TWM576374U - Wearable upper arm man-machine aid - Google Patents

Abstract

本創作係有關於一種穿戴式上臂人機輔具，係主要於本體二側分別樞接有一支臂組首端，並使該支臂組末端樞接有一結合板，又於相鄰該結合板處設有一支撐板，且使該結合板與支撐板間以一電磁制動單元相連結，藉此，當工作人員將本創作穿戴於身上，並將其上臂固定於支撐板，再調整其上臂作業所需角度後，即可供電予電磁制動單元，以使電磁制動單元固定該支撐板位置，據此，在本創作的輔助支撐下，工作人員便可輕鬆地將其手臂長時間維持在所需抬高狀態，而不會感到疲累，以達到有效提高作業效率等效益。

Description

穿戴式上臂人機輔具

本創作係有關於一種穿戴式上臂人機輔具，尤指一種可提供作業時上臂穩定支撐，且結構簡便、低耗能之輔具。

按，現有農業於蔬果栽種、生產及採收等階段皆須經由人力完成。當蔬果進入採收期時，工作人員係會攜帶容器，以手對蔬果植物進行攀折採收動作，而此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，而當採收告一段落，工作人員還須徒手將裝滿蔬果植物的容器搬到儲收地點，亦造手臂極大負擔。

現有外骨骼機器輔具係廣泛應用農、工等產業，當工作人員穿戴該機器輔具後，該機器輔具便可配合工作人員肢體動作，提供工作人員行動時之動力支撐輔助，藉以減輕工作人員勞動負擔。現有穿戴式機器輔具對上臂機構設計係主要於本體二側支臂連結處裝設有減速馬達及扭矩感測器等動力元件，以輔助上臂運動；然，該減速馬達及扭矩感測器等動力元件設置係造成整體機構的複雜性，除製造成本提高外，更增加該機器輔具穿戴時荷重負擔，且該諸多動力元件於傳動使用上亦相當耗損能源。

緣是，本創作人有鑑於現有穿戴式機器輔具其上臂機構設計於製造、使用上仍有上述缺失，乃藉其多年於相關領域的製造及設計經驗和知識的輔佐，並經多方巧思，研創出本創作。

本創作係有關於一種穿戴式上臂人機輔具，其主要目的係為了提供一種可提供作業時上臂穩定支撐，且結構簡便、低耗能之輔具。

為了達到上述實施目的，本創作人乃研擬如下穿戴式上臂人機輔具，係主要設有一本體，並於該本體二側分別樞接有一支臂組首端，又使該支臂組末端樞接有一結合板，另於相鄰該結合板處設有一支撐板，且使該結合板與支撐板間以一電磁制動單元相連結。

如上所述之穿戴式上臂人機輔具，其中，該本體係包含有一橫向桿架及與該橫向桿架中央處一體連接之縱向桿架，並使該橫向桿架二側分別與一該支臂組首端相樞接。

如上所述之穿戴式上臂人機輔具，其中，該本體係包含有一縱向桿架、二橫向桿架及一連結座，乃使該連結座形成有呈十字型交錯連接之縱向部及橫向部，並使該連結座之縱向部內沿其長度向成型有一貫孔，且使該縱向桿架穿設於該縱向部之貫孔，又使該連結座其縱向部一側組設有一彈性梢，並使該縱向桿架沿其長度向間隔設有數插孔，以使任一該插孔與該彈性梢對應插接，另使該橫向部相對二側各成型有一通孔，且使二橫向桿架一側各與該連結座之橫向部的二通孔相組接，又使該二橫向桿架另側分別與一支臂組首端相樞接。

如上所述之穿戴式上臂人機輔具，其中，該縱向桿架係形成有相對之上端及下端，乃使該縱向桿架上端組設有一背靠墊，另使該縱向桿架下端組設有一腰靠墊。

如上所述之穿戴式上臂人機輔具，其中，該背靠墊二側係各與一揹帶一端相組接，又使該腰靠墊二側各與一腰帶一端相組接，並使該二揹帶另端分別與其同側之腰帶相連接，復使該二腰帶另端各組接有一接合件，且使該二腰帶之接合件對應接合。

