合肥工業大學陳兵獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉合肥工業大學申請的專利基于折紙機構的仿生脊椎腰部搬運外骨骼及其控制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116810762B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310885575.5,技術領域涉及:B25J9/00;該發明授權基于折紙機構的仿生脊椎腰部搬運外骨骼及其控制方法是由陳兵;倪想;史晨璞;談家梁;周斌;訾斌設計研發完成,并于2023-07-19向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于折紙機構的仿生脊椎腰部搬運外骨骼及其控制方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于折紙機構的仿生脊椎腰部搬運外骨骼及其控制方法,該搬運外骨骼主要是由三個部分組成,即:仿生脊柱單元,繩驅動單元和人機接觸單元。人機接觸單元用于搬運外骨骼在人體上的連接固定,繩驅動單元則用于給仿生脊柱單元提供由彎曲狀態恢復至垂直狀態的輔助動力,仿生脊椎單元由多個仿生椎骨折紙機構依次毗鄰串接而成。該仿生外骨骼通過繩驅動進行拉力控制,使外骨骼能夠有效的進行背部助力,減少搬運工人的脊柱負荷,減少腰部損傷,保護腰椎健康;外骨骼具備多自由度,不限制穿戴者的自然運動,可支持多種搬運姿勢,能夠提高外骨骼的靈活性、舒適性、多功能性;且該外骨骼質量輕,結構簡單,使用方便。
本發明授權基于折紙機構的仿生脊椎腰部搬運外骨骼及其控制方法在權利要求書中公布了:1.一種基于折紙機構的仿生脊椎腰部搬運外骨骼,包括通過肩部綁帶(1)固定于人體脊背處的背部支撐板(2)、通過腰部綁帶(3)固定于人體腰部的腰部支撐板(4)、固定于人體背部并位于背部支撐板(2)和腰部支撐板(4)之間的背部綁帶(5),其特征在于:所述背部綁帶(5)的表面設置有由多個仿生椎骨折紙機構(6)依次毗鄰構成的仿生脊椎單元,位于最上端的仿生椎骨折紙機構(6)的頂部固定連接于背部支撐板(2)的表面底端,且該仿生椎骨折紙機構(6)的頂部的頂端固定設置有拉力傳感器(7),位于最下端的仿生椎骨折紙機構(6)的底部固定連接于腰部支撐板(4)的表面頂端; 所述仿生椎骨折紙機構(6)包括頂板(605)和底板(606),所述頂板(605)的前側端和底板(606)的前側端之間連接有被動彈簧(620),所述頂板(605)的左、右兩端分別轉動連接有第一圓弧板(601)和第三圓弧板(603); 所述第一圓弧板(601)的內壁前端和后端分別一體設置有均向右下方傾斜設置的左上前延伸桿和左上后延伸桿,所述左上前延伸桿上轉動連接有向后下方傾斜設置的左上前折紙連桿(607),所述左上后延伸桿上轉動連接有向前下方傾斜設置的左上后折紙連桿(608),所述第三圓弧板(603)的內壁前端和后端分別一體設置有均向左下方傾斜設置的右上前延伸桿和右上后延伸桿,所述右上前延伸桿上轉動連接有向后下方傾斜設置的右上前折紙連桿(609),所述右上后延伸桿上轉動連接有向前下方傾斜設置的右上后折紙連桿(610); 所述底板(606)的左、右兩端分別轉動連接有第二圓弧板(602)和第四圓弧板(604),所述第二圓弧板(602)的內壁前端和后端分別一體設置有均向右上方傾斜設置的左下前延伸桿和左下后延伸桿,所述左下前延伸桿上轉動連接有向后上方傾斜設置的左下前折紙連桿(611),所述左下后延伸桿上轉動連接有向前上方傾斜設置的左下后折紙連桿(612),所述第四圓弧板(604)的內壁前端和后端分別一體設置有均向左上方傾斜設置的右下前延伸桿和右下后延伸桿,所述右下前延伸桿上轉動連接有向后上方傾斜設置的右下前折紙連桿(613),所述右下后延伸桿上轉動連接有向前上方傾斜設置的右下后折紙連桿(614); 所述左上前折紙連桿(607)的桿端與左下前折紙連桿(611)的桿端通過左前約束螺栓軸(615)轉動連接,所述左上后折紙連桿(608)的桿端與左下后折紙連桿(612)的桿端通過左后約束螺栓軸(616)轉動連接,所述左前約束螺栓軸(615)的端部與左后約束螺栓軸(616)的端部之間通過一個約束彈簧(617)連接; 所述右上前折紙連桿(609)的桿端與右下前折紙連桿(613)的桿端通過右前約束螺栓軸(618)轉動連接,所述右上后折紙連桿(610)的桿端與右下后折紙連桿(614)的桿端通過右后約束螺栓軸(619)轉動連接,所述右前約束螺栓軸(618)的端部與右后約束螺栓軸(619)的端部通過另一個約束彈簧(617)連接; 所述背部支撐板(2)的表面固定設置有慣性測量單元(8),所述肩部綁帶(1)的表面固定設置有肩部錨點塊(9),肩部錨點塊(9)與拉力傳感器(7)的頂部輸入端通過拉力繩(10)連接; 所述腰部支撐板(4)的表面分別固定設置有繩驅動滑輪組(11)、位于繩驅動滑輪組(11)一側的驅動電機(12)和位于繩驅動滑輪組(11)另一側的電池組(13),所述驅動電機(12)的輸出端固定連接有收線盤(14),所述收線盤(14)上卷繞有鋼絲繩(15),所述鋼絲繩(15)的另一端經繩驅動滑輪組(11)纏繞導向后依次穿過各個仿生椎骨折紙機構(6)并與拉力傳感器(7)的底部輸入端連接; 還包括控制器(16)和智能手套(17),所述控制器(16)分別與拉力傳感器(7)和慣性測量單元(8)、驅動電機(12)和電池組(13)電連接,并與智能手套(17)無線連接。
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