外骨骼手臂及外骨骼上肢机构[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 207139797 U(45)授权公告日 2018.03.27

(21)申请号 2017211404.X(22)申请日 2017.09.06

(73)专利权人 江苏恒毅运控智能设备科技有限

公司

地址 210000 江苏省南京市鼓楼区幕府东

路199号(72)发明人 胡斌　

(74)专利代理机构 北京超凡志成知识产权代理

事务所(普通合伙) 11371

代理人 陈治位(51)Int.Cl.

B25J 9/00(2006.01)

权利要求书2页 说明书9页 附图3页

(54)实用新型名称

外骨骼手臂及外骨骼上肢机构(57)摘要

本实用新型涉及机动工具技术领域，尤其涉及一种外骨骼手臂及外骨骼上肢机构。外骨骼手臂包括手臂和控制器；所述手臂上设置有力传感器，且所述力传感器与所述控制器电连接；所述力传感器上设置有握力杆；所述力传感器用于监测所述握力杆上的受力，所述控制器对应控制所述手臂运动。外骨骼上肢机构包括所述外骨骼手臂。本实用新型的目的在于提供一种外骨骼手臂及外骨骼上肢机构，以完善外骨骼上肢机构技术。

CN 207139797 UCN 207139797 U

权　利　要　求　书

1/2页

1.一种外骨骼手臂，其特征在于，包括手臂和控制器；所述手臂上设置有力传感器，且所述力传感器与所述控制器电连接；所述力传感器上设置有握力杆；

所述力传感器用于监测所述握力杆上的受力，所述控制器对应控制所述手臂运动。2.根据权利要求1所述的外骨骼手臂，其特征在于，所述手臂包括肩部、上臂和下臂；所述肩部与所述上臂之间通过第一肩关节铰接；所述上臂与所述下臂之间通过肘关节铰接；所述第一肩关节由第一电机驱动连接，所述肘关节由第二电机驱动连接；所述力传感器设置于所述下臂远离所述上臂的一侧；所述第一电机和所述第二电机均与所述控制器电连接；所述力传感器用于监测所述握力杆上的受力，所述控制器对应控制所述第一电机和所述第二电机的转动。

3.根据权利要求1所述的外骨骼手臂，其特征在于，所述力传感器为三自由度的力传感器。

4.根据权利要求2所述的外骨骼手臂，其特征在于，所述第一肩关节包括第一转盘和所述第一转盘的第一驱动机构；

所述第一驱动机构包括第二转盘、所述第一电机、第一钢丝和第二钢丝；所述第一电机驱动连接所述第二转盘；

所述肩部靠近所述上臂的一侧固定连接有第一转轴，所述第一转盘套设于所述第一转轴上，且能够相对所述第一转轴自由转动；

所述上臂远离所述下臂的一侧与所述第一转盘固定连接；所述第一钢丝沿长度方向的一端连接于所述第一转盘上，且缠绕于所述第一转盘上，另一端连接于所述第二转盘上，且缠绕于所述第二转盘上；

所述第二钢丝沿长度方向的一端连接于所述第一转盘上，且缠绕于所述第一转盘上，另一端连接于所述第二转盘上，且缠绕于所述第二转盘上；

所述第一钢丝与所述第二钢丝在所述第一转盘上的缠绕方向相反，所述第一钢丝与所述第二钢丝在所述第二转盘上的缠绕方向相反。

5.根据权利要求4所述的外骨骼手臂，其特征在于，所述肘关节包括第三转盘和所述第三转盘的第二驱动机构；

所述第二驱动机构包括第四转盘、所述第二电机、第三钢丝和第四钢丝；所述第二电机驱动连接所述第四转盘；

所述上臂靠近所述下臂的一侧固定连接有第二转轴，所述第三转盘套设于所述第二转轴上，且能够相对所述第二转轴自由转动；

所述下臂靠近所述上臂的一侧与所述第三转盘固定连接；所述第三钢丝沿长度方向的一端连接于所述第三转盘上，且缠绕于所述第三转盘上，另一端连接于所述第四转盘上，且缠绕于所述第四转盘上；

