CN206085027U - 外骨骼装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种外骨骼装备，包括外骨骼本体和防火装置，防火装置设置在外骨骼本体外部以防止外部火焰对穿戴者造成伤害。本实用新型的外骨骼装备通过外骨骼本体能够实现对障碍物的搬运和清除，同时在火灾现场的高温环境中，防火装置可以有效避免穿戴者被高温灼伤或火焰烧伤。

Description

外骨骼装备

技术领域

本实用新型涉及外骨骼扩展装备领域，具体而言，涉及一种外骨骼装备。

背景技术

目前，外骨骼装备在实际应用中只运用于辅助治疗或助力，不能够实现一些复杂情况下的应用，已不能满足其他领域的需求，如在火灾现场或化学泄露现场实施救援等。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种外骨骼装备，以解决现有技术中的外骨骼装备不能应用于防火的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种外骨骼装备，包括外骨骼本体和防火装置，防火装置设置在外骨骼本体外部以防止外部火焰对穿戴者造成伤害。

进一步地，防火装置为防火服。

进一步地，外骨骼装备还包括：检测装置，检测装置安装在外骨骼本体上，检测装置用于检测外部环境和穿戴者的生命体征；控制装置，控制装置与检测装置电连接用于控制检测装置进行检测；外部接收装置，外部接收装置用于在外骨骼本体外部接收检测装置的信息；数据反馈装置，数据反馈装置用于将检测装置的检测数据反馈给控制装置和/或外部接收装置。

进一步地，检测装置包括：环境检测组件，环境检测组件与控制装置电连接用于检测外部环境；生命体检测组件，生命体检测组件与控制装置电连接用于检测穿戴者和/或外部生命体的生命体征。

进一步地，外骨骼装备还包括：头盔；通信装置，通信装置设置在头盔上用于使穿戴者与外部人员实时通信。

进一步地，头盔上设置有氧气供给口，外骨骼装备还包括：供氧装置，供氧装置设置在外骨骼本体上，供氧装置与控制装置电连接，供氧装置与氧气供给口连接。

进一步地，头盔上设置有与控制装置连接的摄像头和显示屏，摄像头安装在头盔上用于拍摄外部环境；显示屏用于显示检测装置检测的数据及摄像头拍摄的图像。

进一步地，外骨骼装备还包括：能源装置，能源装置安装在外骨骼本体上用于为外骨骼装备的工作提供能源。

进一步地，头盔上还设置有麦克风和扬声器，麦克风与通信装置电连接用于输入音频，扬声器与通信装置电连接用于输出音频。

进一步地，头盔上还设置有防烟面具。

应用本实用新型的技术方案，本实用新型的外骨骼装备上设置有防火装置，本实用新型的外骨骼装备不仅具有常规的助力功能，而且可以应用在火灾现场，通过设置防火装置可以防止外部的火焰对穿戴者造成伤害。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本实用新型的外骨骼装备穿戴在穿戴者身上的结构图；

图2示意性示出了本实用新型的外骨骼装备穿戴在穿戴者身上的上半身结构图；以及

图3示意性示出了本实用新型的外骨骼装置的头盔的结构图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、检测装置；20、头盔；21、摄像头；22、显示屏；23、麦克风；30、供氧装置；40、助力装置；50、外骨骼本体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

正如背景技术中所说的现有的外骨骼装备在实际应用中只运用于辅助治疗或助力，不能够实现一些复杂情况下的应用，已不能满足其他领域的需求，如在火灾现场或化学泄露现场实施救援。为了克服现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供了一种新型的外骨骼装备。

参见图1至图3所示，本实用新型的外骨骼装备包括外骨骼本体50和防火装置(图中未示出)，其中，防火装置设置在外骨骼本体50外部。由于本实用新型的外骨骼本体50的外部设置有防火装置，因此，本实用新型的外骨骼装备可以应用在火灾现场，通过设置防火装置可以防止外部的火焰对穿戴者造成伤害。

使用时，本实用新型的外骨骼装备既可以发挥常规外骨骼的助力功能，在需要抬起火灾现场中的重物或需要搬开障碍时，工作人员穿戴好本申请的外骨骼装备，此时，通过外骨骼本体50能够实现对障碍物的搬运和清除，同时在火灾现场的高温环境中，防火装置可以有效避免穿戴者被高温灼伤或火焰烧伤。

具体来说，本实用新型中的防火装置为防火服，防火服是由外层、防水透气层、隔热层、舒适层多层织物复合而成的。这种复合物可允许制成单衣或夹衣。并能满足基本服装制作工艺要求和辅料相对应标准的性能要求。

