CN221232561U - 一种上肢上举维修操作无源助力外骨骼装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种上肢上举维修操作无源助力外骨骼装置，包括背板，背板的上端两侧对称固定连接有两个支撑杆，且两个支撑杆远离背板的一端均设有肩部贴合块，且肩部贴合块的侧壁上开设有凹槽，肩部贴合块上通过单向离合器转动连接有大臂杆，本实用新型通过利用单向离合器的单向运动特性，在用户手臂执行上举动作时单向离合器自锁，用大臂杆对用户手臂进行支撑，在用户手臂需要放下手臂时，通过拉动拉动块，将第一挡壁与第二挡壁脱开，达到便捷向下收回手臂的目的；利用第一挡壁与第二挡壁的分离可避免棘轮的单向运动对用户放下手臂的动作造成影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及外骨骼技术领域，具体为一种上肢上举维修操作无源助力外骨骼装置。
背景技术
无源助力外骨骼基于人体解剖学和生物力学原理，借助机器对人体姿态和运动状态进行实时感知，可模拟人类骨骼肌系统机理，快速响应和调整自身运动状态以匹配人体运动动作，达到减少人体肌肉系统负担，帮助人提高运动效率及运动能力的目的。
目前，现有的外骨骼产品价格高昂，外观较大且笨重，需使用电机或气动肌肉等主动式驱动方式，稳定性和适应性差，供能动力不足，需经常更换电池或连接电源，用户使用的舒适性、便捷性和自由度差，因此提出了一种上肢上举维修操作无源助力外骨骼装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种上肢上举维修操作无源助力外骨骼装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种上肢上举维修操作无源助力外骨骼装置，包括背板，所述背板上设有能够将背板固定在用户背部的绑带，所述背板的上端两侧对称固定连接有两个支撑杆，且两个支撑杆远离背板的一端均设有肩部贴合块，且所述肩部贴合块的侧壁上开设有用于贴合用户肩部的凹槽，所述肩部贴合块上通过单向离合器转动连接有用于支撑用户上肢的大臂杆，大臂杆采用碳纤维材料，以降低大臂杆的重量。
优选的，所述单向离合器包括棘轮，所述棘轮转动连接在肩部贴合块的内部，所述肩部贴合块的内部通过扭簧转动连接有顶块，所述顶块与棘轮单向卡接用于实现棘轮在肩部贴合块内部的单向转动，所述棘轮的侧壁上固定连接有第一限位块，所述第一限位块的侧壁上设有第一挡壁，且所述大臂杆的内部滑动连接有滑杆，滑杆的滑动方向垂直于大臂杆的转动方向，所述滑杆上固定连接有第二限位块，所述第二限位块的侧壁上开设有第二挡壁，且所述第一挡壁与第二挡壁相互卡接，所述大臂杆的内部设有用于将第二限位块向着第一限位块弹压的弹簧，弹簧套接在滑杆的侧壁上，且弹簧设置在大臂杆与第二限位块之间，弹簧对第二限位块进行弹压，促使第二限位块与第一限位块接触，使第一挡壁与第二挡壁处于卡接状态。
优选的，所述滑杆贯穿大臂杆的侧壁并固定连接有拉动块。
优选的，所述支撑杆与肩部贴合块之间设置有连接板，所述连接板的两端均设有转动轴，所述连接板的一端通过转动轴与支撑杆的端部转动连接，所述连接板的另一端通过转动轴与肩部贴合块转动连接。
优选的，所述大臂杆远离支撑杆的一端设有用于套在用户手臂上的固定环套，所述固定环套的一侧固定连接有插杆，所述插杆插接在大臂杆的内部，且所述大臂杆的侧壁上啮合连接有螺栓，所述螺栓的螺纹端贯穿大臂杆的侧壁并活动顶压在插杆的侧壁上。
优选的，所述固定环套的内侧壁上固定粘附有海绵垫。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过利用单向离合器的单向运动特性，在用户手臂执行上举动作时单向离合器自锁，用大臂杆对用户手臂进行支撑，在用户手臂需要放下手臂时，通过拉动拉动块，将第一挡壁与第二挡壁脱开，达到便捷向下收回手臂的目的；利用第一挡壁与第二挡壁的分离可避免棘轮的单向运动对用户放下手臂的动作造成影响；并且在支撑杆与大臂杆之间增设的连接板结构，满足用户手臂的水平方向自由度需求，最大化减少了背部固定件对人活动造成的阻碍。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的肩部贴合块、大臂杆与固定环套处的结构示意图；
