CN116690543A - 一种外骨骼机器人上肢助力装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种外骨骼机器人上肢助力装置，支撑组件、弹性组件、换向组件、挂钩组件和腰部组件；所述支撑组件包括第一安装座、连接件和第二安装座，第一安装座与连接件的一端在垂直方向上固定连接，第二安装座与连接件的另一端在垂直方向上固定连接；所述弹性组件包括第一弹性单元和第二弹性单元，第一弹性单元设置在所述连接件的一侧，第二弹性单元设置在所述连接件的另一侧；所述换向组件包括第一换向单元和第二换向单元，第一换向单元和第二安装座的一端外侧沿垂直方向固定连接，第二换向单元和第二安装座的另一端外侧沿垂直方向固定连接。本发明具有较高的协同性，其助力效果好。

Description

一种外骨骼机器人上肢助力装置

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种外骨骼机器人上肢助力装置。

背景技术

在搬移重物时，作业人员主要依赖手部的抓握和上臂的提升来完成搬运动作。在高频次作业中由于作业人员多次搬移重物，容易造成作业人员手部和上肢出现疲劳或肌肉损伤。

目前，现有的外骨骼机器人上肢助力装置协同性较差，助力效果不够理想。

因此，提供一种协同性高、助力效果好的外骨骼机器人上肢助力装置成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种外骨骼机器人上肢助力装置，该外骨骼机器人上肢助力装置具有较高的协同性，其助力效果好。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种外骨骼机器人上肢助力装置，包括支撑组件、弹性组件、换向组件、挂钩组件和腰部组件；

所述支撑组件包括第一安装座、连接件和第二安装座，所述第一安装座与所述第二安装座平行设置，所述第一安装座与所述连接件的一端在垂直方向上固定连接，所述第二安装座与所述连接件的另一端在垂直方向上固定连接，所述第一安装座对应腰部位置，所述第二安装座对应肩部位置；

所述弹性组件包括第一弹性单元和第二弹性单元，所述第一弹性单元以背部为基准设置在所述连接件的左侧，所述第二弹性单元以背部为基准设置在所述连接件的右侧；

所述换向组件包括第一换向单元和第二换向单元，所述第一换向单元的下端以背部为基准沿垂直方向固定设置在所述第二安装座的左侧，所述第二换向单元的下端以背部为基准沿垂直方向固定设置在所述第二安装座的右侧；

所述挂钩组件设置在第一换向单元和/或第二换向单元的自由端端头，所述挂钩组件用于钩挂物资实现对物资的搬运；

所述腰部组件与支撑组件活动连接；

所述腰部组件包括绑缚件、高度调节件和腰背连接件；

所述绑缚件包括腰板、腰带，所述腰带设置在腰板两侧；

所述高度调节件设置在腰板第一表面；

所述高度调节件包括调整条、调整套和按钮，所述调整条上设置有齿槽，所述调整条纵向活动设置在调整套中；

所述按钮一端沿按钮第一表面延伸有第一限位台，所述按钮第一表面上与第一限位台相对的一端设置有与齿槽相配合的第二限位台，所述按钮靠近第二限位台一端的端面上设置有导柱，所述导柱上设置有复位弹簧；

所述腰板第一表面上设置有导柱安装槽，所述按钮的导柱位于导柱安装槽内，所述按钮的第一限位台位于调整套上远离调整条设有齿槽的一侧，所述按钮的第二限位台卡设在调整条的齿槽中。

进一步地，所述第一弹性单元包括第一弹簧和第一拉绳单元，所述第一弹簧一端与第一安装座一端连接，所述第一弹簧另一端与第一拉绳单元的一端连接；

所述第二弹性单元包括第二弹簧和第二拉绳单元，所述第二弹簧一端与第一安装座另一端连接，所述第二弹簧另一端与第二拉绳单元的一端连接。

进一步地，所述第一拉绳单元包括第一弹力绳、第二弹力绳和第一钢丝绳；

所述第二拉绳单元包括第三弹力绳、第四弹力绳和第二钢丝绳；

所述第二安装座包括背部基板；

所述第一弹力绳一端与所述第一弹簧另一端连接，所述第一弹力绳另一端与所述第一钢丝绳一端连接，所述第二弹力绳一端与第一弹簧另一端连接，所述第二弹力绳另一端与背部基板一端连接；