如上所述之穿戴式上臂人機輔具，其中，該支臂組係包含有數支臂，乃使該支臂相對二端各成型有一第一樞接部及一第二樞接部，係使一支臂之第二樞接部與另一支臂之第一樞接部相樞接，而使數支臂依序串聯樞接組成該支臂組，又使首位支臂之第一樞接部與該本體相樞接，另使末位支臂之第二樞接部與該結合板相樞接。

如上所述之穿戴式上臂人機輔具，其中，該電磁制動單元係主要包含有相對應設立之一組立座及一定位座，乃使該組立座固接於該結合板上，另使該定位座固接於該支撐板上，又使該組立座於其中央處貫穿有一通孔，且使該組立座形成有相對第一端面及第二端面，並使該組立座之第一端面與該定位座相對應，另使該組立座第二端面與該結合板相貼合，乃使該組立座第一端面於該通孔周側環設有一嵌槽，且於該嵌槽內對應嵌設有一線圈，並於該嵌槽其槽口處固設有一環型第一剎止片，又使該組立座第二端面於中央處凹設有一容槽，且於該容槽中組設有一軸承，並於該結合板上設有一穿孔，以與該組立座之通孔位置相對應，另使該定位座形成有相對第一端面及第二端面，該定位座之第一端面係與組立座相對應，該定位座第二端面則與該支撐板相貼合，乃使該定位座第一端面中央處成型有一軸筒，並使該軸筒與該組立座之通孔相套接，且使該軸筒中心處貫穿有一套孔，又使該定位座第一端面於該軸筒周側固接有一環型第二剎止片，並使該環型第二剎止片與該組立座之第一剎止片位置相對應，且使該第二剎止片與該第一剎止片間形成有一間隙，又使該支撐板上設有一透孔，以與該定位座之套孔相對應，復設有一軸桿，乃使該軸桿穿設於該定位座之套孔，並與該組立座上之軸承其軸孔穿設組接，且使該軸桿二端部分別位於該支撐板之透孔及結合板之穿孔處，而與該定位座第二端面及軸承端部相抵定位。

如上所述之穿戴式上臂人機輔具，其中，該穿戴式上臂人機輔具係進一步包含有一電源控制單元，乃使該電源控制單元組設於本體上，並使該電源控制單元與該電磁制動單元相耦接。

如上所述之穿戴式上臂人機輔具，其中，該穿戴式上臂人機輔具係進一步包含有一操作單元，乃使該操作單元組設於一配戴件上，並使該操作單元與該電源控制單元間以有線或無線訊號連結。

如上所述之穿戴式上臂人機輔具，其中，該配戴件係為一手套或一手環。

藉此，當本創作於使用實施時，工作人員係將本創作穿戴於身上，並使其上臂固定於支撐板，及調整其上臂作業所需角度後，即可供電予電磁制動單元，以使電磁制動單元固定該支撐板位置，據此，在本創作之輔助支撐下，工作人員便可輕鬆地將其手臂長時間維持在所需抬高狀態，而不會感到疲累，以達到有效提高作業效率等效益。

而為令本創作之技術手段及其所能達成之效果，能夠有更完整且清楚的揭露，茲詳細說明如下，請一併參閱揭露之圖式及圖號：

首先，請參閱第一圖所示，為本創作之穿戴式上臂人機輔具，係主要包含有：

一本體（１），乃使該本體（１）包含有一橫向桿架（１１）及與該橫向桿架（１１）中央處一體連接之縱向桿架（１２），又使該橫向桿架（１１）左、右二側各成型有一樞接部（１１１），該樞接部（１１１）係可為樞孔，另使該縱向桿架（１２）上、下二端處分別組設有一背靠墊（１３）及一腰靠墊（１４），且使該背靠墊（１３）二側各與一揹帶（１５）一端相組接，又使該腰靠墊（１４）二側各與一腰帶（１６）一端相組接，並使該二揹帶（１５）另端分別與其同側之腰帶（１６）相連接，復使該二腰帶（１６）另端各組接有一接合件（１６１），且使該二腰帶（１６）之接合件（１６１）對應接合；

