CN210757712U - 一种上肢抬举助力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及人体助力装置技术领域，具体涉及一种上肢抬举助力装置。其包括底座关节，与所述底座关节连接的杆一，杆一相对于所述底座关节至少具有沿空间三个不同方向旋转的自由度；与所述杆一铰接的杆二；与杆二铰接的手臂托杆；手臂托板，所述手臂托板与所述手臂托杆铰接；助力装置，其分别与所述杆一和杆二铰接。通过底座关节、杆一、杆二、手臂托杆、手臂托板的相互连接，实现与人体上肢相连的6自由度机械臂，并且重量轻，减轻了装置自重带来的额外负担,穿戴舒适度高,且有别于传统助力装置受力支撑点分布于肩部及腰部，本实用新型助力装置受力支撑点分布于腰部，避免长时间使用引起使用者肩部不适。

Description

一种上肢抬举助力装置

技术领域

本实用新型涉及人体助力装置技术领域，具体涉及一种上肢抬举助力装置。

背景技术

在工厂、仓库、工地等工作场景，需要工人较长时间地托举重物。长期的、反复的、高强度的劳动作业会引发上肢骨骼肌肉疾患。

为了减轻长期的、反复的、高强度作业对人身体造成的伤害，现有技术方案为提供一上肢助力装置，通过绑缚在人体的上肢的助力支撑结构提供助力，以减小上肢骨骼受力，避免上肢骨骼肌肉疾患。例如编号为CN109571435A、CN 208914104U、CN107835675A等专利。

在专利文献CN109571435A中，其提供的肩部助力托举外骨骼，包括主体连接模块，助力模块和传力模块；其中，主体连接模块包括腰封和肩带，传力模块包括与第一连杆、第二连杆、其位于肩部且分别与助力模块与主体连接模块在肩部处连接，整个肩部助力托举外骨骼的结构复杂且重量较大，且分布于肩部及腰部，受力支撑点位于肩部，因此，在长时间使用时会引起使用者肩部不适。

在专利文献CN 208914104U中，其提供的上肢支撑固定装置可穿带于背部，包括腰带、背板和末端臂部机构，所述腰带位于背部一侧设置有调节杆，所述调节杆顶部设置有高度调节器，所述高度调节器与背板固定连接，所述背板上设置有搭肩部，所述腰带与搭肩部之间配合设置有绑带，所述末端臂部机构设置在背板上，所述末端臂部机构用于支撑肢体。以及在专利文献CN107835675A中，其提供的手臂支承外骨骼，包括连接至手臂连杆机构的肩部基部，手臂连杆机构包括：被构造成围绕旋转关节相对于彼此旋转的近端连杆和远端连杆；适于将使用者的手臂连接至远端连杆的至少一个手臂连接器；连接至近端连杆和远端连杆并且提供使远端连杆相对于近端连杆屈曲的力矩的张力产生器。上述两篇专利文献提供的上肢支撑固定装置和臂支承外骨骼的重量分布于肩部及腰部，且由于该上肢支撑固定装置结构相对复杂，自重较大，同样在长时间使用时会引起使用者肩部不适，使穿戴舒适性较差。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中上肢助力装置结构复杂、重量较大、且穿戴会引起使用者肩部不适等舒适性较差的缺陷，从而提供一种结构简单，重量轻，高自由度，灵活可靠，穿戴舒适的上肢抬举助力装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种上肢助力装置，包括：底座关节，适于设置在人的腰带或者躯干上；