防火服会与外骨骼本体50配合对穿戴者的上部躯干、颈部、手臂和手腕提供保护，但保护的范围不包括头部，本实用新型的外骨骼装备设置有头盔20来对穿戴者的头部进行保护。防火服的外层、防水透气层、隔热层、舒适层的重叠部分的厚度不应小于200mm，防火服的衣领高度不应小于102mm，并应有搭接或扣牢配件。衣领的结构包括外层、防水透气层、隔热层。衣襟的结构包含外层、防水透气层和隔热层。防火服的下半部对穿戴者的下肢和腿提供保护。

本实用新型中的防火服上还设置有反光标志带，反光标志带牢固地缝合在防火服上，在上衣胸围、下摆、袖口、裤脚处缝合宽度不应小于50mm的反光标志带。反光标志带的设置，在其360°方位均能可见。本实用新型的防火服表面抗湿性能沾水等级不应小于3级。为了配合外骨骼本体50的助力功能，本实用新型的外骨骼装备在施力时不会出现拉断防火服等情况。

本实用新型中的防火服断裂强力经、纬向干态断裂强力不小于1000N。撕破强力经、纬向撕破强力不小于200N。热稳定性能经260℃±5℃热稳定性能试验后，沿经、纬方向尺寸变化率不大于10％，试样表面无明显变化。另外，防水透气层耐静水压性能不应小于17Kpa，热稳定性能经180℃±5℃热稳定性能试验后，沿经、纬方向尺寸变化率不大于5％，试样表面无明显变化。隔热层阻燃性能损毁长度不大于100mm，续燃时间不大于2s，且没有熔融、滴落现象。

考虑到火灾现场复杂的环境，本实用新型的外骨骼装备还具备环境感知、实时通信、数据反馈等功能，以应对不同的火灾情况。

具体来说，本实用新型中的外骨骼装备包括检测装置10、控制装置(图中未示出)、外部接收装置(图中未示出)和数据反馈装置(图中未示出)。其中，控制装置与检测装置10电连接用于控制检测装置10进行检测；外部接收装置用于在外骨骼本体50外部接收检测装置10的信息；数据反馈装置用于将检测装置10的检测数据反馈给控制装置和/或外部接收装置。

使用过程中，检测装置10安装在外骨骼本体50上，用于检测外部环境和穿戴者的生命体征，火灾现场大都充满烟尘，能见度极低，本实用新型的外骨骼装备设置有检测装置辅助穿戴者对外界环境进行感知。同时，也通过检测装置对穿戴者自身的生命体征进行检测，一旦生命体征出现异样会及时反馈给穿戴者和外部指挥人员。

本实用新型的外骨骼装备采用控制装置来完成对助力装置40、运动驱动系统、检测装置10等的控制，控制装置与检测装置10电连接用于控制检测装置10进行检测，并通过数据反馈装置将检测装置10的检测数据反馈给控制装置和/或所述外部接收装置，外部指挥人员通过外部接收装置在外骨骼本体50的外部接收的信息判断火灾现场的情况，其中，控制装置包含有中央处理器、ROM及RAM储存组件、各种通信接口(IO口、USB、I2C、UART、SPI)等能够完成控制功能或辅助完成控制功能的常规配件。

具体来说，本实用新型中的检测装置10包括环境检测组件和生命体检测组件，环境检测组件与生命体检测组件都与控制装置电连接，通过控制装置控制环境检测组件及生命体检测组件进行检测，外部环境通过环境检测组件检测，在火灾现场由于烟尘很多，导致能见度很低，另外，复杂的环境也会挡住搜救人员的视线，通过环境检测组件辅助穿戴者，可以有效提高搜索效率，及时避开危险。

例如，在扑灭火情之后，往往会存在隐蔽的小火源，在排查火情的工作中，如果找不到这些隐蔽火源，则会有火势复燃的危险。本实用新型的外骨骼装备通过检测装置10中的烟雾传感器可以检测出烟雾的位置及浓度，并通过数据反馈装置及时反馈给控制装置及外部接收装置，使携带者及外部指挥人员能够及时发现这些隐蔽火源，进而有效防止再度复燃的风险。

又例如，在需要清除前方障碍物时，如果障碍物的重量超过穿戴者的抬起能力，则需要通过运动驱动系统驱动外骨骼本体50抬起障碍物。此外，本实用新型中的检测装置10包括压力传感器，本实用新型中的外骨骼装备通过设置在手臂处的压力传感器感应穿戴者的施加在外骨骼本体50上的压力，并通过数据反馈装置反馈给控制装置，通过控制装置控制运动驱动系统，使外骨骼本体50向上抬起障碍物，压力传感器感受到的压力越大，则外骨骼本体50抬起障碍物的力越大，直至将障碍物抬起。外骨骼本体50的力远大于压力传感器感受的压力。

