KR20140074255A

KR20140074255A - 자동 활성화된 자세 준수 리프트 보조 장치

Info

Publication number: KR20140074255A
Application number: KR1020137028944A
Authority: KR
Inventors: 신 마이클 패터슨; 저스틴 라몬트 힐러리
Original assignee: 스트롱 암 테크놀러지, 인코포레이티드
Priority date: 2011-04-01
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2014-06-17
Also published as: US20130197410A1; EP2694167B1; EP2694167A4; AU2017204626A1; CN103781516A; BR112013025194A2; AU2012236328A1; AU2019204390A1; WO2012135613A3; CN103781516B; CA2831904A1; JP2014516287A; JP2017213379A; AU2019204390B2; JP6480513B2; WO2012135613A2; EA031507B1; MX353236B; EP2694167A2; EA201391452A1

Abstract

본 발명은 바람직하게는 착용자에게 점진적으로 지지되는 리프팅 자세를 갖게 하는 자동 활성화된 자세 준수 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 이에 의해 리프팅을 위한 최적의 인체공학적 실행을 따르는 리프트 보조 장치를 제공한다.

Description

자동 활성화된 자세 준수 리프트 보조 장치 {SELF-ACTIVATED POSTURAL COMPLIANCE LIFT-ASSISTANCE DEVICE}

본 출원은 2011년 4월 1일에 출원된 미국 가출원 일련 번호 제 61/516,277 호 및 2012년 2월 6일에 출원된 미국 가출원 일련 번호 제 61/595,187 호의 이익을 주장한다. 이러한 관련 출원들의 내용들은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.

미국 직업 건강 및 안전("OSHA") 기술 메뉴얼에 따르면, 등 장애들은 시간에 걸친 반복적인 활동에 의해 야기되는 미세 외상의 결과로서 점진적으로 발전할 수 있으며 단일의 충격적 사건의 산물일 수 있다.... 급성 등 부상들은 부적절한 리프팅 기술들 및/또는 등이 지지하기에 너무 무거운 리프팅 하중들의 즉각적인 결과일 수 있다. osha.gov/dts/osta/otm/otm_vii_1.html#app_vii:1_2("OSHA Manual") 에서 이용 가능한 "등 장애들 및 부상들" 의 챕터Ⅰ, 섹션 Ⅶ 의 OSHA 기술 메뉴얼을 참조. OSHA 메뉴얼이 그 후 기록된 것에 따르면, 등 부상들이 작업 관련 사망들로 고려되지 않지만, 이들은... 수년간 작업을 한 사람들의 불구의 원인들을 유도하는 것 중 하나이고 NIOSH 에 따르면 1991년에 연간 약 500억 달러의 비용으로 매년 600,000 초과의 직원들이 피해를 입고 있으며... 그리고 작업 인구의 등 부상들 및 장애들의 빈도 및 경제적 효과는 작업 인구의 평균 연령이 증가하고 의료 비용이 증가함에 따라 다음 수십 년에 걸쳐 증가할 것으로 예상된다.

리프팅 관련 등 부상들의 터무니없는 건강 및 경제적 결과들이 주어져서, 더 나은 리프팅 안전을 위해 유용한 것으로 주장되는 많은 수의 장치들이 개발되어왔다. 예컨대, 미국 분류 클래스/하위 클래스 602/19 내의 이러한 장치들의 수많은 예들을 참조. 하지만, 1994년에 국립 직업 안전 보건 연구소(National Institute of Occupational Health and Safety, "NIOSH")의 "등 벨트 작업 그룹(Back Belt Working Group)"은 시판중인 리프팅 벨트들을 검토하였으며, "등 벨트들은 반복되는 리프팅, 밀기, 당김, 비틀림 또는 굽힘 자세를 취하는 작업자들에 대한 위험들을 완화시키지 않는다" 라고 결론지었으며, "통상적인 산업적인 등 벨트들이 수작업 리프팅 중에 트렁크의 생체역학 하중을 충분히 감소시킨다" 는 것에 비추어, 이 작업 그룹은 1) 등 벨트들은 부상들의 방지를 위해 권장되지 않는다; 및 2) 등 벨트들은 개인 보호 장비("PPE")가 아니다 라고 결론지었다. cdc.gov/niosh/docs/94-122/("MIOSH1994") 에서 이용 가능한, NIOSH 공보 94-122 참조. cdc.gov/niosh/docs/94-127/("NIOSH1996") 에서 이용 가능한, 1996년, 10월, NIOSH 공보 94-127 의, 이러한 결과들의 요약 1996년의 NIOSH 또한 참조.

리프팅 관련 등 부상들의 상기 건강 및 경제적 결과들 및 이러한 부상들의 방지를 위한 적절한 장치들의 부족에 비추어 보면, 더 나은 리프트 보조 장치들의 개발에 대한 큰 요구가 있다.

본 발명은 착용자에게 점진적으로 지지되는 리프팅 자세를 갖게 하는 자동 활성화된 자세 준수 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 이에 의해 리프팅을 위한 최적의 인체공학적 실행을 따르는 리프트 보조 장치를 제공한다.

실시예 1 에서, 본 발명은 리프팅 지점으로부터 어깨들 위로 그리고 하부 몸통 아래로 하중 가중을 전달하기 위한, 하중 전달 수단("LTM"); 적절한 등 자세를 수동적으로/능동적으로 강제하기 위한, 자세 준수 수단("PCM"); 및 하중 전달 수단 상의 증가된 하중을 자세 준수 수단의 증가하는 맞물림들로 커플링하기 위한, 커플링 수단("CM")을 포함하는 리프트 보조 장치에 관한 것이다.

