CN114536379A - 外骨骼 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种外骨骼，适用于穿戴于操作人员的手部，包括：手掌部，适用于穿戴于手掌上；多个手指部，每个手指部适用于穿戴于至少一根手指的外部，用以在手指弯曲的状态下发生与手指相同的弯曲动作；以及多个施压机构，每个施压机构和至少一个手指部连接，适用于向手指部施加一个与弯曲动作相同方向的压力，以使得手指和/或手指部在与物体发生接触的状态下，手指部对手指提供保持弯曲的支持力或向物体施加一个大于手指施加的第一握力的第二握力；施压机构包括：储能组件，设置于手掌部上；传动组件，设置于手指部及储能组件之间，适用于将弯曲动作传递至储能组件以驱动储能组件以动能形式存储能量或将储能组件存储的能量输出至手指部。

Description

外骨骼

技术领域

本发明的至少一种实施例涉及一种可穿戴设备，尤其是一种外骨骼。

背景技术

手部是人体的重要器官，对于人体的运动及工作生活具有重要作用。受限于负责控制手指运动的肌肉大小，手部在大负载下难以长时间坚持抓握，且很难在瞬时爆发出很强的抓握力量。在以抓握动作为主的行为（如抓握、搬运及攀爬）中，就显得尤为吃力。

发明内容

针对于现有的技术问题，本发明提供一种外骨骼，用于至少部分解决以上技术问题。

本发明的一方面提供一种外骨骼，包括：手掌部，适用于穿戴于手掌上；多个手指部，每个所述手指部适用于穿戴于至少一根手指的外部，用以在所述手指弯曲的状态下发生与所述手指相同的弯曲动作；以及多个施压机构，每个所述施压机构和至少一个所述手指部连接，适用于向所述手指部施加一个与所述弯曲动作相同方向的压力，以使得所述手指和/或手指部在与物体发生接触的状态下，手指部对手指提供保持弯曲的支持力，或向所述物体施加一个大于所述手指施加的第一握力的第二握力。

在一种示意性的实施例中，还包括锁止机构，和所述施压机构连接，适用于限制所述施压机构与手指部的相对位置，用以保持所述手指部及手指的弯曲动作。

在一种示意性的实施例中，所述施压机构包括：储能组件，设置于所述手掌部上；传动组件，设置于所述手指部及储能组件之间，适用于将所述弯曲动作传递至所述储能组件以驱动所述储能组件以动能形式存储能量、或将所述储能组件存储的能量输出至所述手指部以向手指部施加压力；以及弯曲限制组件，设置于所述手指部及传动组件和/或手掌部之间，适用于限制所述传动组件的自由度，以通过所述传动组件的位移变化量驱动所述储能组件存储能量或将所述储能组件存储的能量输出。

在一种示意性的实施例中，所述储能组件包括：外套管，设置于所述手掌部上；内套管，可旋转的设置于所述外套管的内部；飞轮，设置于所述内套管的轴向的一端，适用于和所述内套管同步旋转；螺套，设置于所述内套管的内部，并与所述内套管过盈配合；以及滚珠丝杠，设置于所述内套管的内部并与所述螺套螺纹配合，所述滚珠丝杠被构造成沿所述内套管的轴向方向在第一位置和第二位置之间移动，所述滚珠丝杠与所述传动组件的同侧的端部枢转连接。

在一种示意性的实施例中，所述锁止机构包括：轴承，设置于所述内套管及外套管之间，适用于保持所述内套管相对于外套管的旋转状态的回转精度，所述轴承的内部注有磁流变脂；以及线圈，套设于所述内套管的外侧，被构造成在通电状态下形成磁场，以使得磁场内的所处磁流变脂形成宾汉流体，用以限制所述内套管与外套管的相对旋转。

