一種用于緩解疲勞的助力工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)系統(tǒng)助力工具，具體涉及一種用于緩解疲勞的助力工具。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，人體穿戴式助力機(jī)構(gòu)的研究逐漸興起，目的是將人類的智力和機(jī)器人的“體力”結(jié)合在一起，既避免了機(jī)器人模擬人的智能帶來的機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時又能使人具有機(jī)器的力量、耐力和速度。其主要應(yīng)用于醫(yī)療康復(fù)、工業(yè)生產(chǎn)、單兵作戰(zhàn)等領(lǐng)域。
[0003]目前已公布的各種人體穿戴式助力機(jī)構(gòu)，其功能包括提高負(fù)重行走能力，重型物資搬運(yùn)助力，舉起和降下重型負(fù)載，人體下肢運(yùn)行障礙康復(fù)等，功能主要集中于人體助力行走。其共同特點(diǎn)是在動力源的支持下，通過傳感器采集人體信號反饋給控制單元，經(jīng)過控制單元的邏輯處理后，下達(dá)指令使動力執(zhí)行單元完成動作，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。這樣會帶來下肢運(yùn)動趨勢預(yù)測機(jī)制設(shè)計(jì)、機(jī)器人控制策略的制定與實(shí)施、動力源和輕便、高效的自給能源裝置等一系列關(guān)鍵問題。而目前這些有待解決的問題導(dǎo)致人體穿戴式助力機(jī)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的過程中，無法達(dá)到其理想的效果，同時昂貴的制造成本也使其僅僅停留在科學(xué)研究階段，無法廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是:提供一種用于緩解疲勞的助力工具。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種用于緩解疲勞的助力工具，包括平衡機(jī)架、支腿、工具連接臂以及用于防止平衡機(jī)架失衡的配重裝置，所述平衡機(jī)架連接于支腿上，所述工具連接臂與配重裝置相對設(shè)置在平衡機(jī)架上。
[0006]優(yōu)選的，所述配重裝置包括砝碼、砝碼安裝架以及伸縮臂，所述砝碼安裝于砝碼安裝架上，所述伸縮臂一端連接在平衡機(jī)架上，另一端與砝碼安裝架連接。
[0007]優(yōu)選的，所述伸縮臂包括主臂、滑臂以及限位機(jī)構(gòu)，所述限位機(jī)構(gòu)包括開設(shè)在主臂上的滑臂槽、開設(shè)在滑臂上的連接孔以及固定螺栓，滑臂槽的槽壁上開設(shè)有調(diào)整槽，所述滑臂滑動連接到滑臂槽中，滑臂末端與砝碼安裝架固定連接，當(dāng)將砝碼安裝架調(diào)整到所需位置時，固定螺栓通過調(diào)整槽連接到連接孔中以使滑臂固定于主臂上。
[0008]優(yōu)選的，所述支腿為兩個，每個支腿包括大腿桿、小腿桿、設(shè)置在小腿桿上的小腿束環(huán)、使支腿相對平衡機(jī)架前后擺動一定范圍的髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)、使小腿桿相對大腿桿前后擺動一定范圍的膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)，所述大腿桿上部通過髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)與平衡機(jī)架連接，大腿桿下部通過膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)連接在小腿桿的上部。
[0009]優(yōu)選的，所述髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)和膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)均包括第一關(guān)節(jié)塊、第二關(guān)節(jié)塊以及將第一關(guān)節(jié)塊與第二關(guān)節(jié)塊鉸接起來的鉸軸，第一關(guān)節(jié)塊和第二關(guān)節(jié)塊相接觸的面上分別設(shè)置有限位凸塊和弧形限位槽，限位凸塊滑動連接在弧形限位槽中；
[0010]髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)的第一關(guān)節(jié)塊和第二關(guān)節(jié)塊分別與平衡機(jī)架和大腿桿連接;
[0011]膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)的第一關(guān)節(jié)塊和第二關(guān)節(jié)塊分別與大腿桿和小腿桿連接；
[0012]當(dāng)支腿處于豎直狀態(tài)時，髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)的限位凸塊位于弧形限位槽中間位置處；膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)的限位凸塊位于弧形限位槽的下限位處。
[0013]優(yōu)選的，所述平衡機(jī)架上設(shè)置有能使支腿相對平衡機(jī)架左右擺動的髖關(guān)節(jié)擺動機(jī)構(gòu)，髖關(guān)節(jié)擺動機(jī)構(gòu)包括連接主體以及縱向鉸軸，連接主體固定于平衡機(jī)架上，所述縱向鉸軸分別穿設(shè)于連接主體和支腿上，將連接主體與支腿鉸接起來。
[0014]優(yōu)選的，所述支腿包括使支腿可繞支腿的軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)軸承、與所述髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)連接的第一連接件以及與大腿桿連接的第二連接件，第一連接件的端面凸出有凸臺，第二連接件的一端上具有一容置空間，所述旋轉(zhuǎn)軸承的外圈固定于容置空間中，凸臺與旋轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈固定連接。
[0015]優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還設(shè)置有呈環(huán)形的軸承壓蓋、墊片以及壓緊螺釘，所述第二連接件為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，容置空間設(shè)置在所述中空的筒狀結(jié)構(gòu)中，容置空間中具有一圓周凸起，軸承壓蓋固定安裝到容置空間中，軸承壓蓋與所述圓周凸起形成用于固定旋轉(zhuǎn)軸承外圈的外圈固定空間；凸臺頂部端面上開設(shè)有螺紋孔，壓緊螺釘穿過墊片連接到螺紋孔中，將旋轉(zhuǎn)軸承內(nèi)圈固定于凸臺頂部上。