실시예 2 에서, 본 발명은 실시예 1 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 자세 준수 수단의 각각의 맞물림 레벨에 대한 적절한 등 자세는 자세 준수 수단의 맞물림 레벨에서 등의 자연스러운 곡선의 유지를 촉진하는 자세이다.

실시예 3 에서, 본 발명은 실시예 1 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 자세 준수 수단의 각각의 맞물림 레벨에 대한 적절한 등 자세는 자세 준수 수단의 맞물림 레벨에서 최대 요추 굴곡(peak lumbar flexion)을 감소시키는 자세이다.

실시예 4 에서, 본 발명은 실시예 3 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 리프팅되는 특별한 중량에서 최대 요추 굴곡의 감소는 이 중량에 대하여 적어도 도 15에서 나타낸 것과 같다.

실시예 5 에서, 본 발명은 실시예 1 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 자세 준수 수단의 각각의 맞물림 레벨에 대한 적절한 등 자세는 착용자 부상들의 측정 가능한 감소를 촉진하는 자세이다.

실시예 6 에서, 본 발명은 실시예 5 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 착용자 부상들의 측정 가능한 감소는 착용자 등 부상들의 측정 가능한 감소이다.

실시예 7 에서, 본 발명은 실시예 1 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 각각의 팔에 대하여 리프트 커플링 수단("LCM")을 더 포함하며, 각각의 LCM 은 리프팅될 짐의 중량의 적어도 일부를 이 팔에 대한 LTM 으로 전달한다.

실시예 8 에서, 본 발명은 실시예 7 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, LCM 은 글러브들, 후크들, 그리퍼들 및 Velcro^® 와 같은 그리핑 스트립들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다.

실시예 9 에서, 본 발명은 실시예 1 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, CM 은 도 7 내지 도 9 에 예시된 CM 중 하나 또는 그 초과이다.

실시예 10 에서, 본 발명은 실시예 1 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 자세 준수 수단의 증가하는 맞물림은 LTM 에 의해 지지되는 중량과 선형으로 관련된다.

실시예 11 에서, 본 발명은 실시예 1 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 자세 준수 수단의 증가하는 맞물림은 LTM 에 의해 지지되는 중량과 비선형으로 관련된다.

실시예 12 에서, 본 발명은 실시예 11 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 자세 준수 수단의 증가하는 맞물림은 분리(상태 1)에서 완전히 맞물림(상태 2)까지의 이중 상태 맞물림이다.

실시예 13 에서, 본 발명의 실시예 1 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 상기 장치는 리프팅될 짐들의 하나 또는 그 초과를 분석하고, 사용자의 신체 상의 하나 또는 그 초과의 지점들에서 또는 리프팅으로부터 사용자의 신체 상의 변형의 하나 또는 그 초과의 인디케이터들에서 하중을 가하기 위한 하나 또는 그 초과의 센서들을 추가로 포함한다.

실시예 14 에서, 본 발명은 실시예 13 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 하나 또는 그 초과의 센서들은 하나 또는 그 초과의 언세이프 중량(unsafe weight) 센서들을 포함한다.

실시예 15 에서, 본 발명은 리프팅 관련 부상들을 감소시키기 위한 방법에 관한 것이며 : 리프팅 지점으로부터 어깨들 위로 그리고 하부 몸통 아래로 하중 가중을 전달하기 위한, 하중 전달 수단("LTM"); 적절한 등 자세를 수동적으로/능동적으로 강제하기 위한, 자세 준수 수단("PCM"); 및 하중 전달 수단 상의 증가된 하중을 자세 준수 수단의 증가하는 맞물림들로 커플링하기 위한, 커플링 수단("CM")을 포함하는 리프트 보조 장치를 착용하고 리프팅 하는 단계를 포함한다.

실시예 16 에서, 본 발명은 실시예 15 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 자세 준수 수단의 각각의 맞물림 레벨에 대한 적절한 등 자세는 자세 준수 수단의 맞물림 레벨에서 최대 요추 굴곡을 감소시키는 자세이다.

실시예 17 에서, 본 발명은 실시예 16 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 리프팅되는 특별한 중량에서 최대 요추 굴곡의 감소는 이 중량에 대하여 적어도 도 15에서 나타낸 것과 같다.

실시예 18 에서, 본 발명은 실시예 15 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 자세 준수 수단의 각각의 맞물림 레벨에 대한 적절한 등 자세는 착용자 부상들의 측정 가능한 감소를 촉진하는 자세이다.

실시예 19 에서, 본 발명은 실시예 15 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, 각각의 팔에 대하여 리프트 커플링 수단("LCM")을 더 포함하며, 각각의 LCM 은 리프팅될 짐의 중량의 적어도 일부를 이 팔에 대한 LTM 으로 전달한다.

실시예 20 에서, 본 발명은 실시예 19 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, LCM 은 글러브들, 후크들, 그리퍼들 및 Velcro^® 와 같은 그리핑 스트립들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다.

실시예 21 에서, 본 발명은 실시예 15 의 리프트 보조 장치에 관한 것이며, CM 은 도 7 내지 도 9 에 예시된 CM 중 하나 또는 그 초과이다.

본 발명에 제공되는 도면들은 오로지 본 발명의 특별한 실시예들을 더 양호하게 도시하기 위해 제공되며, 명백하게는 본 발명의 실시예들의 철저한 또는 제한적인 세트들을 제공하지 않는다.

