TWI705806B - 可調式外骨骼裝置 - Google Patents

Abstract

一種可調式外骨骼裝置包含第一骨架以及第二骨架。第一骨架具有第一單元與第二單元，第一單元與第二單元藉由插銷扣組件相互連接。插銷扣組件包含插銷及複數扣環。插銷穿設於第一單元與第二單元中。插銷之相對兩端各有凹槽。扣環分別緊配於凹槽而使第一單元與第二單元相互連接。第二骨架與第一骨架連接。

Description

可調式外骨骼裝置

本揭露實施例是有關於一種外骨骼裝置，且特別是有關於一種可調式外骨骼裝置。

現有農業於蔬果栽種、生產及採收等階段皆須由人力完成。當蔬果進入採收期時，工作人員會攜帶容器，以手對蔬果植物進行攀折採收動作。這樣的採收動作通常須持續很長一段時間，以致造成工作人員手臂等處疲累感，且採收效率也隨之降低。因此，現在有利用外骨骼裝置來輔助農人進行相關作業。

然而，每個人的身材不盡相同，若只購買一套外骨骼裝置，只能適用類似身材的人，而無法適用不同身材的人，例如大人與青少年、或是男生與女生。此外，在進行不同作業的時候，所需要的輔助力量也不同，例如採收與搬運的作業就需要不同的輔助力量，但是一套外骨骼裝置只能提供單一的輔助力量，因而造成使用不便。

因此，需要一種可調式外骨骼裝置，能夠依照不同身材，例如肩寬，來調整其尺寸，並且能夠簡單的替換不同的壓力缸以提供多種的輔助力量，進而提升應用性。

本揭露之目的在於提出一種可調式外骨骼裝置，能夠依照不同身材，例如肩寬，來調整其尺寸，並且能夠簡單的替換不同的壓力缸以提供多種的輔助力量並應用於不同的環境，進而提升產品應用性及競爭力。

根據本揭露之上述目的，提出一種可調式外骨骼裝置包含第一骨架以及第二骨架。第一骨架具有第一單元與第二單元，第一單元與第二單元藉由插銷扣組件相互連接。插銷扣組件包含插銷及複數扣環。插銷穿設於第一單元與第二單元中。插銷之相對兩端各有凹槽。扣環分別緊配於凹槽而使第一單元與第二單元相互連接。第二骨架與第一骨架連接。

根據本揭露之上述目的，另提出一種可調式外骨骼裝置，包含第一骨架以及第二骨架。第二骨架與第一骨架連接。第一骨架與第二骨架藉由插銷扣組件相互連接。插銷扣組件包含插銷及複數扣環。插銷穿設於第一骨架及第二骨架中。插銷之相對兩端各有凹槽。扣環分別緊配於凹槽而使第一骨架與第二骨架相互連接。

根據本揭露之上述目的，另提出一種可調式外骨骼裝置，包含第一骨架以及第二骨架。第二骨架與第一骨 架連接。第二骨架包含壓力缸與缸座，壓力缸與缸座藉由插銷扣組件相互連接。插銷扣組件包含插銷及複數扣環。插銷穿設於壓力缸及缸座中。插銷之相對兩端各有凹槽，扣環分別緊配於凹槽而使壓力缸與缸座相互連接。

在一些實施例中，插銷扣組件更包含複數培林。培林設置於扣環之間，且各培林分別貼合各扣環。

在一些實施例中，第一骨架為背部骨架，第二骨架為手臂骨架。

在一些實施例中，扣環為C型扣環、E型扣環或U型扣環。

在一些實施例中，當穿戴者穿戴可調式外骨骼裝置並工作時，可調式外骨骼裝置之作動角度對應於穿戴者之上臂與前臂之夾角在90度至180度之間。

在一些實施例中，第一單元與第二單元具有不同長度。

在一實施例中，第一單元與第二單元分別沿第一骨架之二實質垂直方向延伸設置。

在一些實施例中，可調式外骨骼裝置更包含第三骨架，其與第一骨架連接。第三骨架包含另一壓力缸，且第二骨架與第三骨架之壓力缸之輔助力量係不相同。

為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

1:第一骨架

11:連桿單元

111:連桿

112:連接塊

1121:第一連接部

1122:第二連接部

1123:容置部

12:中心單元

121:管體

122:夾持件

123:支撐板

2:第二骨架

21:缸座

22:轉接頭

23:壓力缸

24:上蓋件

25:下蓋件

26:托手件

27:固持件

3:第三骨架

4:插銷扣組件

41:插銷

411:凹槽

42:扣環

43:培林

AE:可調式外骨骼裝置

O:孔洞

X、Y:方向

從以下結合所附圖式所做的詳細描述，可對本揭露之態樣有更佳的了解。需注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸都可任意地增加或減少。

