穿戴式辅助搬运装置及背架的制作方法

本实用新型属于搬运设备领域，尤其涉及一种背架及使用该背架的穿戴式辅助搬运装置。

背景技术：

随着社会的发展，很多人工操作被机器所替代，但是还有大量工作的还是需要人力操作，机器无法完全替代，如航运分拣、快递分拣、物料搬运、码头装卸等领域经常需要人工搬运。在实际生产生活中，人们习惯于弯着腰搬运，并用腰背部的力量抬放物件。这样进行人工搬运存在诸多问题：(1)人体在搬运重物时非常容易造成脊柱受伤；(2)长期搬运会造成腰背肌肉劳损等职业病的发生；(3)搬运时人体容易疲劳，影响工作效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种背架，旨在解决当前人工搬运时导致的脊柱受伤，肌肉劳损，人体疲劳的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种背架，包括用于配合支撑于人体髋部的承力带、用于设于人体后背处的支架和用于置于人体两肩上方的两个肩杆，各所述肩杆的前端延伸至人体肩部的前端，各所述肩杆的后端与所述支架的上端相连，所述支架的下端与所述承力带相连。

进一步地，所述支架呈Y型结构，所述支架上端的两个自由端分别与两个所述肩杆的后端相连。

进一步地，所述支架为伸缩架。

进一步地，所述支架包括容置盒和上端插装于所述容置盒中的脊柱板，两个所述肩杆分别与所述容置盒的两侧相连，所述脊柱板的下端与所述承力带相连。

进一步地，所述容置盒的两侧分别安装有背板，两个所述肩杆分别与两个所述背板相连。

进一步地，所述脊柱板上设有若干卡齿，所述容置盒上安装有用于配合卡入所述卡齿中以锁定所述脊柱板的升降按钮。

进一步地，还包括两个支撑杆，两个所述支撑杆的上端分别与两个所述肩杆的前端铰接，两个所述支撑杆的下端分别与所述承力带相连。

进一步地，还包括用于配合抵持人体脊柱的抵持机构。

进一步地，所述抵持机构包括用于配合抵顶人体脊柱的弹性板，所述弹性板与所述支架的下端铰接。

本实用新型实施例的背架在使用时，可以通过绳带等将肩杆的前端与负载重物相连，从而在搬运重物时，可以通过肩杆的拉力，减轻人手臂的负载；而肩杆的受力可以经支架、承力带传递至人体的髋部，减轻人体腰背部分受力，从而保护人员腰部、脊柱，减轻人的肌肉劳损和人体疲劳。

本实用新型实施例的另一目的在于提供一种穿戴式辅助搬运装置，包括用于佩戴于手部以夹持并支撑待搬运物体的两个夹持器和用于向上拉动相应所述夹持器的两个拉力机构，两个所述拉力机构分别与两个所述夹持器相连，还包括如上所述的背架和用于将所述背架固定于人体上的绑带，两个所述拉力机构分别与所述背架的两个所述肩杆的前端相连。

本实用新型实施例通过设置两个夹持器、两个拉力机构、绑带和背架；使用时，通过绑带将背架安装在人体上，背架的承力带支撑在人体髋部，背架的两个肩杆分别延伸至人两肩的前端，两个拉力机构分别连接两个肩杆与两个夹持器，从而在搬运重物时，可以使用夹持器来夹持重物，并向经拉力机构上拉动重物，以减轻手臂的负载，减轻因反复搬运造成的手臂疲劳；而拉力机构将对夹持器的拉力传导至背架的肩杆，再经支架、承力带将该负载拉力传导至人体的髋体，减轻人体腰背部分受力，从而保护人员腰部、脊柱，减轻人的肌肉劳损和人体疲劳。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的背架的正视结构示意图；

图2是图1的背架的侧视结构示意图。

图3是本实用新型实施例二提供的背架的正视结构示意图；

图4是图3的背架的侧视结构示意图。

图5是本实用新型实施例三提供的背架的正视结构示意图；

图6是图5的背架的侧视结构示意图。

图7是本实用新型实施例四提供的背架的正视结构示意图；

图8是图7的背架的侧视结构示意图。

图9是本实用新型实施例五提供的背架的正视结构示意图；

图10是图9的背架的侧视结构示意图。

图11是本实用新型实施例六提供的背架的正视结构示意图；

图12是图11的背架的侧视结构示意图。

图13是本实用新型实施例七提供的背架中背架的正视结构示意图。

图14是本实用新型实施例提供的穿戴式辅助搬运装置使用时的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