图3为本实用新型的单向离合器处的爆炸图；
图4为本实用新型的肩部贴合块、棘轮与顶块处的爆炸图；
图5为本实用新型的棘轮、第一限位块、第二限位块与滑杆处的爆炸图；
图6为本实用新型的第二限位块、滑杆、弹簧与大臂杆处的爆炸图；
图7为本实用新型的大臂杆、固定环套、插杆与螺栓处的结构示意图。
图中：1、背板，2、绑带，3、支撑杆，4、肩部贴合块，5、单向离合器，501、棘轮，502、顶块，503、第一限位块，504、第一挡壁，505、滑杆，506、第二限位块，507、第二挡壁，508、弹簧，6、大臂杆，7、连接板，8、转动轴，9、拉动块，10、固定环套，11、插杆，12、螺栓。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-7，本实用新型提供一种技术方案：一种上肢上举维修操作无源助力外骨骼装置，包括背板1，所述背板1上设有能够将背板1固定在用户背部的绑带2，所述背板1的上端两侧对称固定连接有两个支撑杆3，且两个支撑杆3远离背板1的一端均设有肩部贴合块4，且所述肩部贴合块4的侧壁上开设有用于贴合用户肩部的凹槽，所述肩部贴合块4上通过单向离合器5转动连接有用于支撑用户上肢的大臂杆6，大臂杆6采用碳纤维材料，以降低大臂杆6的重量。
如图3-6所示，为了使大臂杆6在肩部贴合块4上转动任意角度后固定，具体而言，所述单向离合器5包括棘轮501，所述棘轮501转动连接在肩部贴合块4的内部，所述肩部贴合块4的内部通过扭簧转动连接有顶块502，所述顶块502与棘轮501单向卡接用于实现棘轮501在肩部贴合块4内部的单向转动，所述棘轮501的侧壁上固定连接有第一限位块503，所述第一限位块503的侧壁上设有第一挡壁504，且所述大臂杆6的内部滑动连接有滑杆505，滑杆505的滑动方向垂直于大臂杆6的转动方向，所述滑杆505上固定连接有第二限位块506，所述第二限位块506的侧壁上开设有第二挡壁507，且所述第一挡壁504与第二挡壁507相互卡接，如图3所示，第一挡壁504、第二挡壁507相对于棘轮501的侧面垂直，第一限位块503、第二限位块506的侧壁上设有弧形壁，弧形臂与第一挡壁504(第二挡壁507)相对设置，在第一挡壁504与第二挡壁507相互卡接时，第一限位块503、第二限位块506能够单向转动，所述大臂杆6的内部设有用于将第二限位块506向着第一限位块503弹压的弹簧508，弹簧508套接在滑杆505的侧壁上，且弹簧508设置在大臂杆6与第二限位块506之间，弹簧508对第二限位块506进行弹压，促使第二限位块506与第一限位块503接触，使第一挡壁504与第二挡壁507处于卡接状态；
在扭簧的作用下，顶块502向着棘轮501偏转，致使棘轮501与顶块502处于单向卡接状态，且通过弹簧508的弹压，第二限位块506向着第一限位块503移动，促使第一挡壁504与第二挡壁507相互卡接，用户利用绑带2将背板1佩戴在背部后，大臂杆6与手臂进行固定，此时，当将手臂向上抬起时，大臂杆6随着手臂向上摆动，此过程中，第二限位块506驱动第一限位块503进行转动，这样棘轮501在肩部贴合块4内转动，且顶块502实时对棘轮501进行单向卡接，从而实现大臂杆6向上摆动旋转，当大臂杆6停止时，顶块502会棘轮501进行卡接，促使大臂杆6无法向下回旋复位，此时大臂杆6会对用户手臂(抬起的手臂)进行支撑，达到减少人体手臂肌肉系统负担，帮助人提高运动效率及运动能力的目的；
在需要将用户的手臂放下时，滑动滑杆505，此时，滑杆505带着第二限位块506朝着远离第一限位块503运动，致使第二挡壁507与第一挡壁504脱离卡接，此时，大臂杆6能够向下回旋复位，继而实现将用户的手臂放下。
如图4所示，为了便于驱动滑杆505在大臂杆6的内部进行滑动，具体而言，所述滑杆505贯穿大臂杆6的侧壁并固定连接有拉动块9，当拉到拉动块9远离大臂杆6进行滑动时，拉动块9会带着滑杆505进行滑动，从而实现驱动第二限位块506远离第一限位块503滑动。
