具有前手臂支持的人體工學設計電動手鉆制造技術

一種具有手部、手腕及前手臂支撐體（５０）的電動手鉆（１０）。此手鉆（１０）是依人體工學設計，可降低因重覆使用造成傷害及累積性外傷的發(fā)生率，此手鉆包括一殼體（１２），殼體背面（１２Ｂ）有一大致鉛直的把手（３４）。此把手（３４）有一扳機開關（３５），若以中指按壓，則位于上部把手支撐體（３０）上方的電池匣外殼（３８）會對內部電路（１４）供應電力，此電路會將電力分配以操作手鉆（１０）。殼體下方部背面（１２Ｂ）上為該手部、手腕及前手臂的支撐體（５０）。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
技術范疇本專利技術是有關一種電動手工具，尤其是一種依人體工學設計而具有與手部、手腕及前手臂支撐體呈縱向對齊的殼體的電動手鉆及類似工具。
技術介紹
最近的科學研究證明，許多手工具及類似裝置本身對使用者所造成的傷害遠比因意外及/或使用不當所造成的傷害來得嚴重，這里所指的傷害并不完全是使用者的錯，反而是工具與裝置的不當設計導致累積性的外傷，如腕小管癥候群、腱鞘炎、「扳機指」、因缺血循環(huán)不良引起癥(Inschem ia)、振動引起的白指和網球肘等。這些傷害通常是因工作上必需長時間重覆使用未依人體工學設計的工具所造成的，只有不要常使用會造成傷害的工具，而且僅使用經人體工學修正過并已將重覆使用的影響納入考量的工具才能減少這類傷害的發(fā)生率，但減少使用頻率對許多依靠該工具工作的人而言并不可行，因此開發(fā)較佳設計的手工具才是實際的解決的道。如以上所述，累積性的外傷是工具設計不當所造成的最重要傷害，而動力手工具如鉆子、鋸子、砂磨機(或噴砂器)及類似工具的設計更是不良，這些工具本身因為外殼、把手及/或握柄設計不平衡以致無法補償用戶手部、手腕或前手臂僅有的或甚至欠缺的支撐力，欠缺支撐力使得該工具無法以安全的握持方式長時間使用。使用時由于工具的重量與振動，因支撐工具重量的手腕及前手臂力量不足以致手部在手腕的位置會自然彎曲，長時間使用下會引起多種潛在的工作傷害。為了這些潛在的傷害與肇因，必需對手部、手腕和前手臂結構之間的關系以及使用工具期間所施力量的情形加以說明。手部90、手指90A、手腕90B和前手臂90C如附圖說明圖17所示是包括骨骼90D、動脈90E、神經90F、韌帶90G以及腱90H等的復雜結構。手指90A是靠前手臂90C里的肌肉而彎曲，這些肌肉藉由通過手腕里一管道的腱90H而連接到手指90A，該管道一邊是由手背骨骼而另一邊由橫向腕骨韌帶90G(屈肌支持帶)所形成，生成的管道稱為腕小管。許多解剖學上脆弱的結構(包括橈動脈90E與正中神經90F)即穿過此小管。沿著橫向軟骨韌帶90G的外側是尺骨動脈90E與尺骨神經90F，該動脈與神經從手腕內一小塊稱為豌豆骨90D的旁邊通過。手腕的骨骼是連接至前手臂90C的兩根長骨，即尺骨與橈骨。橈骨連接到手腕的「拇指邊」，而尺骨則連接到手腕的「小指邊」，手腕關節(jié)的構造使手部能夠呈中間位置(N eutral Position)90I并僅能在兩平面內移動，此兩平面彼此是呈90°，如圖18所示。第一平面允許掌側彎曲90J，或呈反方向的背側彎曲90K；第二移動平面是由手部90的尺骨側偏向90L及橈骨側偏向90M所阻成，前手臂的尺骨與橈骨連接至前手臂90C上部的肱骨，肱二頭肌則連接至橈骨。當前手臂展開時肱二頭肌會強力拉住橈骨而頂住肱骨，這個動作會在關節(jié)內部造成摩擦并生成熱。肱二頭肌本身是前手臂的屈肌，同時也是腕部的向外轉肌，每當前手臂90C在肘部位置彎曲90°而手腕90B向外轉動時，肱二頭肌就會收縮并鼓起。此一動作使操持手工具者必需要有足夠的支撐力才能維持手工具于固定高度。此外在使用任何手工具時，常需使手部同時向內轉以控制工具的動作。不過想到此重覆性動作所造成的傷害后在設計手工具時就應該將這些影響納入考慮。手指的屈肌腱通過手腕的腕小管，當手腕與前手臂對齊時，傷害的機會較小，但當手腕彎曲時，問題就會發(fā)生，特別是在掌側彎曲90J時或尺骨側偏向90L或兩者都有的情況下尤為嚴重。連續(xù)使用腕小管中呈彎曲而隆起的腱會引起腱鞘炎，還即腱與其鞘發(fā)炎。俗稱的「扳機指」是另一種腱鞘炎，是在有不當應力施于手部90、手腕90B或前手臂90C等食指以外的部位下過度使用食指以操控扳機開關而生成的。該通常會被導向食指的力道會偏向以補償其于其他部位的必要性。