实施例一：

请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的一种背架，包括承力带13、两个肩杆11和支架20，承力带13用于配合支撑于人体髋部，从而在背架10受力时，可以将该力传导到人体髋部。支架20的下端与承力带13相连，在使用时，支架20设在人体后背位置，两个肩杆11分别置于人体两肩上方；两个肩杆11分别由人体后背经两肩上方延伸至两肩前端，两个肩杆11的后端与支架20的上端相连。设置位于人体后背位置的支架20，在传导负载力时，可以使重物对人体向前的倾翻力矩的一部分由人体背部的接触力克服，进一步减轻腰部受力，同时通过支架20的矫正作用，在搬运过程中，可以阻止脊柱弯曲，使劳动者在人力搬运过程中保持脊柱姿势正确，以此保证劳动者的腰背的健康安全，减少职业伤病的发生。

该背架10在使用时，可以通过绳带等将肩杆11的前端与负载重物相连，从而人搬运重物起身时，会带动背架10向上移动，从而背架10的两个肩杆11向上拉动重物，从而减轻手臂的负载。而重物的大部分负载传送至肩杆11。这样，该重物的负载力没有从人体脊柱中传递，而是通过背架10建立了一个力传递“旁路”，经两肩杆11、支架20、承力带13传递至人体的髋部，减轻人体腰背部分受力，从而保护人员腰部。另外，由于重物悬挂于人体前方，其重力作用线与人体支撑点之间存在水平距离，重力会对背架10产生一个倾翻力矩，而且这个力矩在抬放重物时由于身体前倾会显著增大。使用该背架10时，该倾翻力矩的一部分由人体背部的接触力克服、一部分会由人体髋部产生的力矩来克服，减轻腰部受力，从而保护人员腰部、脊柱，减轻人的肌肉劳损和人体疲劳。

进一步地，本实施例中，承力带13为用于配合绑定于人体髋部的腰带。将承力带13设为腰带结构，既可以方便安装固定在人的髋部，同时可以起到承力支撑作用。在其它实施例中，承力带13也可以为与配合叉于人体两侧髋部的两个叉架结构，从而在将背架10安装在人体上时，两个叉架叉在人的髋部。在还有一些实施例中，承力带13也可以为U型架结构，在使用中时，直接架在人体的髋部。

进一步地，本实施例中，支架20呈Y型结构，支架20上端的两个自由端分别与两个肩杆11的后端相连。将支架20设置呈Y型结构，可以减小支架20覆盖人后背的面积，从而在佩戴时，可以更为透气，以提高使用的舒适性，同时可以减轻支架20的重量，进而降低对人的负担。另外，将支架20设置呈Y型结构，由于支架20呈Y型，其上端具有左右两个自由端，从而可以方便与两个肩杆11相连。同时方便与两个肩杆11相连。在其它实施例中，支架20也可以呈其它结构，如板状结构等。

进一步地，各肩杆11的后端与支架20的相应自由端铰接。将肩杆11的后端与支回的相应自由端铰接，可以使肩杆11可以向上进行一定幅度的摆动，进而方便穿戴。

进一步地，各肩杆11的前端安装有吊点112，以方便与绳索或支撑杆等结构相连。

更进一步地，支架20为伸缩架，以方便适应不同高度的人穿戴使用。

进一步地，支架20包括容置盒21和脊柱板22，脊柱板22的上端插装在容置盒21中，两个肩杆11分别与容置盒21的两侧相连，脊柱板22的下端与承力带13相连。设置容置盒21与脊柱板22，并将脊柱板22插装在容置盒21中，通过调节脊柱板22插入容置盒21中的深度，从而调节该支架20的长度。

进一步地，本实施例中，支架20的容置盒21的两侧分别安装有背板211，两个肩杆11分别与两个背板211相连。设置背板211，以方便与各肩杆11相连并支撑各肩杆11。同时背板211可以起到保护人的两肩胛部位的作用。

进一步地，脊柱板22上设有若干卡齿221，而容置盒21上安装有升降按钮212，当升降按钮212伸入脊柱板22上上的卡齿221中时，可以将脊柱板22锁定；而当升降按钮212从卡齿221中脱离时，脊柱板22可以在容置盒21中滑动，进而调节支架20的长度。

进一步地，该背架10还包括用于配合抵持人体脊柱的抵持机构25。设置抵持机构25，在搬运时，可以更好的防止避免人的脊柱弯曲，起到保护脊柱与腰部的作用。

进一步地，抵持机构25包括用于配合抵顶人体脊柱的弹性板255，弹性板255与支架20的下端铰接。使用弹性板255抵持人体脊柱，可以避免抵伤人的脊柱部位，提高使用的舒适性。进一步地，弹性板255可以使用柔性材料，外形与人体腰部曲线相符。