所述第三弹力绳一端与所述第二弹簧另一端连接，所述第三弹力绳另一端与所述第二钢丝绳一端连接，所述第四弹力绳一端与第二弹簧另一端连接，所述第四弹力绳另一端与背部基板另一端连接。

进一步地，所述第一弹力绳、第二弹力绳、第三弹力绳和第四弹力绳均包括弹力芯和设置在弹力芯外周的编织织物层。

进一步地，所述第一换向单元包括第一肩部弯管和第一钢丝绳限位堵帽，所述第一钢丝绳限位堵帽设置在第一肩部弯管内；所述第二换向单元包括第二肩部弯管和第二钢丝绳限位堵帽，所述第二钢丝绳限位堵帽设置在第二肩部弯管内；

所述第二安装座包括第一弯管固定板和第二弯管固定板，所述第一肩部弯管位于背部基板与第一弯管固定板形成的安装空间内，所述第一肩部弯管与第一弯管固定板固定连接，所述第一弯管固定板与背部基板固定连接；所述第二肩部弯管位于背部基板与第二弯管固定板形成的安装空间内，所述第二肩部弯管与第二弯管固定板固定连接，所述第二弯管固定板与背部基板固定连接。

进一步地，所述挂钩组件包括连接件、快拆卡扣、挂钩和穿戴件；

所述连接件包括第一连接带和第二连接带；

所述快拆卡扣包括第一卡扣和第二卡扣；

所述挂钩包括钩体和钩体连接件；

所述穿戴件包括护腕，所述护腕上有长槽孔，用于设置绑带将护腕与人体腕部固定；

所述第一连接带的一端与所述第一钢丝绳和/或第二钢丝绳连接，所述第一连接带的另一端与所述第一卡扣的一端连接；

所述第一卡扣的另一端与所述第二卡扣一端可拆卸式连接，所述第二卡扣的另一端与所述第二连接带的一端连接；

所述第二连接带的另一端与所述钩体的一端连接；

所述钩体的另一端悬空设置；

所述护腕设置在所述第二连接带上或设置在所述挂钩上或设置在所述第二连接带与所述挂钩的连接处。

进一步地，所述钩体包括水平部、连接部和钩子，所述连接部设置在水平部的两端，所述钩子设置在连接部的端头，所述钩体连接件横向设置在两连接部上。

进一步地，所述穿戴件还包括护腕盖板，所述护腕盖板第一表面上设置有第一圆弧槽，所述护腕的第一表面上设置有与第一圆弧槽相对应的第二圆弧槽，所述钩体的水平部设置在第一圆弧槽和第二圆弧槽形成的空间内，所述护腕盖板与护腕固定连接。

进一步地，所述腰背连接件包括第一连接销和第二连接销，所述第一连接销与腰部组件的调整条上部连接，所述第二连接销活动安装在第一连接销和第一安装座上；

所述调整套外设置有调整套固定板，所述调整套和调整套固定板通过固定连接件与腰板固定连接；

所述调整条一端设置有第一连接孔；

所述第一安装座的下部设置有第一安装耳和第二安装耳，所述第一安装耳和第二安装耳中部分别设置有第二连接孔和第三连接孔，所述第一安装耳和第二安装耳之间设置有连接销安装槽；

所述调整条与所述第一安装座通过第一连接销和第二连接销进行连接，所述第一连接销上设置有第四连接孔，所述第一连接销沿水平方向设置，所述第一连接销穿过第一连接孔安装在调整条上，所述第一连接销一端被限位在调整条上、另一端位于连接销安装槽内，所述第二连接销依次穿过第二连接孔、第四连接孔和第三连接孔将腰部组件与支撑组件活动连接。