在一种示意性的实施例中，所述手指部包括由远离所述手掌部的一侧向靠近手掌部的一侧顺次枢转连接的第一指套、第二指套及第三指套。

在一种示意性的实施例中，所述传动组件包括：顺次枢转连接的第一直连杆、第二直连杆、第三直连杆及第四直连杆，所述第一直连杆的远离第二直连杆的端部可枢转的连接在所述第一指套上；第一鱼眼关节轴承，设置于所述第四直连杆的远离第三直连杆的端部；以及V型连杆，所述V型连杆的支点端可枢转的连接在所述手掌部上，所述V型连杆的一个杠杆端与所述第一鱼眼关节轴承枢转相连，并且另一个杠杆端可枢转的连接在所述滚珠丝杠的一端；其中，所述第一直连杆、第二直连杆、第三直连杆、第四直连杆及V型连杆均在所述第一指套及第二指套的摆转方向所限定的平面内摆动。

在一种示意性的实施例中，所述弯曲限制组件包括：第五直连杆，所述第五直连杆的一端可枢转的连接在所述第一直连杆及第二直连杆的连接位置，所述第五直连杆的另一端可枢转的连接在所述第二指套上；第六直连杆，所述第六直连杆的一端可枢转的连接在所述第二直连杆及第三直连杆的连接位置，所述第六直连杆的另一端可枢转的连接在所述第三指套上；以及三头连接件，包括相互枢转连接的三个直连杆，所述三头连接件的第一端可枢转的连接在所述第三直连杆及第四直连杆的连接位置，所述三头连接件的第二端可枢转的连接在所述第三指套上，所述三头连接件的第三端可枢转的连接在所述手掌部上；其中，第五直连杆、第六直连杆及三头连接件均在所述第一指套及第二指套的摆转方向所限定的平面内摆动。

在一种示意性的实施例中，所述传动组件包括：顺次枢转连接的第七直连杆、第八直连杆，所述第七直连杆远离所述第八直连杆的端部可枢转的连接在所述第一指套上；以及第二鱼眼关节轴承，设置于所述第八直连杆的远离第七直连杆的端部；其中，所述第七直连杆及第八直连杆均在所述第一指套及第二指套的摆转方向所限定的平面内摆动。

在一种示意性的实施例中，所述弯曲限制组件包括：第九直连杆，所述第九直连杆的一端可枢转的连接在所述第七直连杆及第八直连杆的连接位置，所述第九直连杆的另一端可枢转的连接在所述第二指套上；第十直连杆，所述第十直连杆的一端套设在所述第二鱼眼关节轴承内，所述第十直连杆的另一端可枢转的连接在所述第三指套上；以及十字万向节，所述十字万向节的一端设置于所述第三指套上，所述十字万向节的另一端适用于与所述手掌部连接。

本发明的实施例中公开了一种外骨骼，手掌部适用于穿戴在手掌上，手指部适用于穿戴于至少一部分手指上。手指部中的指套适用于套设在手指的外部，并在手指弯曲的状态下发生与手指相同的弯曲动作。在手指本身施加的第一握力的基础上，施压机构向指套施加一个与弯曲动作相同方向的压力。在手指和/或指套在与物体接触时，由于压力和第一握力叠加作用，因此可向物体输出一个大于手指肌肉产生的第一握力的第二握力，以在手部执行抓握动作的状态下对抓握动作提供保持力，或者爆发一个更大的抓握力。