如图1、3所示，为了满足用户手臂在水平方向的自由度需求，具体而言，所述支撑杆3与肩部贴合块4之间设置有连接板7，所述连接板7的两端均设有转动轴8，所述连接板7的一端通过转动轴8与支撑杆3的端部转动连接，所述连接板7的另一端通过转动轴8与肩部贴合块4转动连接，转动轴8垂直于支撑杆3的长度方向设置，通过连接板7的设置，能够使肩部贴合块4相对于支撑杆3进行转动，在手臂与大臂杆6进行固定时，大臂杆6能够随着肩部贴合块4在支撑杆3上在水平方向转动，从而满足用户手臂在水平方向的自由度需求。
如图7所示，为了能够将用户手臂固定在大臂杆6上，具体而言，所述大臂杆6远离支撑杆3的一端设有用于套在用户手臂上的固定环套10，所述固定环套10的一侧固定连接有插杆11，所述插杆11插接在大臂杆6的内部，且所述大臂杆6的侧壁上啮合连接有螺栓12，所述螺栓12的螺纹端贯穿大臂杆6的侧壁并活动顶压在插杆11的侧壁上；
在将用户手臂固定在大臂杆6上时，先将用户手臂与大臂杆6侧壁进行贴合，然后将固定环套10套接在用户手臂上，并将插杆11插接在大臂杆6的内部，通过将螺栓12拧紧后，螺栓12的螺纹端顶压在插杆11的侧壁，致使固定环套10与大臂杆6连成一体，此时用户手臂便可固定在大臂杆6上，另外，通过插杆11插入大臂杆6内的长度不同，可对固定环套10套接在用户手臂上的位置进行调节，提高用户使用的灵活性。
为了能够增加用户手臂的舒适度，具体而言，所述固定环套10的内侧壁上固定粘附有海绵垫。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种上肢上举维修操作无源助力外骨骼装置，包括背板(1)，所述背板(1)上设有绑带(2)，其特征在于：所述背板(1)的上端两侧对称固定连接有两个支撑杆(3)，且两个支撑杆(3)远离背板(1)的一端均设有肩部贴合块(4)，且所述肩部贴合块(4)的侧壁上开设有用于贴合用户肩部的凹槽，所述肩部贴合块(4)上通过单向离合器(5)转动连接有大臂杆(6)。
2.根据权利要求1所述的一种上肢上举维修操作无源助力外骨骼装置，其特征在于：所述单向离合器(5)包括棘轮(501)，所述棘轮(501)转动连接在肩部贴合块(4)的内部，所述肩部贴合块(4)的内部通过扭簧转动连接有顶块(502)，所述顶块(502)与棘轮(501)单向卡接，所述棘轮(501)的侧壁上固定连接有第一限位块(503)，所述第一限位块(503)的侧壁上设有第一挡壁(504)，且所述大臂杆(6)的内部滑动连接有滑杆(505)，所述滑杆(505)上固定连接有第二限位块(506)，所述第二限位块(506)的侧壁上开设有第二挡壁(507)，且所述第一挡壁(504)与第二挡壁(507)相互卡接，所述大臂杆(6)的内部设有弹簧(508)。
3.根据权利要求2所述的一种上肢上举维修操作无源助力外骨骼装置，其特征在于：所述滑杆(505)贯穿大臂杆(6)的侧壁并固定连接有拉动块(9)。
4.根据权利要求1或2所述的一种上肢上举维修操作无源助力外骨骼装置，其特征在于：所述支撑杆(3)与肩部贴合块(4)之间设置有连接板(7)，所述连接板(7)的两端均设有转动轴(8)，所述连接板(7)的一端通过转动轴(8)与支撑杆(3)的端部转动连接，所述连接板(7)的另一端通过转动轴(8)与肩部贴合块(4)转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种上肢上举维修操作无源助力外骨骼装置，其特征在于：所述大臂杆(6)远离支撑杆(3)的一端设有固定环套(10)，所述固定环套(10)的一侧固定连接有插杆(11)，所述插杆(11)插接在大臂杆(6)的内部，且所述大臂杆(6)的侧壁上啮合连接有螺栓(12)，所述螺栓(12)的螺纹端贯穿大臂杆(6)的侧壁并活动顶压在插杆(11)的侧壁上。
6.根据权利要求5所述的一种上肢上举维修操作无源助力外骨骼装置，其特征在于：所述固定环套(10)的内侧壁上固定粘附有海绵垫。
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