도 1은 비-인체공학적 리프팅, 즉 다리들이 직선으로/로크된 상태로 유지하고 등 굽은 상태로 허리에서 구부림으로써 리프팅하는 개략적인 예를 제공한다.
도 2는 가능한 한 신체에 가깝게 중량을 유지하는 단계, 척추의 자연스런 곡률을 보유하도록 몸통을 비교적 직립상태로 유지하는 단계, 및 예를 들어, 앉은 위치로부터 선 위치로 나아감으로써 리프팅을 행하도록 다리 근육들을 사용하는 단계를 포함하는 인체공학적 리프팅의 개략적인 예를 제공한다.
도 3은 사용자가 적절한 리프팅 자세를 갖게 하도록 의도된 간단한 장치의 개략적인 예를 제공한다. 착용자가 그/그녀의 등을 비교적 직립으로 유지하는 한, 2 개의 스트랩들 상의 증가하는 하중은 사용자를 더 똑바르게, 즉 리프팅을 위한 적절한 형상으로 되게 할 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 것과 같이 간단한 장치는 사용자가 자연스럽게 굽혀지는 경향이 있기 때문에 적절한 기능을 하지 못하며, 이에 의해 착용자의 자세는 악화되며 그/그녀의 척추에 훨씬 더 큰 하중이 걸리는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 적어도 굽힘을 방지하거나 또는 직립 자세를 권장하는 추가의 기능성, 또는 이들 둘의 조합 기능성을 갖는 장치에 관한 본 발명의 하나의 비-제한적인 실시예의 개략적인 예를 제공한다.
도 6은 본 발명의 본 실시예의 더욱 일반화된 개략적인 묘사를 도시하며, 여기서 로드 전달 수단(LTM)(예컨대, 스트랩(S1 및 S2)들)은 리프팅 지점으로부터 어깨들 위로 그리고 허리 벨트(W) 아래로 하중을 전달하고, 중량은 그 후 커플링 수단(C)을 통하여 자세 준수 수단(PCM)으로 전달되며, 증가된 하중은 척추의 하중을 받지 않는 곡선의 적절한 리프팅 자세를 보장하고 비-굽힘을 방지/강제하기 위해 증가적으로 맞물린다.
도 7은 전술한 LTM, PCM, 및 C 수단을 갖는 본 발명의 상이한 실시예의 개략도를 제공하며; 이 실시예에서, 슬라이드(SL) 내의 수직 채널에서 이동하는 단일 커플링 수단(C)이 존재하며, 슬라이드(SL)의 채널에서 수직인 C 의 동작은 하중 전달 수단(LTM) 상의 증가된 중량이 PCM 의 조임을 통하여 점진적으로 강제되는 자세 준수로의 커플링을 초래한다.
도 8은 도 7에 개략적으로 나타낸 본 발명의 실시예의 프로토타입의 사진을 제공한다.
도 9는 도 7에 나타낸 실시예의 채널형 슬라이더(SL)의 커플링 수단(C)의 분해도를 제공한다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 다양한 추가의 예시적 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예를 착용한 사용자의 리프팅 프로세스 중의 다양한 단계들에서 얻어지는 이미지들의 겹침을 제공한다.
도 15는 본 발명의 예시적인 리프트 보조 장치를 갖지 않는 및 갖는 중량 리프팅 중에 요추 키네마틱에 대한 데이터를 제공한다. 이러한 데이터는 리프트 보조 장치가 리프팅 중 최대 요추 굴곡의 감소에 상당한 영향을 가지며, 이러한 감소는 더 무거운 하중들에 대해 50 %에 도달하는 것으로 보여진다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 "하중 커플링 수단"의 다양한 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 18 내지 도 20은 본 발명에서 고려되는 "하중 활성화된 그립 보조 글러브" 실시예의 일 실시예를 나타내는 도면이다.

본 발명에서, "부정관사(a, an)"는 단수 형태로 명시적으로 한정되지 않으며, 대신에 "부정관사(a, an)"는 언급될 용어의 "하나 이상의 예- 그러나, 이에 한정되지 않음 -"와 동의어가 됨을 명시적으로 의도한다는 것에 주목해야 한다.

적절한 리프팅 자세/ 리프팅 자세들의 순서

본 발명은 리프팅-관련 부상들이 1) 리프팅 중에 적절한 자세들의 순서 준수, 2) 인체공학적 연구들에 의해 결정된 대로 신체 전반에 걸친 중량의 기계적 분배에 의해 현저히 감소될 수 있다는 인식에 기초한다. 위의 1) 및 2) 항목을 실시하기 위해서, 본 발명은 특히, 순서화된 자세 준수 및 적절한 중량 분배를 보장하는 한편, 4) 적절한 제작 매개변수들, 예를 들어 내구성 및 가격 내에서, 3) 사용자의 비-준수를 방지하기 위해서 편안하게 입고/벗으며 착용되는 장치 디자인의 제 3 임계 요소를 또한 제공하기 위한 통상적이지 않은 장치에 관한 것이다.