进一步地，所述外骨骼机器人上肢助力装置还包括背包，所述背包包括背板、背包织物和背包肩带；

所述背板设置在背包织物内，所述背包肩带设置在背板上；

所述第二安装座包括背包固定板；

所述背板通过坚固件固定在背包固定板和背部基板之间；

所述背包织物上部设置有肩部弯管预留孔、所述背包织物下部设置有第一安装座预留孔。

进一步地，所述连接件为杆状或管状或板状结构；

所述第二安装座包括连接件固定板，所述连接件一端与连接件固定板固定连接，所述连接件另一端与第一安装座固定连接。

本发明的有益效果在于：第一、本发明包括支撑组件、弹性组件和换向组件，支撑组件设置在弹性组件的中间对弹性组件和换向组件进行支撑，连接件位于支撑组件的中间位置，第一安装座和第二安装座固定设置在连接件的两端，第一安装座和第二安装座平行设置，第一安装座和第二安装座在纵向方向的位置固定，支撑组件支撑稳固不会歪斜偏移，支撑组件的第一安装座对应腰部位置，第二安装座对应肩部位置，弹性组件的弹簧未被外部空间束缚处于相对自由的状态，因此，支撑组件、弹性组件和换向组件与人体具有很好的适应性，重物的重力沿换向组件被均匀的分布到支撑组件也即均匀分布到背部，因此，本发明具有很好的助力效果。

第二、本发明每个弹性单元包括弹簧和拉绳单元，拉绳单元包括两根弹力绳和一根钢丝绳；一根弹力绳一端与钢丝绳固定连接、另一端与弹簧连接，钢丝绳、与钢丝绳连接的弹力绳、弹簧在力的传导方向未被限制束缚，其弹力能够最大限度的发挥，使助力达到最大；另一根弹力绳一端与弹簧连接、另一端与第二安装座连接，起到固定弹簧的作用，防止弹簧偏移、转动，提高与人体的适应性。

第三、本发明的弹力绳均为双层结构，包括弹力芯和设置在弹力芯外周的编织织物层，在一定的拉力范围内弹力芯和编织织物层共同伸长，拉力由弹力芯承受，当拉力超过一定数值时，编织织物层达到伸长极限，拉力由编织织物层承受，弹力绳的双层结构既可以减少收纳空间又可以防止弹力芯因拉力过大产生断裂。

第四、本发明的换向单元包括肩部弯管、设置在肩部弯管内的钢丝绳限位堵帽；肩部弯管与第二安装座固定连接，钢丝穿过钢丝绳限位堵帽的中心，防止钢丝左右滑动，有效的避免钢丝左右滑动带动重物左右偏移削弱助力效果，此外，还避免钢丝绳对肩部弯管造成磨损。

第五、本发明的护腕设置在挂钩组件上，挂钩组件可通过快拆卡扣快速拆卸，能够快速实现工作状态与非工作状态挂钩的快速安装与拆卸。

第六、本发明包括腰部组件，腰部组件与支撑组件活动连接，增加腰部的助力作用，进一步提高腰部组件与支撑组件的协同作用，进一步提高适应性。

第七、本发明的腰部组件包括高度调节件，高度调节件可以调节腰部组件与支撑组件之间的距离，从而使本发明适用于不同高度的人群。

附图说明

图1为本发明的支撑组件、弹性组件和换向组件的结构示意图；

图2为本发明的腰部组件与支撑组件位置关系示意图；

图3为本发明的挂钩组件结构示意图；

图4为图3的分解结构示意图；

图5为本发明的腰部组件示意图；

图6为本发明的腰板结构示意图；

图7为图6沿导柱安装槽的水平断面结构示意图；

图8为本发明中腰部组件的按钮结构示意图；

图9为本发明包含有背包时的结构示意图；

图10为本发明中背包的背板与支撑组件的位置关系示意图；

图11为发明中背包的结构示意图；

图12为本发明中背包的拉链及第一安装座预留孔位于背包上的位置示意图；

图中：

支撑组件1、第一安装座11、第一安装耳111、第二安装耳112、第二连接孔113、第三连接孔114、连接销安装槽115、连接件12、第二安装座13、背部基板131、第一弯管固定板132、第二弯管固定板133、连接件固定板134、背包固定板135；

弹性组件2、第一弹性单元21、第一弹簧211、第一弹力绳212、第二弹力绳213、第一钢丝绳214、第二弹性单元22、第二弹簧221、第三弹力绳222、第四弹力绳223、第二钢丝绳224；

换向组件3、第一换向单元31、第一肩部弯管311、第一钢丝绳限位堵帽312、第二换向单元32、第二肩部弯管321、第二钢丝绳限位堵帽322；

挂钩组件4、第一连接带41、第一卡扣42、第二卡扣43、第二连接带44、钩体45、水平部451、连接部452、钩子453、钩体连接件46、护腕47、第二圆弧槽471、护腕盖板48、第一圆弧槽481；