杆一，其与所述底座关节连接，并且相对于所述底座关节具有沿空间三个不同方向旋转的自由度；

杆二，其与所述杆一铰接；手臂托杆，其与杆二铰接；

手臂托板，适于设置在人体上肢上，所述手臂托板与所述手臂托杆铰接；

助力装置，其分别与所述杆一和杆二铰接。

上述上肢抬举助力装置中，所述底座关节为关节轴承或平衡环架。

上述上肢抬举助力装置中，所述助力装置为弹簧储能装置、或气压装置、或液压装置、或电动助力装置。

上述上肢助力装置中，所述弹簧储能装置为气弹簧连杆。

上述上肢助力装置中，还包括，弹性绑带(71)，用于将杆一和杆二铰接处的，杆一和/或杆二的端部连接于肩膀附近。

进一步地，上述上肢助力装置中，所述杆一和/或杆二长度可调节。

上述上肢助力装置中，所述助力装置与所述杆二的铰接处，和所述杆一与所述杆二铰接处位于所述杆二的同一端。

上述上肢助力装置中，所述助力装置与所述杆一的铰接处，和所述杆一与所述杆二铰接处位于所述杆一的同一端。

上述上肢助力装置中，所述手臂托板为弧形托板，所述手臂托板与所述手臂托杆的铰接点位于弧形托板的底部。

本实用新型技术方案，具有如下优点：本实用新型助力装置结构简单，通过底座关节、杆一、杆二、手臂托杆、手臂托板的相互连接，实现与人体上肢相连的6自由度机械臂，自由度高，灵活可靠；穿戴快捷简便，易上手；造价低，降低了装置使用成本，有利于大规模工业化普及实用；其通过设置在杆一和杆二间的助力装置，可抵消人手臂在运动过程中所产生的能耗，并由于自身重量轻，减轻了装置自重带来的额外负担；穿戴舒适度高；进一步地，本实用新型提供的助力装置有别于传统助力装置受力支撑点分布于肩部及腰部，本实用新型助力装置受力支撑点分布于腰部，避免长时间使用引起使用者肩部不适。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的上肢助力装置应用于人体的示意图；

图2为上肢助力装置的结构示意图；

图3为手臂托板的结构示意图；

附图标记说明：

1-底座关节；2-杆一；3-杆二；4-手臂托杆；5-手臂托板；6-助力装置；7-背带；71-弹性绑带。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1、图2所示的上肢助力装置的一种具体实施方式，包括：底座关节1，适于固定在人的腰带或者躯干上；杆一2，其与所述底座关节1连接，并且相对于所述底座关节1具有沿空间三个不同方向旋转的自由度，或为了适应杆一2的自由活动，所述杆一2相对于底座关节1具有三个旋转自由度的基础上，杆一2和底座关节1整体还可具有一个或多个的相对于所述底座关节1的平移自由度；杆二3，其与所述杆一2铰接，至少具有绕杆一2和杆二3的铰接轴旋转的一个自由度；手臂托杆4，其与杆二3铰接，至少具有绕手臂托杆4和杆二3的铰接轴旋转的一个自由度；手臂托板5，适于固定在人体上肢上，所述手臂托板5与所述手臂托杆4铰接，至少具有绕手臂托板5和手臂托杆4的铰接轴旋转的一个自由度；助力装置6，其分别与所述杆一2和杆二3铰接，至少分别具有绕助力装置6和杆一2的铰接轴、绕助力装置6和杆二3的铰接轴旋转的一个自由度。

具体地，上述至少具有绕铰接轴旋转的一个自由度是指，在具有一个旋转自由度的基础上，还可具有一个或多个相对于铰接轴的平移自由度，其为了方便互相铰接的两部件之间移动。

本实施例提供的助力装置结构简单，通过底座关节、杆一、杆二、手臂托杆、手臂托板的相互连接，实现与人体上肢相连的6自由度机械臂，自由度高，灵活可靠；穿戴快捷简便，易上手；造价低，降低了装置使用成本，有利于大规模工业化普及实用；其通过设置在杆一和杆二间的助力装置，可抵消人手臂在运动过程中由于手臂自重所产生的能耗，并由于自身重量轻，减轻了装置自重带来的额外负担；穿戴舒适度高，可辅助人进行与手臂相关的长期的、反复的劳动作业，减轻大强度作业对人身体造成的伤害；进一步地，本实用新型提供的助力装置有别于传统助力装置受力支撑点分布于肩部及腰部，本实用新型助力装置受力支撑点分布于腰部，即将手臂产生的能耗的一部分从手臂部位转移至人体的腰部，避免长时间使用引起使用者肩部不适。

