本發(fā)明涉及一種用于輔助肌肉力量的可穿戴裝置，且更具體地，涉及一種當(dāng)以工人將所述穿戴設(shè)備穿在頭上的方式使用時，能夠減少疲勞的用于輔助肌肉力量的可穿戴裝置。

背景技術(shù)：

在生產(chǎn)線上工作或者重復(fù)同樣的工作的工人使用特定的肌肉，并且這些肌肉疲勞得相對快，因此工作效率劣化。

當(dāng)工人變得過度疲勞并且失去專注時，將會導(dǎo)致安全問題，因此，可穿戴的機(jī)器人已被開發(fā)來減少在工廠中的工人的疲勞。

一般來說，可穿戴機(jī)器已被開發(fā)以更容易地運(yùn)載重物，并且，根據(jù)此趨勢，已開發(fā)出用于增強(qiáng)下半身肌肉力量，并且補(bǔ)充二頭肌和前臂屈肌肌肉的動作的機(jī)器人。

然而，即使隨著這些各種機(jī)器人的開發(fā)，當(dāng)以頭部以上工作時，現(xiàn)有機(jī)器人不足以用于將工人的肘部舉起至他或者她的肩部的動作。特別地，工人在生產(chǎn)地以其頭部以上工作時，執(zhí)行重復(fù)的任務(wù)將引起工人肩上、脖子、以及肩胛骨上的負(fù)擔(dān)，并且如果嚴(yán)重，可導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎和風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。

進(jìn)一步地，現(xiàn)有可穿戴機(jī)器人具有牢固的框架(連接)，因此穿上所述機(jī)器人的工人可能將承受由此引起的不自然的動作而帶來的不舒適。

因此，期望能開發(fā)能夠解決上述問題的可穿戴機(jī)器人。

上文僅用于幫助理解本發(fā)明的背景，并且其不意味著本發(fā)明落入本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的范圍內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明提出一種當(dāng)以頭部以上工作時，用于輔助肌肉力量以減少工人疲勞，并且使得工人得以自然地移動的可穿戴裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的一方面，所提供的用于輔助肌肉力量的可穿戴裝置包括：基座，支承在穿戴者的上半身上；支承構(gòu)件，與所述基座連接，并且以預(yù)定距離從所述基座向前隔開；以及線，具有穿過所述支承構(gòu)件連接至所述穿戴者的手臂的第一端，并且當(dāng)所述線的第二端被拉動時，所述線通過將手臂舉起至由所述支承構(gòu)件支承的狀態(tài)來支承穿戴者的手臂。

其中所述基座形成為配置成穿在穿戴者上半身的背心的形狀。

所述支承構(gòu)件包括向前突出的第一框架；和第二框架，所述第二框架具有在所述第一框架下方與所述基座連接的第一端以及與所述第一框架連接的第二端，并且支承所述第一框架。

所述支承構(gòu)件支承所述線的部分位于所述線的第一端和手臂的接合處的上方。

當(dāng)所述支承構(gòu)件與手臂平行時，所述支承構(gòu)件的第一端延伸至所述穿戴者的肘部。

所述線的第一端被連接至穿戴者的肩部和肘部之間的部分。

所述線被支承在所述支承構(gòu)件的前端，并且所述線的第一端被連接至在所述穿戴者的肩部和肘部之間靠近肘部的一端。

所述線圍繞所述穿戴者的手臂并且被連接至手臂以便能夠繞著手臂自由地旋轉(zhuǎn)。

所述裝置可還包括覆蓋所述穿戴者的上臂的上臂殼以及覆蓋所述穿戴者的下臂的下臂殼，其中所述上臂殼和所述下臂殼彈性地結(jié)合以維持預(yù)定的角度。

所述裝置包括外罩，所述外罩覆蓋所述線的第一端和第二端之間的部分，形成用于所述線的通道，并且具有連接至所述支承構(gòu)件的第一端。

所述裝置還包括驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元連接至所述線的第二端，并且被從外部控制以卷起或展開所述線。