제 1 요소인, 리프팅 중의 적절한 자세들의 순서와 관련하여, 다수의 인체공학적 연구들이 리프팅을 위한 표준의 자세들의 순서를 확립했다. 예를 들어, 메이요 클리닉(Mayo Clinic)은 6 단계들, 1) 안전 위치에서 시작하는 단계, 2) 등 아래 부분의 자연스런 곡선을 유지하는 단계, 3) 다리들을 사용하는 단계, 4) 무릎을 꿇는 대신에 앉는 단계, 5) 다리로 일을 하게 하는 단계, 및 6) 비틀림을 피하는 단계로 이루어지는 리프팅 순서를 목록화 했다. mayoclinic.com/health/back-pain/LB00004_D 참조. 이러한 단계들의 순서는 다리를 사용함으로써 a) 허리에서 리프팅하지 않고, 대신에, b) 등을 비교적 직립한 상태로 리프팅하는 두 개의 기본 원리들을 포착했다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이, 다리들을 직선으로/로크된 상태로 유지하고 허리를 등 굽은 상태로 구부림으로써 리프팅하는 것은 이러한 자세의 리프팅에 의해 척추가 상체의 중량과 리프팅될 하중들의 중량을 모두 지지하도록 강요하기 때문에 비-인체공학적 리프팅이고, 더 나쁘게는, 이러한 자세에서 신체의 중심으로부터 밖으로의 짐의 거리는 척추에 작용하는 변형을 예를 들어, 수천-피트-파운드의 토크(thousands of foot-pounds of torque)로 터무니없이 증가시킨다. 예를 들어, ergo.human.cornell.edu/DEA3250notes/lifting.html에서 이용가능한 "안전한 리프팅을 위한 생체역학" 참조. 예를 들어, 1994년, 국립 직업 안전 보건 연구소(NIOSH) 공보 PB94-176930 호의 "개정된 NIOSH 리프팅 공식을 위한 어플리케이션스 매뉴얼" 참조.

대신에, 도 2에 도시된 대로 인체공학적 리프팅은 가능한 한 신체에 가깝게 중량을 유지하는 단계, 척추의 자연스런 곡률을 보유하도록 몸통을 비교적 직립상태로 유지하는 단계, 및 예를 들어, 앉은 위치로부터 선 위치로 나아감으로써 리프팅을 행하도록 다리 근육들을 사용하는 단계를 포함한다. 이와 관련하여, NIOSH1996에 따라서 복부 벨트들이 옆으로의 굽힘 및 비틀림 중에 운동 범위를 제한하는데 도움을 줄 것이라는 것은 아무런 가치가 없다. 그러나, 이들은 다수의 산업적 리프팅 상황들에서처럼 작업자가 전방으로 굽힐 때 동일한 효과를 갖지 않는다. 따라서 현재의 지지 벨트들은 일반적으로, 이러한 정확한 리프팅 자세를 보장하는 것에 대한 효과를 거의 갖지 않으며, 그 결과 종래의 리프팅 벨트를 착용한 작업자는- 허리로부터의 굽힘을 최소화함으로써 신체에 가깝게 중량을 유지하는(그에 의해서 몸통을 직립상태로 유지하고 척추에 대한 압박들을 낮추는) -이러한 자세 또는 리프팅을 위해 다리들을 사용하는, 즉 리프팅 중에 앉은 위치로부터 직립 위치로 나아감으로써 적절한 리프팅을 위한 관련 요건을 채택하지 않을 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 리프트-보조 장치

이와 관련하여, 일 양태에서 본 발명은 1) 착용자가- 하중이 증가함에 따라 -점진적으로 직립되도록 하는 일련의 위치들을 취하는 등[즉, 자동 활성화된(self-activated) 장치]에 의해 짐들을 적절히 리프팅하는 것을 보장하고, 그에 의해서 리프팅 중 그리고 특히 모든 짐을 리프팅할 때 사용자의 척추가 최소 하중을 경험하는 것을 보장하는 것에 관한 것이다. 도 3을 참조하면, 이러한 목적을 달성하기 위한 간단한 기계 장치는 허리 벨트(W)에 부착되고 정면에서 리프트될 중량부의 아래로 두 어깨들 중의 하나 또는 두 개- 그리고 바람직하게는 두 개 -를 넘어가는 두 개의 스트랩(S1,S2)들로 이루어질 수 있으며, 이들 스트랩들의 말단(먼) 단부들은 리프트될 중량부와 직접적으로 접촉하는 손들이나 후크 또는 다른 그립들에서 종결된다. 착용자가 그의/그녀의 등을 비교적 직립상태로 유지하는 한, 두 개의 스트랩들 상의 증가하는 하중은 사용자를 더 직립상태로, 즉 리프팅을 위한 적절한 형상으로 되게 할 것이다.

실제로, 도 3에 도시된 것과 같이 간단한 장치는 사용자가 자연스럽게 굽혀지는 경향이 있기 때문에 적절한 기능을 하지 못할 것이며, 그에 의해서 착용자의 자세는 악화되며 그의/그녀의 척추에 훨씬 더 큰 하중이 걸리고 도 4에 도시된 상황에 처한다. 본 도면의 중량부는 구체로서 도시되며, 또한 S2는 중량부를 향해 아래로 연장하는 것으로 도시되었지만, 이는 단지 본 발명의 하나의 실시예라는 것에 주목해야 한다. S1은 본 도면에서 도시되지 않았으나, S2와 유사한 형태를 가질 것이다.

