具有前手臂支持的人体工学设计电动手钻制造技术

一种具有手部、手腕及前手臂支撑体（５０）的电动手钻（１０）。此手钻（１０）是依人体工学设计，可降低因重覆使用造成伤害及累积性外伤的发生率，此手钻包括一壳体（１２），壳体背面（１２Ｂ）有一大致铅直的把手（３４）。此把手（３４）有一扳机开关（３５），若以中指按压，则位于上部把手支撑体（３０）上方的电池匣外壳（３８）会对内部电路（１４）供应电力，此电路会将电力分配以操作手钻（１０）。壳体下方部背面（１２Ｂ）上为该手部、手腕及前手臂的支撑体（５０）。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
技术范畴本专利技术是有关一种电动手工具，尤其是一种依人体工学设计而具有与手部、手腕及前手臂支撑体呈纵向对齐的壳体的电动手钻及类似工具。
技术介绍
最近的科学研究证明，许多手工具及类似装置本身对使用者所造成的伤害远比因意外及/或使用不当所造成的伤害来得严重，这里所指的伤害并不完全是使用者的错，反而是工具与装置的不当设计导致累积性的外伤，如腕小管症候群、腱鞘炎、「扳机指」、因缺血循环不良引起症(Inschem ia)、振动引起的白指和网球肘等。这些伤害通常是因工作上必需长时间重覆使用未依人体工学设计的工具所造成的，只有不要常使用会造成伤害的工具，而且仅使用经人体工学修正过并已将重覆使用的影响纳入考量的工具才能减少这类伤害的发生率，但减少使用频率对许多依靠该工具工作的人而言并不可行，因此开发较佳设计的手工具才是实际的解决的道。如以上所述，累积性的外伤是工具设计不当所造成的最重要伤害，而动力手工具如钻子、锯子、砂磨机(或喷砂器)及类似工具的设计更是不良，这些工具本身因为外壳、把手及/或握柄设计不平衡以致无法补偿用户手部、手腕或前手臂仅有的或甚至欠缺的支撑力，欠缺支撑力使得该工具无法以安全的握持方式长时间使用。使用时由于工具的重量与振动，因支撑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会自然弯曲，长时间使用下会引起多种潜在的工作伤害。为了这些潜在的伤害与肇因，必需对手部、手腕和前手臂结构之间的关系以及使用工具期间所施力量的情形加以说明。手部90、手指90A、手腕90B和前手臂90C如附图说明图17所示是包括骨骼90D、动脉90E、神经90F、韧带90G以及腱90H等的复杂结构。手指90A是靠前手臂90C里的肌肉而弯曲，这些肌肉藉由通过手腕里一管道的腱90H而连接到手指90A，该管道一边是由手背骨骼而另一边由横向腕骨韧带90G(屈肌支持带)所形成，生成的管道称为腕小管。许多解剖学上脆弱的结构(包括桡动脉90E与正中神经90F)即穿过此小管。沿着横向软骨韧带90G的外侧是尺骨动脉90E与尺骨神经90F，该动脉与神经从手腕内一小块称为豌豆骨90D的旁边通过。手腕的骨骼是连接至前手臂90C的两根长骨，即尺骨与桡骨。桡骨连接到手腕的「拇指边」，而尺骨则连接到手腕的「小指边」，手腕关节的构造使手部能够呈中间位置(N eutral Position)90I并仅能在两平面内移动，此两平面彼此是呈90°，如图18所示。第一平面允许掌侧弯曲90J，或呈反方向的背侧弯曲90K；第二移动平面是由手部90的尺骨侧偏向90L及桡骨侧偏向90M所阻成，前手臂的尺骨与桡骨连接至前手臂90C上部的肱骨，肱二头肌则连接至桡骨。当前手臂展开时肱二头肌会强力拉住桡骨而顶住肱骨，这个动作会在关节内部造成摩擦并生成热。肱二头肌本身是前手臂的屈肌，同时也是腕部的向外转肌，每当前手臂90C在肘部位置弯曲90°而手腕90B向外转动时，肱二头肌就会收缩并鼓起。