全文摘要
本实用新型公开了一种应用于果树管理的上肢助力装置，包括套在人体背部的外骨骼背部模块、上肢外骨骼模块和用于实现幼果套袋的幼果套袋机，所述上肢外骨骼模块共设置有两组，分别固定连接在外骨骼背部模块的两端，所述幼果套袋机设置在一组上肢外骨骼模块远离外骨骼背部模块一端的正下方，且上部设置有用于上肢外骨骼模块内手臂提取的把手，所述外骨骼背部模块包括提供电力供应的锂电池模块、对整个装置进行控制的控制模块、紧贴人体背部的背部靠板、腰部固定绑带和胸部固定绑带。该应用于果树管理的上肢助力装置，通过电力控制，给人体的上肢提供助力，从而能够更加方便的对果树进行管理。
主设计要求
1.一种应用于果树管理的上肢助力装置，包括套在人体背部的外骨骼背部模块（1）、上肢外骨骼模块（2）和用于实现幼果套袋的幼果套袋机（3），其特征在于：所述上肢外骨骼模块（2）共设置有两组，分别固定连接在外骨骼背部模块（1）的两端，所述幼果套袋机（3）设置在一组上肢外骨骼模块（2）远离外骨骼背部模块（1）一端的正下方，且上部设置有用于上肢外骨骼模块（2）内手臂提取的把手；所述外骨骼背部模块（1）包括提供电力供应的锂电池模块（13）、对整个装置进行控制的控制模块（14）、紧贴人体背部的背部靠板（21）、腰部固定绑带（11）和胸部固定绑带（16），所述背部靠板（21）的顶端面居中安装有U型的背部提手（15），所述锂电池模块（13）安装在背部靠板（21）背向人体的一侧面上端，所述控制模块（14）设置在锂电池模块（13）下方的背部靠板（21）上，所述腰部固定绑带（11）设置在背部靠板（21）的下方，其一端与背部靠板（21）的底端面粘接固定，所述胸部固定绑带（16）呈“H”型结构，其上部两端对称安装在背部靠板（21）背向锂电池模块（13）所在的一侧面上，且与背部靠板（21）粘接固定，底部两端与胸部固定绑带调节块（17）粘接固定，所述胸部固定绑带调节块（17）的两端分别粘接在背部靠板（21）两组对称的竖向侧面上；所述上肢外骨骼模块（2）包括用于与外骨骼背部模块（1）连接的连接装置（4）、大臂舵机动力模块（5）、大臂驱动板（6）、小臂舵机动力模块（7）和小臂驱动板（8），所述连接装置（4）的另一端扣接在大臂舵机动力模块（5）一端上，大臂舵机动力模块（5）对称的另一端外部与大臂驱动板（6）的一端粘接固定，所述大臂驱动板（6）的另一端通过销轴与小臂舵机动力模块（7）转动连接，所述小臂舵机动力模块（7）的外侧面与小臂驱动板（8）粘接固定。
设计方案
1.一种应用于果树管理的上肢助力装置，包括套在人体背部的外骨骼背部模块（1）、上肢外骨骼模块（2）和用于实现幼果套袋的幼果套袋机（3），其特征在于：所述上肢外骨骼模块（2）共设置有两组，分别固定连接在外骨骼背部模块（1）的两端，所述幼果套袋机（3）设置在一组上肢外骨骼模块（2）远离外骨骼背部模块（1）一端的正下方，且上部设置有用于上肢外骨骼模块（2）内手臂提取的把手；
所述外骨骼背部模块（1）包括提供电力供应的锂电池模块（13）、对整个装置进行控制的控制模块（14）、紧贴人体背部的背部靠板（21）、腰部固定绑带（11）和胸部固定绑带（16），所述背部靠板（21）的顶端面居中安装有U型的背部提手（15），所述锂电池模块（13）安装在背部靠板（21）背向人体的一侧面上端，所述控制模块（14）设置在锂电池模块（13）下方的背部靠板（21）上，所述腰部固定绑带（11）设置在背部靠板（21）的下方，其一端与背部靠板（21）的底端面粘接固定，所述胸部固定绑带（16）呈“H”型结构，其上部两端对称安装在背部靠板（21）背向锂电池模块（13）所在的一侧面上，且与背部靠板（21）粘接固定，底部两端与胸部固定绑带调节块（17）粘接固定，所述胸部固定绑带调节块（17）的两端分别粘接在背部靠板（21）两组对称的竖向侧面上；
