助力外骨骼的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機動工具領域，具體而言，涉及一種助力外骨骼。
【背景技術】
[0002]現有的機械外骨骼可以通俗的理解成可穿戴機器人，它具有機械肢體和關節結構，肢體由金屬材料制造并由各機械關節連接，各機械關節受安裝在關節處的電機或液壓裝置驅動，機械關節驅動機械肢體帶動佩戴者的肢體運動，從而達到助力效果。現有的機械外骨骼由于是剛性結構，且和佩戴者緊密貼合，所以其運動方式必須和人的運動方式相同，是一種對人機互動要求非常高的設備。要實現流暢助力在控制系統和動力系統上所面臨的技術難題很復雜，因此機械外骨骼屬于高成本的高科技產品，實用價值較低。
【實用新型內容】
[0003]有鑒于此，本實用新型提供了一種助力外骨骼，通過傳動裝置的端部連接傳動繩或柔帶，并由傳動繩或柔帶對佩戴者的肢體如手腕、腰背部進行控制來起到助力的作用，以改善現有的高科技產品成本較高、實用價值較低的不足。
[0004]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0005]一種助力外骨骼，包括上肢助力機構、上肢傳動帶和手臂傳動裝置，所述上肢助力機構包括電源、第一電機和第一傳動裝置，所述手臂傳動裝置包括增程軸、上肢傳動繩和手環，所述上肢傳動帶的一端與所述第一傳動裝置連接，所述上肢傳動帶的另一端與所述增程軸連接，所述上肢傳動繩的一端與所述增程軸的端部連接，所述上肢傳動繩的另一端與所述手環連接，所述第一電機由所述電源帶動后驅動所述第一傳動裝置與所述上肢傳動帶連接的端部轉動，所述上肢傳動帶轉動帶動所述增程軸轉動，在使用時，所述上肢助力機構被穿著于人體的背部，所述手環套于手腕處，所述增程軸轉動帶動所述上肢傳動繩收緊，所述上肢傳動繩收緊后提升所述手環從而提升套于手環中的手腕。
[0006]優選地，上述的助力外骨骼中，所述第一傳動裝置包括第一錐齒輪、第二錐齒輪、第一連接軸、第二連接軸、第一永磁體、第二永磁體、第一線圈、第二線圈、第一卷輪和第二卷輪，所述第一錐齒輪固定于由所述第一電機驅動的第一連接軸，所述第一連接軸沿第一方向延伸，所述第二錐齒輪固定于所述第二連接軸，所述第二連接軸沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸，所述第二錐齒輪與所述第一錐齒輪相嚙合，所述第一永磁體設置于所述第二連接軸的一端，所述第二永磁體設置于所述第二連接軸的另一端，所述第一永磁體的遠離所述第二永磁體的一側設有凹凸相間的第一端面齒，所述第一卷輪、第二連接軸以及所述第二卷輪的軸線位于同一直線，所述第一卷輪與所述第一永磁體的第一端面齒相對的一端設有與所述第一端面齒相匹配的第二端面齒，所述第一線圈設置于所述第一永磁體和所述第一卷輪之間，所述第二永磁體在遠離所述第一永磁體的一側設有凹凸相間的第三端面齒，所述第二卷輪與所述第三端面齒相對的一端設有與所述第三端面齒相匹配的第四端面齒，所述第二線圈設置于所述第二永磁體和所述第二卷輪之間。
[0007]所述第一傳動裝置主要通過轉動的方式傳動，節約空間，能夠減少所述上肢助力機構的體積，便于穿著。
[0008]優選地，上述的助力外骨骼中，所述手臂傳動裝置還包括角鋁、第一懸臂、第二懸臂、第一定滑輪、第二定滑輪、第一手環軸承和第二手環軸承，所述角鋁還包括第一角鋁部和第二角鋁部，所述增程軸包括第一增程軸和第二增程軸，所述上肢傳動帶還包括第一上肢傳動帶和第二上肢傳動帶，所述上肢傳動繩包括第一上肢傳動繩和第二上肢傳動繩，所述手環包括第一手環和第二手環，所述第一手環設置于所述第一手環軸承內部且所述第一手環能相對于所述第一手環軸承轉動，所述第二手環設置于所述第二手環軸承內部且所述第二手環能相對于所述第二手環軸承轉動，所述第一增程軸以及所述第二增程軸分別被安裝于所述第一角鋁部以及所述第二角鋁部，所述第一增程軸能相對于所述第一角鋁部轉動，所述第二增程軸同樣能相對于所述第二角鋁部轉動，所述第一懸臂的一端與所述第一角鋁部固定連接，所述第一懸臂遠離所述第一角鋁部的一端設置有所述第一定滑輪，所述第一上肢傳動繩經由所述第一定滑輪與所述第一手環軸承相連接，所述第二懸臂的一端與所述第二角鋁部固定連接，所述第二懸臂遠離所述第二角鋁部的一端設置有所述第二定滑輪，所述第二上肢傳動繩經由所述第二定滑輪與所述第二手環軸承相連接。