进一步地，本实施例中，承力带13为钢带结构，承力带13的两端安装的挂扣结构137，以便在安装时，可以将承力带13的两端相互扣合连接。在还有一些实施例中，腰带材质可以是布质、橡胶、钢带等柔性结构。

进一步地，承力带13呈倒锥型结构，以便承受竖直方向的载荷，提高穿戴的舒适性。

实施例二：

请参阅图3和图4，本实施例的背架10与实施例一的背架区别为：

该背架10还包括两个支撑杆15，两个支撑杆15的上端分别与两个肩杆11的前端铰接，两个支撑杆15的下端分别与承力带13相连。设置两个支撑杆15，在受力时，可以通过两个支撑杆15来承受与传递各肩杆11承受的负载力，从而可以减轻人背部的受力，并且还可以减轻负载力对支架20的力矩，使得搬运更为轻松。另外，使用两个支撑杆15将负载传递到承力带13的前侧，使承力带13紧贴腰部前侧，这样承力带13与髋部之间呈一种自锁的受力状态，具有较大的承载能力。同时承力带13对人体的作用力主要集中在髋部的后侧，此处肌肉比较发达，人体的舒适感比较好。

进一步地，各支撑杆15的上端安装有铰链151，铰链151与相应的肩杆11的前端相连。设置铰链151，以便支撑杆15可以相对于肩杆11移动，进而方便使用者活动上身。

进一步地，承力带13上安装有分别固定两个支撑杆15下端的两个插扣136。设置插扣136，以方便将支撑杆15的下端与承力带13铰接。

本实施例中，两个插扣136分别位于承力带13的两端部，从而使两个支撑杆15的下端与承力带13的两端相连，则在穿戴时，两个支撑杆15的下端位于人的前部。

本实施例的背架10的其它结构与实施例一的背架的其它结构相同，在此不再赘述。

实施例三：

请参阅图5和图6，本实施例的背架10与实施例二的背架区别为：

本实施例中，两个插扣136分别位于承力带13的两侧，从而使两个支撑杆15的下端与承力带13的两侧相连，则在穿戴时，两个支撑杆15的下端位于人的两侧。该结构可以提高人体活动自由度，人体下蹲和弯腰时不会受约束。

本实施例的背架10的其它结构与实施例二的背架的其它结构相同，在此不再赘述。

实施例四：

请参阅图7和图8，本实施例的背架10与实施例一的背架区别为：

本实施例中，支架20的下端与承力带13铰接，便支架20可以相对于承力带13上下摆动。从而在穿戴后，人在下蹲拾取重物过程中腰部可以适当的弯曲，以提高使用的舒适性。而在搬运重物时，绳带拉动肩杆11，带动支架20向前移动，而抵住人的后背，以起力传递使用。

进一步地，支架20的上端枢接有两个可左右摆动的转动杆205，两个转动杆205的上端延伸至人体肩部后侧，两个肩杆11分别与两个转动杆205的上端相连。从而各肩杆11可以在支架20左右摆动。则在人在下蹲时，或穿戴时，可以将两个肩杆11分别向人的两侧转动，以方便穿戴及下蹲。

进一步地，支架20的下端的两侧分别连接有支杆26，两个支杆26分别与承力带13的两侧铰接。从而通过两个支杆26将支架20的下端与承力带13铰接。该结构可以使支架20承受的负载力，直接作用在承力带13的两侧，使搬运更轻松。

更进一步地，该背架10还包括若干分别将各支杆26靠近支架20的一端与承力带13相连的拉簧27。由于拉簧27的作用，在人体身体前倾或弯腰拾取重物时，背架10对人体腰部提供一个补偿力矩，补偿人体自身重力对腰部的负载，使人体感觉轻松。

进一步地，各肩杆11呈管状结构，该背架10还包括分别穿过两个肩杆11与承力带13相连的两根拉绳28，各拉绳28与承力带13上于支架20下端对应的位置相连。当拉绳28与重物负载关联，当人抬起重物时拉绳28在背架10与承力带13之间形成一个扭矩，帮助人体脊柱恢复竖直状态，起身后拉绳28的力作用使支架20被约束，支架20与承力带13之间的旋转副不会有运动，这样使得重物产生的倾翻力矩会传递到承力带13上，而不会作用到人体脊柱上。

进一步地，本实施例中，支架20还包括上连接块201、下连接块202和并排设置的两根连杆203，上连接块201将两根连杆203的上端相连，下连接块202将两根连杆203的下端相连，两个转动杆205分别与上连接块201相连。该结构的支架20结构简单加工方便。