[圖1]為本揭露實施例之一種可調式外骨骼裝置的示意圖。

[圖2]為本揭露實施例之一種第一骨架之相鄰第一單元與第二單元的分解示意圖。

[圖3]為本揭露實施例之一種連接塊的剖面示意圖

[圖4]為本揭露實施例之一種第一骨架之第一單元與第二單元的分解示意圖，其中第一單元為連桿單元，第二單元為中心單元。

[圖5]為本揭露實施例之一種可調式外骨骼裝置之另一視角的示意圖，其顯示第一骨架與第二骨架之間利用插銷扣組件連接。

[圖6]為本揭露實施例之一種可調式外骨骼裝置之另一視角的示意圖，其顯示圖5之第二骨架脫去上蓋件與下蓋件而露出壓力缸。

[圖7]為圖6之壓力缸與缸座藉由插銷扣組件連接的示意圖。

以下仔細討論本揭露的實施例。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的概念，其可實施於各式各 樣的特定內容中。所討論、揭示之實施例僅供說明，並非用以限定本揭露之範圍。另外，關於本文中所使用之「第一」、「第二」、...等，並非特別指次序或順位的意思，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。

圖1為本揭露實施例之一種可調式外骨骼裝置AE的示意圖。本揭露不特別限制可調式外骨骼裝置AE的應用領域，其例如可應用於農業、工業、商業等等。在較佳例子中，可調式外骨骼裝置AE應用於農業，並可給農人穿戴使用於摘採水果、挑選物品、及搬運重物等等。本揭露之可調式外骨骼裝置AE可應用於人體的任意部位，在此是以應用於人體的上肢為例。

如圖1所示，本實施例之可調式外骨骼裝置AE包含第一骨架1及第二骨架2。於此，第一骨架1是以背部骨架為例，即對應身體的背部，第二骨架2是以左手臂及/或左肩骨架為例，即對應身體的左手臂及/或左肩。另外，可調式外骨骼裝置AE可更包含第三骨架3，第三骨架3是以右手臂及/或右肩骨架為例，即對應身體的右手臂及/或右肩。需注意者，在其他實施例中，第一骨架1可為左手臂及/或左肩骨架、或右手臂及/或右肩骨架、或其他部位之骨架。

請參照圖1所示，本實施例之第一骨架1包含第一單元與第二單元。舉例來說，在一實施例中，第一單元與第二單元可為相鄰之連桿單元11；在另一實施例中，第一單元與第二單元可分別為連桿單元11以及中心單元12、或是分別為中心單元12與連桿單元11。當然，第一單元與第 二單元可為其他構件之組合。在本實施例中，連桿單元11彼此連接，而最靠近中心單元12的連桿單元11更與中心單元12連接。另外，最靠近第二骨架2之連桿單元11更與第二骨架2連接，最靠近第三骨架3之連桿單元11更與第三骨架3連接。此外，如圖1所示，連桿單元11與中心單元12分別沿二實質垂直方向X與Y延伸設置。

需注意者，雖然圖1繪示第一骨架1具有四個連桿單元11，且連桿單元11之二者與另二者分別設置在中心單元12的兩側，但是在其他實施例中，第一骨架1可只具有二個連桿單元11，且此二連桿單元11分別設置在中心單元12的兩側。

以下說明本揭露之各骨架及骨架內之構件的連接方式，此連接方式使得本揭露之可調式外骨骼裝置AE有別於習知技術。

圖2為本揭露實施例之第一骨架1之相鄰二連桿單元11的分解示意圖。如圖2所示，各連桿單元11包含連桿111與二連接塊112。二連接塊112分別設置於連桿111之二側，使得連桿111之二端部分別連接二連接塊112。在本實施例中，連接塊112包含第一連接部1121與第二連接部1122，第一連接部1121連接第二連接部1122及連桿111。於此，第一連接部1121以管狀為例，第二連接部1122以四方體為例，但本揭露不限制於此。本揭露不限制連桿111之端部與連接塊112之連接方式。於此，舉例來說，連桿111與連接塊112都具有孔洞O，藉由鎖附元件(圖未繪示)穿過 這些孔洞O可使連桿111與連接塊112相互連接。在一實施例中，單一連桿單元11可為模組化產品，並且藉由不同長度之連桿111，可產生不同長度之連桿單元11，亦即不同長度之模組化產品，進而增加可調式外骨骼裝置AE的產品應用性與競爭力。