「扳機指」的特征在于患者能夠將其手指彎曲但卻無法主動使其展開，該手指必需以被動方式伸直，伸直時可聽到卡嗒的聲音。此現(xiàn)象肇因于手指遠端指骨(段)在中間指骨呈伸直狀態(tài)時必需彎曲所致，要使這種傷害降到最低的方法之一在于利用拇指或中指而非食指來操作扳機開關(拇指是唯一一支被完全位在手掌內部強而短的肌肉所彎曲、外轉并對立的手指)。這樣是避免傷害的一種好方法，但此法在許多手工具的操作上并不可行，為適當控制某些手工具(尤其是以動力操作者)的動作方向，用戶必需以拇指抓住該工具并支撐其重量。除了腱鞘炎以外，腕小管癥候群也可能發(fā)生。腕小管癥候群是一種因正中神經90F在其通過手腕90B腕小管的部位受到傷害所致。其癥候群包括麻木、缺乏感覺與握持力、最后造成肌肉萎縮并喪失手部功能。這種病癥發(fā)生在女性的情況比男性多三至十倍，顯示男女之間在生理及解剖結構上的差異或者表示女性所從事的工作比較需要有重復彎曲手腕的動作。使用手工具時通常要避免如圖18所示的尺骨側偏向90L及橈骨側偏向90M，橈骨側偏向是使用手工具時連帶產生的另一種會造成傷害的動作，此動作在合并有掌側彎曲91J及背側彎曲90K時會增加肘部橈骨頭端及肱骨小頭之間的壓力，而利用一種接有支撐體的工具使該支撐體在工具使用時作為維持手部、手腕和前手臂平直狀態(tài)的平面時，即可防止這些傷害性的動作。除了手部、手腕和前手臂支撐體之外，應將把手設計成符合手部自然角度傾斜的略向上前傾斜狀態(tài)而且接觸面積應夠大，如此可把工具重量所帶來的傷害性影響分散到較大面積，并將某些應力導向較不敏感的部位如拇指與食指之間的較強組織。把前述可大幅降低手部、手腕及前手臂傷害性動作的支撐體接在手工具上的原因是要設計出使用安全的工具，藉由降低對身體的需要以將支撐力重新導向不需要該支撐力的地方，則高應力部位會接收此力道而以無傷害的方式動作。手部90、手腕90B及前手臂90C則因該支撐件強迫維持立面抓握(Straight-plane grip)狀態(tài)也會獲取一部份強度。本專利技術的設計具有一手鉆殼體，其鉆頭的縱軸與前手臂和抓持殼體把手的拳頭所形成的縱軸是呈對齊的狀態(tài)。此縱向對齊的設計連同手部、手腕及前手臂支撐體可防止手部和手腕之間不正常的角向移位和旋轉移位，并有助于降低上述問題到最低程度。如上所述，在本專利技術可消除因使用工具時手腕彎曲所生成的過多應力，并在需要拉動扳機時把必要的力道導向食指。經檢索在先技術之后并未發(fā)現(xiàn)有任何專利文獻已揭示本案申請專利范圍所請內容，但以下是數項與本專利技術較為相關的美國專利< >Lee是新式樣第326,597號專利公開一種動力螺絲鉗的設計，特征在于延伸的工作臂前端有一可作360度旋轉的握持部，其電源開關位于把手前方，是由食指啟動。自該把手下后方延伸有一只桿體，桿體背部設一只手臂支撐物及可調式手臂帶。Berry等人在EP84105047.9專利案中提出一種用于手工具(如動力手鉆)的球根狀手把，其具有一上部缺口使拇球能夠放在該缺口里。該手把前方還具有一上位凹槽及一下位邊，使手部三支手指能夠舒適地圍住手把。當手把呈握持狀態(tài)時，手部所生成的壓縮力會均勻地分散到整個手掌，使手工具能夠維持在持平狀態(tài)而達到最大的杠桿效果。Cam eron等人的第2,525,588號專利揭示一種攜帶式手鉆，其特征在于手鉆前方殼體里的通道內裝設一只電燈泡，目的將光線導向鉆孔處及工作的地方。該燈泡尚包括一只可摘式帽體及一聚焦鏡頭。Paul的第712,843號專利公開一種氣壓式甘蔗切割本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有前手臂支持的人體工學設計電動手鉆，包括：ａ）一手鉆殼體，具有一正面、一背面及一底面，殼體內有一由內附的電路所啟動的電動馬達，從該殼體底面延伸出一把手，當用戶抓持該把手時，手部的縱軸與一只插入一手鉆夾頭的鉆頭的縱軸對齊，該夾頭是由 該殼體的正面突出并由該電動馬達所啟動，及ｂ）一手部、手腕及前手臂支撐體，可由該手鉆殼體的背面展開，此支撐體若呈展開狀，則手腕與前手臂在使用該手鉆時是與手部及手鉆鉆頭對齊。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：喬治希林杰，
申請(專利權)人：喬治希林杰，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]