예를 들어, 도 4에 그려진 상황을 방지하기 위해서, 일 실시예에서 본 발명은 적어도 굽힘을 방지하거나 직립 자세를 권장하는 추가의 기능성, 또는 이들 둘의 조합 기능성을 가지는 장치에 관한 것이다. 도 5는 그와 같은 장치의 일 실시예를 제공한다. 구체적으로, 도 5는 본 실시예에서, D-링 "커플링 수단"(A; 단지 착용자 신체의 좌측 편 상의 D-링만이 본 도면에 라벨이 붙여져 있지만, 우측 편 상의 대응하는 D-링에도 또한 명칭이 지칭될 수 있음) 또는 다른(비-D-링) 형태들의 커플링 수단으로 등을 가로질러 하강하고 어깨들과 십자로 교차하는 두 개의 어깨 스트랩(4)(명료함을 위해, 단지 좌측 어깨를 가로지르는 어깨 스트랩만이 본 개략도에서 라벨이 붙여져 있으나, 스트랩들 모두에도 명칭이 지칭될 수 있음)들을 도시하며, 이들 커플링 수단은 어깨 스트랩(4)들이 허리로 또는 허리 근처로 아래로 하강하는 것을 허용하며(도 4의 실시예에서 D-링 커플링 수단(A)은 히프 또는 허리 벨트(2) 바로 위의 위치에 고정되며, 일반적으로 본 발명은 몸통, 바람직하게 하부 몸통, 더 바람직하게 허리의 영역에 대한 하나 또는 그 초과의 부착 지점들을 고려함), 하중 하에서 연속적인 이들 어깨 스트랩(3)들이 이들 D-링 커플링 수단(A)을 통한 미끄럼을 허용한다. 이들 연속 스트랩(3)들은 이들이 고정되는 신체 주위로 계속되기 때문에(이들 단부들은 본 도면에 도시되지 않음), 스트랩(4)들 상의 하중은 커플링 수단(A)을 통한 스트랩들의 미끄럼을 통해 스트랩(3)들의 팽팽함을 초래하며, 스트랩(3)들의 팽팽함은 더 직립된 자세로 착용자의 위치를 지지/변경하기 위해 몸통을 압축하며, 그에 의해서 도 4에 도시된 상황을 방지하는 자세 준수를 보장한다.

도 6은 본 발명의 본 실시예의 더욱 일반화된 개략적인 묘사를 도시하며, 여기서 스트랩(S1,S2)(단지 S2만이 도시되며, S1은 S1이 우측 편의 영역에 부착되고 이러한 십자로 교차된 S1/S2 실시예에서 좌측 어깨를 가로지른다는 점에서 S2의 거울 상임)들은 (아래에서 그리고 예를 들어, 도 16 및 도 17에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 글러브들, 리프팅 후크들, 손목-스트랩들 등과 같은 "리프트 커플링 수단"에 의해)하부 전완(lower forearm)/손들의 영역의 "리프팅 지점"에서의 부착 위치로부터 어깨들 위로 상승하며 허리 벨트(W)로 등을 가로질러 하강하며, 여기서 스트랩들은 커플링 수단(C)(여기서는 신체의 각각의 편에)을 경유하여 장치의 자세 준수 수단(PCM)에 연결된다. 이러한 묘사에서, 각각의 스트랩(S1,S2)들을 위한 커플링 수단(C)은 도 5의 D-링 수단일 것이나, 다른 커플링 수단들이 고려될 것이다(아래 참조). 자세 준수 수단(PCM)은 예를 들어, 스트랩들이 하중을 받을 시 몸통을 압축하는 도 5의 스트랩(3)들일 수 있지만, 이는 자세 준수 수단(PCM)에 대해 고려된 실시예들 중의 단지 하나일 뿐이다.

따라서, 도 6에 그려진 실시예에서 그 실시예에 대한 3 개의 임계 영역들, 즉 1) 리프팅 지점(손들, 손목들, 전완들 등)으로부터 어깨 위로 그리고 하부 몸통, 통상적으로 허리 벨트(W) 아래로 가중되는 하중을 전달하는 하중-전달 수단(LTM), 예를 들어 스트랩(S1,S2)들(용어 "LTM"이 몇몇 또는 그보다 많은 스트랩들, 로프들 또는 스트링들과 같은 비-스트랩 수단을 내포하지만)(또한, 본 발명은 가장 일반적으로 몸통, 바람직하게 하부 몸톰, 그리고 훨씬 더 바람직하게 허리 영역에서의 하나 또는 그 초과의 부착 지점들을 고려함), 2) 증가된 하중시 척추의 비-하중 곡선의 적절한 리프팅 자세를 보장하고 비-굽힘을 방지/강화하는(즉, 도 4의 부적절한 등 위치를 방지하는) 것을 보장하도록 점진적으로 결합하는 자세 준수 수단(PCM), 및 3) S1/S2와 같은 LTM 상의 증가된 하중에 의해 PCM의 결합 증가로 그리고 그에 따른 자세 준수의 증가로 전환되는 것을 허용한다.

도 7은 전술한 LTM, PCM, 및 C 수단을 갖는 본 발명의 상이한 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 척추에 걸쳐서 대략 중간 몸통(mid-torso)에 배치되는 채널식 슬라이더(SL)를 따라 상하로 슬라이드 하도록 구성된 단일 커플링 수단(C)이 존재하며; 이 커플링 수단(C)이 하중에 대한 이들의 부착 지점들에서 하중 전달 수단(LTM)의 하방 운동의 결과로서 채널을 올라감에 따라(도면에서, "우측" LTM(즉, LTM은 착용자들의 우측 손에서 하강함)에 부착된 핸들을 갖는 직사각형 중량부로서 도시됨; 좌측 LTM 상의 해당 중량부는 도시 생략됨)), 자세 준수 수단(PCM)이 적절한 리프팅 자세로 몸통(torso)(본 실시예에서, 도면을 통해 어깨 스트랩들 내에 있음)을 압박한다. 도 8은 도 7의 실시예의 프로토타입의 사진을 제공하며; 도 9는 본 실시예의 채널식 슬라이더(SL)에서의 커플링 수단(C)의 분해도를 제공한다. 도 10 내지 도 13은 본 발명의 추가의 예시적 실시예들을 도시하며, 이들 모두는 단일 커플링 수단 또는 다중 커플링 수단을 통해 리프팅 및 PCM 사이의 커플링의 동일한 기본 원리를 구체화한다.