在本實施例中，二連桿單元11藉由插銷扣組件4相互連接。就圖2之實施例而言，插銷扣組件4包含插銷41及複數扣環42。於此是以二扣環42為例。扣環42可例如為C型扣環、E型扣環或U型扣環，於此是以C型扣環為例。插銷41穿設於二連桿單元11中，例如是穿設於連桿單元11之連接塊112之第二連接部1122中。插銷41之相對兩端各有一凹槽411。當組裝時，二扣環42分別緊配於二凹槽411而使二連桿單元11相互連接。

此外，在本實施例中，考慮到穿戴者的動作會使二連桿單元11之間產生轉動，因此本實施例之插銷扣組件4更包含複數培林43，培林43設置於二扣環42之間且插銷41穿過培林43。在組裝之後，培林43設置於連接塊112內並貼合扣環42及連桿單元11之連接塊112。圖3為連接塊112的剖面示意圖，如圖3所示，連接塊112具有相對設置之二容置部1123，培林43分別設置於容置部1123內並頂抵連接塊112。請搭配圖2所示，由於二連桿單元11藉由二連接塊112而相互連接，因此本實施例需要四個培林43分別放置於二連接塊112之四個容置部1123內。在組裝完成後，培林43位於連接塊112之容置部1123內，插銷41穿過培林43與 連接塊112，而扣環42緊配於插銷41之凹槽411而使二連接單元11相互連接。

需說明的是，在拆卸已連接的連桿單元11時，甚至不需拆卸工具，只要將扣環42打開，即可使二連桿單111分開，這類似於快拆效果。由於上述之簡易拆卸，使得本實施例之連桿單元11具有可調效果。舉例來說，在實務上，可供給使用者多種不同長度的連桿單元11，其例如是連桿單元11之連桿111具有不同長度而使這些連桿單元11不等長。在實務上，甚至可將長度設計成多種規格。在一例子中，可設計出125mm與60mm之連桿單元11或連桿111，藉由這二種不同長度的連桿單元11可組合成多種可能，例如是單個60mm的連桿單元、或單個125mm的連桿單元、或一個60mm的連桿單元與一個125mm的連桿單元之結合、或二個60mm的連桿單元與一個125mm的連桿單元之結合等等。藉此，本揭露之可調式外骨骼裝置AE可應用於不同肩寬的使用者。

以下說明骨架內之不同構件之間亦可使用上述連接方式。圖4為本揭露實施例之第一骨架1之連桿單元11與中心單元12的分解示意圖。其中，由於連桿單元11之構件已詳述於上，故於此不再贅述。如圖4所示，本實施例之中心單元12包含管體121、夾持件122以及二支撐板123。管體121穿過夾持件122並由夾持件122夾持，支撐板123分別設置於管體121之兩端，當使用者穿戴可調式外骨骼裝置AE時，支撐板123可提供使用者支撐力量。

中心單元12與連桿單元11藉由插銷扣組件4相互連接。於此，插銷扣組件4包含插銷41及複數扣環42。插銷41穿設於中心單元12與連桿單元11中，於此是以穿設於中心單元12之夾持件122以及連桿單元11之連接塊112中為例。需注意者，由於所應用的構件不同，因此圖2之插銷41與圖4之插銷41具有不同的長度。實際上，插銷41的長度、及/或扣環42的大小、型式、及/或培林43的大小、型式在不同實施例中皆可依需要而調整。

與圖2之實施例相似，插銷41之相對兩端各有凹槽411，扣環42緊配於凹槽411而使中心單元12與連桿單元11相互連接。此外，與圖2之實施例相似，考慮到穿戴者的動作會使連桿單元11與中心單元12之間產生轉動，因此本實施例之插銷扣組件4更包含複數培林43，培林43設置於二扣環42之間。在組裝完成後，其中二個培林43設置於連桿單元11之連接塊112內，另二個培林43設置於中心單元12之夾持件122內，插銷41穿過培林43、連接塊112及夾持件122，而扣環42緊配於插銷41之凹槽411而使連接單元11與中心單元12相互連接。

與圖2之實施例相似，由於插銷扣組件4所帶來的簡易拆卸功能，讓使用者可以既快速又方便的更換連桿單元11及/或中心單元12，使得本實施例之第一骨架1具有可調效果。

以下說明二骨架之間亦可使用插銷扣組件之連接方式。圖5為本揭露實施例之可調式外骨骼裝置AE之另一視角的示意圖，其顯示第一骨架1與第二骨架2之間利用插銷扣組件4連接。其中，由於第一骨架1之構件於詳述於上面實施例，故於此不再贅述。如圖5所示，在本實施例中，第二骨架2包含缸座21、轉接頭22、上蓋件24及下蓋件25。轉接頭22設置於缸座21內，缸座21與上蓋件24及下蓋件25連接，而壓力缸23(請先參照圖6)容置於上蓋件24與下蓋件25所形成之空間內並與缸座21連接。

