本项创新技术涉及外骨骼机器人领域,介绍了一种新型上肢助力外骨骼机器人。该机器人由背板、旋转弹性串联驱动器、直线结构、张紧结构、宽度调节结构、上肢结构和绳索传动结构组成,旨在提升上肢功能辅助能力。
背景技术
过顶作业是指需要将手(一只手或两只手)举过肩膀来拿工具或举起重物的作业,在过顶作业中,重力会在肩关节的屈曲方向上产生较大的载荷,肩部肌肉通过增加肌肉内压力来提升载荷,从而成为主要的运动者,这反过来会影响局部肌肉的血流,并可能撕裂肌腱、韧带和肌肉,为了保护工人在过顶作业时免受肩部受伤,可以帮助肩关节屈曲的上肢外骨骼机器人得到了广泛的研究。
上肢外骨骼机器人可增强使用者的上肢力量、减轻负重、减少身体损伤及提升工作效率,并让使用者可从容应对更多复杂精密工作。依据辅助力矩的来源上肢外骨骼机器人可分为被动、半被动或主动,被动上肢外骨骼使用能量回收机制(基于弹性元件,如扭簧)在肩部的屈曲方向上产生辅助扭矩,具有重量轻、成本低的优点,但存在辅助力矩不可调节的局限性;半被动上肢外骨骼使用低功率的伺服电机调节辅助力矩(改变扭簧的力臂),是被动与主动上肢外骨骼之间的折中,但仍需要通过使用者压缩扭簧来存储能量以使用设备;因此,需要主动式的上肢外骨骼为使用者提供外骨能量和可调节的辅助力矩。
公开号为CN115107004A公开的一种托举型上肢助力外骨骼,其在每个肩关节处都设置了一个独立电机为使用者的托举动作提供辅助力矩,能够针对人体肩关节转动中心位置变化进行补偿,可改善使用者的舒适度,保证外骨骼助力效果。但该外骨骼电机助力结构集中在肩部,且每个关节配置一个电机的重量较大,在助力过程中将增加使用者的身体负担,影响助力效果。
实现思路