二支臂組（２），係使該支臂組（２）包含有數支臂（２１），乃使該支臂（２１）相對二端各成型有第一樞接部（２１１）及第二樞接部（２１２），該第一樞接部（２１１）及第二樞接部（２１２）係可為樞孔，乃使一支臂（２１）之第二樞接部（２１２）與另一支臂（２１）之第一樞接部（２１１）以樞軸（２２）穿設樞接，該樞軸（２２）係可為快拆螺絲，而使數支臂（２１）依序串聯樞接組成一支臂組（２），又使該本體（１）其橫向桿架（１１）左、右二側樞接部（１１１）分別與一支臂組（２）其首位支臂（２１）之第一樞接部（２１１）以樞軸（２２）穿設樞接；

二結合板（３），係使該結合板（３）一側處成型有一樞接部（３１），該樞接部（３１）係可呈樞軸狀，以使該二結合板（３）其樞接部（３１）分別與該二支臂組（２）其末位支臂（２１）之第二樞接部（２１２）穿設樞接；

二支撐板（４），係使該二支撐板（４）分別與該二結合板（３）對應相鄰設立，且於該支撐板（４）上組接有一束帶（４１）；

二電磁制動單元（５），請一併參閱第二圖所示，係使該二電磁制動單元（５）分別設置於該二結合板（３）與二支撐板（４）間，該電磁制動單元（５）係主要包含有對應設立之一組立座（５１）及一定位座（５２），乃使該組立座（５１）與該結合板（３）以鎖固件（５８）穿設鎖接，以使該組立座（５１）固接於該結合板（３）上，另使該定位座（５２）與該支撐板（４）以鎖固件（５８）穿設鎖接，以使該定位座（５２）固接於該支撐板（４）上，又使該組立座（５１）於其中央處貫穿有一通孔（５１１），並使該組立座（５１）形成相對第一端面及第二端面，該組立座（５１）之第一端面係與該定位座（５２）相對應，而該組立座（５１）第二端面則與結合板（３）相貼合，乃使該組立座（５１）第一端面於該通孔（５１１）周側環設有一嵌槽（５１２），且於該嵌槽（５１２）內對應嵌設有一線圈（５３），並於嵌槽（５１２）之槽口處固接有一環型第一剎止片（５４），又使該組立座（５１）第二端面於中央處凹設有一容槽（５１３），且於該容槽（５１３）中組設有一軸承（５５），並使該結合板（３）上設有一穿孔（３２），以與該組立座（５１）之通孔（５１１）位置相對應，另使該定位座（５２）形成相對第一端面及第二端面，該定位座（５２）之第一端面係與組立座（５１）相對應，而該定位座（５２）第二端面則與支撐板（４）相貼合，乃使該定位座（５２）第一端面中央處成型有一軸筒（５２１），並使該軸筒（５２１）與該組立座（５１）之通孔（５１１）相套接，且使該軸筒（５２１）中心處貫穿有一套孔（５２２），又使該定位座（５２）第一端面於該軸筒（５２１）周側固接有一環型第二剎止片（５６），並使該環型第二剎止片（５６）與該組立座（５１）之第一剎止片（５４）位置相對應，且使該第二剎止片（５６）與該第一剎止片（５４）間形成有一約0.2公釐〔㎜〕間隙，又使該支撐板（４）上設有一透孔（４２），以與該定位座（５２）之套孔（５２２）相對應，復設有一軸桿（５７），係使該軸桿（５７）穿設於該定位座（５２）之套孔（５２２），並與該組立座（５１）上之軸承（５５）其軸孔（５５１）相穿接，且使該軸桿（５７）二端部位於該支撐板（４）之透孔（４２）及結合板（３）之穿孔（３２）處，而與該定位座（５２）第二端面及軸承（５５）端部相抵定位；

請一併參閱第三圖所示，一電源控制單元（６），係使該電源控制單元（６）組設於本體（１）上，並使該電源控制單元（６）與該電磁制動單元（５）之線圈（５３）相耦接，另使該電源控制單元（６）與一組設於該本體（１）之供電單元相耦接；