插銷扣組件4之插銷41穿設於第一骨架1及第二骨架2中，於此是以插銷41穿設於第一骨架1之連桿單元11之連接塊112、以及第二骨架2之缸座21及轉接頭22中為例。在本實施例中，由於缸座21的孔洞之尺寸大於插銷之直徑，因此設置轉接頭22以容置插銷41。但在其他實施例中，轉接頭22與缸座21可為單一構件，例如藉由一體成型製成。

與前述實施例相似，插銷41之相對兩端各有凹槽411，扣環42緊配於凹槽411而使第一骨架1與第二骨架2相互連接。此外，與前述實施例相似，考慮到穿戴者的動作會使第一骨架1與第二骨架2之間產生轉動，因此本實施例之插銷扣組件4更包含複數培林43，培林43設置於二扣環42之間。在組裝完成後，二個培林43設置於連接塊112內，插銷41穿設培林43、轉接頭22、缸座21及連接塊112，而扣環42緊配於插銷41之凹槽411而使第一骨架1與第二骨架2相互連接。

與前述實施例相似，由於插銷扣組件4所帶來的 簡易拆卸功能，讓使用者可以既快速又方便的更換第一骨架1之連桿單元11及/或第二骨架2，使得本實施例之第一骨架1與第二骨架2具有可調效果。

以下說明壓力缸23與缸座21之間亦可使用插銷扣組件4之連接方式。圖6為本揭露實施例之可調式外骨骼裝置AE之另一視角的示意圖，其顯示圖5之第二骨架2脫去上蓋件24與下蓋件25而露出壓力缸23，圖7為圖6之壓力缸23與缸座21藉由插銷扣組件4連接的示意圖。壓力缸23可例如為氣壓缸、液壓缸或其他缸體。在本實施例中，壓力缸23以氣壓缸為例。

請參照圖7所示，壓力缸23與缸座21藉由插銷扣組件4相互連接，插銷扣組件4包含插銷41及複數扣環42。插銷41通過壓力缸23及缸座21。

與前述實施例相似，插銷41之相對兩端各有凹槽411，扣環42緊配於凹槽411而使壓力缸23與缸座21相互連接。另外，本實施例不需考慮到穿戴者的動作會使壓力缸23與缸座21之間產生轉動，因此本實施例之結合壓力缸23與缸座21的插銷扣組件4不包含培林。在組裝完成後，插銷41穿設壓力缸23與缸座21，而扣環42緊配於插銷41之凹槽411而使壓力缸23與缸座21相互連接。

與前述實施例相似，由於插銷扣組件4所帶來的簡易拆卸功能，讓使用者可以快速又方便的更換壓力缸23，使得本實施例之壓力缸23具有可調效果。如此，使用者可更換提供不同輔助力量之壓力缸23以應用於不同環 境，甚至可應用於不同骨架。請參照圖1所示，在一實施例中，當使用者的雙手需要不同的輔助力量時，可使第三骨架3之壓力缸的輔助力量不同於第二骨架2之壓力缸的輔助力量。

除了上述構件之外，插銷扣組件4亦可應用於其他構件。舉例來說，請參照圖5所示，第二骨架2可更包含托手件26及固持件27。托手件26與固持件27可分別視為本揭露之第一單元與第二單元、或第二單元與第一單元。其中，托手件26用以托住穿戴者之手臂，固持件27連接上蓋件24、下蓋件25與托手件26(固持件27亦連接壓力缸23，如圖6所示)。其中，托手件26與固持件27之間可用插銷扣組件4來連接。藉此可讓使用者快速又方便的更換托手件26，使得本實施例之托手件26具有可調效果。

另外，如圖1所示，在本實施例中，第三骨架3之構件與第二骨架2之構件相同且呈對稱設置，故於此不再贅述。然而，在其他實施例中，第三骨架3之構件可與第二骨架2之構件不相同。

