TWI816584B - 軀幹省力裝置 - Google Patents

Abstract

一種軀幹省力裝置，包含二分別設置於兩腿部外側的運作單元，及一連接該等運作單元的穿戴單元。每一該運作單元包括一本體、一能相對該本體轉動的轉輪、一能與該轉輪一同轉動的銜接件、一與該本體相鄰設置的阻尼器，及一繞設於該轉輪且連接該阻尼器的牽引索。每一該銜接件能在一初始位置及一使該阻尼器產生輔助力的作動位置間移動。該穿戴單元能使該等運作單元定位於人體，且包括二分別連接該等銜接件的連結件、一連接該等連結件且頂抵於人體前的前托、二分別連接該等阻尼器的延伸件，及二分別連接該等延伸件且頂抵兩腿部前方的撐腿件。

Description

軀幹省力裝置

本發明是有關於一種穿戴式輔助裝置，特別是指一種軀幹省力裝置。

彎腰動作大多會使用到人體較少鍛鍊的核心肌群，且因類似動作又會牽連到身體許多的部位，若是長時間彎腰或者因工作而需要多次反覆彎腰時，則特別容易產生疲勞。在特定肌群疲勞的情況下，輕則會因代償而導致身體周遭部位痠痛，重則可能因肌肉無法負擔而造成或大或小的傷勢。

因此，本發明之目的，即在提供一種穿戴後能因應彎腰作業之動作而產生輔助效果的軀幹省力裝置。

於是，本發明軀幹省力裝置，適用於穿戴於一人體，該人體包含一軀幹，及二連接於該軀幹下方的腿部。該軀幹省力裝置包含二適用於分別設置於該人體之該等腿部外側的運作單元，及一連 接於該等運作單元的穿戴單元。

每一該運作單元包括一本體、一穿設於該本體且能沿一轉軸線相對於該本體轉動的轉輪、一連接於該轉輪且能與該轉輪一同轉動的銜接件、一與該本體相鄰設置的阻尼器，及一繞設於該轉輪且遠離該轉輪之一端連接於該阻尼器的牽引索。每一該運作單元之該銜接件能在一初始位置，及一帶動個別之該轉輪轉動而使對應之該牽引索施力於個別之該阻尼器，並使該阻尼器產生一輔助力的作動位置間移動。

該穿戴單元用以使該等運作單元以該轉軸線為左右延伸的方向定位於該人體，且包括二分別連接於該等銜接件的連結件、至少一連接於該等連結件且適用於頂抵該軀幹前側的前托、二分別連接於該等阻尼器底端的延伸件，及二分別連接於該等延伸件且適用於分別頂抵於該人體之該等腿部前側的撐腿件。該至少一前托適用於在該軀幹相對於該等腿部向前移動時，受該軀幹推抵而經由該等連結件帶動至少一該銜接件自該初始位置移動至該作動位置。

本發明之功效在於：該人體透過該穿戴單元而使該等運作單元分別定位於該等腿部的外側時，能在彎腰而讓該軀幹推抵該至少一前托的情況下，因該等連結件與該等銜接件的連接關係，使該等銜接件因移動至該作動位置而讓該等阻尼器累積支撐該軀幹，甚至幫助該軀幹恢復直立的輔助力，藉此確實能因應彎腰作業之動 作而產生輔助效果。

1:人體

11:軀幹

111:胸膛

112:肩膀

113:後背

12:腿部

2:運作單元

21:本體

210:容置空間

22:轉輪

23:銜接件

24:阻尼器

240:腔室

241:筒身

242:彈簧

243:壓縮件

25:牽引索

3:穿戴單元

31:連結件

32:前托

33:延伸件

34:撐腿件

37:肩背模組

371:肩背帶

372:交叉件

373:定位帶

38:腰帶

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一前視圖，說明本發明軀幹省力裝置之一第一實施例；圖2是一剖視圖，說明該第一實施例之該等運作單元的其中之一的結構；圖3是一示意圖，說明其中一個該運作單元之一銜接件在一初始位置與一作動位置之間移動的情況；圖4是一後視圖，配合圖1說明該第一實施例之一穿戴單元；圖5是一示意圖，說明一人體穿戴該第一實施例而反覆彎腰搬動物品時，該第一實施例所能產生的輔助效果；圖6是一示意圖，說明該人體穿戴該第一實施例而在彎腰後持續工作時，該第一實施例所能產生的輔助效果；圖7是一示意圖，說明該等運作單元所能達成之優化該人體之活動靈活性的效果；及圖8是一前視圖，說明本發明軀幹省力裝置之一第二實施例。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，為本發明軀幹省力裝置之一第一實施例，本第一實施例適用於穿戴於一人體1，該人體1包含一軀幹11，及二連接於該軀幹11下方的腿部12。其中，該軀幹11包括一朝向前方的胸膛111、二左右間隔的肩膀112，及一相反於該胸膛111的後背113(標示於圖4)。本第一實施例包含二適用於分別設置於該人體1之該等腿部12外側的運作單元2，及一連接於該等運作單元2且適用於穿戴於該人體1的穿戴單元3。