附图说明

图1是根据本发明的一种示意性实施例的外骨骼的立体图；

图2是图1所示的示意性实施例的储能组件部分的局部剖视图；

图3是图1所示的示意性实施例的手掌部部分的立体图；

图4是图1所示的示意性实施例的一部分手指部的局部放大图；以及

图5是图1所示的示意性实施例的另一部分手指部的局部放大图。

附图标记

1、施压机构；

10、储能组件；

100、滚珠丝杠；

101、内套管；

102、轴用弹簧挡圈；

103、线圈；

104、第一轴承；

105、外套管；

106、第二轴承；

107、飞轮；

108、螺套；

11、传动组件；

111、第一直连杆；

112、第二直连杆；

113、第三直连杆；

114、第四直连杆；

115、第一鱼眼关节轴承；

116、V型连杆；

117、第七直连杆；

118、第八直连杆；

119、第二鱼眼关节轴承；

12、弯曲限制组件；

121、第五直连杆；

122、第六直连杆；

123、三头连接件；

124、第九直连杆；

125、第十直连杆；

126、十字万向节连接件；

127、十字万向节；

2、手指部；

201、第一指套；

202、第二指套；

203、第三指套；

3、手掌部；

300、V型连杆连接部；

301、十字万向节连接部；

302、储能组件连接部；

303、抱箍结构连接部；

304、条形孔；

305、基板；以及

306、三头连接件连接部。

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明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语包括技术和科学术语具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等。

图1是根据本发明的一种示意性实施例的外骨骼的立体图。图2是图1所示的示意性实施例的储能组件部分的局部剖视图。图3是图1所示的示意性实施例的手掌部部分的立体图。图4是图1所示的示意性实施例的一部分手指部的局部放大图。图5是图1所示的示意性实施例的另一部分手指部的局部放大图。

本发明提供一种外骨骼，如图1至5所示，包括手掌部3、多个手指部2及多个施压机构1。手掌部3适用于穿戴于手掌上。每个手指部2适用于穿戴于至少一根手指的外部，用以在手指弯曲的状态下发生与手指大致相同的弯曲动作。每个施压机构1和至少一个手指部2连接，适用于向手指部2施加一个与弯曲动作相同方向的压力，以使得手指和/或手指部2在与物体发生接触的状态下，手指部对手指提供保持弯曲的支持力，或向物体施加一个大于手指施加的第一握力的第二握力。

在一种示意性的实施例中，手掌部3适用于穿戴于手部的手背一侧。

详细地，手掌部3与手背接触的一侧表面被构造成与手背相适应的形状。这样在穿戴于手部的状态下，可使得手掌部3和手背紧密贴合，有利于在操作过程中保持外骨骼的稳定。应当理解，本发明的实施例不限于此。

例如，手掌部3可穿戴于手部的手心一侧。

再如，手掌部3可制成手套状，将至少一部分手部包覆。

在一种示意性的实施例中，外骨骼包括五个手指部2，分别适用于穿戴于五个手指上。应当理解，本发明的实施例不限于此。

例如，外骨骼包括两个手指部2，一个手指部2适用于穿戴于大拇指上，另外四个手指部2共同穿戴于其他的四个手指上。

再如，外骨骼包括三个手指部2或四个手指部2，每个手指部2内穿戴一个手指，适用于穿戴于一部分手指上。

在一种示意性的实施例中，外骨骼的施压机构1和手指部2的数量一致，每个施压机构1和一个手指部2连接。

详细地，包括五个施压机构1。

进一步的，至少一部分施压机构1设置于手掌部3上，另一部分施压机构1设置于手指部2上和/或手指部2及手掌部3之间。这样的实施方式还适用于将手指部2连接在手掌部3上。

在另一种示意性的实施例中，施压机构1和手指部2的数量不一致。

例如，多于手指部2的数量，可通过多个施压机构1控制一个手指部2的不同位置。这样有利于对手指部2的弯曲动作进行较为细致的捕捉。

再如，少于手指部2的数量，可控制一部分手指部2或一个施压机构1控制多个手指部2。

根据本发明的实施例，如图2所示，还包括和施压机构1连接的锁止机构，适用于限制施压机构1与手指部2的相对位置，用以保持手指部2及手指的弯曲动作。 这样的实施方式可在手指及手指部2发生弯曲动作的状态下将手指部2锁止，用以将手指及手指部2保持在弯曲状态。以使得提升手部执行抓握动作时，提升抓握的耐力。