所述上肢外骨骼模块（2）包括用于与外骨骼背部模块（1）连接的连接装置（4）、大臂舵机动力模块（5）、大臂驱动板（6）、小臂舵机动力模块（7）和小臂驱动板（8），所述连接装置（4）的另一端扣接在大臂舵机动力模块（5）一端上，大臂舵机动力模块（5）对称的另一端外部与大臂驱动板（6）的一端粘接固定，所述大臂驱动板（6）的另一端通过销轴与小臂舵机动力模块（7）转动连接，所述小臂舵机动力模块（7）的外侧面与小臂驱动板（8）粘接固定。
2.根据权利要求1所述的一种应用于果树管理的上肢助力装置，其特征在于：所述背部提手（15）的两组U型端腿均与背部靠板（21）粘接固定，所述锂电池模块（13）的顶端与背部靠板（21）的顶端相平齐，锂电池模块（13）下端紧挨控制模块（14）设置，并通过内置导线与控制模块（14）电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种应用于果树管理的上肢助力装置，其特征在于：所述背部靠板（21）选用软质材料制成，紧挨人体背面的一侧面呈弧形设置。
4.根据权利要求1所述的一种应用于果树管理的上肢助力装置，其特征在于：所述背部靠板（21）正下方的腰部固定绑带（11）上还设置有两组腰部连接销（12），并通过腰部连接销（12）与腰部固定绑带（11）固定连接，且腰部固定绑带（11）在背部靠板（21）下方外的一侧还连接有用于调控腰部固定绑带（11）松紧的腰部固定绑带调节块（18）。
5.根据权利要求1所述的一种应用于果树管理的上肢助力装置，其特征在于：所述连接装置（4）包括大臂连接销（41）、十字连接销（42）和背部连接销（43），所述大臂连接销（41）的一端与大臂舵机动力模块（5）外侧面铰接固定，另一端通过十字连接销（42）连接背部连接销（43），所述十字连接销（42）的两端通过十字万向节分别与大臂连接销（41）和背部连接销（43）固定连接，所述背部连接销（43）的另一端轴插入背部靠板（21）两侧伸出的固定管内，与固定管转动连接。
6.根据权利要求1所述的一种应用于果树管理的上肢助力装置，其特征在于：所述大臂舵机动力模块（5）内安装有用于检测大臂运动关节角度信号的大臂舵机传感器模块（51），所述小臂舵机动力模块（7）内安装有用来检测小臂运动关节角度信号小臂舵机传感器模块（71），所述大臂舵机传感器模块（51）与小臂舵机传感器模块（71）均为角位移传感器。
7.根据权利要求1所述的一种应用于果树管理的上肢助力装置，其特征在于：所述大臂舵机动力模块（5）和小臂舵机动力模块（7）均由旋转电机和旋转轴控制驱动，其内部旋转电机分别与控制模块（14）电性连接，且所述控制模块（14）还电性连接有大臂舵机传感器模块（51）和小臂舵机传感器模块（71）。
8.根据权利要求1所述的一种应用于果树管理的上肢助力装置，其特征在于：所述大臂驱动板（6）上还对称粘接有两组大臂固定绑带（9），且两组所述大臂固定绑带（9）的底端粘接有呈弧形圆管状结构的大臂托板（10），所述小臂驱动板（8）上还对称粘接有四组小臂固定绑带（19），且四组所述小臂固定绑带（19）的底端粘接有呈弧形圆管状结构的小臂托板（20）。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于助力装置技术领域，具体涉及一种应用于果树管理的上肢助力装置。
背景技术
