Устройство для облегчения физического труда

Полезная модель относится к устройствам для проведения работ, сопряженных с длительным статическим нахождением верхних конечностей в вынужденном положении, 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 удержания грузов верхними конечностями, характеризующееся тем, что 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. конечностями (см. патент на полезную модель №200733, от 09.11.2020, бюл. №31).
Недостатком данного устройства является то, что оно работает только в вертикальной плоскости, что снижает область его функционирования.
Задача полезной модели - расширение области функционирования устройства.
Устройство включает в себя каркас 1, присоединяемый с помощью поясного фиксатора к корпусу оператора. К каркасу 1 через подшипник 2 подвижно присоединен поворотный механизм, состоящий двух последовательно соединенных через подшипник 3 узлов. Каждый узел включает в себя промежуточные звенья 4 и 5,соединенные через подшипники 6 и 7 с шарнирными четырехзвенниками 8 и 9. Каждый четырехзвенник дополнительно содержит накопители упругой энергии 10 и 11, установленные подвижно по диагонали между противоположными шарнирами четырехзвенников 8 и 9. В качестве накопителей упругой энергии могут быть использованы пружины, пневматические и гидравлические упругие элементы и т.п.
Устройство работает следующим образом. Рука оператора закрепляется на ложементе 12, шарнирно соединенным с ветикальной стороной шарнирного четырехзвенника 9. При приложении нагрузки 13 (например,  использование ручного инструмента), а также учитывая вес руки, накопители упругой энергии 10 и 11 создают усилие, которое будет противодействовать весу руки и нагрузке (диагональное расположение упругого элемента обеспечивает постоянное усилие, так называемую квазинулевую жесткость). При этом, за счет регулировок создается равновесие сил (сил упругости, нагрузки и веса руки), позволяющее в вертикальной плоскости не затрачивать усилий. Перемещение руки в горизонтальной плоскости происходит за счет поворота шарнирных четырехзвенников 8 и 9 относительно промежуточных звеньев 4 и 5. Особенностью использования шарнирных четырехзвенников является то, что они позволяют обеспечивать вертикальное положение осей вращения при поворотах четырехзвенников 8 и 9 соответственно относительно промежуточных звеньев 4 и 5. Это обеспечивает простоту перемещения, а также возможность регулировки поворота шарнирных четырехзвенников в заданном диапазоне углов поворота.
Таким образом, конструкция предлагаемого устройства обеспечивает повышенную подвижность руки оператора при сохранении постоянства усилия противодействия весу руки и нагрузке.
Предлагаемое устройство значительно снижает статические и динамические нагрузки на мышцы плечевого пояса и спины и обеспечивает комфортные условия работы оператора.