根据本发明的实施例，如图1、2、4及5所示，施压机构1包括储能组件10、传动组件11以及弯曲限制组件12。储能组件10设置于手掌部3上。传动组件11设置于手指部2及储能组件10之间，适用于将弯曲动作传递至储能组件10以驱动储能组件10以动能形式存储能量、或将储能组件10存储的能量输出至手指部2以向手指部2施加压力。弯曲限制组件12设置于手指部2及传动组件和/或手掌部3之间，适用于限制传动组件的自由度，以通过传动组件11的位移变化量驱动储能组件10存储能量或将储能组件10存储的能量输出。

在一种示意性的实施例中，如图1所示，储能组件10设置于手掌部3的与手背向背的端面上。

详细地，储能组件10及传动沿手指的延伸方向设置，适用于至少将手指部2的指尖位置及手掌部3连接。

在另一种示意性的实施例中，施压机构1包括但不限于气缸，气缸的活塞杆的自由端和手指部2连接。以通过活塞杆的出程动作以驱动手指部2的弯曲动作。

详细地，待手指带动手指部2自然弯曲后，活塞杆继续出程运动，以将手指部2进一步弯曲，用以向物体施加第二握力。

进一步的，气缸配置有控制机构，适用于控制活塞杆的出程位置。应当理解，本发明的实施例不限于此。

例如，施压机构1包括但不限于滚珠丝杠100及其他以线性移动方式向手指部2施加压力的机构。

在另一种示意性的实施例中，手指部2包括多个顺次枢转连接的指套，施压机构1包括但不限于电机。

详细地，至少一部分相邻的指套的连接位置设置有电机，适用于驱动两个指套之间的夹角，以调节手指部2的弯曲动作。应当理解，本发明的实施例不限于此。

例如，施压机构1包括但不限于扭簧及其他对于手指部2的弯曲动作具有同向的阻尼作用的其他机构。

根据本发明的实施例，如图2所示，储能组件10包括外套管105、内套管101、飞轮107、螺套108及滚珠丝杠100。外套管105设置于手掌部3上。内套管101可旋转的设置于外套管105的内部。飞轮107设置于内套管101的轴向的一端，适用于和内套管101同步旋转。螺套108设置于内套管101的内部，并与内套管101过盈配合。滚珠丝杠100设置于内套管101的内部并与螺套108螺纹配合，被构造成沿内套管101的轴向方向在第一位置和第二位置之间移动，滚珠丝杠100由内套管101的轴向的与飞轮向背的端部伸出，并与传动组件11的同侧的端部枢转连接。

在一种示意性的实施例中，外套管105及内套管101同轴套设，外套管105适用于限制内套管101的轴向位置，内套管101适用于以外套管105的轴线定轴旋转。

详细地，内套管101及外套管105均被构造成圆柱形的管状结构。

进一步的，内套管101的外径小于外套管105的内径。

更进一步的，在内套管101及外套管105之间的间隙内沿内套管101的轴向顺次设置有多个轴承，轴承的轴向两端均被轴用弹簧挡圈102限制。适用于维持内套管101旋转的精度，并使得旋转过程更为平顺。

在一种示意性的实施例中，飞轮107的中心和内套管101的轴线重合。

详细地，飞轮107设置于外套管105的外侧，并与外套管105的轴线正交设置。

在一种示意性的实施例中，内套管101远离飞轮107的端部的内侧套设有螺套108。

详细地，螺套108和滚珠丝杠100螺纹配合。这样的实施方式中，手指带动手指部2执行弯曲动作，在弯曲的过程中，由于相邻的指套的相对角度发生变化，传动组件11和储能组件10的相对位置延长，因此，滚珠丝杠100由内套管101的第二端伸出的部分增加（形成第一位移变化量）以使得内套管101旋转，在此过程中，内套管101的第一端连接的飞轮107同步旋转，具有较大的转动惯量。待手指达到对物体进行握持的状态下，手指带动手指部2瞬间停止弯曲动作，在此过程中，飞轮107的转动惯量向内套管101输出，以使得内套管101继续旋转，滚珠丝杠100的螺杆继续与内套管101发生位移（形成第二位移变化量）。由于手指部2和物体接触，手指部2的弯曲动作被限制，滚珠丝杠100向手指部2施加与弯曲动作同向的压力，以形成第二握力。