随着农业的发展以及人们生活水平的提高，越来越多的人开始种植果树，种植果树是帮助农民发家致富的好渠道。在果树种植的管理中，需要对果树上的幼果进行套袋处理，以保护幼果的生长，而果树套袋的过程中，由于幼果的繁多，且大多在头上，需要不停的将手臂抬起放下，容易引起上肢的劳累过度，影响套袋的效率，甚至严重时引起上肢的损坏。
因此，在果树的套袋过程中，现阶段大多采用助力装置，来帮助上肢进行缓解疲劳，减少用力，而现有的上肢助力装置，主要通过上肢外骨骼“提起”或“放下”重物，且大多由气压或液压动力输出，结构复杂，安装和使用不方便，同时精确度低，不适合长期的使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种应用于果树管理的上肢助力装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种应用于果树管理的上肢助力装置，包括套在人体背部的外骨骼背部模块、上肢外骨骼模块和用于实现幼果套袋的幼果套袋机，所述上肢外骨骼模块共设置有两组，分别固定连接在外骨骼背部模块的两端，所述幼果套袋机设置在一组上肢外骨骼模块远离外骨骼背部模块一端的正下方，且上部设置有用于上肢外骨骼模块内手臂提取的把手；
所述外骨骼背部模块包括提供电力供应的锂电池模块、对整个装置进行控制的控制模块、紧贴人体背部的背部靠板、腰部固定绑带和胸部固定绑带，所述背部靠板的顶端面居中安装有U型的背部提手，所述锂电池模块安装在背部靠板背向人体的一侧面上端，所述控制模块设置在锂电池模块下方的背部靠板上，所述腰部固定绑带设置在背部靠板的下方，其一端与背部靠板的底端面粘接固定，所述胸部固定绑带呈“H”型结构，其上部两端对称安装在背部靠板背向锂电池模块所在的一侧面上，且与背部靠板粘接固定，底部两端与胸部固定绑带调节块粘接固定，所述胸部固定绑带调节块的两端分别粘接在背部靠板两组对称的竖向侧面上；
所述上肢外骨骼模块包括用于与外骨骼背部模块连接的连接装置、大臂舵机动力模块、大臂驱动板、小臂舵机动力模块和小臂驱动板，所述连接装置的另一端扣接在大臂舵机动力模块一端上，大臂舵机动力模块对称的另一端外部与大臂驱动板的一端粘接固定，所述大臂驱动板的另一端通过销轴与小臂舵机动力模块转动连接，所述小臂舵机动力模块的外侧面与小臂驱动板粘接固定。
优选的，所述背部提手的两组U型端腿均与背部靠板粘接固定，所述锂电池模块的顶端与背部靠板的顶端相平齐，锂电池模块下端紧挨控制模块设置，并通过内置导线与控制模块电性连接。
优选的，所述背部靠板选用软质材料制成，紧挨人体背面的一侧面呈弧形设置。
优选的，所述背部靠板正下方的腰部固定绑带上还设置有两组腰部连接销，并通过腰部连接销与腰部固定绑带固定连接，且腰部固定绑带在背部靠板下方外的一侧还连接有用于调控腰部固定绑带松紧的腰部固定绑带调节块。
优选的，所述连接装置包括大臂连接销、十字连接销和背部连接销，所述大臂连接销的一端与大臂舵机动力模块外侧面铰接固定，另一端通过十字连接销连接背部连接销，所述十字连接销的两端通过十字万向节分别与大臂连接销和背部连接销固定连接，所述背部连接销的另一端轴插入背部靠板两侧伸出的固定管内，与固定管转动连接。
优选的，所述大臂舵机动力模块内安装有用于检测大臂运动关节角度信号的大臂舵机传感器模块，所述小臂舵机动力模块内安装有用来检测小臂运动关节角度信号小臂舵机传感器模块，所述大臂舵机传感器模块与小臂舵机传感器模块均为角位移传感器。
优选的，所述大臂舵机动力模块和小臂舵机动力模块均由旋转电机和旋转轴控制驱动，其内部旋转电机分别与控制模块电性连接，且所述控制模块还电性连接有大臂舵机传感器模块和小臂舵机传感器模块。
优选的，所述大臂驱动板上还对称粘接有两组大臂固定绑带，且两组所述大臂固定绑带的底端粘接有呈弧形圆管状结构的大臂托板，所述小臂驱动板上还对称粘接有四组小臂固定绑带，且四组所述小臂固定绑带的底端粘接有呈弧形圆管状结构的小臂托板。