[0009]當需要助力時，所述上肢傳動帶轉動帶動增程軸轉動，由于所述增程軸的端部與所述上肢傳動繩相連接，所述上肢傳動繩經由所述定滑輪與所述手環軸承相連接，故所述增程軸轉動帶動所述上肢傳動繩收緊。使得所述定滑輪轉動并且提升所述手環軸承，由于所述手環設置于所述手環軸承的內部，且人的手腕可以套入所述手環中，故人的手會隨著手環的提升而被提起。
[0010]優選地，上述的助力外骨骼中，所述第一卷輪的內部設有固定軸和卷簧，所述第一卷輪的固定軸設置于所述第一卷輪的軸心，所述第一卷輪通過所述卷簧與所述固定軸連接，所述第二卷輪的結構與所述第一卷輪的結構相同。
[0011]所述第一卷輪和第二卷輪未被驅動時，所述卷簧的回彈趨勢能使所述上肢柔帶始終處于繃緊的狀態，使得在提拉手腕時不會出現左右手腕提拉不同步的情況。
[0012]優選地，上述的助力外骨骼中，所述第一手環包括第一按鈕，所述第一線圈、第二線圈與所述第一按鈕分別與所述電源連接，當所述第一按鈕未被按下時，所述第一線圈和第二線圈分別通有與第一永磁體和第二永磁體能產生排斥作用力的電流，所述第一永磁體和第二永磁體分別與第一卷輪和第二卷輪分離，當所述第一按鈕被按下時，所述第一線圈和第二線圈分別通有與第一永磁體和第二永磁體能產生吸引作用力的電流，所述第一永磁體通過所述第一端面齒和第二端面齒相嚙合的方式與所述第一卷輪連接，所述第二永磁體通過所述第三端面齒和第四端面齒相嚙合的方式與所述第二卷輪連接。
[0013]通過手腕處的按鈕能夠自由控制受控狀態和自由運動狀態，增加該產品的使用便捷性。
[0014]本實用新型還提供了一種助力外骨骼，包括下肢助力機構和下肢柔帶，所述下肢助力機構包括電源、第二電機、第二傳動裝置、腿部固定部、可折疊牽引臂、柔帶傳動臂，所述可折疊牽引臂的一端與所述腿部固定部連接，所述可折疊牽引臂的另一端與所述柔帶傳動臂連接，所述柔帶傳動臂包括支撐部和傳動部，所述傳動部與所述第二傳動裝置通過所述下肢柔帶連接，所述第二電機由所述電源帶動后驅動所述第二傳動裝置的與所述下肢柔帶連接的端部轉動，以將所述下肢柔帶纏繞收緊，使用時，所述電源、第二電機和第二傳動裝置固定于人的背部，所述支撐部可與人的背部相接觸，所述可折疊牽引臂可被調節以使所述柔帶傳動臂位于與所述第二傳動裝置相對應的位置。
[0015]優選地，上述的助力外骨骼中，所述第二傳動裝置包括第三錐齒輪、第四錐齒輪、第三連接軸、第四連接軸、第三永磁體、第四永磁體、第三線圈、第四線圈、第三卷輪和第四卷輪，所述第三錐齒輪固定于由第二電機驅動的第三連接軸，所述第三連接軸沿第一方向延伸，所述第四錐齒輪固定于第四連接軸，所述第四連接軸沿垂直于第一方向的第二方向延伸，所述第四錐齒輪與所述第三錐齒輪相嚙合，所述第三永磁體設置于所述第四連接軸的一端，所述第四永磁體設置于所述第四連接軸的另一端，所述第三永磁體的遠離所述第四永磁體的一側設有凹凸相間的第五端面齒，所述第三卷輪、第四連接軸以及所述第四卷輪的軸線位于同一直線，所述第三卷輪與所述第三永磁體的第五端面齒相對的一端設有與所述第五端面齒相匹配的第六端面齒，所述第三線圈設置于所述第三永磁體和所述第三卷輪之間，所述第四永磁體在遠離所述第三永磁體的一側設有凹凸相間的第七端面齒，所述第四卷輪與所述第七端面齒相對的一端設有與所述第七端面齒相匹配的第八端面齒，所述第四線圈設置于所述第四永磁體和所述第四卷輪之間。
[0016]所述第二傳動裝置主要通過轉動的方式傳動，節約空間，能夠減少所述下肢助力機構的體積，便于穿著。
[0017]優選地，上述的助力外骨骼中，所述下肢柔帶包括第一下肢柔帶和第二下肢柔帶，所述柔帶傳動臂的傳動部包括第一傳動部和第二傳動部，所述第一下肢柔帶的一端與所述第三卷輪連接，所述第一下肢柔帶的另一端與所述第一傳動部連接，所述第二下肢柔帶的一端與所述第四卷輪連接，所述第二下肢柔帶的另一端與所述第二傳動部連接。
[0018]所述第三卷輪和第四卷輪轉動能帶動所述第一下肢柔帶和第二下肢柔帶收緊，從而拉近與所述柔帶傳動臂的距離，從而達到了將腰拉起的目的。
[0019]優選地，上述的助力外骨骼中，當所述第三線圈和第四線圈分別通有與第三永磁體和第四永磁體能產生排斥作用力的電流時，所述第三永磁體和第四永磁體分別與第三卷輪和第四卷輪分離，當所述第三線圈和第四線圈分別通有與第三永磁體和第四永磁體能產生吸引作用力的電流時，所述第三永磁體通過所述第五端面齒和第六端面齒相嚙合的方式與所述第三卷輪連接，所述第四永磁體通過所述第七端面齒和第八端面齒相嚙合的方式與所述第四卷輪連接。
[0020]所述第二傳動裝置的永磁體部分可以在受到控制的情況下處于轉動狀態，所述第三卷輪和第四卷輪是