상기 논의된 바와 같이, 하중 전달 수단(LTM) 상에서 하중이 증가함에 따라, 하나 이상의 커플링 수단(C)에 의해 얻어지는 2 개 사이의 커플링에 의해, 자세 준수 수단(PCM)에 의해 이행되는 자세 준수 또한 증가된다. 도 14는 본 발명의 일 실시예를 착용하고 있는 사용자의 리프팅 프로세스 중의 다양한 단계들에서 얻어지는 이미지들의 겹침을 제공하며; 이 도면들이 도시하는 바와 같이, 등이 리프팅 내내 적절한 자세를 유지하며, 적절한 자세를 보존하기 위해서 리프팅 중 자세의 단계적인 변화를 갖는다.

PCM에 의해 강제되는 자세 준수의 변화와 관련하여, 이러한 변화는 선형일 수 있거나, 비선형일 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, PCM은 예컨대, 도 5의 실시예에서와 같이 스트랩들의 증가된 텐셔닝(tensioning)을 통해 점차적으로 맞물림될 수 있고; 대안으로 PCM은, PCM이 LTM에서의 중량을 충분히 리프팅할 때 풀-오프(pull-off) 또는 풀-온(pull-on) 프로세스와 같이 맞물림하도록 설계될 수 있다.

리프트 보조 장치의 측정된 인체공학적 효과들

이미 논의된 바와 같이, 1994년에, 국립 직업 안전 보건 연구소(National Institute of Occupational Health and Safety, "NIOSH")의 "백 벨트 워킹 그룹(Back Belt Working Group)"은 시판중인 리프팅 벨트들을 검토하였으며, "전형적인 산업용 백 벨트들은 수작업 리프팅 중 트렁크의 생체역학 하중을 충분히 감소시킨다" 라고 하는 불충분한 데이터가 존재한다고 결론지었다. 본 리프트 보조 장치에 대해, 이러한 데이터가 얻어졌으며, 도 15에서 예시적 데이터가 도시되어 있는 바와 같이, 이러한 장치는 리프팅 중 최대 요추 굴곡의 감소에 상당한 영향을 가지며, 이러한 감소는 더 무거운 하중들에 대해 50 %에 도달하는 것으로 보여진다. 이에 따라, 이러한 데이터는 본 발명의 일 실시예를 규정하는데 사용될 수 있으며, PCM의 맞물림에 의해 발생하는 "적절한 리프팅 자세들"의 순서는 적어도 도 15에 도시된 정도로 임의의 특별한 중량으로 최대 요추 굴곡을 감소시키도록 하는 것이다.

" 리프팅 포인트" 실시예들

이미 논의된 바와 같이, LTM은 총칭적으로, 어깨들 위 및 하부 몸통 아래 "리프팅 포인트(손들, 손목들, 팔뚝들 등)"로부터 하중 가중(load weighting)을 전달하기 위한 본 발명의 수단으로 언급된다. 추가로, 특정 용어에 관하여, 각각의 다른 팔 상의 리프팅 지점에서, "리프트 커플링 수단(LCM)"은 후크, 글러브 또는 LTM에 직접적으로 리프팅될 물체(들)의 중량을 전달하도록 작용하는 다른 리프트 커플링 수단에 스트링 또는 스트랩 또는 와이어 엔드들과 같은 LTM 엔드들을 커플링하도록 사용될 수 있다. 이러한 LCM의 2 개의 예시들은, 도 16 및 도 17에 도시되어 있으며; 상세하게는, 도 16은 후크, 루프, 그로멧 등을 통해 LTM에 부착되는 글러브들 형태의 LCM을 도시하는 한편, 도 17은 글러브들 대신에 리프팅 후크들로의 부착을 도시한다.

본 발명의 다양한 LCM 실시예들에 대하여, LCM의 다른 비제한적 실시예는 도 18 내지 도 20에 제공된 "하중 활성화된 그립-보조 글러브(load-activated grip-assisting glove)"이다. 이 LCM 실시예에서, 특별히 설계된 글러브가 부하를 집어올릴(picking up) 때 사용자들에게 그립 강도를 증가시키도록 의도되고 있다. 이 장치는 골무(fingertip)들로부터 이어져 손목의 부착 지점에서 종료하는 선형 부재들을 갖는다. 이 장치는 글러브와 같이 착용되고, 착용자의 팔 또는 몸, 이 경우, 부착 지점을 통해 자세 준수 장치에 부착된다. 착용자가 짐을 리프트할 때, 그 짐의 힘들은 교시된 스트링을 잡아당김으로써, 따라서 손가락들을 구부림으로써 손이 쥐어지게 강제한다. 미드 핑거(mid finger) 및 하드 핑거(hard finger) 팁들 상의 피스들은 특정 배향, 예컨대 하나의 바람직하지만 비제한적인 실시예에서, 후크형 형상으로 손가락들을 구부러지게 강제한다(예컨대, 도 18에 대한 도 20의 장치의 형상).

