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申请/专利权人：浙江理工大学

摘要：本发明公开了一种面向农业作业环境的上肢助力外骨骼及其助力方法。本发明中大臂连接组件两端与小臂支撑组件和肩关节连接件铰接，肩关节支撑件与肩关节连接件铰接，与肩部支撑杆构成滑动副；滑块一和滑块二通过弹簧连接，均与大臂连接组件构成滑动副，滑块一通过支撑连杆与前臂支撑组件铰接；主动绳索一端与腰部支撑板上的固定架固定，另一端绕过固定架正下方的动滑轮，穿过固定架的通孔、导管以及大臂连接组件上绳索架的导槽，绕过大臂连接组件上靠近小臂支撑组件的定滑轮与滑块二固定；从动绳索一端与小臂支撑组件固定，另一端绕过大臂连接组件上远离小臂支撑组件的定滑轮与滑块二固定。本发明可实现对小臂以及大臂前屈和后伸运动的助力作用。

主权项：1.一种面向农业作业环境的上肢助力外骨骼，包括躯干支撑装置、绳索驱动装置和单臂助力装置，其特征在于：所述躯干支撑装置包括躯干绑带、肩部支撑板、背部支撑杆、背部安装板、腰部支撑板和肩部支撑杆；所述竖直且间距布置的两个背部支撑杆上端均与肩部支撑板的中部固定，中部与背部安装板的两端固定，下端均与腰部支撑板的中部固定；所述水平设置的肩部支撑杆与两个背部支撑杆的上端均固定；设于背部支撑杆前方且对称布置的两个躯干绑带上端与肩部支撑板的两端固定，下端与腰部支撑板的两端固定；所述肩部支撑杆的两端均设有单臂助力装置，单臂助力装置包括小臂支撑组件、大臂支撑组件和肩部支撑组件；所述大臂支撑组件包括大臂连接组件、滑块一、导杆、支撑连杆和滑块二；大臂连接组件与小臂支撑组件铰接，平行于大臂连接组件的导杆固定于大臂连接组件上，滑块一和滑块二通过弹簧连接，并均与导杆构成滑动副，且滑块一比滑块二靠近小臂支撑组件；支撑连杆一端与滑块一铰接，另一端与小臂支撑组件靠近大臂连接组件一端一体成型的凸板一铰接；所述肩部支撑组件包括肩关节连接件、肩关节支撑件、肩部助力曲柄和肩部助力连杆；所述肩关节支撑件与肩部支撑杆构成水平方向的滑动副；肩关节连接件的一端与肩关节支撑件构成绕竖直轴线转动的转动副，另一端与大臂连接组件远离小臂支撑组件的一端构成绕水平轴线转动的转动副；肩部助力曲柄的一端与肩关节连接件铰接，并由助力电机一驱动；肩部助力连杆的两端与肩部助力曲柄的另一端和大臂连接组件远离小臂支撑组件一端一体成型的凸板二铰接；所述小臂支撑组件和大臂连接组件的内侧均固定有间距布置的若干个手臂绑带；所述每个单臂助力装置上设有绳索驱动装置，绳索驱动装置包括导管、固定架、动滑轮、牵引绳索、安装架、从动绳索、定滑轮和主动绳索；所述固定架固定于肩部支撑板上，绳索架固定于大臂连接组件远离小臂支撑组件的一端，导管的一端与固定架上开设的通孔上端固定并连通，另一端与绳索架上开设的导槽靠近肩关节连接件的一端固定并连通，间距布置的两个定滑轮铰接在大臂连接组件的两端，且滑块一和滑块二位于两个定滑轮之间；所述主动绳索一端固定于固定架上，另一端绕过位于固定架正下方的动滑轮，并依次穿过通孔、导管和导槽，绕过靠近小臂支撑组件的定滑轮，与滑块二固定；所述从动绳索一端与小臂支撑组件中部固定，另一端绕过远离小臂支撑组件的定滑轮，与滑块二固定；动滑轮铰接在滑轮架上，牵引绳索一端与滑轮架固定，另一端与位于动滑轮正下方的安装架可拆卸固定，且安装架由升降组件驱动升降；其中，各牵引绳索、各从动绳索和各主动绳索均处于张紧状态。

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