參閱圖2，每一該運作單元2包括一圍繞界定出一容置空間210的本體21、一穿設於該本體21且能沿一轉軸線相對於該本體21轉動的轉輪22、一連接於該轉輪22且能與該轉輪22一同轉動的銜接件23、一與該本體21相鄰設置的阻尼器24，及一繞設於該轉輪22且遠離該轉輪22之一端連接於該阻尼器24的牽引索25。其中，每一該轉輪22有一部分是容置於同側的該容置空間210中，對應之該牽引索25是在個別之該容置空間210中繞設個別之該轉輪22，以藉由該等本體21保護該等牽引索25，確保該等牽引索25繞設於該等轉輪22的部分不會被誤觸而影響正常運作。每一該阻尼器24具有一圍繞界定出一腔室240的筒身241、一設置於該腔室240內的彈簧242，及一頂抵於該彈簧242遠離該個別之該本體21的一端，且 連接於個別之該牽引索25而用以壓縮該彈簧242而產生該輔助力的壓縮件243。具體而言，每一條該牽引索25是延伸至同側的該腔室240內，並且沿個別之該彈簧242的軸向穿過，進而連接至該壓縮件243。因此，每一條該牽引索25能拉動個別之該壓縮件243，藉此壓縮對應之該彈簧242而累積彈性恢復力。

參閱圖3並配合圖2，每一該運作單元2之該銜接件23能在一初始位置，及一帶動個別之該轉輪22轉動而使對應之該牽引索25施力於個別之該阻尼器24，並使該阻尼器24產生一輔助力的作動位置間移動。也就是說，當每一個該銜接件23移動至該作動位置時，即會使個別之該轉輪22轉動而捲動繞設於該轉輪22之該牽引索25的一部分，藉此使該牽引索25拉動連接的該壓縮件243。此時，由於同側的該彈簧242受到壓縮，於是會累積一使所述的銜接件23得以恢復至該初始位置的彈性恢復力。

參閱圖4並配合圖1，該穿戴單元3適用於供該人體1穿戴，用以藉此使該等運作單元2以該轉軸線為左右延伸的方向定位於該人體1，也就是概位於該人體1的該等腿部12外側。該穿戴單元3包括二分別連接於該等銜接件23的連結件31、一連接於該等連結件31間且適用於頂抵該軀幹11之該胸膛111的前托32、二分別連接於該等阻尼器24底端的延伸件33、二分別連接於該等延伸件33且適用於分別頂抵於該人體1之該等腿部12前側的撐腿件34、一連接 於該前托32與該等運作單元2之間的肩背模組37，及二分別銜接於該等運作單元2之前側與後側而適用於共同圍繞該人體1之該軀幹11的腰帶38。其中，該肩背模組37具有二分別連接於該前托32且遠離該前托32之一端朝向彼此延伸的肩背帶371、一連接於該等肩背帶371遠離該前托32之一端且適用於頂抵於該後背113的交叉件372，及二連接於該交叉件372，且遠離該交叉件372之一端分別連接於該等運作單元2的定位帶373。藉由該肩背模組37使該等肩背帶371與該等定位帶373在該人體1的該後背113交叉，能對該等運作單元2產生向內的牽引力，藉此防止該等運作單元2向外晃動，使該等運作單元2能維持在相對於該人體1而言最適合運作的位置。

參閱圖5並配合圖1與圖3，以該人體1穿戴本第一實施例後，反覆彎腰而搬起物品的動作為例來說明。當該人體1之軀幹11向前彎曲，該胸膛111直接施力於該前托32，配合該等撐腿件34支撐於該等腿部12的支撐效果，即可經由直接連接於該前托32的該等連結件31，帶動該等銜接件23以該轉軸線為軸而與該等轉輪22一同向前轉動，也就是使該等銜接件23自該初始位置移動至該作動位置。在過程中，該等轉輪22的轉動將會牽動該等牽引索25，進而拉動該等壓縮件243而壓縮該等彈簧242，藉此累積彈性恢復力。透過該等彈簧242累積的彈性恢復力，當該人體1之該軀幹11彎曲而搬動物品後，在使該軀幹11重新直立的過程中，即會受到所述彈性 恢復力向上的輔助效果，藉此降低原先需要透過腰背周遭肌肉反覆拉伸才能達成之動作所造成的負擔。

參閱圖6並配合圖1與圖3，接著再以該人體1之該軀幹11彎曲後，在維持彎腰動作的情況下持續執行例如插秧之作業的情況來說明。同樣地，在該人體1彎腰，也就是使該胸膛111推抵該前托32的情況下，該等彈簧242同樣會累積所述彈性恢復力。此時，雖然該人體1是維持在彎腰的動作，但由於該軀幹11向前彎曲時是與地心引力相同方向，於是相反於地心引力之所述彈性恢復力，也會經由該等銜接件23及該等連結件31傳遞至該前托32，對該人體1之該胸膛111產生支撐效果，故確實也能藉此降低該人體1維持在彎腰動作時的負擔。