腰部组件5、绑缚件51、腰板511、导柱安装槽5111、腰带512、高度调节件52、调整条521、齿槽5211、第一连接孔5212、调整套522、按钮523、第一限位台5231、第二限位台5232、复位弹簧5233、导柱5234、调整套固定板524、腰背连接件53、第一连接销531、第四连接孔5311、第二连接销532；

背包6、背板61、背包织物62、把手63、背包肩带64、拉链65、肩部弯管预留孔66、第一安装座预留孔67。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1～2所示，该实施例为一种外骨骼机器人上肢助力装置，包括支撑组件1、弹性组件2、换向组件3、挂钩组件4和腰部组件5；

所述支撑组件1包括第一安装座11、连接件12、第二安装座13，所述第一安装座11与所述第二安装座13平行设置，所述第一安装座11与所述连接件12的一端在垂直方向上固定连接，所述第二安装座13与所述连接件12的另一端在垂直方向上固定连接，所述第一安装座11对应腰部位置，所述第二安装座13对应肩部位置；

所述弹性组件2包括第一弹性单元21和第二弹性单元22，所述第一弹性单元21以背部为基准设置在所述连接件12的左侧，所述第二弹性单元22以背部为基准设置在所述连接件12的右侧；

所述换向组件3包括第一换向单元31和第二换向单元32，所述第一换向单元31的下端以背部为基准沿垂直方向固定设置所述第二安装座13的左侧，所述第二换向单元32的下端以背部为基准沿垂直方向固定设置在所述第二安装座13的右侧；

所述挂钩组件4设置在第一换向单元31和/或第二换向单元32的自由端端头，当只需第一换向单元31对应侧悬挂重物时，挂钩组件4设置在第一换向单元31的自由端端头，当只需第二换向单元32对应侧悬挂重物时，挂钩组件4设置在第二换向单元32的自由端端头，当第一换向单元31和第二换向单元32的对应侧均需悬挂重物时，挂钩组件4分别设置在第一换向单元31和第二换向单元32的自由端端头；

所述腰部组件5与支撑组件1活动连接，增加腰部的助力作用，进一步提高腰部组件与支撑组件的协同作用。

支撑组件1支撑稳固不会歪斜偏移，支撑组件1的第一安装座对应腰部位置，第二安装座对应肩部位置，弹性组件2的第一弹性单元21和第二弹性单元22未被外部空间束缚处于相对自由的状态，因此，支撑组件1、弹性组件2和换向组件3与人体具有很好的适应性，重物的重力沿换向组件被均匀的分布到支撑组件1也即均匀分布到整个背部，因此，本发明具有很好的助力效果。

在一些具体的实施例中，所述第一弹性单元21包括第一弹簧211和第一拉绳单元，所述第一弹簧211一端与第一安装座11一端连接，所述第一弹簧211另一端与第一拉绳单元的一端连接；

所述第二弹性单元22包括第二弹簧221和第二拉绳单元，所述第二弹簧22一端与第一安装座11另一端连接，所述第二弹簧221另一端与第二拉绳单元的一端连接。

在一些具体的实施例中，所述第一拉绳单元包括第一弹力绳212、第二弹力绳213和第一钢丝绳214；

所述第二拉绳单元包括第三弹力绳222、第四弹力绳223和第二钢丝绳224；

通过上述设置，第一弹性单元21和第二弹性单元22在力的传导方向未被限制束缚，其弹力能够最大限度的发挥，使助力达到最大。

所述第二安装座13包括背部基板131；

所述第一弹力绳212一端与所述第一弹簧211另一端连接，所述第一弹力绳212另一端与所述第一钢丝绳214一端连接，所述第二弹力绳213一端与第一弹簧211另一端连接，所述第二弹力绳213另一端与背部基板131一端连接，起到固定第一弹簧的作用，防止弹簧偏移、转动，提高与人体的适应性；

所述第三弹力绳222一端与所述第二弹簧221另一端连接，所述第三弹力绳222另一端与所述第二钢丝绳224一端连接，所述第四弹力绳223一端与第二弹簧221另一端连接，所述第四弹力绳223另一端与背部基板131另一端连接，起到固定第二弹簧的作用，防止弹簧偏移、转动，提高与人体的适应性。