根据本发明的实施例，如图2所示，锁止机构包括轴承及线圈103。轴承设置于内套管101及外套管105之间，适用于保持内套管101相对于外套管105的旋转状态的回转精度，轴承的内部注有磁流变脂。线圈103套设于内套管101的外侧，被构造成在通电状态下形成磁场，以使得磁场内的所处磁流变脂形成宾汉流体，用以限制内套管与外套管的相对旋转。

在一种示意性的实施例中，锁止机构包括第一轴承104及第二轴承106，分别套设在内套管101的两端。第一轴承104和/或第二轴承106包括但不限于深沟球轴承。

进一步的，至少一个深沟球轴承内注有磁流变脂（MRG）。

更进一步的，线圈103沿周向套设在内套管101紧邻注有磁流变脂（MRG）的深沟球轴承的位置。这样的实施方式中，在线圈103不通电的状态下，注有磁流变脂（MRG）的深沟球轴承的内圈可外圈可相对转动，以使得内套管101相对于外套管105相对旋转。在线圈103通电的状态下，磁流变脂在电磁场的作用下迅速转变为高粘度、低流动性的宾汉流体，使得深沟球轴承及内套筒处于锁死状态，在该锁死状态下，由于内套管101的周向位置被限制，因此，滚珠丝杠100的螺杆无法相对于内套管101发生相对位移。以使得手指部2的弯曲状态被限制，以提升抓握的耐力。应当理解，本发明的实施例不限于此。

例如，线圈103可套设在轴承的外侧。

再如，线圈103还可通过电磁铁及其他能在内套管101外形成磁场的其他装置替代。

根据本发明的实施例，如图1、图4及图5所示，手指部2包括由远离手掌部3的一侧向靠近手掌部3的一侧顺次枢转连接的第一指套201、第二指套202及第三指套203。

在一种示意性的实施例中，第一指套201、第二指套202及第三指套203适用于套设在手指的第一指节、第二指节及第三指节的外侧。

详细地，第一指套201、第二指套202及第三指套203的下部枢转连接，上部形成间隙。这样的实施方式，间隙位置适用于指节的关节位置露出，以使得弯曲动作更为充分。

进一步的，第一指套201、第二指套202及第三指套203的内缘被构造成类锥形结构，适用于紧密穿戴于第一指节、第二指节及第三指节的外部。应当理解，本发明的实施例不限于此。

例如，手指部2包括一个指套。

详细地，手指部2包括一个指套适用于穿戴于手指的第一指节（远离手掌的指节）的外侧。

再如，手指部2包括两个指套。

详细地，一个指套适用于穿戴于手指的第一指节（远离手掌的指节）的外侧。

进一步的，另一个指节适用于穿戴于手指的另一个指节上。

根据本发明的实施例，传动组件11包括第一直连杆111、第二直连杆112、第三直连杆113、第四直连杆114、第一鱼眼关节轴承115及V型连杆116。第一直连杆111、第二直连杆112、第三直连杆113及第四直连杆114顺次枢转连接，第一直连杆111的远离第二直连杆112的端部可枢转的连接在第一指套201上。第一鱼眼关节轴承115设置于第四直连杆114的远离第三直连杆113的端部。所述V型连杆116的支点端可枢转的连接在手掌部3上，V型连杆116的一个杠杆端与第一鱼眼关节轴承115枢转相连，另一个杠杆端可枢转的连接在滚珠丝杠100的螺杆上。第一直连杆111、第二直连杆112、第三直连杆113、第四直连杆114及V型连杆116均在第一指套201及第二指套202的摆转方向所限定的平面内摆动。