值得特別說明的是，由於本第一實施例是透過分別位於左右兩側的該等運作單元2來達成輔助效果，雖然概是由該前托32當作相對作動的元件所驅動，但該等運作單元2的下端確實透過相互分離的該等撐腿件34產生支撐效果。因此，當該人體1在作業時，即便因為工作之動作的需求而需要執行左右兩側不完全對稱的動作，該等運作單元2也因為是各自運作而不相連動，故得以各自運作而妥善因應。舉例而言，當該人體1如圖7所呈現地，以前後弓箭步的狀態彎腰時，該等運作單元2(圖7中僅呈現其中一個)能各自按照同側之該等腿部12的動作差異，在該等銜接件23轉動角度不同 的情況下各自運作，使得該人體1的左右兩側之動作不相互受限，能藉此優化穿戴本第一實施例時的活動靈活度。

參閱圖8，為本發明軀幹省力裝置之一第二實施例，本第二實施例與該第一實施例的差別在於：該穿戴單元3包括二個適用於分別頂抵於該等肩膀112的該等前托32。本第二實施例相較於該第一實施例而言，是透過該等肩膀112平均分擔推抵於該等前托32的力道，除了能分散推抵力道以外，同樣能帶動該等運作單元2運作，達成與該第一實施例相同之在彎腰時產生輔助力的功效。

綜上所述，本發明軀幹省力裝置，能因應該人體1之彎腰的動作，藉由該等銜接件23與該等轉輪22的共同轉動，驅動該等牽引索25而讓該等彈簧242累積使該人體1之該軀幹11向上的彈性恢復力，藉此對彎腰的動作產生該軀幹11重新直立時的輔助力，或者維持彎腰動作時的支撐力。因此，確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:人體

11:軀幹

111:胸膛

112:肩膀

12:腿部

2:運作單元

21:本體

23:銜接件

24:阻尼器

3:穿戴單元

31:連結件

32:前托

33:延伸件

34:撐腿件

38:腰帶

Claims (8)

1. 一種軀幹省力裝置，適用於穿戴於一人體，該人體包含一具有一軀幹，及二連接於該軀幹下方的腿部，該軀幹省力裝置包含：二運作單元，適用於分別設置於該人體之該等腿部的外側，每一該運作單元包括一本體、一穿設於該本體且能沿一轉軸線相對於該本體轉動的轉輪、一連接於該轉輪且能與該轉輪一同轉動的銜接件、一與該本體相鄰設置的阻尼器，及一繞設於該轉輪且遠離該轉輪之一端連接於該阻尼器的牽引索，每一該運作單元之該銜接件能在一初始位置，及一帶動個別之該轉輪轉動而使對應之該牽引索施力於個別之該阻尼器，並使該阻尼器產生一輔助力的作動位置間移動；及一穿戴單元，連接於該等運作單元且用以使該等運作單元以該轉軸線為左右延伸的方向定位於該人體，該穿戴單元包括二分別連接於該等銜接件的連結件、至少一連接於該等連結件且適用於頂抵該軀幹前側的前托、二分別連接於該等阻尼器底端的延伸件，及二分別連接於該等延伸件且適用於分別頂抵於該人體之該等腿部前側的撐腿件，該至少一前托適用於在該軀幹相對於該等腿部向前移動時，受該軀幹推抵而經由該等連結件帶動至少一該銜接件自該初始位置移動至該作動位置。
2. 如請求項1所述的軀幹省力裝置，該人體之該軀幹具有一朝向前方的胸膛，其中，該穿戴單元包括一個適用於頂抵 於該軀幹之該胸膛的該前托。
3. 如請求項1所述的軀幹省力裝置，該人體之該軀幹具有一朝向前方的胸膛，及二左右間隔的肩膀，其中，該穿戴單元包括二個適用於分別頂抵於該等肩膀的該等前托。
4. 如請求項2或3任一項所述的軀幹省力裝置，其中，該穿戴單元還包括一連接於該至少一前托與該等運作單元之間的肩背模組。
5. 如請求項4所述的軀幹省力裝置，該人體之該軀幹還具有一相反於該胸膛的後背，其中，該穿戴單元之該肩背模組具有二連接於該至少一前托且遠離該至少一前托之一端朝向彼此延伸的肩背帶、一連接於該等肩背帶遠離該至少一前托之一端且適用於頂抵於該後背的交叉件，及二連接於該交叉件且遠離該交叉件之一端分別連接於該等運作單元的定位帶。
6. 如請求項1至3任一項所述的軀幹省力裝置，其中，該穿戴單元還包括二分別銜接於該等運作單元之前側與後側而適用於共同圍繞該人體之該軀幹的腰帶。
7. 如請求項1至3任一項所述的軀幹省力裝置，其中，每一該運作單元的該阻尼器具有一圍繞界定出一腔室的筒身、一設置於該腔室內的彈簧，及一頂抵於該彈簧遠離該個別之該本體的一端，且連接於個別之該牽引索而用以壓縮該彈簧以產生該輔助力的壓縮件。
8. 如請求項1至3任一項所述的軀幹省力裝置，其中，每一該運作單元之該本體圍繞界定出一用以容置個別之該轉輪 至少一部分的容置空間，對應之該牽引索是在個別之該容置空間中繞設個別之該轉輪。

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