[实用新型]用于振动工具的上肢减震机械保护臂及所构成的保护装置

说明书

本实用新型公开了一种用于振动工具上肢减震机械保护臂及所构成的保护装置，包括减震臂模组单元、旋转连接于减震臂模组单元一端的绑缚筒、连接于减震臂模组单元另一端的工具安装部，减震臂模组单元包括减震伸缩筒和伸缩安装于减震伸缩筒中的减震伸缩杆，减震伸缩筒底部固定有旋转连接部，绑缚筒连接有与旋转连接部旋转连接的旋转座，工具安装部固定于减震伸缩杆顶端；减震伸缩筒内部沿长度方向设有与减震伸缩杆底端固定连接的减震弹簧。本实用新型将穿戴外骨骼与减震臂模组单元相结合，研究出一种可减轻工人受振动伤害的穿戴装备，对人体手臂的振动影响减小75％以上。

技术领域

本实用新型涉及手持振动工具辅助减震领域，尤其涉及一种用于振动工具的上肢减震机械保护臂及所构成的保护装置。

背景技术

手持振动操作在制造业中占据重要地位，飞机、汽车等机械产品的特殊零部件加工、装配等重点工序中智能制造仍无法替代技术工人手工操作，如飞机蒙皮铆接、定制汽车制造等。随着国民消费观念的改变，各种商品市场私人订制盛行，消费者更加追求产品品质、差异化和个性化。消费关注点从商品本身转移到商品背后的“技术工人”，小批量高品质手工制造成为中国制造业一种新的发展方向。手持振动操作是导致职业性肌肉骨骼疾病(Work-related Musculoskeletal Disorders，WMSDs)的一个非常重要的因素，用动力振动工具(动力工具必然会有振动)是一种典型的手工操作行为，制造业存在大量的手工操作动力工具的情况，工人们使用工具进行钻孔、打磨或抛光机、打底板和铆接等工作，这些电动工具使用时也必然发生振动，长期手持也必然会导致职业性肌肉骨骼疾病，这导致在装配业中WMSDs的风险远高于其他行业。工人有很多时候都在别扭的姿势下使用手工工具，如蹲着、跪着或弯腰；更严重的是，使用外部电源的动力工具通常会产生超出人体承受的力，如振动工具在内部电机的转矩累积过程中会产生脉冲反作用力，导致工具手柄旋转并带动操作者的手臂。有研究表明，操作者以每分钟6次的频率持续使用振动工具60分钟，在试验24小时后测量到的手臂有效机械刚度降低了27％。这证明持续使用振动工具对手臂造成的肌肉损伤完全恢复时间超过24小时，工人在新一轮的工作周期前无法恢复肌肉损伤，长期工作导致的损伤积累最终导致WMSDs发生。WMSDs是国内外工人群体中普遍而且严重的疾病，成为各国公司提高生产效水面临的重大问题之一，在当前中国制造业技工缺失条件下更是制造企业迫切需要解决的问题。

有许多学者研究在工人职业生活中引入干预手段以降低WMSDs患病率，如改变生产管理模式、实现自动化生产等，其中使用机械设备辅助工人工作是一种低成本、高回报、高实施性的措施。传统工业机器人由于代替人工完成一些重复的、重荷操作，显著节约了人力成本，提高生产效率，从而在工业领域得到巨大的应用和发展。然而，工业机器人缺乏与人之间的协作、交互，机器人与人，机器人与机器人之间都无法像人类之间一样协作共融。人类的协调控制、智能感知、灵巧操作目前在机器人上都无法得到体现，导致机器人在医疗护理、轻工装配、电子信息以及家庭服务等领域的应用明显受限。许多学者关于工业外骨骼的研究主要用于在抬举、搬运、下蹲或其他重复性劳动中，为工人提供有效的身体保护，能广泛应用于建筑、机场、组装线、造船、仓储、物流和工厂等需要重复性劳动的场景。而对减弱工具振动的外骨骼研究较少，近年来振动控制问题备受关注，不少学者已经注意到设备振动产生的机器损坏、巨大噪声对人体损伤等多种问题。但是如今常用的振动抑制方式包括安装隔振器、穿戴减振手套等都无法完全解决手传振动对工人的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服背景技术所指出的技术问题，提供一种用于振动工具的上肢减震机械保护臂，在减震伸缩筒中伸缩设置有安装有用于安装振动或电动工具的减震伸缩杆，减震伸缩杆借助减震弹簧进行伸缩减震，上肢减震机械保护臂能够很好贴合人体上肢，既能便捷地实现手工操作，又能降低手臂肌肉损伤，整体结构符合人机工程学的曲面造型，能与人体大面积接触，为穿戴外骨骼工作的工人提供良好的舒适性。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：