇指上设置有薄膜压力传感器29,控制手套26的手腕部固定设置有信号发射盒30,信号发射盒30内置有压力信号放大器31和蓄电池32,控制盒27设置在背护板4的前侧,控制盒27内设置有总开关、电量显示模块和急停控制器,电器盒28固定连接在脊柱护板5的后侧面右侧部,电器盒28内设置有电压转换模块和继电器模块,锂电池3电压由继电器模块进行控制,继电器模块用来控制两位五通电磁阀19通断,通讯模块和继电器模块的工作电压通过电压转换模块由锂电池3变压得到,电量显示模块用于检测锂电池3电压,急停控制器通过导线与继电器模块信号连接。
需要说明的是,通讯模块可以为wifi模块、蓝牙模块、2G或5G信号模块等无线传输模块,此为常规技术。
本发明的工作原理为:使用时,工人将肩带12跨在肩上,腰带13箍在腰上,从而将整个装置背在背上,然后将两个手臂环带18分别套装在工人的两个手臂上,再在双手上穿戴控制手套26,打开手滑阀2和总开关,使气源管路1接通高压气源,则高压气体通过气源管路1流经减压阀20至两位五通电磁阀19,之后两手搬起重物,使大拇指按压重物,则薄膜压力传感器29紧压重物产生压力信号,薄膜压力传感器29的压力信号传至信号放大器,信号放大器将压力信号放大后通过通讯模块无线传至继电器模块,继电器模块通过通讯模块无线控制两位五通电磁阀19通电工作,使两位五通电磁阀19的进气口与其出气口连通,则高压气体便会通过气缸17的缸体侧壁上端部的通气口进入气缸17内活塞上部空间中,高压气体便会推动活塞向下移动,使气缸17的活塞杆向下推出,气缸17内活塞下部空间通过气缸17的缸体侧壁下端部的通气口与外界大气连通,进而第一U型槽滑轮22推动提拉钢丝16向下移动,则提拉钢丝16的两端便会向上提起两个手臂环带18,两个手臂环带18便会向上提拉工人的手臂,为手臂向上抬提供助力,辅助手臂搬起重物,其中通过减压阀20可以调节气压以便调节气动力,控制气缸17的压力进而可以控制辅助手臂的力量:例如搬起20公斤重物时,气缸17可以输出15公斤力量,忽略摩擦力的因素,手臂只需5公斤的力量即可搬起重物;当搬运至指定工位后,使大拇指抬起与重物分开,则薄膜压力传感器29未受压,从而使两位五通电磁阀19断电,则两位五通电磁阀19的出气口与其减压排气口连通,气缸17内活塞上部空间的气体便会通过两位五通电磁阀19的减压排气口排出,使气缸17内活塞上部空间减压,那么在重物的重力作用下,提拉钢丝16便会拉动气缸17的活塞杆向上移动,提拉钢丝16的两端便会向下移动,手臂便可将重物放下,如此,重复上述操作,工人便可轻松重复搬运多个重物,工作效率大大提高,避免工人的胳膊酸疼无力。
实施例二
与实施例一不同的是,如图10所示,控制模块包括肌电传感器腕带33、控制盒27和电器盒28,肌电传感器腕带33上设置有肌电传感器模块34并穿戴于手腕处,肌电传感器模块34用于检测手部肌肉力量,肌电传感器腕带33内还设置有信号放大器31和蓄电池32;控制盒27设置在背护板4的前侧,控制盒27内设置有总开关、电量显示模块和急停控制器;电器盒28固定连接在脊柱护板5的后侧面右侧部,电器盒28内设置有继电器模块、通讯模块和电压转换模块,锂电池3电压由继电器模块进行控制,继电器模块用来控制两位五通电磁阀19通断,通讯模块和继电器模块的工作电压通过电压转换模块由锂电池3变压得到,电量显示模块用于检测锂电池3电压,急停控制器通过导线与继电器模块信号连接。