在一些实施例中，所述第一弹力绳212、第二弹力绳213、第三弹力绳222和第四弹力绳223均包括弹力芯和编织织物层,所述弹力芯设置在编织织物层的中心，所述编织织物层包覆在弹力芯外部。在一定的拉力范围内弹力芯和编织织物层共同伸长，拉力由弹力芯承受，当拉力超过一定数值时，编织织物层达到伸长极限，拉力由编织织物层承受，弹力绳的双层结构既可以减少收纳空间又可以防止弹力芯因拉力过大产生断裂。

在一些实施例中，所述第一换向单元31的下端以背部为基准沿垂直方向固定设置在所述第二安装座13的左侧，所述第二换向单元32的下端以背部为基准沿垂直方向固定设置在所述第二安装座13的右侧；

所述第一换向单元31包括第一肩部弯管311、设置在第一肩部弯管311内的第一钢丝绳限位堵帽312；所述第二换向单元32包括第二肩部弯管321、设置在第二肩部弯管321内的第二钢丝绳限位堵帽322；所述第一钢丝绳限位堵帽312和第二钢丝绳限位堵帽322可以为多个，分别设置在第一肩部弯管311和第二肩部弯管321内的不同位置，特别是设置在第一肩部弯管311和第二肩部弯管321的管口处，第一肩部弯管311和第二肩部弯管321内壁可设置耐磨层。第一钢丝绳214和第二钢丝绳224分别穿过第一钢丝绳限位堵帽312和第二钢丝绳限位堵帽322的中心，防止第一钢丝绳214和第二钢丝绳224左右滑动，有效的避免第一钢丝绳214和第二钢丝绳224左右滑动带动重物左右偏移削弱助力效果，此外，还避免第一钢丝绳214和第二钢丝绳224对第一肩部弯管311和第二肩部弯管321造成磨损。

所述第二安装座13包括第一弯管固定板132和第二弯管固定板133，所述第一肩部弯管311位于背部基板与第一弯管固定板132形成的安装空间内，所述第一肩部弯管311与第一弯管固定板132固定连接，所述第一弯管固定板132与背部基板131固定连接；所述第二肩部弯管321位于背部基板131与第二弯管固定板133形成的安装空间内，所述第二肩部弯管321与第二弯管固定板133固定连接，所述第二弯管固定板133与背部基板131固定连接。

如图2～4所示，在一些实施例中，所述挂钩组件4包括连接件、快拆卡扣、挂钩和穿戴件；

所述连接件包括第一连接带41和第二连接带44；

所述快拆卡扣包括第一卡扣42和第二卡扣43；

所述挂钩包括钩体45和钩体连接件46；

所述穿戴件包括护腕47，所述护腕47上有长槽孔，用于设置绑带（图中未示出）将护腕47与人体腕部固定；

所述第一连接带41一端与所述第一钢丝绳214和/或第二钢丝绳224连接，所述第一连接带41另一端与第一卡扣42一端连接；

所述第一卡扣42的另一端与所述第二卡扣43一端可拆卸式连接，所述第二卡扣43另一端与所述第二连接带44一端连接；

所述第二连接带44另一端与所述钩体45一端连接；

所述钩体45另一端悬空设置；

所述护腕47设置在所述第二连接带44上或设置在所述挂钩45上或设置在所述第二连接带44与所述挂钩45的连接处。

护腕设置在挂钩组件4上，挂钩组件4可通过快拆卡扣快速拆卸，能够快速实现工作状态与非工作状态挂钩的快速安装与拆卸。

在一些实施例中，所述钩体45包括水平部451、连接部452和钩子453，所述连接部452设置在水平部451的两端，所述钩子453设置在连接部452的端头，所述钩体连接件46横向设置在两个连接部452上，防止连接部452变形而难以钩挂重物。

在一些实施例中，所述穿戴件还包括护腕盖板48，所述护腕盖板48第一表面上设置有第一圆弧槽481，所述护腕47的第一表面上设置有与第一圆弧槽481相对应的第二圆弧槽471，所述钩体45的水平部451设置在第一圆弧槽481和第二圆弧槽471形成的空间内，所述护腕盖板48与护腕47固定连接。

如图5～9所示，在一些实施例中，所述腰部组件5包括绑缚件51、高度调节件52和腰背连接件53；所述腰部组件5包括高度调节件52，高度调节件52可以调节腰部组件5与支撑组件1之间的距离，从而使本发明适用于不同高度的人群使用；