本实用新型的技术效果和优点：该应用于果树管理的上肢助力装置，通过设置外骨骼背部模块和上肢外骨骼模块，两者之间转动连接，且外骨骼背部模块内设置有控制模块和锂电池模块，上肢外骨骼模块内设置有与控制模块电性连接的大臂舵机动力模块、大臂舵机传感器模块、小臂舵机动力模块和小臂舵机传感器模块，从而能够由传感器的感应，经控制模块控制各动力模块的运转，实现了电动控制，达到助力的效果，助力的效果更好，更加实用，同时传感器的配合，使助力更加方便，助力的角度更加快速精确，同时外骨骼背部模块上设置有胸部固定绑带调节块和腰部固定绑带调节块，能够调节胸部与腰部的固定松紧，适应不同的人群使用，提高了使用的范围，另外上肢外骨骼模块上大臂托板和小臂托板由多组绑带进行固定，且绑带可调节，从而能够将大臂和小臂在固定过程中更加轻松，便捷，使用的效果更好。
附图说明
图1为本实用新型的整体使用时结构示意图；
图2为本实用新型的结构示意图；
图3为本实用新型的外骨骼背部模块结构示意图；
图4为本实用新型的上肢外骨骼模块主视图；
图5为本实用新型的上肢外骨骼模块结构示意图；
图6为本实用新型的电路原理图。
图中：1外骨骼背部模块、2上肢外骨骼模块、3幼果套袋机、4连接装置、41大臂连接销、42十字连接销、43背部连接销、5大臂舵机动力模块、51大臂舵机传感器模块、6大臂驱动板、7小臂舵机动力模块、71小臂舵机传感器模块、8小臂驱动板、9大臂固定绑带、10大臂托板、11腰部固定绑带、12腰部连接销、13锂电池模块、14控制模块、15背部提手、16胸部固定绑带、17胸部固定绑带调节块、18腰部固定绑带调节块、19小臂固定绑带、20小臂托板、21背部靠板。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供了如图1-6所示的一种应用于果树管理的上肢助力装置，包括套在人体背部的外骨骼背部模块1、上肢外骨骼模块2和用于实现幼果套袋的幼果套袋机3，所述上肢外骨骼模块2共设置有两组，分别固定连接在外骨骼背部模块1的两端，所述幼果套袋机3设置在一组上肢外骨骼模块2远离外骨骼背部模块1一端的正下方，且上部设置有用于上肢外骨骼模块2内手臂提取的把手；
所述外骨骼背部模块1包括提供电力供应的锂电池模块13、对整个装置进行控制的控制模块14、紧贴人体背部的背部靠板21、腰部固定绑带11和胸部固定绑带16，所述背部靠板21的顶端面居中安装有U型的背部提手15，所述锂电池模块13安装在背部靠板21背向人体的一侧面上端，锂电池模块13为锂电池及固定锂电池的外壳，所述控制模块14设置在锂电池模块13下方的背部靠板21上，控制模块14优选STM32单片机，能够接收信息并传递控制指令，所述腰部固定绑带11设置在背部靠板21的下方，其一端与背部靠板21的底端面粘接固定，所述胸部固定绑带16呈“H”型结构，其上部两端对称安装在背部靠板21背向锂电池模块13所在的一侧面上，且与背部靠板21粘接固定，底部两端与胸部固定绑带调节块17粘接固定，所述胸部固定绑带调节块17的两端分别粘接在背部靠板21两组对称的竖向侧面上；
所述上肢外骨骼模块2包括用于与外骨骼背部模块1连接的连接装置4、大臂舵机动力模块5、大臂驱动板6、小臂舵机动力模块7和小臂驱动板8，所述连接装置4的另一端扣接在大臂舵机动力模块5一端上，大臂舵机动力模块5对称的另一端外部与大臂驱动板6的一端粘接固定，所述大臂驱动板6的另一端通过销轴与小臂舵机动力模块7转动连接，所述小臂舵机动力模块7的外侧面与小臂驱动板8粘接固定。
