УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ ГРУЗОВ ВЕРХНИМИ КОНЕЧНОСТЯМИ

Полезная модель относится к устройствам для удержания грузов верхними конечностями при выполнении работ на потолке и других отрицательных поверхностях и может быть использована в быту и на производстве, например, для облегчения ручного труда рабочего промышленного производства при работе с тяжелым инструментом в течение рабочей смены.
Известно устройство для восстановления двигательных функций в верхних конечностях, содержащее опорные элементы, выполненные в виде манжет, с возможностью их закрепления на верхних конечностях, и фиксирующие элементы, выполненные в виде эластичных тяг с возможностью расположения на теле пациента спереди, сбоку и сзади, жестко связанных с соответствующими опорными элементами через регулятор натяжения, отличающееся тем, что дополнительно содержит в качестве опорного элемента жилет, манжеты выполнены в количестве двух пар с возможностью их закрепления вокруг плеча и предплечья с левой и правой сторон тела пациента, эластичные тяги разделены на пять групп, попарно для левой и правой частей тела пациента, первые три группы тяг, включающие передние, задние и латеральные тяги, закреплены на манжетах плеча и с помощью регуляторов натяжения зафиксированы замками крепления на контрлатеральных половинах жилета и в верхней части проймы жилета, а две другие группы тяг расположены между манжетами плеча и предплечья спереди и сзади (см. патент РФ № 2325895 от 10.06.2008).
Недостатком данного устройства является то, что оно не имеет внешнего скелета и поэтому усилие от упругих элементов передается непосредственно на манжеты, плотно облегающие соответствующие участки тела (плечо и предплечье), что подвергает подлежащие ткани сдавлению, нарушая в них кровообращение при длительном ношении. Кроме того, данное расположение упругих элементов создает вектор сил, действующий вдоль оси конечности по направлению к плечевому суставу, подвергая его избыточной нагрузке.
Задача полезной модели - снижение нагрузки на человека - оператора.
Поставленная задача решается тем, что устройство для удержания грузов верхними конечностями состоит из функционально соединенных между собой модуля крепления и модуля подъема груза, причем модуль крепления включает в себя каркас, присоединяемый с помощью поясного фиксатора к корпусу оператора, при этом модуль подъема груза включает в себя накопитель упругой энергии, содержащий корпус с упругим элементом и подвижный шток, причем нижний конец корпуса накопителя соединен шарнирно сферическим шарниром с каркасом, а верхний конец подвижного штока шарнирно соединен с ложементом для поддержки оператора, при этом корпус накопителя соединен шарнирно с приводом, кинематически связанным с нижним концом троса, а верхний конец троса шарнирно соединен с ложементом для поддержки руки оператора.
Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что оно состоит из функционально соединенных между собой модуля крепления и модуля подъема груза, причем модуль крепления включает в себя каркас, присоединяемый с помощью поясного фиксатора к корпусу оператора, при этом модуль подъема груза включает в себя накопитель упругой энергии, содержащий корпус с упругим элементом и подвижный шток, причем нижний конец корпуса накопителя соединен шарнирно сферическим шарниром с каркасом, а верхний конец подвижного штока шарнирно соединен с ложементом для поддержки оператора, при этом корпус накопителя соединен шарнирно с приводом, кинематически связанным с нижним концом троса, а верхний конец троса шарнирно соединен с ложементом для поддержки руки оператора.
Отличительные признаки в заявляемом техническом решении не выявлены при изучении данной и смежных областей техники.
Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи полезной модели - снижение нагрузки на человека - оператора.
На фиг. 1 показан вид сбоку устройства, на фиг. 2 - шарнир крепления корпуса накопителя с каркасом, на фиг. 3 - схема крепления привода с тросом к корпусу накопителя.
Устройство состоит из каркаса 1, который закрепляется на поясе оператора посредством поясного фиксатора 2. На каркасе 1 с помощью сферического шарнира подвижно установлены накопители упругой энергии, включающие в себя корпус 3 и подвижный шток 4. Шток 4 шарнирно соединен с ложементом 5 для поддержки руки оператора. В свою очередь ложемент 5 соединен с корпусом 3 посредством троса 6. Корпус 7 сферического шарнира закреплен неподвижно на каркасе 1, а палец 8 шаровой частью установлен в корпусе 7 с возможностью поворота вокруг своей оси, а цилиндрическим концом жестко соединен с корпусом накопителя 3. Сферический шарнир позволяет осуществлять повороты корпуса 3 накопителя вокруг трех осей, т.е. имеет три степени свободы. Корпус накопителя 3 соединен шарнирно с приводом 9, кинематически связанным с нижним концом троса 6, а верхний конец троса 6 шарнирно соединен с ложементом 5 для поддержки руки оператора.
Устройство работает следующим образом. Каркас 1 закрепляется на поясе оператора с помощью поясного фиксатора 2. Руки оператора закрепляются на ложементах 5. Затем оператор включает привод 9, позволяющий изменять длину троса 6 в зависимости от антропометрических параметров оператора. При подъеме руки оператора одновременно включается накопитель упругой энергии, при этом шток 4 выдвигается за счет потенциальных сил упругости, возникающих в накопителе (в качестве упругих элементов в накопителе могут быть использованы пружины, газлифты и т.п.).
Использование накопителя упругой энергии объясняется следующим образом. При нахождении механизма в свободном положении шток 4 находится в выдвинутом положении. При приложении внешней нагрузки (подъем груза и т.п.), шток 4 опускается вниз, упругий элемент в корпусе 3 сжимается, восстанавливающая сила увеличивается, что приводит к перемещению штока 4 вверх, попутно поднимая ложемент 5 вместе с рукой оператора. Таким образом, работа оператора с грузом происходит не только за счет работы мышц руки, но и дополнительно за счет сил, создаваемых при отдаче потенциальной энергии накопителем.
Применение предлагаемого устройства позволит значительно снизить нагрузку на человека-оператора и усилить его физические возможности при работе оператора с тяжелыми грузами, а также увеличить его работоспособность.