[0016]優(yōu)選的，所述工具連接臂具有可調(diào)整工具高度的調(diào)整臂，所述調(diào)整臂包括彈簧、彈簧收放裝置、工具連接部以及主要由四個桿首尾相互鉸接形成呈平行四邊形結(jié)構(gòu)的臂體，臂體的其中一桿與平衡機(jī)架和彈簧收放裝置連接，與其相對的另一桿與工具連接部和彈簧的一端連接，彈簧的另一端連接在彈簧收放裝置上。
[0017]優(yōu)選的，所述彈簧收放裝置包括螺紋桿、調(diào)整軸承以及彈簧連接塊，彈簧連接塊上開設(shè)有與所述螺紋桿相連接的螺紋孔，彈簧連接塊上還開設(shè)有與所述彈簧連接的彈簧連接孔，所述螺紋桿通過調(diào)整軸承連接到調(diào)整臂上；工具連接臂還具有擺臂，擺臂兩端分別鉸接到調(diào)整臂和平衡機(jī)架上。
[0018]本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0019]1、本實(shí)用新型能保證配帶者的靈活性，運(yùn)用杠桿原理，將配帶者在工作過程中身上所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)移到地面上，既節(jié)省了操作者的體力，又避免了肌肉疲勞或拉傷等傷害。本實(shí)用新型的特點(diǎn)為無動力源支持，這一特點(diǎn)降低了本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和制造成本，有利于市場推廣與應(yīng)用。它可以幫助配帶者不需花費(fèi)太多力氣就可以長時間舉持砂輪機(jī)、氣動扳手等工具，適合應(yīng)用于需長時間握住機(jī)械工具進(jìn)行作業(yè)的環(huán)境，如大型船只的維修等。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本實(shí)用新型的伸縮臂的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是本實(shí)用新型的髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)和膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4是本實(shí)用新型的支腿處于豎直時髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)的限位凸塊處于弧形限位槽中間位置的示意圖。
[0024]圖5是本實(shí)用新型的支腿處于豎直時膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)的限位凸塊處于弧形限位槽下限位處的示意圖。
[0025]圖6是本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7是本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的爆炸圖。
[0027]圖8是本實(shí)用新型的調(diào)整臂的原理示意圖。
[0028]圖9是本實(shí)用新型的彈簧收放裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0030]實(shí)施例一:
[0031]—種用于緩解疲勞的助力工具，包括平衡機(jī)架1、支腿2、工具連接臂3以及用于防止平衡機(jī)架失衡的配重裝置4，所述平衡機(jī)架連接于支腿上，所述工具連接臂與配重裝置相對設(shè)置在平衡機(jī)架上。
[0032]優(yōu)選的，所述配重裝置包括砝碼5、砝碼安裝架6以及伸縮臂，所述砝碼安裝于砝碼安裝架上，所述伸縮臂一端連接在平衡機(jī)架上，另一端與砝碼安裝架連接。
[0033]更優(yōu)選的，所述伸縮臂包括主臂7、滑臂8以及限位機(jī)構(gòu)9，所述限位機(jī)構(gòu)包括開設(shè)在主臂上的滑臂槽10、開設(shè)在滑臂上的連接孔11以及固定螺栓，滑臂槽的槽壁上開設(shè)有調(diào)整槽12，所述滑臂滑動連接到滑臂槽中，滑臂末端與砝碼安裝架固定連接，當(dāng)將砝碼安裝架調(diào)整到所需位置時，固定螺栓通過調(diào)整槽連接到連接孔中以使滑臂固定于主臂上，設(shè)置伸縮臂的好處在于，在使用時不僅可通過添加砝碼增加重量以達(dá)到平衡狀態(tài)，還可以通過調(diào)整伸縮臂長度使力臂加長從而減小砝碼的添加，達(dá)到減輕整體重量的效果。
[0034]優(yōu)選的，所述支腿為兩個，每個支腿包括大腿桿13、小腿桿14、設(shè)置在小腿桿上的小腿束環(huán)15、使支腿相對平衡機(jī)架前后擺動一定范圍的髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)、使小腿桿相對大腿桿前后擺動一定范圍的膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)，所述大腿桿上部通過髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)與平衡機(jī)架連接，大腿桿下部通過膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)連接在小腿桿的上部。
[0035]優(yōu)選的，所述髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)和膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)均包括第一關(guān)節(jié)塊16、第二關(guān)節(jié)塊17以及將第一關(guān)節(jié)塊與第二關(guān)節(jié)塊鉸接起來的鉸軸18，第一關(guān)節(jié)塊和第二關(guān)節(jié)塊相接觸的面上分別設(shè)置有限位凸塊19和弧形限位槽20，限位凸塊滑動連接在弧形限位槽中；
[0036]髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)的第一關(guān)節(jié)塊和第二關(guān)節(jié)塊分別與平衡機(jī)架和大腿桿連接;
[0037]膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)的第一關(guān)節(jié)塊和第二關(guān)節(jié)塊分別與大腿桿和小腿桿連接。
[0038]優(yōu)選的，所述平衡機(jī)架上設(shè)置有能使支腿相對平衡機(jī)架左右擺動的髖關(guān)節(jié)擺動機(jī)構(gòu)，髖關(guān)節(jié)擺動機(jī)構(gòu)包括連接主體21以及縱向鉸軸22，連接主體上部固定于平衡機(jī)架上，所述縱向鉸軸分別穿設(shè)于連接主體下部和支腿上部，將連接主體與支腿鉸接起來。
[0039]優(yōu)選的，所述支腿包括使支腿可繞支腿的軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)23，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)軸承24、與所述髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角限位機(jī)構(gòu)連接的第一連接件25以及與大腿桿連接的第二連接件26，第一連接件的端面凸出有凸臺27，第二連接件的一端上具有一容置空間28，所述旋轉(zhuǎn)軸承的外圈