본 발명은 LCM의 다양한 형태들을 고려하고 있으며, 이들 각각은 상이한 작업 환경에서 작업자들의 요구들에 특히 적합하게 될 수 있다. 이에 따라, 예컨대 후크 LCM은 작은 박스들을 리프팅하는 작업자에 대해 특히 적절할 것이지만, 글러브 LCM은 물체들을 잡기에 이상한 크기들 및 어려운 다양한 것을 리프팅하는 작업자들에 대해 보다 적합할 수 있다. LCM의 다른 비제한적 예시들은, 예컨대 기계적 또는 전기적 그리퍼들, 맞물림 포스트들 등을 포함한다.

마지막으로, 출원인들은, 일부 실시예(예컨대, 도 17의 것)에서, 상완(upper arm) 및 하완(lower arm)의 적어도 일부 부분을 따라 이어지도록 구속되지 않는 본 발명의 LCM이 프리 스탠딩 스트랩들, 와이어들, 스트링들 등의 형태일 수 있지만, LCM이 팔의 적어도 일부 길이를 따라 이어지도록 구속된다. 이러한 일 실시예는 이들이 프리 스탠딩(free-standing)이라면, LCM의 스트랩들/와이어들/스트링들의 오염이 발생할 다양한 작업장 환경에서 바람직하다.

센서 장착식 ( Sensor - Laden ) 리프트 보조 장치

추가의 실시예들에서, 본 발명은 사용자 리프팅시 다양한 데이터를, 사용자에게 직접적으로 또는 텔레메트리(telemetry)에 의해 텔레메트리 저장 장치 또는 원격 텔레메트리 네트워크에 나타내도록 피드백 센서들을 포함하는 리프트 보조 장치 또는 조끼(vest)에 관한 것이다.

이에 의해, 예컨대, 일 실시예에서, 본 발명의 리프트 보조 장치는, 안전 리프팅 매개변수들을 벗어난 중량이 리프팅되는 것을 사용자에게 나타내기 위해 트립(trip)하는 "언세이프 중량" 기계 센서들을 포함한다. 이에 의해, 비제한적인 일 실시예에서, 각각의 LTM은 충분한 가중 시에, 심각한 소음(pronounced noise)과 함께 신장하거나, 신장시, 유색의(colored) "과도한 중량" 색 또는 이들 인디케이터들의 일부 조합을 노출하는 기계 장치를 그 안에 설치하여 사용자에게 리프팅될 중량이 안전하지 않다는 것을 사용자에게 알린다. 이러한 "언세이프 중량"은 고정 중량일 수 있거나, 하루 중의 시간(time-of-day)의 임무로서 가변하는 중량, 하루 동안(the course of the day) 또는 마지막 시간 주기 등에 걸쳐 사용자에 의해 이미 리프트된 중량의 양일 수 있음에 주목한다. 본 발명이 통상적으로 당연히 기계적인 언세이프 중량 센서들을 고려하였지만, 전기적인 수단을 사용하여 언세이프 중량을 유사하게 신호하는 센서들이 또한 명백히 고려된다.

다른 실시예들에서, 온-베스트/온-바디 센서(들)이 다수의 지점들로부터 하중/신장 데이터를 온-베스트/온-바디에 전송할 수 있으며, 여기서 이러한 전송(transmission)은 온-바디 기록 장치, 온-바디 인디케이터/재전송 장치(예컨대, 스마트폰 적용), 오프-바디 리시버 네트워크, 또는 상기의 일부 조합에 유선연결(wired)되거나 또는 바람직하게는 무선연결(wireless)(예컨대, 블루투스에 의함)된다. 이러한 유형의 간헐적 전송식 또는 연속 전송식 데이터가, a) 하루 동안에 걸쳐 조끼-착용자에 관하여 적절한 짐 리프팅으로의 피드백(예컨대, 이전 리프트들에 부여된 추가 리프팅에 대한 사용자 능력(capacity), 하루 중의 시간, 몸의 상태에 대한 하나 또는 그 초과의 알고리즘들에 의해 추정되는 바와 같음); b) 부상들과 관련한 리프팅에 관한 데이터 수집(즉, 더 안전한-리프팅 알고리즘의 개발을 위한 데이터 수집을 위함); c)고용주(employer)를 위한 최적화된 작업자 리프팅의 구체화를 위한 데이터 수집(예컨대, 작업자들이 리프팅에 대해 오버태스킹(overtasked)되지 않음을 보장함으로써 작업자 부상들의 가능성이 최소화되는 반면 효율이 최대화되도록, 하루당, 시간당 등에 대한 최대 리프팅으로의 각각의 작업자들의 접근의 메트릭스(metrics)에 기초한 작업자들의 실시간 재배정(redistribution))을 포함하는 다양한 목적들을 위해서 수집될 수 있다. 본 발명은, 이러한 구현들을 위해 필요한 하드웨어 뿐만 아니라, 부적절한 고용주 모니터링으로부터 직원들의 보호를 확보하기 위해서 다른 별개의 개인용 레이어들 또는 데이터의 마스킹을 확보하기 위해 추가의 소프트웨어 레이어들 등과 함께, a) 데이터 획득 및 처리; b) 세이프 리프팅 알고리즘(들)을 추출하기 위한 데이터-마이닝(mining); 작업자들을 조정하기 위한 데이터 처리를 위한 소프트웨어를 갖는 관련 소프트웨어를 포함한다.