所述第四钢丝沿长度方向的一端连接于所述第三转盘上，且缠绕于所述第三转盘上，另一端连接于所述第四转盘上，且缠绕于所述第四转盘上；

所述第三钢丝与所述第四钢丝在所述第三转盘上的缠绕方向相反，所述第三钢丝与所

2

CN 207139797 U

权　利　要　求　书

2/2页

述第四钢丝在所述第四转盘上的缠绕方向相反。

6.根据权利要求5所述的外骨骼手臂，其特征在于，所述第一转盘的周面上并列开设有第一盘槽和第二盘槽，且所述第一盘槽和所述第二盘槽均沿所述第一转盘的周向设置；所述第二转盘的周面上并列开设有第三盘槽和第四盘槽，且所述第三盘槽和所述第四盘槽均沿所述第二转盘的周向设置；所述第一钢丝沿长度方向的一端连接于所述第一盘槽内，且缠绕于所述第一盘槽内，另一端连接于所述第三盘槽内，且缠绕于所述第三盘槽内；所述第二钢丝沿长度方向的一端连接于所述第二盘槽内，且缠绕于所述第二盘槽内，另一端连接于所述第四盘槽内，且缠绕于所述第四盘槽内；

和/或，所述第三转盘的周面上并列开设有第五盘槽和第六盘槽，且所述第五盘槽和所述第六盘槽均沿所述第三转盘的周向设置；所述第四转盘的周面上并列开设有第七盘槽和第八盘槽，且所述第七盘槽和所述第八盘槽均沿所述第四转盘的周向设置；所述第三钢丝沿长度方向的一端连接于所述第五盘槽内，且缠绕于所述第五盘槽内，另一端连接于所述第七盘槽内，且缠绕于所述第七盘槽内；所述第四钢丝沿长度方向的一端连接于所述第六盘槽内，且缠绕于所述第六盘槽内，另一端连接于所述第八盘槽内，且缠绕于所述第八盘槽内。

7.根据权利要求2所述的外骨骼手臂，其特征在于，所述第一肩关节处设置有用于限定第一肩关节转动幅度的第一限位组件；

和/或，所述肘关节处设置有用于限定肘关节转动幅度的第二限位组件。8.根据权利要求2所述的外骨骼手臂，其特征在于，还包括用于和背架连接的连接部；所述连接部设置于所述肩部远离所述上臂的一侧，且与所述肩部之间通过第二肩关节铰接。

9.根据权利要求2所述的外骨骼手臂，其特征在于，还包括末端执行器；所述末端执行器设置于所述下臂远离所述上臂的一侧；所述末端执行器为钩体、夹子或者用于与人体的手腕连接的绑带。10.一种外骨骼上肢机构，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的外骨骼手臂，还包括背架；

所述外骨骼手臂有两个，且两个所述外骨骼手臂对称设置于所述背架的两侧。

3

CN 207139797 U

说　明　书

外骨骼手臂及外骨骼上肢机构

1/9页

技术领域

[0001]本实用新型涉及机动工具技术领域，尤其是涉及一种外骨骼手臂及外骨骼上肢机构。

背景技术

[0002]士兵经常需要身负重物进行长距离行走或作战，过重的负载常会对士兵身体造成一定的伤害，在这种背景下，需要开发一款能在战场环境中增强士兵速度、力量以及耐力的外骨骼装备；在科考、消防营救等领域，科考人员及消防营救人员常常需要长距离行走、背负重物、运送伤员、野外作战、登山探险等，传统的轮式交通工具难以在这些特殊场合发挥作用。除此之外，外骨骼也可以被用于仓库的货物装卸，以减轻搬运工人的劳动强度。外骨骼与人的组合能适应非结构化的环境，拥有极好的灵活性，可以完成一些复杂的装卸的工作，如为战斗机装卸导弹等，这是其他的装卸设备难以比拟的。外骨骼在这些领域的应用将对这些领域起到非常积极的作用。另外，老龄化正在全球蔓延，外骨骼的出现不仅可以帮助一些老年人解决体力较差、行动不便的问题，也可以帮助一些丧失行动能力的人恢复部分的行动能力。然而，目前的外骨骼上肢机构技术还很不完善。[0003]因此，本申请针对上述问题提供一种新的外骨骼手臂及外骨骼上肢机构。实用新型内容

[0004]本实用新型的目的在于提供一种外骨骼手臂，以完善外骨骼上肢机构技术。[0005]本实用新型的目的还在于提供一种外骨骼上肢机构，以进一步完善外骨骼上肢机构技术。

[0006]基于上述第一目的，本实用新型提供一种外骨骼手臂，包括手臂和控制器；[0007]所述手臂上设置有力传感器，且所述力传感器与所述控制器电连接；[0008]所述力传感器上设置有握力杆；