所述绑缚件51包括腰板511和腰带512，所述腰带512设置在腰板511两侧；

所述高度调节件52设置在腰板511第一表面；

所述高度调节件52包括调整条521、调整套522和按钮523，所述调整条521上设置有齿槽5211，所述调整条521纵向活动设置在调整套522中；

所述按钮523一端沿按钮第一表面延伸有第一限位台5231，所述按钮523第一表面上与第一限位台5231相对的一端设置有与齿槽5211相配合的第二限位台5232，所述按钮523靠近第二限位台5232一端的端面上设置有导柱5234，所述导柱5234上设置有复位弹簧5233；

所述腰板511第一表面上设置有导柱安装槽5111，所述按钮523的导柱5234位于导柱安装槽5111内，所述按钮523的第一限位台5231位于调整套522上远离调整条设有齿槽的一侧，所述按钮523的第二限位台5232卡设在调整条521的齿槽5211中，所述调整套522外设置有调整套固定板524，所述调整套522和调整套固定板524通过固定连接件与腰板511固定连接；

所述腰背连接件53包括第一连接销531和第二连接销532，所述第一连接销531与腰部组件5的高度调节件52的调整条521上部连接，所述第二连接销532活动安装在第一连接销531和第一安装座11上。

在一些实施例中，详细地，所述调整条521一端设置有第一连接孔5212；

所述第一安装座11的下部设置有第一安装耳111和第二安装耳112，所述第一安装耳111和第二安装耳112中部分别设置有第二连接孔113和第三连接孔114，所述第一安装耳111和第二安装耳112之间设置有连接销安装槽115；

所述调整条521与所述第一安装座11通过第一连接销531和第二连接销532进行连接，所述第一连接销531上设置有第四连接孔5311，所述第一连接销531沿水平方向设置，所述第一连接销531穿过第一连接孔5212安装在调整条521上，所述第一连接销531一端被限位在调整条521上、另一端位于连接销安装槽115内，所述第二连接销532依次穿过第二连接孔14、第四连接孔5311和第三连接孔13将腰部组件5与支撑组件1活动连接。

如图9～12所示在一些实施例中，为了方便收纳，所述外骨骼机器人上肢助力装置还包括背包6，所述背包6包括背板61、背包织物62、把手63、背包肩带64和拉链65；所述背板61设置在背包织物62内，所述把手63设置在背包织物62上，所述背包肩带64设置在背板61上，所述拉链65设置在背包织物62上；

所述第二安装座13包括背包固定板135；

所述背板61通过坚固件固定在背包固定板135和背部基板131之间；

为了方便安装，所述背包织物62上部设置有肩部弯管预留孔66、所述背包织物62下部设置有第一安装座预留孔67。

进一步地，为了实现轻量化，降低连接件12的重量，所述连接件12为杆状或管状或板状结构；所述连接件12优选轻质材料制造。

为了保证支撑组件1的稳定性，防止第一安装座11和第二安装座13发生偏移，提高助力效果，所述第二安装座13包括连接件固定板134，所述连接件12一端与连接件固定板134固定连接，所述连接件12另一端与第一安装座11固定连接。

上述实施例能帮助作业人员钩起重物和为上肢助力，能提高作业效率和降低作业人员疲劳感。

上述实施例使用在搬移物资过程中能使物资与人体保持相对稳定的位置，减少在搬移物资时物资与人体产生相对位于导致人体上肢需要额外承受的载荷，降低搬运疲劳感和人体损伤，起到保护人体和提高作业效率的作用。

上述实施例的使用原理为：作业时，将腰部组件5绑缚在腰部，将背包肩带64背在肩部，将护腕47穿戴在手臂上，手臂对挂钩组件4进行限位，避免挂钩组件4大幅度摆动，双手分别持左右钩体连接件46，向下拉动挂钩组件4，将钩子453挂载物资，即可对物质进行搬运。挂钩组件4通过第一钢丝绳214和第一弹力绳212拉动第一弹簧211、第二钢丝钢丝绳224和第三弹力绳222拉动第二弹簧221产生弹力，从而将物资的重量传至人体背部和腰部，达到助力的目的，所挂载的物资包括但不限于箱、包、袋装物体。非作业状态时，第一钢丝绳214在第一弹力绳212和第一弹簧211的作用下自动缩回第一肩部弯管311，第二钢丝钢丝绳224在第三弹力绳222和第二弹簧221的作用下自动缩回第二肩部弯管321，作业时结束后，将手臂从护腕47中脱出，根据需要，可将挂钩组件4卸下置于背包6内进行收纳。