하기 청구범위들은 본 발명의 실시예들의 일부의 비제한적인 리스트를 제공한다. 다른 실시예들은 본원의 도처에서 제공된다.

Claims

i) 리프팅 지점으로부터 어깨들 위로 그리고 몸통 상의 하나 또는 그 초과의 지점들 아래로 하중 가중을 전달하기 위한, 하중 전달 수단("LTM");
ii) 적절한 등 자세 또는/및 등 자세들의 순서를 수동적으로/능동적으로 강제하기 위한, 자세 준수 수단("PCM"); 및,
iii) 하중 전달 수단 상의 증가된 하중을 자세 준수 수단의 증가하는 맞물림들로 커플링하기 위한, 커플링 수단("CM")을 포함하는,
리프트 보조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 자세 준수 수단의 각각의 맞물림 레벨에 대한 적절한 등 자세는 자세 준수 수단의 맞물림 레벨에서 등의 자연스러운 곡선의 유지를 촉진하는 자세인,
리프트 보조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 자세 준수 수단의 각각의 맞물림 레벨에 대한 적절한 등 자세는 자세 준수 수단의 맞물림 레벨에서 최대 요추 굴곡(peak lumbar flexion)을 감소시키는 자세인,
리프트 보조 장치.
제 3 항에 있어서,
리프팅되는 특별한 중량에서 최대 요추 굴곡의 감소는 이 중량에 대하여 적어도 도 15에서 나타낸 것과 같은,
리프트 보조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 자세 준수 수단의 각각의 맞물림 레벨에 대한 적절한 등 자세는 착용자 부상들의 측정 가능한 감소를 촉진하는 자세인,
리프트 보조 장치.
제 5 항에 있어서,
착용자 부상들의 측정 가능한 감소는 착용자 등 부상들의 측정 가능한 감소인,
리프트 보조 장치.
제 1 항에 있어서,
각각의 팔에 대하여 리프트 커플링 수단("LCM")을 더 포함하며, 각각의 LCM 은 리프팅될 짐의 중량의 적어도 일부를 이 팔에 대한 LTM 으로 전달하는,
리프트 보조 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 LCM 은 글러브들, 후크들, 그리퍼들 및 Velcro^® 와 같은 그리핑 스트립들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는,
리프트 보조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 CM 은 도 7 내지 도 9 에 예시된 CM 중 하나 또는 그 초과인,
리프트 보조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 자세 준수 수단의 증가하는 맞물림은 LTM 에 의해 지지되는 중량과 선형으로 관련되는,
리프트 보조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 자세 준수 수단의 증가하는 맞물림은 LTM 에 의해 지지되는 중량과 비선형으로 관련되는,
리프트 보조 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 자세 준수 수단의 증가하는 맞물림은 분리(상태 1)에서 완전히 맞물림(상태 2)까지의 이중 상태 맞물림인,
리프트 보조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 장치는 리프팅될 짐들의 하나 또는 그 초과를 분석하고, 사용자의 신체 상의 하나 또는 그 초과의 지점들에서 또는 리프팅으로부터 사용자의 신체 상의 변형의 하나 또는 그 초과의 인디케이터들에서 하중을 가하기 위한 하나 또는 그 초과의 센서를 추가로 포함하는,
리프트 보조 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 센서들은 하나 또는 그 초과의 언세이프 중량(unsafe weight) 센서들을 포함하는,
리프트 보조 장치.
i) 리프팅 지점으로부터 어깨들 위로 그리고 몸통 상의 하나 또는 그 초과의 지점들 아래로 하중 가중을 전달하기 위한, 하중 전달 수단("LTM");
ii) 적절한 등 자세 또는/및 등 자세들의 순서를 수동적으로/능동적으로 강제하기 위한, 자세 준수 수단("PCM"); 및
iii) 하중 전달 수단 상의 증가된 하중을 자세 준수 수단의 증가하는 맞물림들로 커플링하기 위한, 커플링 수단("CM")을 포함하는 리프트 보조 장치를 착용하고 리프팅 하는 단계를 포함하는,
리프팅 관련 부상들을 감소시키기 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 자세 준수 수단의 각각의 맞물림 레벨에 대한 적절한 등 자세는 자세 준수 수단의 맞물림 레벨에서 최대 요추 굴곡을 감소시키는 자세인,
리프팅 관련 부상들을 감소시키기 위한 방법.
제 16 항에 있어서,
리프팅되는 특별한 중량에서 최대 요추 굴곡의 감소는 이 중량에 대하여 적어도 도 15에서 나타낸 것과 같은,
리프팅 관련 부상들을 감소시키기 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 자세 준수 수단의 각각의 맞물림 레벨에 대한 적절한 등 자세는 착용자 부상들의 측정 가능한 감소를 촉진하는 자세인,
리프팅 관련 부상들을 감소시키기 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
각각의 팔에 대하여 리프트 커플링 수단("LCM")을 더 포함하며, 각각의 LCM 은 리프팅될 짐의 중량의 적어도 일부를 이 팔에 대한 LTM 으로 전달하는,
리프팅 관련 부상들을 감소시키기 위한 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 LCM 은 글러브들, 후크들, 그리퍼들 및 Velcro^® 와 같은 그리핑 스트립들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는,
리프팅 관련 부상들을 감소시키기 위한 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 CM 은 도 7 내지 도 9 에 예시된 CM 중 하나 또는 그 초과인,
리프팅 관련 부상들을 감소시키기 위한 방법.