[0009]所述力传感器用于监测所述握力杆上的受力，所述控制器对应控制所述手臂运动。

[0010]进一步地，本实用新型所述手臂包括肩部、上臂和下臂；[0011]所述肩部与所述上臂之间通过第一肩关节铰接；[0012]所述上臂与所述下臂之间通过肘关节铰接；[0013]所述第一肩关节由第一电机驱动连接，所述肘关节由第二电机驱动连接；[0014]所述力传感器设置于所述下臂远离所述上臂的一侧；[0015]所述第一电机和所述第二电机均与所述控制器电连接；[0016]所述力传感器用于监测所述握力杆上的受力，所述控制器对应控制所述第一电机和所述第二电机的转动。[0017]进一步地，本实用新型所述力传感器为三自由度的力传感器。[0018]进一步地，本实用新型所述第一肩关节包括第一转盘和所述第一转盘的第一驱动

4

CN 207139797 U

说　明　书

2/9页

机构；

所述第一驱动机构包括第二转盘、所述第一电机、第一钢丝和第二钢丝；

[0020]所述第一电机驱动连接所述第二转盘；

[0021]所述肩部靠近所述上臂的一侧固定连接有第一转轴，所述第一转盘套设于所述第一转轴上，且能够相对所述第一转轴自由转动；

[0022]所述上臂远离所述下臂的一侧与所述第一转盘固定连接；[0023]所述第一钢丝沿长度方向的一端连接于所述第一转盘上，且缠绕于所述第一转盘上，另一端连接于所述第二转盘上，且缠绕于所述第二转盘上；

[0024]所述第二钢丝沿长度方向的一端连接于所述第一转盘上，且缠绕于所述第一转盘上，另一端连接于所述第二转盘上，且缠绕于所述第二转盘上；

[0025]所述第一钢丝与所述第二钢丝在所述第一转盘上的缠绕方向相反，所述第一钢丝与所述第二钢丝在所述第二转盘上的缠绕方向相反。[0026]进一步地，本实用新型所述肘关节包括第三转盘和所述第三转盘的第二驱动机构；

[0027]所述第二驱动机构包括第四转盘、所述第二电机、第三钢丝和第四钢丝；[0028]所述第二电机驱动连接所述第四转盘；

[0029]所述上臂靠近所述下臂的一侧固定连接有第二转轴，所述第三转盘套设于所述第二转轴上，且能够相对所述第二转轴自由转动；

[0030]所述下臂靠近所述上臂的一侧与所述第三转盘固定连接；[0031]所述第三钢丝沿长度方向的一端连接于所述第三转盘上，且缠绕于所述第三转盘上，另一端连接于所述第四转盘上，且缠绕于所述第四转盘上；

[0032]所述第四钢丝沿长度方向的一端连接于所述第三转盘上，且缠绕于所述第三转盘上，另一端连接于所述第四转盘上，且缠绕于所述第四转盘上；

[0033]所述第三钢丝与所述第四钢丝在所述第三转盘上的缠绕方向相反，所述第三钢丝与所述第四钢丝在所述第四转盘上的缠绕方向相反。[0034]进一步地，本实用新型所述第一转盘的周面上并列开设有第一盘槽和第二盘槽，且所述第一盘槽和所述第二盘槽均沿所述第一转盘的周向设置；所述第二转盘的周面上并列开设有第三盘槽和第四盘槽，且所述第三盘槽和所述第四盘槽均沿所述第二转盘的周向设置；所述第一钢丝沿长度方向的一端连接于所述第一盘槽内，且缠绕于所述第一盘槽内，另一端连接于所述第三盘槽内，且缠绕于所述第三盘槽内；所述第二钢丝沿长度方向的一端连接于所述第二盘槽内，且缠绕于所述第二盘槽内，另一端连接于所述第四盘槽内，且缠绕于所述第四盘槽内；[0035]和/或，所述第三转盘的周面上并列开设有第五盘槽和第六盘槽，且所述第五盘槽和所述第六盘槽均沿所述第三转盘的周向设置；所述第四转盘的周面上并列开设有第七盘槽和第八盘槽，且所述第七盘槽和所述第八盘槽均沿所述第四转盘的周向设置；所述第三钢丝沿长度方向的一端连接于所述第五盘槽内，且缠绕于所述第五盘槽内，另一端连接于所述第七盘槽内，且缠绕于所述第七盘槽内；所述第四钢丝沿长度方向的一端连接于所述第六盘槽内，且缠绕于所述第六盘槽内，另一端连接于所述第八盘槽内，且缠绕于所述第八盘槽内。