一操作單元（７），乃使該操作單元（７）組設於一配戴件（７１）上，該配戴件（７１）係可為一手環或一手套，另該操作單元（７）係可為按鈕或觸控面板等，並使該操作單元（７）與該電源控制單元（６）以有線或無線訊號連結。

據此，當使用實施時，請一併參閱第四圖所示，工作人員係可將本創作之本體（１）穿戴於背部，再將該本體（１）其縱向桿架（１２）上端背靠墊（１３）二側所設揹帶（１５）由背部經肩膀穿戴至胸前，另使縱向桿架（１２）下端腰靠墊（１４）所設二腰帶（１６）束綁於腰部，並使二腰帶（１６）端部之接合件（１６１）對接以固定其束綁狀態，以將本體（１）穩定穿戴於工作人員身上，此時，樞接於該本體（１）其橫向桿架（１１）左、右二側支臂組（２）係通過工作人員肩膀延伸至工作人員其二上臂位置處，而使結合板（３）位於二上臂外側，再使工作人員其二上臂分別抵靠於二支撐板（４）上，並以束帶（４１）束綁固定，而後將組設於手環等配戴件（７１）之操作單元（７）穿戴於手部處。

於此，當工作人員從事蔬果採收等作業，而須使其手臂維持在一定高度位置時，係先將手臂抬高至預設高度，繼之，工作人員係可由操作單元（７）發出定位訊號，以驅使電源控制單元（６）使供電單元導電予電磁制動單元（５）之線圈（５３），於線圈（５３）導電後係使第一剎止片（５４）產生磁性，而使第一剎止片（５４）將相對之第二剎止片（５６）穩固吸附，以使支撐板（４）經由定位座（５２）上所設第二剎止片（５６）之剎止定位，以固定支撐板（４）與結合板（３）間相對角度，進而使工作人員上臂固定於所需高度位置，如此，請一併參閱第五圖所示，在本創作之輔助支撐下，工作人員便可輕鬆地將其手臂長時間維持在預設抬高狀態，而不會感到疲累，以利提高蔬果等採收效率。再者，當採收作業告一段落，工作人員係可由操作單元（７）發出解除訊號，以驅使電源控制單元（６）阻斷供電單元導電予電磁制動單元（５）之線圈（５３），此時，第一剎止片（５４）及第二剎止片（５６）便會失去相互吸附磁力，而使定位座（５２）可相對組立座（５１）活動轉動，進而使工作人員束綁於支撐板（４）的上臂可放鬆擺動，續之，當工作人員欲將裝有蔬果植物的容器搬到所需儲放地點時，工作人員係可將其上臂抬高至所需高度位置，再由操作單元（７）發出定位訊號，以將支撐板（４）固定在所需位置處，而對工作人員上臂提供輔助支撐，於此，工作人員便可節省將容器抬高的施力，以將裝滿蔬果植物的容器省力搬到儲收地點者。

前述之實施例或圖式並非限定本創作之穿戴式上臂人機輔具實施樣態，請一併參閱第六圖所示，本創作之本體（１）其橫向桿架（１１）與縱向桿架（１２）除可為一體連接設計外，亦可設有一連結座（１７），該連結座（１７）係形成有呈十字交錯連接之縱向部（１７１）及橫向部（１７２），並使該連結座（１７）之縱向部（１７１）內沿其長度向成型有一貫孔（１７３），且使該縱向桿架（１２）穿設於該縱向部（１７１）之貫孔（１７３），又使該連結座（１７）其縱向部（１７１）一側組設有一彈性梢（１７４），並使該縱向桿架（１２）沿其長度向間隔設有數插孔（１２１），以使任一插孔（１２１）與該彈性梢（１７４）對應插接，又使該橫向部（１７２）相對二側各成型有一通孔（１７５），且使二橫向桿架（１１）一側與連結座（１７）之橫向部（１７２）的二通孔（１７５）相組接，並使該二橫向桿架（１１）另側樞接部（１１１）與支臂組（２）之支臂（２１）相樞接，藉此，當將彈性梢（１７４）抽離與縱向桿架（１２）其插孔（１２１）的插接後，即可使縱向桿架（１２）相對連結座（１７）調整其高低位置，再將彈性梢（１７４）與縱向桿架（１２）之插孔（１２１）相插接，依此，以提供不同身型之工作人員使用。另本創作之支臂組（２）亦可為單一支臂（２１），而使該支臂（２１）之第一樞接部（２１１）與橫向桿架（１１）之樞接部（１１１）以樞軸（２２）穿設樞接，另使該支臂（２１）之第二樞接部（２１２）與結合板（３）為樞軸狀之樞接部（３１）穿設樞接，以提供身材較瘦小的工作人員使用，凡所屬技術領域中具有通常知識者所為之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本創作之專利範疇。