又例如，在进行灭火的过程中，由于本实用新型的外骨骼装备设置有防火装置包裹穿戴者身体，使穿戴者不能正确感知外部的温度和湿度，本实用新型中的检测装置10还包括湿温度传感器，在工作时，湿温度传感器随时感知外部的温度和湿度，并通过数据反馈装置反馈给控制装置，使穿戴者能够及时了解外部的温度和湿度，可以有效避免危险。

又例如，在烟尘较多的火灾现场，能见度较低，这为搜救伤员或避开危险都带来障碍，本实用新型中的检测装置10还包括图像传感器和红外传感器，图像传感器和红外传感器可以使头盔20上的摄像头获得更清晰的图像，使穿戴者和外部指挥人员在搜救过程中更容易发现搜救目标和避开危险障碍物。

本实用新型中的检测装置10还可以包括距离传感器、激光雷达传感器等，只要有助于帮助穿戴者对外部环境进行感知均可，例如对气体、温度、声音、光度、化学物质等。

在火灾现场这样的高危环境中，能够及时了解自身和被施救者的生命体征也具有重要意义，为了实现对生命体的体征进行检查，本实用新型中的检测装置10中还包括生命体检测组件，生命体检测组件与控制装置电连接用于检测穿戴者和/或外部生命体的生命体征。

具体来说，本实用新型中的生命体检测组件设置在外骨骼本体50的手臂上，但是会根据待检测生命体征的位置伸出多个检测线路。本实用新型的生命体检测组件可以对穿戴者的体温、脉搏、血压和呼吸率等进行检测，并通过数据反馈装置将数据传递给控制装置，使穿戴者及外部指挥人员及时了解到穿戴者的生命体征，当生命体征出现异样时及时作出调整。

同时，生命体检测组件也可以运用在搜救生命体的过程中，通过生命体检测组件检测外部的生命体的体温、心跳等，帮助穿戴者及时发现外部生命体。

另外，在搜救到生命体后，通过生命体检测组件对生命体进行具体的生命体征检测，可以帮助穿戴者及外部指挥人员及时施救。

为了对穿戴者的头部进行保护，本实用新型的外骨骼装备还包括头盔20，工作时，头盔20可以有效防护穿戴者的头部被火焰烧伤，同时避免外部烟尘影响穿戴者呼吸，本实用新型的头盔20也采用防火服的材料制作而成，并在防火服材料下设置有头盔骨骼，对穿戴者的头部进行防撞击保护。

在火灾现场能够及时与外部指挥人员及协作人员及时沟通至关重要，本实用新型中的头盔20上还设置有通信装置(图中未示出)，通信装置设置在头盔20上用于使穿戴者与外部人员实时通信。

在火灾现场进行灭火及搜救的过程中，由于火灾现场声音嘈杂，消防员与消防员之间很难进行沟通。而穿戴者穿戴本实用新型的外骨骼装备可以通过通信装置及时与其他穿戴者进行沟通，协调工作。

另外，穿戴者也可以通过本实用新型中的通信装置与外部指挥人员进行沟通，通过外部指挥人员了解整体火势信息，有效灭火及避免危险，本实用新型中的通信装置包括：WIFI模块、2.4G通信模块、RFID、ZIGBEE、蓝牙、红外通信模块等，只要有助于穿戴者与外部人员进行通信的装置均可。

在火灾现场的某些区域，由于火焰的燃烧，氧气量不足，为了保证本实用新型的外骨骼装备的穿戴者的氧气供应，本实用新型中的头盔上设置有氧气供给口，并且外骨骼装备还包括供氧装置30，供氧装置30设置在外骨骼本体50上，并在防火装置的包裹下，可以设置在外骨骼本体50的背部位置，也为了配重均匀采用分散安装的方式，供氧装置30与氧气供给口连接，具体来说，可以通过输气管连接，输气管的材料同样采用耐高温材料，通过氧气供给口将氧气供给到头盔20内部，使穿戴者获取氧气，供氧装置30与控制装置电连接，通过控制装置来控制供氧装置30的供氧量。头盔20上设置有氧气密度传感器，当氧气密度低于预定值时，则控制装置控制供氧装置30供氧，当氧气密度达到预定值时，则控制装置控制供氧装置30停止供氧。

本实用新型中的头盔20上设置有与控制装置连接的摄像头21和显示屏22，摄像头21安装在头盔20上用于拍摄外部环境，显示屏22用于显示所述检测装置10检测的数据及摄像头21拍摄的图像。通过摄像头21对外部环境进行拍摄并成像在显示屏22上，数据反馈装置也会将摄像头21拍摄的画面数据传递给外部接收装置以使外部指挥人员同步进行指挥。在烟尘极大的火灾现场，摄像头21与图像传感器和红外传感器配合，可以帮助穿戴者找寻生命体并躲避危险。本实用新型中的显示屏22上还用于显示检测装置10的检测数据，例如，外部温度，当外部温度过高时，穿戴者离开温度过高区域，以确保安全。