这样,工人搬运重物时,肌电传感器模块34便会检测手部肌肉力量,肌电传感器模块34将手部肌肉力量信号传至信号放大器31,信号放大器31将手部肌肉力量信号放大后通过通讯模块传至继电器模块,继电器模块通过通讯模块控制两位五通电磁阀19通电工作,使两位五通电磁阀19的进气口与其出气口连通,则高压气体便会通过气缸17的缸体侧壁上端部的通气口进入气缸17内活塞上部空间中,高压气体便会推动活塞向下移动,使气缸17的活塞杆向下推出,同实施例一的工作原理,则两个手臂环带18在提拉钢丝16的作用下向上抬,辅助手臂搬起重物;当搬运至指定工位后,将重物下放,则手部肌肉力量减弱或消失,两位五通电磁阀19断电,则同实施例一的工作原理,两位五通电磁阀19的出气口与其减压排气口连通,气缸17内活塞上部空间的气体便会通过两位五通电磁阀19的减压排气口排出,使气缸17内活塞上部空间减压,那么在重物的重力作用下,提拉钢丝16便会拉动气缸17的活塞杆向上移动,提拉钢丝16的两端便会向下移动,手臂便可将重物放。
实施例三
与实施例一和实施例二均不同的是,如图11所示,控制模块包括进气脚踏控制开关35、减压排气脚踏控制开关36、控制盒27和电器盒28,进气脚踏控制开关35设置在搬货工位的地面上,减压排气脚踏控制开关36设置在放货工位的地面上,进气脚踏控制开关35和减压排气脚踏控制开关36内均设置有信号放大器31和蓄电池32;控制盒27设置在背护板4的前侧,控制盒27内设置有总开关、电量显示模块和急停控制器,电器盒28固定连接在脊柱护板5的后侧面右侧部,电器盒28内设置有电压转换模块和继电器模块,锂电池3电压由继电器模块进行控制,继电器模块用来控制两位五通电磁阀19通断,通讯模块和继电器模块的工作电压通过电压转换模块由锂电池3变压得到,电量显示模块用于检测锂电池3电压,急停控制器通过导线与继电器模块信号连接。
这样,工人搬运重物时,在搬货工位踩踏进气脚踏控制开关35,进气脚踏控制开关35将进气信号信号传至信号放大器32,信号放大器32将进气信号放大后通过通讯模块无线传输至继电器模块,继电器模块通过通讯模块控制两位五通电磁阀19通电工作,使两位五通电磁阀19的进气口与其出气口连通,则高压气体便会通过气缸17的缸体侧壁上端部的通气口进入气缸17内活塞上部空间中,高压气体便会推动活塞向下移动,使气缸17的活塞杆向下推出,同实施例一的工作原理,则两个手臂环带18在提拉钢丝16的作用下向上抬,辅助手臂搬起重物,当搬至放货工位时,踩踏减压排气脚踏控制开关36,减压排气脚踏控制开关36将减压排气信号传至信号放大器31,信号放大器31将减压排气信号放大后通过通讯模块无线传输至继电器模块,继电器模块通过通讯模块控制两位五通电磁阀19断电,则同实施例一的工作原理,两位五通电磁阀19的出气口与其减压排气口连通,气缸17内活塞上部空间的气体便会通过两位五通电磁阀19的减压排气口排出,使气缸17内活塞上部空间减压,那么在重物的重力作用下,提拉钢丝16便会拉动气缸17的活塞杆向上移动,提拉钢丝16的两端便会向下移动,手臂便可将重物放下。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解;依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.