由上述結構及實施方式可知，本創作係具有如下優點：

1.本創作之穿戴式上臂人機輔具係只須少量電流，便可使其電磁制動單元線圈導電後使二剎止片間產生相互吸附的磁性，以固定支撐板與結合板間相對角度，進而使工作人員上臂固定於所在高度位置，藉此，以節省本創作作動時所需耗費電能者。

2.本創作之穿戴式上臂人機輔具之電磁制動單元其結構設計簡便，除可有效節省製造成本外，並可減輕本創作於穿戴時負荷，以令工作人員作業時更感輕鬆便利者。

3.本創作之穿戴式上臂人機輔具之支臂組係由數支臂依序串聯樞接組成，於此，便可依工作人員的身材等不同，以增加或減少該支臂串聯數量，而使本創作可適於各種不同身材者使用。

綜上所述，本創作之實施例確能達到所預期功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出新型專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

（１）‧‧‧本體

（１１）‧‧‧橫向桿架

（１１１）‧‧‧樞接部

（１２）‧‧‧縱向桿架

（１２１）‧‧‧插孔

（１３）‧‧‧背靠墊

（１４）‧‧‧腰靠墊

（１５）‧‧‧揹帶

（１６）‧‧‧腰帶

（１６１）‧‧‧接合件

（１７）‧‧‧連結座

（１７１）‧‧‧縱向部

（１７２）‧‧‧橫向部

（１７３）‧‧‧貫孔

（１７４）‧‧‧彈性梢

（１７５）‧‧‧通孔

（２）‧‧‧支臂組

（２１）‧‧‧支臂

（２１１）‧‧‧第一樞接部

（２１２）‧‧‧第二樞接部

（２２）‧‧‧樞軸

（３）‧‧‧結合板

（３１）‧‧‧樞接部

（３２）‧‧‧穿孔

（４）‧‧‧支撐板

（４１）‧‧‧束帶

（４２）‧‧‧透孔

（５）‧‧‧電磁制動單元

（５１）‧‧‧組立座

（５１１）‧‧‧通孔

（５１２）‧‧‧嵌槽

（５１３）‧‧‧容槽

（５２）‧‧‧定位座

（５２１）‧‧‧軸筒

（５２２）‧‧‧套孔

（５３）‧‧‧線圈

（５４）‧‧‧第一剎止片

（５５）‧‧‧軸承

（５５１）‧‧‧軸孔

（５６）‧‧‧第二剎止片

（５７）‧‧‧軸桿

（５８）‧‧‧鎖固件

（６）‧‧‧電源控制單元

（７）‧‧‧操作單元

（７１）‧‧‧配戴件

第一圖：本創作之立體圖

第二圖：本創作之局部放大剖視圖

第三圖：本創作之方塊圖

第四圖：本創作之使用狀態圖

第五圖：本創作之使用狀態圖（一）

第六圖：本創作之另一實施例正視圖

Claims (10)