具体的，所述背部提手15的两组U型端腿均与背部靠板21粘接固定，用来便携使用时方便抓握、携带，所述锂电池模块13的顶端与背部靠板21的顶端相平齐，锂电池模块13下端紧挨控制模块14设置，并通过内置导线与控制模块14电性连接，实现对控制模块14的供电。
具体的，所述背部靠板21选用软质材料制成，紧挨人体背面的一侧面呈弧形设置，使安装在人体的背部更加舒服，且占重小。
具体的，所述背部靠板21正下方的腰部固定绑带11上还设置有两组腰部连接销12，并通过腰部连接销12与腰部固定绑带11固定连接，且腰部固定绑带11在背部靠板21下方外的一侧还连接有用于调控腰部固定绑带11松紧的腰部固定绑带调节块18，可以调节腰部固定绑带11，适应不同人群。
具体的，所述连接装置4包括大臂连接销41、十字连接销42和背部连接销43，所述大臂连接销41的一端与大臂舵机动力模块5外侧面铰接固定，使大臂连接销41与大臂之间可自由转动，另一端通过十字连接销42连接背部连接销43，所述十字连接销42的两端通过十字万向节分别与大臂连接销41和背部连接销43固定连接，所述背部连接销43的另一端轴插入背部靠板21两侧伸出的固定管内，与固定管转动连接，可自动转动，调节与背部靠板21之间的连接。
具体的，所述大臂舵机动力模块5内安装有用于检测大臂运动关节角度信号的大臂舵机传感器模块51，所述小臂舵机动力模块7内安装有用来检测小臂运动关节角度信号小臂舵机传感器模块71，所述大臂舵机传感器模块51与小臂舵机传感器模块71均为角位移传感器，可选用R-20型RVDT航空航天军用角位移传感器。
具体的，所述大臂舵机动力模块5和小臂舵机动力模块7均由旋转电机和旋转轴控制驱动，其连接方式与常用机械臂连接方式相同，其内部旋转电机分别与控制模块14电性连接，且所述控制模块14还电性连接有大臂舵机传感器模块51和小臂舵机传感器模块71。
具体的，所述大臂驱动板6上还对称粘接有两组大臂固定绑带9，且两组所述大臂固定绑带9的底端粘接有呈弧形圆管状结构的大臂托板10，大臂托板10用来托动大臂，绑带可以自由调节，所述小臂驱动板8上还对称粘接有四组小臂固定绑带19，且四组所述小臂固定绑带19的底端粘接有呈弧形圆管状结构的小臂托板20，小臂托板20用来托动小臂，绑带可以自由调节，轻松便捷。
具体的，该应用于果树管理的上肢助力装置，在使用时，首先将外骨骼背部模块1套在人体背部上，调节胸部固定绑带调节块17和腰部固定绑带调节块18，使外骨骼背部模块1与人体连接紧密，再将大臂和小臂依次套在大臂托板10和小臂托板20上，当开始对果树上的幼果进行套袋处理时，此时大臂舵机传感器模块51和小臂舵机传感器模块71检测到大臂运动关节角度信号和小臂运动关节角度信号，并发送给控制模块14，控制模块14接收到信号后，控制大臂舵机动力模块5和小臂舵机动力模块7内的电机转动，从而使连接的大臂驱动板6和小臂驱动板8跟随转动，给人体的大臂和小臂提供助力。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920055417.6
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:90(成都)
授权编号:CN209256931U
授权时间:20190816
主分类号:B25J 9/00
专利分类号:B25J9/00
范畴分类:40E;
申请人:冷羽夏
第一申请人:冷羽夏
申请人地址:610213 四川省成都市天府新区华阳华府大道一段518号10栋3单元1楼1号
发明人:冷羽夏
第一发明人:冷羽夏
当前权利人:冷羽夏
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：舵机论文;