在一种示意性的实施例中，第一直连杆111可枢转的连接在第一指套201和手背同侧（如图4的左侧）的端面上。

详细地，第二直连杆112、第三直连杆113、第四直连杆114、第一鱼眼关节轴承115及V型连杆116形成于手指部2和手背同侧的端面（如图4的左侧）上。

进一步的，V型连杆116的力臂较大端套设在第一鱼眼关节轴承115内，力臂较小侧端和滚珠丝杠100连接。这样在手指部2进行弯曲动作的状态下，可较为有效的增加滚珠丝杠100的位移，以提升滚珠丝杠100的位移变化量。位移变化量表征为由滚珠丝杠100的第一位置至第二位置之间沿滚珠丝杠100的轴向方向的位移差。

根据本发明的实施例，如图4所示，弯曲限制组件12包括第五直连杆121、第六直连杆122及三头连接件123。第五直连杆121的一端可枢转的连接在第一直连杆111及第二直连杆112的连接位置，第五直连杆121的另一端可枢转的连接在第二指套202上。第六直连杆122的一端可枢转的连接在第二直连杆112及第三直连杆113的连接位置，第六直连杆122的另一端可枢转的连接在第三指套203上。三头连接件123包括相互枢转连接的三个直连杆，三头连接件123的第一端可枢转的连接在第三直连杆113及第四直连杆的连接位置，三头连接件123的第二端可枢转的连接在第三指套203上，三头连接件123的第三端可枢转的连接在手掌部3上。第五直连杆121、第六直连杆122及三头连接件123均在第一指套201及第二指套202的摆转方向所限定的平面内摆动。

在一种示意性的实施例中，第五直连杆121、第六直连杆122及三头连接件123均设置于手指部2手背同侧（如图4的左侧）的端面上。

详细地，第一直连杆111、第五直连杆121、第一指套201及第二指套202形成类四边形结构。

进一步的，第二直连杆112、第五直连杆121、第六直连杆122、第一指套201及第二指套202形成类五边形结构。

更进一步的，第三直连杆113、第六直连杆122、三头连接件123及第三指套203形成类五边形结构。这样的实施方式中，用以将储能组件10输出的压力沿第三直连杆113、第二直连杆112及第一直连杆111的轴向方向顺次传递，并通过第五直连杆121、第六直连杆122及三头连接件123分别施加于第一指套201、第二指套202及第三指套203上，以使得手指部2输出第二握力。这种实施方式适用于设置于穿戴在大拇指以外的其他手指的手指部2上。

根据本发明的实施例，如图5所示，传动组件11包括第七直连杆117、第八直连杆118及第二鱼眼关节轴承119。第七直连杆117及第八直连杆118顺次枢转连接，第七直连杆117远离第八直连杆118的端部可枢转的连接在第一指套201上。第二鱼眼关节轴承119设置于第八直连杆118的远离第七直连杆117的端部。第七直连杆117及第八直连杆118均在第一指套201及第二指套202的摆转方向所限定的平面内摆动。

在一种示意性的实施例中，第七直连杆117可枢转的连接在第一指套201和手背同侧（如图5的左侧）的端面上。

详细地，第八直连杆118及第二鱼眼关节轴承119及V型连杆116形成于手指部2和手背同侧的端面（如图5的左侧）上。

根据本发明的实施例，如图5所示，弯曲限制组件12包括第九直连杆124、第十直连杆125及十字万向节127。第九直连杆124的一端可枢转的连接在第七直连杆117及第八直连杆118的连接位置，第九直连杆124的另一端可枢转的连接在第二指套202上。第十直连杆125，第十直连杆125的一端套设在第二鱼眼关节轴承119内，第十直连杆125的另一端可枢转的连接在第三指套203上。十字万向节127的一端设置于第三指套203上，十字万向节127的另一端适用于与手掌部3连接。

在一种示意性的实施例中，第九直连杆124及第十直连杆125均设置于手指部2手背同侧（如图5的左侧）的端面上。

详细地，第七直连杆117、第九直连杆124、第一指套201及第二指套202形成类四边形结构。

进一步的，第八直连杆118、第九直连杆124、第十直连杆125、第二指套202及第三指套203形成类五边形结构。这样的实施方式中，用以将储能组件10输出的压力沿第八直连杆118及第七直连杆117的轴向方向顺次传递，并通过第十直连杆125及第九直连杆124分别施加于第一指套201、第二指套202及第三指套203上，以使得手指部2输出第二握力。这种实施方式适用于设置于穿戴在大拇指上的手指部2上。