所述裝置還包括頸托，所述頸托具有彈性地且可旋轉(zhuǎn)地連接至所述基座的第一端，以及接觸并支承所述穿戴者的頸部的第二端。

所述頸托的第一端被連接至穿戴者身上的所述基座的前側(cè)，并且所述頸托的第二端在所述穿戴者頸部的后方延伸，支承頸部的后側(cè)， 且向前施加彈性力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所提供的用于輔助肌肉力量的可穿戴裝置包括：支承構(gòu)件，支承在穿戴者的上半身上，并且以預(yù)定距離從穿戴者的身體向前隔開；線，具有穿過所述支承構(gòu)件連接至所述穿戴者的手臂的第一端，并且當(dāng)所述線的第二端被拉動時，所述線通過將手臂舉起至由所述支承構(gòu)件支承的狀態(tài)來支承穿戴者的手臂；驅(qū)動單元，連接至所述線的第二端，并且響應(yīng)于外部信號拉伸或者延展所述線；以及頸托，具有彈性地且可旋轉(zhuǎn)地連接至基座的第一端以及接觸并支承所述穿戴者的頸部的第二端。

所所述驅(qū)動單元包括連接至所述線的第二端用于卷起或展開所述線的驅(qū)動電機(jī)，以及響應(yīng)于外部操作信號來控制所述驅(qū)動電機(jī)的控制器。

根據(jù)具有上述描述結(jié)構(gòu)的用于輔助肌肉力量的可穿戴裝置，能夠在以頭部以上工作時，最小化穿戴者移動的限制，并且能夠減少工人以頭部以上工作時的疲勞，使得工作效率和生產(chǎn)率得以提高。

附圖說明

從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說明中，本發(fā)明的以上和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于輔助肌肉力量的可穿戴裝置的示意圖；

圖2是圖1所示的可穿戴裝置的主視圖；并且

圖3是示出圖1的可穿戴裝置的操作的示意圖。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解的是，本文所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或者其他相似術(shù)語包括一般的機(jī)動車輛，例如包括運(yùn)動型多用途車(SUV)、公交車、卡車、各式商用車輛在內(nèi)的載客車輛，包括各種艇和船在內(nèi)的水運(yùn)工具，以及航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、內(nèi)燃車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其他代用燃料車輛(例如，從石油以外的資源取得的燃料)。如本文所述，混合車輛時具 有兩種或多種動力源的車輛，例如同時具有汽油動力和電動力的車輛。

本文所使用的術(shù)語僅是為了說明特定實(shí)施例的目的，而非意在限制本發(fā)明。如本文所使用的，除非上下文另外清楚指明，單數(shù)形式“一個”、“一種”和“該”意在也包括復(fù)數(shù)形式。還將理解的是，當(dāng)在本說明書中使用時，術(shù)語“包括”和/或“包含”指明所述特征、整數(shù)、步驟、操作、部件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、部件、部件和/或其組合的存在或添加。如本文所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列出項(xiàng)目的任何或全部組合。

此外，本發(fā)明的控制邏輯可實(shí)施為包含能由處理器，控制器/控制單元等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的非暫時性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。例如：計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括但不僅限于，只讀存儲器(ROM)，隨機(jī)存取存儲器(RAM)，光盤(CD)-只讀存儲器(ROM)，磁帶，軟盤，閃存盤，智能卡和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)也可以分布在連接網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，使得計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)例如，利用遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)器或者控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)，分布式地存儲和執(zhí)行。

下文將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于輔助肌肉力量的可穿戴裝置。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于輔助肌肉力量的可穿戴裝置的示意圖，圖2是所述可穿戴裝置的主視圖，并且圖3是示出可穿戴裝置的操作的示意圖。

如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的一種用于輔助肌肉力量的可穿戴裝置包括：支承在穿戴者上半身的基座100；與所述基座100連接，并且以預(yù)定距離從所述基座向前隔開的支承構(gòu)件200；以及線300，其具有穿過支承構(gòu)件，連接至穿戴者的手臂的第一端，并且當(dāng)所述線300的第二端被拉動時，其可通過將手臂舉起至被支承構(gòu)件200支承的狀態(tài)以支承穿戴者的手臂。