本实用新型对底座关节1固定在人的腰带或者躯干上的方式不做具体限定。为了提高舒适度，作为优选，可以在与腰部或者躯干接触处设置软质垫片。

为实现三个方向的自由度，底座关节1优选为关节轴承或平衡环架。

本实用新型的助力装置包括所有的能够实现能量的存储与释放的装置，本领域技术人员可以知晓，用于抵消人手臂在运动过程中所产生的能耗的助力装置6，在手臂抬起时，处于能量释放阶段；可选择地，助力装置6为弹簧储能装置、气压装置、液压装置、或电动助力装置。其中，气压装置可选择为气缸、气囊等本领域可选择的气压助力装置；液压装置可选择为液压缸等本领域可选择的液压助力装置；以及，上述气压装置或液压装置也均可设置外接泵等主动助力装置，以实现主动助力；所述电动助力装置，可选择为电机驱动，其对电机种类亦不作具体限定。

作为优选，助力装置6为弹簧储能装置。本实施例中，采用气弹簧连杆作为弹簧储能装置。作为其他替换实施方式，弹簧储能装置还可以为凸轮加弹簧、绳轮加弹簧、不规则形状弹簧或其他形式的弹簧结构。

为了防止杆一2和/或杆二3动作幅度过大，作为优选，还包括，弹性绑带71，用于将杆一2和杆二3铰接处的，杆一2和/或杆二3的端部连接于背带7的肩膀附近。

为了提高装置适配度，杆一2和/或杆二3为长度可调节结构，以针对不同身高、臂展的使用者灵活调节。可调节结构具体可以为伸缩杆。

可选择地，所述助力装置与所述杆二3的铰接处，和所述杆一2与所述杆二3铰接处位于所述杆二3的同一端；上述两个铰接处位于所述杆二3的同一端，可由于杠杆作用放大所述助力装置6能量释放时的行程，从而为位于所述杆二相反一端的所述手臂托板5可较大幅度位移提供保障。

进一步可选择地，所述助力装置与所述杆一2的铰接处，和所述杆一2与所述杆二3铰接处位于所述杆一2的同一端；该两个铰接处位于所述杆一2的同一端，其可实现助力装置的小型化。

如图3所示，所述手臂托板5为弧形托板，所述手臂托板5与所述手臂托杆4的铰接点位于弧形托板的底部。

为了提高舒适度，作为优选，可以在手臂托板5内侧设置软质垫片。

本实用新型对各部件的材质不做具体限定，金属、皮革、有机复合材料等，只要能够满足各部件对强度和柔韧性的要求，均可以应用于本实用新型。为了减轻装置自重，优选采用皮革、有机复合材料替换金属部件。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种上肢抬举助力装置，其特征在于，包括：

底座关节(1)，适于设置在人的腰带或者躯干上；

杆一(2)，其与所述底座关节(1)连接，并且相对于所述底座关节(1)具有沿空间三个不同方向旋转的自由度；

杆二(3)，其与所述杆一(2)铰接；

手臂托杆(4)，其与杆二(3)铰接；

手臂托板(5)，适于设置在人体上肢上，所述手臂托板(5)与所述手臂托杆(4)铰接；

助力装置(6)，其分别与所述杆一(2)和杆二(3)铰接。

2.根据权利要求1所述的上肢抬举助力装置，其特征在于，所述底座关节(1)为关节轴承或平衡环架。

3.根据权利要求1所述的上肢抬举助力装置，其特征在于，所述助力装置(6)为弹簧储能装置、或气压装置、或液压装置、或电动助力装置。

4.根据权利要求3所述的上肢抬举助力装置，其特征在于，所述弹簧储能装置为气弹簧连杆。

5.根据权利要求1所述的上肢抬举助力装置，其特征在于，还包括，弹性绑带(71)，用于将杆一(2)和杆二(3)铰接处的，杆一(2)和/或杆二(3)的端部连接于肩膀附近。

6.根据权利要求1所述的上肢抬举助力装置，其特征在于，所述杆一(2)和/或杆二(3)长度可调节。

7.根据权利要求1所述的上肢抬举助力装置，其特征在于，所述助力装置与所述杆二(3)的铰接处，和所述杆一(2)与所述杆二(3)铰接处位于所述杆二(3)的同一端。

8.根据权利要求7所述的上肢抬举助力装置，其特征在于，所述助力装置与所述杆一(2)的铰接处，和所述杆一(2)与所述杆二(3)铰接处位于所述杆一(2)的同一端。

9.根据权利要求1所述的上肢抬举助力装置，其特征在于，所述手臂托板(5)为弧形托板，所述手臂托板(5)与所述手臂托杆(4)的铰接点位于弧形托板的底部。

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