上述实施例能满足物流搬运，部队后勤物资搬运，野战弹药搬运等应用场景，对提高搬运效率、降低人体损伤具有重要意义。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，涉及到的方位词如“前侧、后侧、左侧、右侧、上部、下部”等只是为了方便描述而举的一个特例，并非对实际位置的具体限定，只要是在本发明构思范围内，简单的方位变换均属于本发明所要求的保护的范围。

Claims (11)

1.一种外骨骼机器人上肢助力装置，其特征在于：包括支撑组件、弹性组件、换向组件、挂钩组件和腰部组件；

所述支撑组件包括第一安装座、连接件和第二安装座，所述第一安装座与所述第二安装座平行设置，所述第一安装座与所述连接件的一端在垂直方向上固定连接，所述第二安装座与所述连接件的另一端在垂直方向上固定连接，所述第一安装座对应腰部位置，所述第二安装座对应肩部位置；

所述弹性组件包括第一弹性单元和第二弹性单元，所述第一弹性单元以背部为基准设置在所述连接件的左侧，所述第二弹性单元以背部为基准设置在所述连接件的右侧；

所述换向组件包括第一换向单元和第二换向单元，所述第一换向单元的下端以背部为基准沿垂直方向固定设置在所述第二安装座的左侧，所述第二换向单元的下端以背部为基准沿垂直方向固定设置在所述第二安装座的右侧；

所述挂钩组件设置在第一换向单元和/或第二换向单元的自由端端头，所述挂钩组件用于钩挂物资实现对物资的搬运；

所述腰部组件与支撑组件活动连接；

所述腰部组件包括绑缚件、高度调节件和腰背连接件；

所述绑缚件包括腰板、腰带，所述腰带设置在腰板两侧；

所述高度调节件设置在腰板第一表面；

所述高度调节件包括调整条、调整套和按钮，所述调整条上设置有齿槽，所述调整条纵向活动设置在调整套中；

所述按钮一端沿按钮第一表面延伸有第一限位台，所述按钮第一表面上与第一限位台相对的一端设置有与齿槽相配合的第二限位台，所述按钮靠近第二限位台一端的端面上设置有导柱，所述导柱上设置有复位弹簧；

所述腰板第一表面上设置有导柱安装槽，所述按钮的导柱位于导柱安装槽内，所述按钮的第一限位台位于调整套上远离调整条设有齿槽的一侧，所述按钮的第二限位台卡设在调整条的齿槽中。

2.根据权利要求1所述的外骨骼机器人上肢助力装置，其特征在于：所述第一弹性单元包括第一弹簧和第一拉绳单元，所述第一弹簧一端与第一安装座一端连接，所述第一弹簧另一端与第一拉绳单元的一端连接；

所述第二弹性单元包括第二弹簧和第二拉绳单元，所述第二弹簧一端与第一安装座另一端连接，所述第二弹簧另一端与第二拉绳单元的一端连接。

3.根据权利要求2所述的外骨骼机器人上肢助力装置，其特征在于：所述第一拉绳单元包括第一弹力绳、第二弹力绳和第一钢丝绳；

所述第二拉绳单元包括第三弹力绳、第四弹力绳和第二钢丝绳；

所述第二安装座包括背部基板；

所述第一弹力绳一端与所述第一弹簧另一端连接，所述第一弹力绳另一端与所述第一钢丝绳一端连接，所述第二弹力绳一端与第一弹簧另一端连接，所述第二弹力绳另一端与背部基板一端连接；

所述第三弹力绳一端与所述第二弹簧另一端连接，所述第三弹力绳另一端与所述第二钢丝绳一端连接，所述第四弹力绳一端与第二弹簧另一端连接，所述第四弹力绳另一端与背部基板另一端连接。