在一种示意性的实施例中，十字万向节127通过十字万向节连接件126设置于手掌部3上。

在一种示意性的实施例中，如图3所示，手掌部3包括基板305，基板305的第一面被构造成与手背的形状相适配的凹槽，适用于将至少一部分手背包覆。

详细地，基板305的与第一面向背的第二面上设置有多个V型连杆连接部300、三头连接件连接部306以及十字万向节连接部301。适用于连接V性连杆、三头连接件123及十字万向节连接件126。

进一步的，基板305的两侧设置有适用于魔术贴穿过的条形孔304，用以通过条状的魔术贴将基板305捆绑穿戴于手掌上。应当理解，本发明的实施例不限于此。

例如，基板305的第二面被构造成手套状，以将基板305套在手部。

在一种示意性的实施例中，如图3所示手掌部3设置有储能组件连接部302。

详细地，储能组件连接部302被构造成抱箍结构，适用于将外套管105固定于抱箍结构内，以限制外套管105的轴向位置。

进一步的，基板305上设有抱箍结构连接部303，适用于枢转安装抱箍结构，增加储能组件的旋转自由度。

本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。

以上对本发明的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种外骨骼，适用于穿戴于操作人员的手部，其特征在于，包括：

手掌部（3），适用于穿戴于手掌上；

多个手指部（2），每个所述手指部（2）适用于穿戴于至少一根手指的外部，用以在所述手指弯曲的状态下发生与所述手指相同的弯曲动作；以及

多个施压机构（1），每个所述施压机构（1）和至少一个所述手指部（2）连接，适用于向所述手指部（2）施加一个与所述弯曲动作相同方向的压力，以使得所述手指和/或手指部（2）在与物体发生接触的状态下，手指部对手指提供保持弯曲的支持力，或向所述物体施加一个大于所述手指施加的第一握力的第二握力；

施压机构（1）包括：

储能组件（10），设置于所述手掌部（3）上；

传动组件（11），设置于所述手指部（2）及储能组件（10）之间，适用于将所述弯曲动作传递至所述储能组件（10）以驱动所述储能组件（10）以动能形式存储能量、或将所述储能组件（10）存储的能量输出至所述手指部（2）以向手指部（2）施加压力。

2.根据权利要求1所述的外骨骼，其特征在于，还包括锁止机构，和所述施压机构（1）连接，适用于限制所述施压机构（1）与手指部（2）的相对位置，用以保持所述手指部（2）及手指的弯曲动作。

3.根据权利要求2所述的外骨骼，其特征在于，所述施压机构（1）还包括：

弯曲限制组件（12），设置于所述手指部（2）及传动组件和/或手掌部（3）之间，适用于限制所述传动组件的自由度，以通过所述传动组件（11）的位移变化量驱动所述储能组件（10）存储能量或将所述储能组件（10）存储的能量输出。

4.根据权利要求3所述的外骨骼，其特征在于，所述储能组件（10）包括：

外套管（105），设置于所述手掌部（3）上；

内套管（101），可旋转的设置于所述外套管（105）的内部；

飞轮（107），设置于所述内套管（101）的轴向的一端，适用于和所述内套管（101）同步旋转；

螺套（108），设置于所述内套管（101）的内部，并与所述内套管（101）过盈配合；以及

滚珠丝杠（100），设置于所述内套管（101）的内部并与所述螺套（108）螺纹配合，所述滚珠丝杠（100）被构造成沿所述内套管（101）的轴向方向在第一位置和第二位置之间移动，所述滚珠丝杠（100）与所述传动组件（11）的同侧的端部枢转连接。