5

[0019]

CN 207139797 U[0036]

说　明　书

3/9页

进一步地，本实用新型所述第一肩关节处设置有用于限定第一肩关节转动幅度的

第一限位组件；[0037]和/或，所述肘关节处设置有用于限定肘关节转动幅度的第二限位组件。[0038]进一步地，本实用新型所述的外骨骼手臂，还包括用于和背架连接的连接部；[0039]所述连接部设置于所述肩部远离所述上臂的一侧，且与所述肩部之间通过第二肩关节铰接。

[0040]进一步地，本实用新型所述的外骨骼手臂，还包括末端执行器；[0041]所述末端执行器设置于所述下臂远离所述上臂的一侧；[0042]所述末端执行器为钩体、夹子或者用于与人体的手腕连接的绑带。[0043]基于上述第二目的，本实用新型提供一种外骨骼上肢机构，包括所述的外骨骼手臂，还包括背架；

[0044]所述外骨骼手臂有两个，且两个所述外骨骼手臂对称设置于所述背架的两侧。[0045]综上所述，使用时，外骨骼手臂穿戴于人体上，且与人体的手臂相对应，手握握力杆，从而令握力杆受力，力传感器监测到握力杆上的受力，并发送至控制器，控制器对应控制手臂运动。具体而言，在日常生活中，令外骨骼手臂上承载一定的重物，人体手握握力杆，令手臂运动起来，用于辅助人体提携重物，从而起到助力作用。在医学康复领域，一方面，本实用新型提供的外骨骼手臂能够用于辅助人体手臂进行力量训练。在医学康复领域，通过外部为人体手臂的运动施加一定的阻力，从而达到人体手臂力量训练的目的。通过人体手握握力杆的力量大小控制外骨骼手臂的运动，从而控制外骨骼手臂给与人体手臂的阻力，且能够实现实时调整阻力大小，令更方便的实现连续性调整阻力大小。另一方面，人体佩戴上外骨骼手臂之后，能够通过外骨骼手臂的运动带动人体手臂活动，达到手臂伸展的目的。[0046]本实用新型提供的外骨骼上肢机构，包括所述的外骨骼手臂，进一步完善了外骨骼上肢机构技术。

附图说明

[0047]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0048]图1为本实用新型实施例提供的外骨骼手臂的第一视角的结构示意图；[0049]图2为图1所示的外骨骼手臂的A部分的局部放大图；[0050]图3为图1所示的外骨骼手臂的B部分的局部放大图；

[0051]图4为本实用新型实施例提供的外骨骼手臂的第二视角的结构示意图；

[0052]图5为本实用新型实施例提供的外骨骼手臂的第一转盘和第二转盘之间传动结构示意图；

[0053]图6为本实用新型实施例提供的外骨骼手臂的电路连接示意图。[0054]图标：11-肩部；12-上臂；13-下臂；21-第一肩关节；211-第一转盘；2111-第一盘槽；2112-第二盘槽；212-第一钢丝；213-第二钢丝；214-第二转盘；22-第二肩关节；23-肘关节；231-第三转盘；3-力传感器；4-控制器；5-握力杆；61-第一电机；62-第二电机；71-第二

6

CN 207139797 U

说　明　书

4/9页

限位组件；711-第一件；712-第二件；72-第一限位组件；721-第三件；722-第四件；81-连接部；82-钩体；9-第一卡头。具体实施方式

[0055]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

[0056]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0057]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0058]图1为本实用新型实施例提供的外骨骼手臂的第一视角的结构示意图；图2为图1所示的外骨骼手臂的A部分的局部放大图；图3为图1所示的外骨骼手臂的B部分的局部放大图；图4为本实用新型实施例提供的外骨骼手臂的第二视角的结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的外骨骼手臂的第一转盘和第二转盘之间传动结构示意图；图6为本实用新型实施例提供的外骨骼手臂的电路连接示意图。需要说明的是，图5也为本实用新型实施例提供的外骨骼手臂的第三转盘和第四转盘之间传动结构示意图。[0059]实施例一

[0060]参见图1-图6所示，本实施例提供一种外骨骼手臂，包括手臂和控制器4；[0061]所述手臂上设置有力传感器3，且所述力传感器3与所述控制器4电连接；[0062]所述力传感器3上设置有握力杆5；