4.根据权利要求3所述的外骨骼机器人上肢助力装置，其特征在于：所述第一弹力绳、第二弹力绳、第三弹力绳和第四弹力绳均包括弹力芯和设置在弹力芯外周的编织织物层。

5.根据权利要求4所述的外骨骼机器人上肢助力装置，其特征在于：所述第一换向单元包括第一肩部弯管和第一钢丝绳限位堵帽，所述第一钢丝绳限位堵帽设置在第一肩部弯管内；所述第二换向单元包括第二肩部弯管和第二钢丝绳限位堵帽，所述第二钢丝绳限位堵帽设置在第二肩部弯管内；

所述第二安装座包括第一弯管固定板和第二弯管固定板，所述第一肩部弯管位于背部基板与第一弯管固定板形成的安装空间内，所述第一肩部弯管与第一弯管固定板固定连接，所述第一弯管固定板与背部基板固定连接；所述第二肩部弯管位于背部基板与第二弯管固定板形成的安装空间内，所述第二肩部弯管与第二弯管固定板固定连接，所述第二弯管固定板与背部基板固定连接。

6.根据权利要求5所述的外骨骼机器人上肢助力装置，其特征在于：所述挂钩组件包括连接件、快拆卡扣、挂钩和穿戴件；

所述连接件包括第一连接带和第二连接带；

所述快拆卡扣包括第一卡扣和第二卡扣；

所述挂钩包括钩体和钩体连接件；

所述穿戴件包括护腕，所述护腕上有长槽孔，用于设置绑带将护腕与人体腕部固定；

所述第一连接带的一端与所述第一钢丝绳和/或第二钢丝绳连接，所述第一连接带的另一端与所述第一卡扣的一端连接；

所述第一卡扣的另一端与所述第二卡扣一端可拆卸式连接，所述第二卡扣的另一端与所述第二连接带的一端连接；

所述第二连接带的另一端与所述钩体的一端连接；

所述钩体的另一端悬空设置；

所述护腕设置在所述第二连接带上或设置在所述挂钩上或设置在所述第二连接带与所述挂钩的连接处。

7.根据权利要求6所述的外骨骼机器人上肢助力装置，其特征在于：所述钩体包括水平部、连接部和钩子，所述连接部设置在水平部的两端，所述钩子设置在连接部的端头，所述钩体连接件横向设置在两连接部上。

8.根据权利要求7所述的外骨骼机器人上肢助力装置，其特征在于：所述穿戴件还包括护腕盖板，所述护腕盖板第一表面上设置有第一圆弧槽，所述护腕的第一表面上设置有与第一圆弧槽相对应的第二圆弧槽，所述钩体的水平部设置在第一圆弧槽和第二圆弧槽形成的空间内，所述护腕盖板与护腕固定连接。

9.根据权利要求8所述的外骨骼机器人上肢助力装置，其特征在于：所述腰背连接件包括第一连接销和第二连接销，所述第一连接销与腰部组件的调整条上部连接，所述第二连接销活动安装在第一连接销和第一安装座上；

所述调整套外设置有调整套固定板，所述调整套和调整套固定板通过固定连接件与腰板固定连接；

所述调整条一端设置有第一连接孔；

所述第一安装座的下部设置有第一安装耳和第二安装耳，所述第一安装耳和第二安装耳中部分别设置有第二连接孔和第三连接孔，所述第一安装耳和第二安装耳之间设置有连接销安装槽；

所述调整条与所述第一安装座通过第一连接销和第二连接销进行连接，所述第一连接销上设置有第四连接孔，所述第一连接销沿水平方向设置，所述第一连接销穿过第一连接孔安装在调整条上，所述第一连接销一端被限位在调整条上、另一端位于连接销安装槽内，所述第二连接销依次穿过第二连接孔、第四连接孔和第三连接孔将腰部组件与支撑组件活动连接。

10.根据权利要求9所述的外骨骼机器人上肢助力装置，其特征在于：还包括背包，所述背包包括背板、背包织物和背包肩带；

所述背板设置在背包织物内，所述背包肩带设置在背板上；

所述第二安装座包括背包固定板；

所述背板通过坚固件固定在背包固定板和背部基板之间；

所述背包织物上部设置有肩部弯管预留孔、所述背包织物下部设置有第一安装座预留孔。

11.根据权利要求10所述的外骨骼机器人上肢助力装置，其特征在于：所述连接件为杆状或管状或板状结构；

所述第二安装座包括连接件固定板，所述连接件一端与连接件固定板固定连接，所述连接件另一端与第一安装座固定连接。