进一步地，本实施例中，两根支杆26分别与两根连杆203的下端相连，以便将支架20的下端通过支杆26枢接在承力带13上。

进一步地，各连接杆203可以为伸缩杆，以便调节支架20的长度。

进一步地，支架20还包括用于配合贴合人体脊柱的弹性抵持板204，弹性抵持板204的的两端分别与上连接块201和下连接块202相连。弹性抵持板204中部拱起，以便与人体脊柱贴合时能适应脊柱的形状变形，使脊柱均匀受力。

进一步地，两根连杆203分别与两根转动杆205相连，且各连杆203与相应的转动杆205是一体成型。该结构可以增加支架20的强度，同时方便加工制作。

进一步地，本实施例中，各转动杆205呈L型，以方便加工，及在上连接块201上转动。在其它实施例中，各转动杆205也可以呈其它形状。

本实施例的背架10的其它结构与实施例一的背架的其它结构相同，在此不再赘述。

实施例五：

请参阅图9和图10，本实施例的背架10与实施例四的背架区别为：

本实施例中，各肩杆11可向上摆动铰接在转动杆205上。该背架10还包括两个支撑杆15，两个支撑杆15的上端分别与两个肩杆11的中部铰接，两个支撑杆15的下端分别与承力带13的两侧铰接。在受力时，可以通过两个支撑杆15来承受与传递各肩杆11承受的负载力，从而可以减轻人背部的受力，并且还可以减轻负载力对支架20的力矩，使得搬运更为轻松。该结构中，支架20与承力带13之间有旋转自由度，在未加负载时可实现小幅度弯腰。当有负载时，由于杠杆作用，支架20会有一个恢复竖直状态的力矩，帮助起身。当负重行走搬运时，负载力和力矩会通过支架20和支撑杆15传递到承力带13上，减轻人体背部受到的压力。

进一步地，各支撑杆15的下端通过球铰155与承力带13相连，以便支撑杆15相对于承力带13可以更为灵活地转动。

进一步地，各支撑杆15的上部设有供人手肩穿过的连接环156。设置连接环156，可以更好的方便使用者穿戴，提高使用的舒适性。

进一步地，本实施例中，支架20的下端直接与承力带13铰接。

本实施例的背架10的其它结构与实施例四的背架的其它结构相同，在此不再赘述。

实施例六：

请参阅图11和图12，本实施例的背架10与实施例一的背架区别为：

本实施例中，抵持机构25包括垫块251和支撑轴252，支撑轴252安装于支架20上，从而将垫块251支撑在支架20上。垫块251用于配合抵顶人体脊柱，以起到保护作用。进一步地，垫块251采用柔性材料，外形与人体腰部曲线相符。

进一步地，支撑轴252通过螺纹安装在支架20上，以便调节垫块251与支架20间的距离，以适应不同身材的人使用。

进一步地，抵持机构25还包括用于抵持垫块251的弹力板253，弹力板253设于垫块251与脊柱板22之间，垫块251安装在弹力板253上，且弹力板253与脊柱板22铰接。设置弹力板253，以便垫块251更好的贴合人体腰部。

进一步地，各背板211上固定有背垫23，用于跟人体肩胛贴合，背垫23采用柔性材料，外形与人体背部曲线相符。

进一步地，承力带13包括尾椎板131和两个髋板132，两个髋板132分别与尾椎板131的左右两侧相连。脊柱板22的下端与尾椎板131相连。在穿戴使用时，尾椎板131位于人体尾椎部位，两个髋板132分别架于人体髋部两侧。

进一步地，尾椎板131上还安装有尾垫136，尾垫136与人体尾锥贴合，尾垫136采用柔性材料，外形与人体尾椎曲线相符。

进一步地，两个髋板132分别与尾椎板131的左右两侧铰接，而各髋板132的前端分别安装有卡钩结构，以便在穿戴时，将两个髋板132的前端相连，进而将承力带13安装在人的髋部。

