[发明专利]铰接的人体手臂支撑

说明书

本申请基于并要求于2007年8月30日递交的第60/968,974号、名称为铰接的人体手臂支撑的美国临时申请的优先权。

技术领域

本发明的说明性实施例主要涉及用于减轻反复的工作场所压力的人体工程学设备，并更特别地涉及减轻由于人体手臂、手腕和手部的长时间伸展、无支撑，从而在工作中所累积的压力。

背景技术

许多科学、医学和工业的任务包括使用手来操作重量较轻的物体或工具，它们必须在高处握持并操作一段时间。“移液”(pipetting)(将少量的液体分到许多容器中)的动作，举例来说，需要数小时精密的重复动作，这期间操作者的手臂基本上没有支撑。由此产生的反复的压力被认为是与工作相关的肩部和前臂损伤的原因，包括旋转肌边(rotator cuff)和腕管(carpal tunnel)损伤。在本领域里，已知固定的手臂支撑和允许一些横向运动的支撑，并对前臂和/或手腕提供有限的放松。问题在于，上述伸展的工作很高比例地需要一个大的-往往是更大的-水平和垂直运动的范围。

医学和科学的任务仅可以包括重量轻的手部操控器械和装置，但在这些操作伸展期间，仅仅是由于他或她伸出的、无支撑的手臂的重量，操作者的压力仍然很严重。已知的“人体工程学”支撑，包括那些在摆动手臂上提供一定横向自由度的支撑，其限制纵向运动以及需要笨拙的手臂转动来在标定的支持高度之上或之下完成工作。

普通实验室操作，例如：移液和“破乳”(emulsion breaking)，由于不同的器具被拿起、操作并放下，需要重复的、无限制的横向和纵向自由运动。“有效载荷”可能的确是微不足道的，但操作者悬伸臂的总重量一般为3至10英镑之间，且自支撑可随着时间的推移而疲惫，这造成数量恼人的伤害和工作日的损失。比在实验室作业利用更大负载的活动的问题更加复杂。在目前的行业中有无数这样的活动。

“移液”和其他医学和科学操作、包括无数的外科、牙科和治疗步骤，其可以大大受益于通过等弹性装置(iso-elastic mean)为操作者有效地“抵消”重力，这也可以容易地在三维空间匹配他或她手臂和手腕的所有大小运动。问题在于，给现有铰接的支撑设备与不同的铰接的人体手臂、手腕和/或手部之间，提供一个舒适的、人体工程学的、适当的连接。

人的手臂是一个生理奇迹，但它很容易由于反复的压力而疲劳并最终受伤。现在需要的是一种在它和一个类似的铰接的(jointed)提升装置之间灵活支撑的结构，其可以没有限制地保持人的手臂、前臂、手腕和手部的无阻、多轴向以及角度灵活。进一步需要的是一个优选的重量轻的、具弹簧推动力的、基本无摩擦的机械手臂，当承载他或她的手臂的重量时，其不使用外力并相当轻易地跟随使用者的意图/手臂的位置。其最好是高度地等弹性的(这样其连贯地从它的铰接范围的底部提升选择的重量到顶部)，且其应该是低惯性的质量，这样就不需要大量的力来使其随同手臂做上下或横向的迅速的移动。其也最好应该包括一个“定心”特性，这样其就不会偏离瞬间选定的位置，且其应基本无摩擦，以促进前臂在平面、倾斜和摇摆的转动、垂直、水平的空间平移、朝向/远离使用者的身体。

总之，现在需要的是一种空间灵活并可以负担一个从事长期工作的伸出的人的手臂、手腕和手部的重量的支撑装置。

发明内容

本发明的说明性实施例，提供了一种手臂支撑装置，其枢轴连接到一个灵活的提升结构，并适于平衡人的手臂、手腕和/或手部的重量。该提升结构优选包括一个或多个平衡部分，例如具有低摩擦关节的弹簧驱动的平行四边形提升设备。

装置的说明性实施例，当连接到一个类似于使用者肩膀的固定支撑装置时，伸展到多个平行于那些人的手臂和手腕的位置。该装置优选具有一个向上的充分抵消重力的偏置力，因此在人体伸展时更好地促进长期的工作，同时减少或消除与自支撑关联的人的疲劳。

附图的简要说明

为了进一步详述本发明的说明性实施例，使用下列附图对以下提供的详细描述提供参考。

图1是根据本发明一个说明性实施例，包括连接铰链的人体手臂支撑的立体图，其枢轴地连接支撑托架和仿形扶手(contoured armrest)。

图2根据本发明的一个说明性实施例，描述了一个适用于与创造性人体手臂支撑相配合的机械支撑臂。

图3根据本发明的一个说明性实施例，描述了一个终端铰链与人体手臂支撑托架间的两轴枢轴连接，其包括提供一个单轴的角度移位的调节机构。