5.根据权利要求4所述的外骨骼，其特征在于，所述锁止机构包括：

轴承，设置于所述内套管（101）及外套管（105）之间，适用于保持所述内套管（101）相对于外套管（105）的旋转状态的回转精度，所述轴承的内部注有磁流变脂；以及

线圈（103），套设于所述内套管（101）的外侧，被构造成在通电状态下形成磁场，以使得磁场内的所处磁流变脂形成宾汉流体，用以限制所述内套管与外套管的相对旋转。

6.根据权利要求4或5所述的外骨骼，其特征在于，所述手指部（2）包括由远离所述手掌部（3）的一侧向靠近手掌部（3）的一侧顺次枢转连接的第一指套（201）、第二指套（202）及第三指套（203）。

7.根据权利要求6所述的外骨骼，其特征在于，所述传动组件（11）包括：

顺次枢转连接的第一直连杆（111）、第二直连杆（112）、第三直连杆（113）及第四直连杆（114），所述第一直连杆（111）的远离第二直连杆（112）的端部可枢转的连接在所述第一指套（201）上；

第一鱼眼关节轴承（115），设置于所述第四直连杆（114）的远离第三直连杆（113）的端部；以及

V型连杆（116），所述V型连杆（116）的支点端可枢转的连接在所述手掌部（3）上，所述V型连杆（116）的一个杠杆端与所述第一鱼眼关节轴承（115）枢转相连，并且另一个杠杆端可枢转的连接在所述滚珠丝杠（100）的一端；

其中，所述第一直连杆（111）、第二直连杆（112）、第三直连杆（113）、第四直连杆（114）及V型连杆（116）均在所述第一指套（201）及第二指套（202）的摆转方向所限定的平面内摆动。

8.根据权利要求7所述的外骨骼，其特征在于，所述弯曲限制组件（12）包括：

第五直连杆（121），所述第五直连杆（121）的一端可枢转的连接在所述第一直连杆（111）及第二直连杆（112）的连接位置，所述第五直连杆（121）的另一端可枢转的连接在所述第二指套（202）上；

第六直连杆（122），所述第六直连杆（122）的一端可枢转的连接在所述第二直连杆（112）及第三直连杆（113）的连接位置，所述第六直连杆（122）的另一端可枢转的连接在所述第三指套（203）上；以及

三头连接件（123），包括相互枢转连接的三个直连杆，所述三头连接件（123）的第一端可枢转的连接在所述第三直连杆（113）及第四直连杆的连接位置，所述三头连接件（123）的第二端可枢转的连接在所述第三指套（203）上，所述三头连接件（123）的第三端可枢转的连接在所述手掌部（3）上；

其中，第五直连杆（121）、第六直连杆（122）及三头连接件（123）均在所述第一指套（201）及第二指套（202）的摆转方向所限定的平面内摆动。

9.根据权利要求6所述的外骨骼，其特征在于，所述传动组件（11）包括：

顺次枢转连接的第七直连杆（117）、第八直连杆（118），所述第七直连杆（117）远离所述第八直连杆（118）的端部可枢转的连接在所述第一指套（201）上；以及

第二鱼眼关节轴承（119），设置于所述第八直连杆（118）的远离第七直连杆（117）的端部；

其中，所述第七直连杆（117）及第八直连杆（118）均在所述第一指套（201）及第二指套（202）的摆转方向所限定的平面内摆动。

10.根据权利要求9所述的外骨骼，其特征在于，所述弯曲限制组件（12）包括：

第九直连杆（124），所述第九直连杆（124）的一端可枢转的连接在所述第七直连杆（117）及第八直连杆（118）的连接位置，所述第九直连杆（124）的另一端可枢转的连接在所述第二指套（202）上；

第十直连杆（125），所述第十直连杆（125）的一端套设在所述第二鱼眼关节轴承（119）内，所述第十直连杆（125）的另一端可枢转的连接在所述第三指套（203）上；以及

十字万向节（127），所述十字万向节（127）的一端设置于所述第三指套（203）上，所述十字万向节（127）的另一端适用于与所述手掌部（3）连接。

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