1. 一種穿戴式上臂人機輔具，係主要設有一本體，並於該本體二側分別樞接有一支臂組首端，又使該支臂組末端樞接有一結合板，另於相鄰該結合板處設有一支撐板，且使該結合板與支撐板間以一電磁制動單元相連結。
2. 如申請專利範圍第1項所述穿戴式上臂人機輔具，其中，該本體係包含有一橫向桿架及與該橫向桿架中央處一體連接之縱向桿架，並使該橫向桿架二側分別與一該支臂組首端相樞接。
3. 如申請專利範圍第1項所述穿戴式上臂人機輔具，其中，該本體係包含有一縱向桿架、二橫向桿架及一連結座，乃使該連結座形成有呈十字型交錯連接之縱向部及橫向部，並使該連結座之縱向部內沿其長度向成型有一貫孔，且使該縱向桿架穿設於該縱向部之貫孔，又使該連結座其縱向部一側組設有一彈性梢，並使該縱向桿架沿其長度向間隔設有數插孔，以使任一該插孔與該彈性梢對應插接，另使該橫向部相對二側各成型有一通孔，且使二橫向桿架一側各與該連結座之橫向部的二通孔相組接，又使該二橫向桿架另側分別與一支臂組首端相樞接。
4. 如申請專利範圍第2或3項所述穿戴式上臂人機輔具，其中，該縱向桿架係形成有相對之上端及下端，乃使該縱向桿架上端組設有一背靠墊，另使該縱向桿架下端組設有一腰靠墊。
5. 如申請專利範圍第4項所述穿戴式上臂人機輔具，其中，該背靠墊二側係各與一揹帶一端相組接，又使該腰靠墊二側各與一腰帶一端相組接，並使該二揹帶另端分別與其同側之腰帶相連接，復使該二腰帶另端各組接有一接合件，且使該二腰帶之接合件對應接合。
6. 如申請專利範圍第1項所述穿戴式上臂人機輔具，其中，該支臂組係包含有數支臂，乃使該支臂相對二端各成型有一第一樞接部及一第二樞接部，係使一支臂之第二樞接部與另一支臂之第一樞接部相樞接，而使數支臂依序串聯樞接組成該支臂組，又使首位支臂之第一樞接部與該本體相樞接，另使末位支臂之第二樞接部與該結合板相樞接。
7. 如申請專利範圍第1項所述穿戴式上臂人機輔具，其中，該電磁制動單元係主要包含有相對應設立之一組立座及一定位座，乃使該組立座固接於該結合板上，另使該定位座固接於該支撐板上，又使該組立座於其中央處貫穿有一通孔，且使該組立座形成有相對第一端面及第二端面，並使該組立座之第一端面與該定位座相對應，另使該組立座第二端面與該結合板相貼合，乃使該組立座第一端面於該通孔周側環設有一嵌槽，且於該嵌槽內對應嵌設有一線圈，並於該嵌槽其槽口處固設有一環型第一剎止片，又使該組立座第二端面於中央處凹設有一容槽，且於該容槽中組設有一軸承，並於該結合板上設有一穿孔，以與該組立座之通孔位置相對應，另使該定位座形成有相對第一端面及第二端面，該定位座之第一端面係與組立座相對應，該定位座第二端面則與該支撐板相貼合，乃使該定位座第一端面中央處成型有一軸筒，並使該軸筒與該組立座之通孔相套接，且使該軸筒中心處貫穿有一套孔，又使該定位座第一端面於該軸筒周側固接有一環型第二剎止片，並使該環型第二剎止片與該組立座之第一剎止片位置相對應，且使該第二剎止片與該第一剎止片間形成有一間隙，又使該支撐板上設有一透孔，以與該定位座之套孔相對應，復設有一軸桿，乃使該軸桿穿設於該定位座之套孔，並與該組立座上之軸承其軸孔穿設組接，且使該軸桿二端部分別位於該支撐板之透孔及結合板之穿孔處，而與該定位座第二端面及軸承端部相抵定位。
8. 如申請專利範圍第1項所述穿戴式上臂人機輔具，其中，該穿戴式上臂人機輔具係進一步包含有一電源控制單元，乃使該電源控制單元組設於本體上，並使該電源控制單元與該電磁制動單元相耦接。
9. 如申請專利範圍第8項所述穿戴式上臂人機輔具，其中，該穿戴式上臂人機輔具係進一步包含有一操作單元，乃使該操作單元組設於一配戴件上，並使該操作單元與該電源控制單元間以有線或無線訊號連結。
10. 如申請專利範圍第9項所述穿戴式上臂人機輔具，其中，該配戴件係為一手套或一手環。