进一步地，两个髋板132的前端分别安装有滑轮133，该背架10还包括两根锁绳134。进一步地，各肩杆11上滑动安装有用于拉动负载的拉力机构30，各锁绳134的一端用于连接拉力机构30的收卷锁定器32相连，另一端经支架20、穿过尾椎板131、一个髋板132并绕过该髋板132前端的滑轮133与该髋板132相连。如左侧的锁绳134一端与左侧的收卷锁定器32相连，该左侧锁绳134的另一端经支架20、尾椎板131并穿过左侧的髋板132，绕过该髋板132前端的滑轮133与该左侧髋板132相连。同理，右侧的锁绳134一端与右侧的收卷锁定器32相连，该右侧锁绳134的另一端经支架20、尾椎板131并穿过右侧的髋板132，绕过该髋板132前端的滑轮133与该右侧髋板132相连。而两个收卷锁定器32分别滑动安装在两个肩杆11上。从而在收卷锁定器32承受负载时，会在相应肩杆11上向前移动，从而拉动相应的锁绳134，进而带动两个髋板132相互靠近，以便抱紧在人体的髋部。本实施例中，肩杆11上安装有拉力机构30包括用来连接负载的绳带31和用来收卷绳带31的收卷锁定器32，而在绳带31受到负载力时，收卷锁定器32将绳带31锁定，以将绳带31锁定。在其它实施例中，肩杆11上也可以滑动安装有拉力块，拉块块用来与承受负载的索带相连，而锁绳134与拉力块相连，当索带受到负载力时，可以向前拉动拉力块，进而拉动锁绳134。

进一步地，各肩杆11上开设有配合安装相应拉力块32的滑槽111，两根锁绳134分别与收卷锁定器32相连。

进一步地，背架10还包括两个肩罩16，两个肩罩16分别安装在两个肩杆11上，以将分别将两个拉力块32罩住，既可以起到保护拉力块32的作用，又可以起到保护使用者的作用，防止拉力块32磕碰使用者。

进一步地，各肩杆11上安装有肩垫12，肩垫12使用柔性材料，以便支撑在人的肩部，从而在搬运时，人的肩部可以承受部分的负载。

本实施例的背架10的其它结构与实施例一的背架的其它结构相同，在此不再赘述。

实施例七：

请参阅图13，本实施例的背架10与实施例六的背架区别为：

本实施例中，各髋板132使用若干个裙板1321铰接而成。这种结构可以更好的穿戴在人体的髋部，并且可以更好的适应不同腰围大小的人，同时与人体接触力会更加均匀，提高穿戴舒适性。

本实施例的背架10的其它结构与实施例六的背架的其它结构相同，在此不再赘述。

本实用新型实施例还公开了一种穿戴式辅助搬运装置100，包括两个夹持器50、两个拉力机构30、背架10和绑带70；绑带70与背架10相连，用于将背架10固定于人体上；夹持器50用于夹持并支撑待搬运物体，在使用时，一般佩戴于人的手部，以方便搬运，避免重物直接压在手上，防止手部受伤。两个拉力机构30分别与背架10的两个肩杆11的前端相连，同时两个拉力机构30分别与两个夹持器50相连，用于向上拉动相应夹持器50，从而在夹持器50夹持并支撑重物时，可以向上拉动重物，减轻手臂的负载，减轻因反复搬运造成的手臂疲劳。而拉力机构30的承受的负载力，传递至相应的肩杆11，再传导至人体髋部，从而使重物的大部分负载被人体髋部承受，以减轻腰部负载，从而保护人员腰部。

通过设置两个夹持器50、两个拉力机构30、绑带70和背架10；使用时，通过绑带70将背架10安装在人体上，背架10的承力带13支撑在人体髋部，背架10的两个肩杆11分别延伸至人两肩的前端，两个拉力机构30分别连接两个肩杆11与两个夹持器50，从而在搬运重物时，可以使用夹持器50来夹持重物，并向经拉力机构30上拉动重物，以减轻手臂的负载，减轻因反复搬运造成的手臂疲劳；而拉力机构30将对夹持器50的拉力传导至背架10的肩杆11，再经支架20、承力带13将该负载拉力传导至人体的髋体，减轻人体腰背部分受力，从而保护人员腰部。

进一步地，各拉力机构30包括两端分别连接肩杆11与相应夹持器50的绳带31。使用绳带31作为拉力机构30，可以方便弯曲移动，从而方便手臂带动夹持器50移动。在其它实施例中，拉力机构30也可以使用拉杆结构，如将拉杆的上端与肩杆11通过铰链相连，而拉杆的下端与夹持器50相连，从而也可以起到力传送的作用。

进一步地，各拉力机构30还包括收卷锁定器32，收卷锁定器32安装于相应的肩杆11上。收卷锁定器32用于收卷绳带31并于绳带31受力时锁定该绳带31。设置收卷锁定器32，在绳带31不受力时，可以使绳带31自由伸长与收缩，以方便手臂活动；而在夹持器50固定住重物，向上拉动重物时，收卷锁定器32可以锁定住绳带31，以使绳带31可以受力负载的重力。

进一步地，绑带70为背带结构，以方便将背架10背在人身上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。