[0063]所述力传感器3用于监测所述握力杆5上的受力，所述控制器4对应控制所述手臂运动。

[00]使用时，外骨骼手臂穿戴于人体上，且与人体的手臂相对应，手握握力杆5，从而令握力杆5受力，力传感器3监测到握力杆5上的受力，并发送至控制器4，控制器4对应控制手臂运动。

[0065]具体而言，在日常生活中，令外骨骼手臂上承载一定的重物，人体手握握力杆5，令手臂运动起来，用于辅助人体提携重物，从而起到助力作用。[0066]在医学康复领域，一方面，本实施例提供的外骨骼手臂能够用于辅助人体手臂进行力量训练。在医学康复领域，通过外部为人体手臂的运动施加一定的阻力，从而达到人体手臂力量训练的目的。通过人体手握握力杆5的力量大小控制外骨骼手臂的运动，从而控制外骨骼手臂给与人体手臂的阻力，且能够实现实时调整阻力大小，令更方便的实现连续性

7

CN 207139797 U

说　明　书

5/9页

调整阻力大小。另一方面，人体佩戴上外骨骼手臂之后，能够通过外骨骼手臂的运动带动人体手臂活动，达到手臂伸展的目的。[0067]可选地，参见图1所示，所述手臂包括肩部11、上臂12和下臂13；[0068]所述肩部11与所述上臂12之间通过第一肩关节21铰接；[0069]所述上臂12与所述下臂13之间通过肘关节23铰接；[0070]所述第一肩关节21由第一电机61驱动连接，所述肘关节23由第二电机62驱动连接；

[0071]所述力传感器3设置于所述下臂13远离所述上臂的一侧；[0072]参见图6所示，所述第一电机61和所述第二电机62均与所述控制器4电连接；[0073]所述力传感器3用于监测所述握力杆5上的受力，所述控制器4对应控制所述第一电机61和所述第二电机62的转动。[0074]力传感器3设置于下臂远离上臂的一侧，方便人体另一只手操控握力杆5。[0075]具体而言，当握力杆上受力时，控制器4对应控制第一电机61和第二电机62转动，当握力杆上不受力时，力传感器3设置于所述下臂远离所述上臂的一侧第一电机和第二电机不转。

[0076]握力杆上的受力的加速度控制第一电机61和第二电机62的转速，从而控制第一肩关节21和肘关节23的运动速度。

[0077]握力杆上的受力时间对应控制第一电机和第二电机的转动角度，从而控制第一肩关节21和肘关节23的转动角度。

[0078]握力杆上的受力方向或者受到的力矩方向，对应控制第一电机和第二电机的转动方向，从而控制外骨骼手臂的伸展或者收缩。[0079]可选地，所述力传感器3为三自由度的力传感器。[0080]可选地，参见图3所示，所述第一肩关节21包括第一转盘211和所述第一转盘的第一驱动机构；

[0081]所述第一驱动机构包括第二转盘214、所述第一电机、第一钢丝212和第二钢丝213；

[0082]所述第一电机驱动连接所述第二转盘214；

[0083]所述肩部11靠近所述上臂的一侧固定连接有第一转轴，所述第一转盘211套设于所述第一转轴上，且能够相对所述第一转轴自由转动；

[0084]所述上臂远离所述下臂13的一侧与所述第一转盘211固定连接；[0085]所述第一钢丝212沿长度方向的一端连接于所述第一转盘211上，且缠绕于所述第一转盘211上，另一端连接于所述第二转盘214上，且缠绕于所述第二转盘214上；[0086]所述第二钢丝213沿长度方向的一端连接于所述第一转盘211上，且缠绕于所述第一转盘211上，另一端连接于所述第二转盘214上，且缠绕于所述第二转盘214上；

[0087]所述第一钢丝212与所述第二钢丝213在所述第一转盘211上的缠绕方向相反，所述第一钢丝与所述第二钢丝在所述第二转盘214上的缠绕方向相反。[0088]第一电机转动，驱动第二转盘转动，从而第一钢丝继续缠绕于第二转盘，第二钢丝从第二转盘上脱离，因而第一钢丝的另一端逐渐从第一转盘211上脱离，由于第一钢丝与第一转盘连接，第一钢丝驱动第一转盘转动，第一转盘转动过程中，第二钢丝继续缠绕于第一