如圖1所示，在更進(jìn)一步的細(xì)節(jié)中，基座100以配置成穿在穿戴者上半身的背心的形狀來形成，即，基座100可穿戴在穿戴者的上半身，以使得為舉起手臂可移動量相對小的量。為了在舉起手臂時能穩(wěn)定的支承負(fù)載，基座100可圍繞上半身，覆蓋穿戴者肩部的上部和及 側(cè)部。

進(jìn)一步地，支承構(gòu)件200可包括向前突出，并且支承線300的第一框架210，以及第二框架220，其具有在第一框架210下方與基座100連接的第一端以及與第一框架210連接的第二端，并且第二框架支承第一框架210。

可選地，第二框架220的第二端可連接至向前突出的第一框架210的前端，并且因此，所述裝置能夠具有相對輕的重量(即，穿戴者可輕易支承的重量)以及簡單的配置，并且其在舉起手臂時穩(wěn)定的支承向下的負(fù)載。

支承構(gòu)件200可以其他配置形成。例如，支承構(gòu)件200可以是具有一側(cè)連接基座100并且從基座100突出的塊狀，或是支架，或是以各種其他方式形成。

支承構(gòu)件200在當(dāng)其平行于手臂時，可具有延伸至手臂的肘部的一端，并且線300在支承構(gòu)件200的前端被支承。線300的第一端連接至在肩部和手臂肘部之間的部分。具體地，線300的第一端連接至在肩部和肘部之間且最靠近離肘部的支承構(gòu)件200的一端。

由支承構(gòu)件200支承線300所在的的部分可被放置在線300的第一端和手臂之間的結(jié)合處上，如此當(dāng)線300的第二端被拉動時，如圖3所示，線300的第一端將手臂像滑輪一樣拉起，并且因此，穿戴者的手臂可被舉起。

由于支承構(gòu)件200的第一端延伸至穿戴者手臂的肘部，并且線300的第一端連接至肘部，即使手臂被舉至最大平行或是幾乎完全平行于第一框架210，下臂能獨(dú)立移動并且上臂能夠穩(wěn)定地支承下臂，因此全手臂的負(fù)載能夠得以穩(wěn)定地支承。

顯然的，線300不必須支承肘部，手臂和線300之間的結(jié)合處、支承構(gòu)件200的長度和形狀、以及在支承構(gòu)件200與手臂之間的結(jié)合處是能夠調(diào)整的。

如圖3所示，在另一方面，覆蓋線300的第一端和第二端之間的部分的外罩320形成用于線300的通道，并且具有連接至支承構(gòu)件200的第一端。外罩320能夠形成用于線300的類似包衣的通道，并且外罩的第一端被連接至支承構(gòu)件200以使得由支承構(gòu)件200支承線300 通。當(dāng)線300的第二端被拉動時，位移能夠通過外罩320精確地傳輸至線300的第一端，因此能夠控制精確舉起動作。

如另一示例，線300可穿過支承構(gòu)件200被設(shè)置，或者不帶有外罩320保持在支承構(gòu)件200上，并且線300的通道可通過將外罩320設(shè)置在支承構(gòu)件200內(nèi)部而形成。

如圖1所示，響應(yīng)于外部信號，用于拉伸或者延展線的驅(qū)動單元310被連接至線的第二端。驅(qū)動單元310可包括驅(qū)動電機(jī)311，驅(qū)動電機(jī)連接至線300的第二端，并且從外部控制以卷起或者展開線，驅(qū)動單元還包括控制驅(qū)動電機(jī)311的控制器312。進(jìn)一步地，提供由穿戴者操作的單獨(dú)的操作開關(guān)，以使得控制器312能操作驅(qū)動電機(jī)311，并且提供由穿戴者檢測旋轉(zhuǎn)角度和扭矩的傳感器，以使得控制驅(qū)動電機(jī)311以根據(jù)手臂的旋轉(zhuǎn)提供輔助力。