以下說明穿戴者穿戴本實施例之可調式外骨骼裝置AE之較佳工作角度。於此先定義人體之手臂，以肘關節為分隔，手臂較靠近手掌的部分為前臂，手臂較靠近肩部之部分為上臂。在一實施例中，當穿戴者的上臂與前臂呈約180度時，可讓本實施例之壓力缸23處於釋放狀態；當穿戴者的上臂與前臂呈約60度時，可讓本實施例之壓力缸23處於最大蓄能狀態。因此，在一實施例中，可調式外骨骼裝置 AE之較佳作動角度對應於穿戴者之上臂與前臂之夾角在90度至180度之間。舉例來說，在上述角度的較佳實施例中，農人穿戴本實施例之可調式外骨骼裝置AE進行樹上水果之採收與裝箱，並且由於農人長時間將手臂伸直(即上臂與前臂呈約180度)，因此可得到極大的省力效果。

綜合上述，本揭露提出一種可調式外骨骼裝置，其藉由插銷扣組件連接不同構件，可帶來快速又方便的拆卸效果，使得二骨架之間、第一單元與第二單元之間、壓力缸與缸座之間成為可調式。藉此，使用者能夠依照不同身材，例如肩寬，來調整外骨骼裝置之尺寸，並且能夠快速又簡單的替換不同的壓力缸以提供多種的輔助力量並應用於不同的環境，進而提升產品應用性及競爭力。

以上概述了數個實施例的特徵，因此熟習此技藝者可以更了解本揭露的態樣。熟習此技藝者應了解到，其可輕易地把本揭露當作基礎來設計或修改其他的製程與結構，藉此實現和在此所介紹的這些實施例相同的目標及/或達到相同的優點。熟習此技藝者也應可明白，這些等效的建構並未脫離本揭露的精神與範圍，並且他們可以在不脫離本揭露精神與範圍的前提下做各種的改變、替換與變動。

1‧‧‧第一骨架

11‧‧‧連桿單元

111‧‧‧連桿

112‧‧‧連接塊

1121‧‧‧第一連接部

1122‧‧‧第二連接部

4‧‧‧插銷扣組件

41‧‧‧插銷

411‧‧‧凹槽

42‧‧‧扣環

43‧‧‧培林

O‧‧‧孔洞

Claims (10)

1. 一種可調式外骨骼裝置，包含：一第一骨架，具有一第一單元與一第二單元，該第一單元與該第二單元藉由一插銷扣組件相互連接，該插銷扣組件包含一插銷及複數個扣環，該插銷穿設於該第一單元與該第二單元中，該插銷之相對兩端各有一凹槽，該等扣環分別緊配於該等凹槽而使該第一單元與該第二單元相互連接；以及一第二骨架，與該第一骨架連接。
2. 一種可調式外骨骼裝置，包含：一第一骨架；以及一第二骨架，與該第一骨架連接，其中該第一骨架與該第二骨架藉由一插銷扣組件相互連接，該插銷扣組件包含一插銷及複數個扣環，該插銷穿設於該第一骨架及該第二骨架中，該插銷之相對兩端各有一凹槽，該等扣環分別緊配於該等凹槽而使該第一骨架與該第二骨架相互連接。
3. 一種可調式外骨骼裝置，包含：一第一骨架；以及一第二骨架，與該第一骨架連接，其中該第二骨架包含一壓力缸與一缸座，該壓力缸與該缸座藉由一插銷扣組件相互連接，該插銷扣組件包含一插銷及複數個扣環，該插銷穿設於該壓力缸及該缸座中，該插銷之相對兩端各有 一凹槽，該等扣環分別緊配於該等凹槽而使該壓力缸與該缸座相互連接。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項之任一項所述之可調式外骨骼裝置，其中該插銷扣組件更包含複數個培林，該等培林設置於該等扣環之間，且該等培林分別貼合該等扣環。
5. 如申請專利範圍第1項至第3項之任一項所述之可調式外骨骼裝置，其中該第一骨架為背部骨架，該第二骨架為手臂骨架。
6. 如申請專利範圍第1項至第3項之任一項所述之可調式外骨骼裝置，其中每一該等扣環為C型扣環、E型扣環或U型扣環。
7. 如申請專利範圍第1項至第3項之任一項所述之可調式外骨骼裝置，其中當一穿戴者穿戴該可調式外骨骼裝置並工作時，該可調式外骨骼裝置之一作動角度對應於該穿戴者之上臂與前臂之夾角在90度至180度之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之可調式外骨骼裝置，其中該第一單元與該第二單元具有不同長度。
9. 如申請專利範圍第1項所述之可調式外骨骼裝置，其中該第一單元與該第二單元分別沿二垂直方向延伸設置。
10. 如申請專利範圍第3項所述之可調式外骨骼裝置，更包含：一第三骨架，與該第一骨架連接，其中該第三骨架包含另一壓力缸，且該另一壓力缸之一輔助力量不同於該壓力缸之一輔助力量。

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