8

CN 207139797 U

说　明　书

6/9页

转盘上，实现了第一电机驱动第一转盘转动，由于上臂远离所述下臂的一侧与所述第一转盘固定连接，实现了上臂相对于肩部的转动。[00]综上所述，由于第一转盘和第二转盘之间通过第一钢丝和第二钢丝驱动连接，第一钢丝和第二钢丝均有一定的长度，因而第一电机能够设置于背架上或者腰部等其他部位，而不用设置于第一肩关节处，因而第一电机不需要承受自身重量，减轻了自身负重，节省电力，且减小了手臂的体积，令本实施例提供的外骨骼手臂结构更紧凑。[0090]可选地，参见图2和图5所示，所述肘关节23包括第三转盘231和所述第三转盘231的第二驱动机构；

[0091]所述第二驱动机构包括第四转盘、所述第二电机、第三钢丝和第四钢丝；[0092]所述第二电机驱动连接所述第四转盘；

[0093]所述上臂靠近所述下臂的一侧固定连接有第二转轴，所述第三转盘231套设于所述第二转轴上，且能够相对所述第二转轴自由转动；

[0094]所述下臂靠近所述上臂的一侧与所述第三转盘231固定连接；[0095]所述第三钢丝沿长度方向的一端连接于所述第三转盘231上，且缠绕于所述第三转盘231上，另一端连接于所述第四转盘上，且缠绕于所述第四转盘上；[0096]所述第四钢丝沿长度方向的一端连接于所述第三转盘231上，且缠绕于所述第三转盘231上，另一端连接于所述第四转盘上，且缠绕于所述第四转盘上；

[0097]所述第三钢丝与所述第四钢丝在所述第三转盘231上的缠绕方向相反，所述第三钢丝与所述第四钢丝在所述第四转盘上的缠绕方向相反。[0098]第二电机转动，驱动第四转盘转动，从而第三钢丝继续缠绕于第四转盘，第四钢丝从第四转盘上脱离，因而第三钢丝的另一端逐渐从第三转盘231上脱离，由于第三钢丝与第三转盘231连接，第三钢丝驱动第三转盘231转动，第三转盘231转动过程中，第四钢丝继续缠绕于第三转盘231上，实现了第二电机驱动第三转盘231转动，由于下臂靠近所述上臂的一侧与所述第三转盘231固定连接，实现了下臂相对于上臂的转动。[0099]综上所述，由于第三转盘和第四转盘之间通过第三钢丝和第四钢丝驱动连接，第三钢丝和第四钢丝均有一定的长度，因而第二电机能够设置于背架上或者腰部等其他部位，而不用设置于肘关节23处，因而第二电机不需要承受自身重量，减轻了自身负重，节省电力，且减小了手臂的体积，令本实施例提供的外骨骼手臂结构更紧凑。[0100]优选地，参见图1-图3所示，所述第一转盘的周面上并列开设有第一盘槽2111和第二盘槽2112，且所述第一盘槽2111和所述第二盘槽2112均沿所述第一转盘211的周向设置；所述第二转盘的周面上并列开设有第三盘槽和第四盘槽，且所述第三盘槽和所述第四盘槽均沿所述第二转盘的周向设置；所述第一钢丝沿长度方向的一端连接于所述第一盘槽内，且缠绕于所述第一盘槽内，另一端连接于所述第三盘槽内，且缠绕于所述第三盘槽内；所述第二钢丝沿长度方向的一端连接于所述第二盘槽内，且缠绕于所述第二盘槽内，另一端连接于所述第四盘槽内，且缠绕于所述第四盘槽内；[0101]和/或，所述第三转盘的周面上并列开设有第五盘槽和第六盘槽，且所述第五盘槽和所述第六盘槽均沿所述第三转盘的周向设置；所述第四转盘的周面上并列开设有第七盘槽和第八盘槽，且所述第七盘槽和所述第八盘槽均沿所述第四转盘的周向设置；所述第三钢丝沿长度方向的一端连接于所述第五盘槽内，且缠绕于所述第五盘槽内，另一端连接于

9

CN 207139797 U

说　明　书

7/9页

所述第七盘槽内，且缠绕于所述第七盘槽内；所述第四钢丝沿长度方向的一端连接于所述第六盘槽内，且缠绕于所述第六盘槽内，另一端连接于所述第八盘槽内，且缠绕于所述第八盘槽内。