進(jìn)一步地提供覆蓋手臂的上臂的上臂殼410以及覆蓋下臂的下臂殼420，并且上臂殼和下臂殼能夠通過彈性構(gòu)件(未示出)彈性地連接以維持預(yù)定的角度。

上臂殼410和下臂殼420可分別地完全或者部分覆蓋上臂和下臂，并且以各種可支承手臂的形式實(shí)施，例如框架結(jié)構(gòu)或是面板殼體結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，上臂和下臂殼可通過彈性構(gòu)件支承以構(gòu)成適合于以頭部以上工作的預(yù)定的角度。彈性構(gòu)件例如扭轉(zhuǎn)彈簧可插入進(jìn)上臂殼410和下臂殼420的結(jié)合處，以使得通過測試而設(shè)置的預(yù)定角度被基本上維持并且能夠由穿戴者改變，如此當(dāng)以頭部以上工作時，下臂可自由地移動。

線300的第一端可被設(shè)置為圍繞手臂，即，可圍繞著上臂殼410延伸并且連接至手臂，并且其可被連接以圍繞手臂自由地旋轉(zhuǎn)。由于線300圍繞手臂，線300能夠均勻的抵抗手臂和線300的部分的負(fù)載，當(dāng)手臂被舉起時，靠近手臂的所述負(fù)載能夠在角度上發(fā)生改變。具體地，如圖2所示，當(dāng)手臂被舉起時，由于在支承構(gòu)件200與手臂之間存在預(yù)定間隙，線300的拉力方向和手臂上的負(fù)載的方向之間的角度將改變。相應(yīng)地，當(dāng)線300固定在手臂上時，所述變化將作為扭矩施加至手臂，并且所述扭矩被施加至穿戴者。當(dāng)線300固定至上臂殼410時，所述扭矩將施加至上臂殼410，即，施加至穿戴者的整個手臂，所 以這將在執(zhí)行相關(guān)任務(wù)的工作中引起不適或不便。因此，線300被連接以圍繞手臂或者上臂殼410自由地旋轉(zhuǎn)，因此，這種結(jié)構(gòu)能夠預(yù)防扭矩并且能獲得穩(wěn)定的工作環(huán)境。

可選地，在線300沒有直接圍繞手臂或者是上臂殼410的情況下，能自由旋轉(zhuǎn)的支架可被安裝至手臂或者上臂殼410上，并且然后所述支架可與線300相連接，其中所述支架可以是線300的一部分。

可進(jìn)一步提供頸托500，頸托具有彈性地且旋轉(zhuǎn)地連接至基座的第一端，以及接觸和支承穿戴者頸部的第二端。頸托500的第一端可被連接至穿戴者身上的基座100的前側(cè)，并且第二端可在穿戴者頸部的后方延伸，支承頸部的后側(cè)，并且向前施加彈性力。

用于從頸托500向前施加彈性力的彈性構(gòu)件，例如扭矩彈簧可置于基座100的和頸托500的接合處，并且頸部和頭部向后傾斜的方向和頸托500的第二端圍繞第一端旋轉(zhuǎn)的方相對應(yīng)或者幾乎彼此對應(yīng)，因此，頸部和頭部能夠由彈性構(gòu)件得以平穩(wěn)支承。

在頸托500的第二端置有墊子510，使得頸部和頭部能夠舒適被支承。

根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的用于輔助肌肉力量的可穿戴裝置，穿戴者的上半身不被連接組件支承，但是通過線進(jìn)行部分地支承，因此能夠使得在以頭部以上的工作中移動的限制最小化。

進(jìn)一步地，當(dāng)工人重復(fù)地和持續(xù)地以頭部以上執(zhí)行工作，能夠減少上臂、肩部，或者肩胛骨的疲勞，從而工作的效率和生產(chǎn)率將得以提高。

盡管本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例為闡述目標(biāo)已進(jìn)行描述，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是在未背離如所附權(quán)利要求所公開的，本發(fā)明技術(shù)思想和范圍的情況下，可做可各種修改、增添與減少。