可穿戴柔性手臂外骨骼气动助力装置,其特征在于:包括穿戴护板模块、气动提拉手臂模块、控制模块、气源管路、手滑阀和锂电池,气动提拉手臂模块、控制模块、气源管路和锂电池均设置在穿戴护板模块上,气源管路的气体出口与气动提拉手臂模块的气体进口连接,手滑阀设置在气源管路上,控制模块与气动提拉手臂模块信号连接,锂电池分别与气动提拉手臂模块和控制模块电连接。
2.根据权利要求1所述的可穿戴柔性手臂外骨骼气动助力装置,其特征在于:穿戴护板模块包括背护板、脊柱护板、衬板、腰护板、竖直长条支板、若干块金属扣板和外罩壳,背护板、脊柱护板、衬板和腰护板均竖向设置,背护板、脊柱护板和腰护板由上至下依次间隔设置,衬板固定设置在腰护板的前侧中部且与腰护板紧密接触,竖直长条支板设置在背护板、脊柱护板和腰护板的后侧中部,背护板、脊柱护板、腰护板和衬板均通过若干根上下间隔设置的紧固螺栓与竖直长条支板固定连接,腰护板呈上下通透且前侧敞口的抱箍结构,腰护板的左侧边沿部与背护板的上侧边左侧部之间以及腰护板的右侧边沿部与背护板的上侧边左侧部之间均固定连接有肩带,腰护板的左侧边沿部和腰护板的右侧边沿部之间还固定连接有腰带,各块金属扣板均沿左右方向竖向设置在竖直长条支板的后侧且上下间隔设置,各块金属扣板均固定连接在竖直长条支板上,金属扣板的左侧边沿部和右侧边沿部均设有前后通透的卡孔,竖直长条支板的后侧中上部固定连接有位于最上侧的金属扣板下方的L型支座,L型支座包括水平支板和竖直支板,竖直支板与背护板平行,竖直支板固定连接在竖直长条支板的后侧面上,水平支板的前侧边与竖直支板的上侧边焊接连接,水平支板的下侧面和竖直支板的后侧面之间焊接有两块左右对称的三角筋板,外罩壳前侧、上侧和下侧均敞口,外罩壳罩在背护板、脊柱护板和腰护板的后侧面上,外罩壳的左侧板前侧边与各块金属扣板上左侧的卡孔固定卡扣连接,外罩壳的右侧板前侧边与各块金属扣板上右侧的卡孔固定卡扣连接,锂电池固定连接在腰护板的后侧面右侧部且位于外罩壳内。
3.根据权利要求2所述的可穿戴柔性手臂外骨骼气动助力装置,其特征在于:气动提拉手臂模块包括提拉钢丝、气缸、两个手臂环带、两位五通电磁阀和减压阀,气缸的缸体底部固定连接在水平支板的上表面中部,气缸的活塞杆向下伸出缸体的底部并贯穿水平支板,气缸的活塞杆下端固定连接有口字型滑轮座,口字型滑轮座左右通透,口字型滑轮座内转动设置有第一U型槽滑轮,第一U型槽滑轮的中心轴沿前后方向水平设置,最上侧的金属扣板的上侧边左侧部和右侧部均一体成型有设置在气缸的缸体左右两侧且位于水平支板正上方的水平耳板,水平支板上左侧和右侧均固定设置有一根钢丝弹性导管,左侧的钢丝弹性导管向上贯穿固定连接在左侧的水平耳板上并向前弯曲延伸至背护板的前侧,右侧的钢丝弹性导管向上贯穿固定连接在右侧的水平耳板上并向前弯曲延伸至背护板的前侧,竖直支板的后侧面转动设置有两个左右对称设置在气缸的活塞杆两侧的第二U型槽滑轮,两个第二U型槽滑轮分别对应位于两根钢丝弹性导管的下端口下方,第二U型槽滑轮的中心轴沿前后方向水平设置,两个手臂环带左右间隔设置在背护板的前侧,提拉钢丝的一端与左侧的手臂环带固定连接,提拉钢丝贯穿滑动连接在左侧的钢丝弹性导管中并向下绕在左侧的第二U型槽滑轮的左