[0102]具体而言，所述第一转盘的周面上并列开设有第一盘槽和第二盘槽，且所述第一盘槽和所述第二盘槽均沿所述第一转盘的周向设置；所述第二转盘的周面上并列开设有第三盘槽和第四盘槽，且所述第三盘槽和所述第四盘槽均沿所述第二转盘的周向设置；所述第一钢丝沿长度方向的一端连接于所述第一盘槽内，且缠绕于所述第一盘槽内，另一端连接于所述第三盘槽内，且缠绕于所述第三盘槽内；所述第二钢丝沿长度方向的一端连接于所述第二盘槽内，且缠绕于所述第二盘槽内，另一端连接于所述第四盘槽内，且缠绕于所述第四盘槽内；[0103]或者，所述第三转盘的周面上并列开设有第五盘槽和第六盘槽，且所述第五盘槽和所述第六盘槽均沿所述第三转盘的周向设置；所述第四转盘的周面上并列开设有第七盘槽和第八盘槽，且所述第七盘槽和所述第八盘槽均沿所述第四转盘的周向设置；所述第三钢丝沿长度方向的一端连接于所述第五盘槽内，且缠绕于所述第五盘槽内，另一端连接于所述第七盘槽内，且缠绕于所述第七盘槽内；所述第四钢丝沿长度方向的一端连接于所述第六盘槽内，且缠绕于所述第六盘槽内，另一端连接于所述第八盘槽内，且缠绕于所述第八盘槽内；

[0104]或者，所述第一转盘的周面上并列开设有第一盘槽和第二盘槽，且所述第一盘槽和所述第二盘槽均沿所述第一转盘的周向设置；所述第二转盘的周面上并列开设有第三盘槽和第四盘槽，且所述第三盘槽和所述第四盘槽均沿所述第二转盘的周向设置；所述第一钢丝沿长度方向的一端连接于所述第一盘槽内，且缠绕于所述第一盘槽内，另一端连接于所述第三盘槽内，且缠绕于所述第三盘槽内；所述第二钢丝沿长度方向的一端连接于所述第二盘槽内，且缠绕于所述第二盘槽内，另一端连接于所述第四盘槽内，且缠绕于所述第四盘槽内；且，所述第三转盘的周面上并列开设有第五盘槽和第六盘槽，且所述第五盘槽和所述第六盘槽均沿所述第三转盘的周向设置；所述第四转盘的周面上并列开设有第七盘槽和第八盘槽，且所述第七盘槽和所述第八盘槽均沿所述第四转盘的周向设置；所述第三钢丝沿长度方向的一端连接于所述第五盘槽内，且缠绕于所述第五盘槽内，另一端连接于所述第七盘槽内，且缠绕于所述第七盘槽内；所述第四钢丝沿长度方向的一端连接于所述第六盘槽内，且缠绕于所述第六盘槽内，另一端连接于所述第八盘槽内，且缠绕于所述第八盘槽内。

[0105]优选地，所述第一转盘的周面上并列开设有第一盘槽和第二盘槽，且所述第一盘槽和所述第二盘槽均沿所述第一转盘的周向设置；所述第二转盘的周面上并列开设有第三盘槽和第四盘槽，且所述第三盘槽和所述第四盘槽均沿所述第二转盘的周向设置；所述第一钢丝沿长度方向的一端连接于所述第一盘槽内，且缠绕于所述第一盘槽内，另一端连接于所述第三盘槽内，且缠绕于所述第三盘槽内；所述第二钢丝沿长度方向的一端连接于所述第二盘槽内，且缠绕于所述第二盘槽内，另一端连接于所述第四盘槽内，且缠绕于所述第四盘槽内；且，所述第三转盘的周面上并列开设有第五盘槽和第六盘槽，且所述第五盘槽和所述第六盘槽均沿所述第三转盘的周向设置；所述第四转盘的周面上并列开设有第七盘槽和第八盘槽，且所述第七盘槽和所述第八盘槽均沿所述第四转盘的周向设置；所述第三钢

10

CN 207139797 U

说　明　书

8/9页

丝沿长度方向的一端连接于所述第五盘槽内，且缠绕于所述第五盘槽内，另一端连接于所述第七盘槽内，且缠绕于所述第七盘槽内；所述第四钢丝沿长度方向的一端连接于所述第六盘槽内，且缠绕于所述第六盘槽内，另一端连接于所述第八盘槽内，且缠绕于所述第八盘槽内。为第一钢丝、第二钢丝、第三钢丝和第四钢丝的缠绕起导向作用，从而令第一肩关节和肘关节23的活动更稳定、平稳。[0106]可选地，第一盘槽上设置有用于连接第一钢丝212的第一卡头9，同理，第二盘槽上设置于第二卡头，第三盘槽上设置有第三卡头，第四盘槽上设置于第四卡头，第五盘槽上设置有第五卡头，第六盘槽上设置于第六卡头，第七盘槽上设置有第七卡头，第八盘槽上设置于第八卡头。