本实用新型的外骨骼装备工作时所需的能量都通过本实用新型中的能源装置(图中未示出)供给，具体来说，能源装置安装在外骨骼本体50上用于为外骨骼装备的工作提供能源。本实用新型的能源装置为高电量锂电池组成，当然，只要可以满足本实用新型的外骨骼装备所需的能量，其他类型电池也可。

本实用新型中的头盔20上还设置有麦克风23和扬声器(图中未示出)，麦克风23与通信装置电连接用于输入音频，扬声器与通信装置电连接用于输出音频。在穿戴者需要进行通信时，通过与通信装置电连接的麦克风23讲话，通过与通信装置电连接的扬声器接收外部声音，如外部指挥人员的指令。

为了防止细微烟尘被吸入体内，本实用新型的外骨骼装备的头盔20上还设置有防烟面具(图中未示出)。

本实用新型中的助力装置40与控制装置电连接，助力装置40可以按照穿戴者的动作意图驱动外骨骼本体50运动并实现助力，例如采用个人意识实现助力或动力驱动实现控制外骨骼本体50助力，助力装置40包括运动驱动装置和关节自由度装置，通过运动驱动装置驱动外骨骼本体50运动，通过在关节处设置有关节自由度装置使本实用新型的外骨骼装备运动时更加灵活。运动驱动装置包含有舵机、步进电机、伺服电机、直流电机等驱动件，当然其他满足运动驱动装置的驱动要求的驱动件也可；同时本实用新型所要求保护的是上述各个结构件及其连接关系，并不涉及对其内部软件的创新。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种外骨骼装备，其特征在于，包括外骨骼本体(50)和防火装置，所述防火装置设置在所述外骨骼本体(50)外部以防止外部火焰对穿戴者造成伤害；

所述防火装置为防火服，所述防火服的衣领的结构包括外层、防水透气层、隔热层。

2.根据权利要求1所述的外骨骼装备，其特征在于，所述外骨骼装备还包括：

检测装置(10)，所述检测装置(10)安装在所述外骨骼本体(50)上，所述检测装置(10)用于检测外部环境和穿戴者的生命体征；

控制装置，所述控制装置与所述检测装置(10)电连接用于控制所述检测装置(10)进行检测；

外部接收装置，所述外部接收装置用于在所述外骨骼本体(50)外部接收检测装置(10)的信息；

数据反馈装置，所述数据反馈装置用于将所述检测装置(10)的检测数据反馈给所述控制装置和/或所述外部接收装置。

3.根据权利要求2所述的外骨骼装备，其特征在于，所述检测装置(10)包括：

环境检测组件，所述环境检测组件与所述控制装置电连接用于检测外部环境；

生命体检测组件，所述生命体检测组件与所述控制装置电连接用于检测穿戴者和/或外部生命体的生命体征。

4.根据权利要求3所述的外骨骼装备，其特征在于，所述外骨骼装备还包括：

头盔(20)；

通信装置，所述通信装置设置在所述头盔(20)上用于使所述穿戴者与外部人员实时通信。

5.根据权利要求4所述的外骨骼装备，其特征在于，所述头盔(20)上设置有氧气供给口，所述外骨骼装备还包括：

供氧装置(30)，所述供氧装置(30)设置在所述外骨骼本体(50)上，所述供氧装置(30)与所述控制装置电连接，所述供氧装置(30)与所述氧气供给口连接。

6.根据权利要求5所述的外骨骼装备，其特征在于，所述头盔(20)上设置有与控制装置连接的摄像头(21)和显示屏(22)，所述摄像头(21)安装在所述头盔(20)上用于拍摄外部环境；所述显示屏(22)用于显示所述检测装置(10)检测的数据及所述摄像头(21)拍摄的图像。

7.根据权利要求1所述的外骨骼装备，其特征在于，所述外骨骼装备还包括：

能源装置，所述能源装置安装在所述外骨骼本体(50)上用于为所述外骨骼装备的工作提供能源。

8.根据权利要求4所述的外骨骼装备，其特征在于，所述头盔(20)上还设置有麦克风(23)和扬声器，所述麦克风(23)与所述通信装置电连接用于输入音频，所述扬声器与所述通信装置电连接用于输出音频。

9.根据权利要求4所述外骨骼装备，其特征在于，所述头盔(20)上还设置有防烟面具。