侧部,提拉钢丝再贯穿口字型滑轮座并绕在第一U型槽滑轮的下侧部,之后提拉钢丝再向上绕在右侧的第二U型槽滑轮的右侧部,提拉钢丝再向上贯穿滑动连接在右侧的钢丝弹性导管中,提拉钢丝的另一端伸出右侧的钢丝弹性导管并与右侧的手臂环带固定连接,两位五通电磁阀固定连接在脊柱护板的后侧面左侧部,减压阀固定连接在腰护板的后侧面左侧部,气源管路竖向设置并贯穿固定安装在左侧的水平耳板上,气源管路依次串联连接减压阀的进气口、减压阀的出气口、两位五通电磁阀的进气口、两位五通电磁阀的出气口和气缸的缸体侧壁上端部的通气口,气缸的缸体侧壁下端部的通气口和两位五通电磁阀的减压排气口均设置有消音器,两位五通电磁阀的其余两个气口均设置有堵头,两位五通电磁阀通电时,两位五通电磁阀的进气口与其出气口连通,两位五通电磁阀断电时,两位五通电磁阀的出气口与其减压排气口连通,提拉钢丝、气缸、两位五通电磁阀和减压阀均位于外罩壳内,锂电池分别与两位五通电磁阀和减压阀电连接。
4.根据权利要求3所述的可穿戴柔性手臂外骨骼气动助力装置,其特征在于:控制模块包括控制手套、控制盒和电器盒,控制手套的大拇指上设置有薄膜压力传感器,控制手套的手腕部固定设置有信号发射盒,信号发射盒内置有压力信号放大器和蓄电池;控制盒设置在背护板的前侧,控制盒内设置有总开关、电量显示模块和急停控制器;电器盒固定连接在脊柱护板的后侧面右侧部,电器盒内设置有继电器模块、通讯模块和电压转换模块,锂电池电压由继电器模块进行控制,继电器模块用来控制两位五通电磁阀通断,通讯模块和继电器模块的工作电压通过电压转换模块由锂电池变压得到,电量显示模块用于检测锂电池电压,急停控制器通过导线与继电器模块信号连接。
5.根据权利要求3所述的可穿戴柔性手臂外骨骼气动助力装置,其特征在于:控制模块包括肌电传感器腕带、控制盒和电器盒,肌电传感器腕带上设置有肌电传感器模块并穿戴于手腕处,肌电传感器模块用于检测手部肌肉力量,肌电传感器腕带内还设置有信号放大器和蓄电池;控制盒设置在背护板的前侧,控制盒内设置有总开关、电量显示模块和急停控制器;电器盒固定连接在脊柱护板的后侧面右侧部,电器盒内设置有继电器模块、通讯模块和电压转换模块,锂电池电压由继电器模块进行控制,继电器模块用来控制两位五通电磁阀通断,通讯模块和继电器模块的工作电压通过电压转换模块由锂电池变压得到,电量显示模块用于检测锂电池电压,急停控制器通过导线与继电器模块信号连接。
6.根据权利要求3所述的可穿戴柔性手臂外骨骼气动助力装置,其特征在于:控制模块包括进气脚踏控制开关、减压排气脚踏控制开关、控制盒和电器盒,进气脚踏控制开关设置在搬货工位的地面上,减压排气脚踏控制开关设置在放货工位的地面上,进气脚踏控制开关和减压排气脚踏控制开关内均设置有信号放大器和蓄电池;控制盒设置在背护板的前侧,控制盒内设置有总开关、电量显示模块和急停控制器;电器盒固定连接在脊柱护板的后侧面右侧部,电器盒内设置有继电器模块、通讯模块和电压转换模块,锂电池电压由继电器模块进行控制,继电器模块用来控制两位五通电磁阀通断,通讯模块和继电器模块的工作电压通过电压转换模块由锂电池变压得到,电量显示模块用于检测锂电池电压,急停控制器通过导线与继电器模块信号连接。
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