[0107]优选地，所述第一肩关节21处设置有用于限定第一肩关节转动幅度的第一限位组件72；[0108]和/或，所述肘关节23处设置有用于限定肘关节23转动幅度的第二限位组件71。[0109]具体而言，所述第一肩关节处设置有用于限定第一肩关节转动幅度的第一限位组件72；

[0110]或者，所述肘关节23处设置有用于限定肘关节23转动幅度的第二限位组件71；[0111]或者，所述第一肩关节处设置有用于限定第一肩关节转动幅度的第一限位组件72；且，所述肘关节23处设置有用于限定肘关节23转动幅度的第二限位组件71。[0112]优选地，所述第一肩关节处设置有用于限定第一肩关节转动幅度的第一限位组件72；且，所述肘关节23处设置有用于限定肘关节23转动幅度的第二限位组件71。[0113]用于第一肩关节和肘关节23的转动幅度，从而避免外骨骼手臂带动人体手臂运动幅度过大而伤害人体的手臂。[0114]作为可实现的一种方式，参见图2所示，肘关节23的第二限位组件71包括设置在第二转轴上的第一件711和设置于下臂靠近上臂的一侧的第二件712，第二件能够随下臂相对于上臂转动，转动过程中，第二件与第一件接触，从而第一件对第二件产生限位作用。[0115]同理，参见图4所示，第一肩关节的第一限位组件72包括设置在第一转轴上的第三件721和设置于上臂靠近肩部11的一侧的第四件722，第四件能够随上臂相对于肩部11转动，转动过程中，第四件与第三件接触，从而第三件对第四件产生限位作用。[0116]优选地，参见图1所示，本实施例所述的外骨骼手臂，还包括用于和背架连接的连接部81；

[0117]所述连接部81设置于所述肩部11远离所述上臂的一侧，且与所述肩部11之间通过第二肩关节22铰接。[0118]可选地，连接部与背架之间通过螺纹连接、卡接、扣接的方式连接。[0119]可选地，第二肩关节22令肩部相对连接部沿水平方向转动；第一肩关节令上臂相对肩部沿竖直方向转动，能够更真实的仿人体手臂结构。[0120]可选地，第二肩关节22为随动关节，不具有驱动结构，或者，第二肩关节22通过第三电机驱动连接。[0121]优选地，参见图4所示，本实施例所述的外骨骼手臂，还包括末端执行器；[0122]所述末端执行器设置于所述下臂远离所述上臂的一侧；[0123]所述末端执行器为钩体82、夹子或者用于与人体的手腕连接的绑带。

11

CN 207139797 U[0124]

说　明　书

9/9页

末端执行器为钩体82、夹子时，能够直接连接重物，为钩体、夹子绑带时，绑带将外

骨骼手臂与人体手腕连接，人体手掌用于连接重物，通过外骨骼手臂为人体手臂助力。[0125]实施例二

[0126]实施例二提供了一种外骨骼上肢机构，所述外骨骼上肢机构包括实施例一所述的外骨骼手臂，实施例一所公开的外骨骼手臂的技术特征也适用于该实施例，实施例一已公开的外骨骼手臂的技术特征不再重复描述。下面结合附图对所述外骨骼上肢机构的实施方式进行进一步的详细说明。[0127]为节约篇幅，该实施例的改进特征同样体现在图1-图6中，因此，结合图1-图6对该实施例的方案进行说明。[0128]参见图1-图6所示，本实施例提供的外骨骼上肢机构，包括所述的外骨骼手臂，还包括背架；

[0129]所述外骨骼手臂有两个，且两个所述外骨骼手臂对称设置于所述背架的两侧。[0130]可选地，外骨骼手臂通过连接部与背架连接，例如通过螺纹连接的方式连接。[0131]需要说明的是，使用时，背架背负于人体的背部，通过背架与人体连接，实现了外骨骼手臂与人体连接，且外骨骼手臂与人体的手臂相对应。

[0132]本实施例所述的外骨骼上肢机构具有实施例一所述外骨骼手臂的优点，该优点已在实施例一中详细说明，在此不再重复。[0133]最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

12

CN 207139797 U

说　明　书　附　图

1/3页

图1

图2

13

CN 207139797 U

说　明　书　附　图

2/3页

图3

图4

14

CN 207139797 U

说　明　书　附　图

3/3页

图5

图6

15