此一动作使操持手工具者必需要有足够的支撑力才能维持手工具于固定高度。此外在使用任何手工具时，常需使手部同时向内转以控制工具的动作。不过想到此重覆性动作所造成的伤害后在设计手工具时就应该将这些影响纳入考虑。手指的屈肌腱通过手腕的腕小管，当手腕与前手臂对齐时，伤害的机会较小，但当手腕弯曲时，问题就会发生，特别是在掌侧弯曲90J时或尺骨侧偏向90L或两者都有的情况下尤为严重。连续使用腕小管中呈弯曲而隆起的腱会引起腱鞘炎，还即腱与其鞘发炎。俗称的「扳机指」是另一种腱鞘炎，是在有不当应力施于手部90、手腕90B或前手臂90C等食指以外的部位下过度使用食指以操控扳机开关而生成的。该通常会被导向食指的力道会偏向以补偿其于其他部位的必要性。「扳机指」的特征在于患者能够将其手指弯曲但却无法主动使其展开，该手指必需以被动方式伸直，伸直时可听到卡嗒的声音。此现象肇因于手指远端指骨(段)在中间指骨呈伸直状态时必需弯曲所致，要使这种伤害降到最低的方法之一在于利用拇指或中指而非食指来操作扳机开关(拇指是唯一一支被完全位在手掌内部强而短的肌肉所弯曲、外转并对立的手指)。这样是避免伤害的一种好方法，但此法在许多手工具的操作上并不可行，为适当控制某些手工具(尤其是以动力操作者)的动作方向，用户必需以拇指抓住该工具并支撑其重量。除了腱鞘炎以外，腕小管症候群也可能发生。腕小管症候群是一种因正中神经90F在其通过手腕90B腕小管的部位受到伤害所致。其症候群包括麻木、缺乏感觉与握持力、最后造成肌肉萎缩并丧失手部功能。这种病症发生在女性的情况比男性多三至十倍，显示男女之间在生理及解剖结构上的差异或者表示女性所从事的工作比较需要有重复弯曲手腕的动作。使用手工具时通常要避免如图18所示的尺骨侧偏向90L及桡骨侧偏向90M，桡骨侧偏向是使用手工具时连带产生的另一种会造成伤害的动作，此动作在合并有掌侧弯曲91J及背侧弯曲90K时会增加肘部桡骨头端及肱骨小头之间的压力，而利用一种接有支撑体的工具使该支撑体在工具使用时作为维持手部、手腕和前手臂平直状态的平面时，即可防止这些伤害性的动作。除了手部、手腕和前手臂支撑体之外，应将把手设计成符合手部自然角度倾斜的略向上前倾斜状态而且接触面积应够大，如此可把工具重量所带来的伤害性影响分散到较大面积，并将某些应力导向较不敏感的部位如拇指与食指之间的较强组织。把前述可大幅降低手部、手腕及前手臂伤害性动作的支撑体接在手工具上的原因是要设计出使用安全的工具，藉由降低对身体的需要以将支撑力重新导向不需要该支撑力的地方，则高应力部位会接收此力道而以无伤害的方式动作。手部90、手腕90B及前手臂90C则因该支撑件强迫维持立面抓握(Straight-plane grip)状态也会获取一部份强度。本专利技术的设计具有一手钻壳体，其钻头的纵轴与前手臂和抓持壳体把手的拳头所形成的纵轴是呈对齐的状态。此纵向对齐的设计连同手部、手腕及前手臂支撑体可防止手部和手腕之间不正常的角向移位和旋转移位，并有助于降低上述问题到最低程度。如上所述，在本专利技术可消除因使用工具时手腕弯曲所生成的过多应力，并在需要拉动扳机时把必要的力道导向食指。经检索在先技术之后并未发现有任何专利文献已揭示本案申请专利范围所请内容，但以下是数项与本专利技术较为相关的美国专利< >Lee是新式样第326,597号专利公开一种动力螺丝钳的设计，特征在于延伸的工作臂前端有一可作360度旋转的握持部，其电源开关位于把手前方，是由食指启动。自该把手下后方延伸有一只杆体，杆体背部设一只手臂支撑物及可调式手臂带。Berry等人在EP84105047.9专利案中提出一种用于手工具(如动力手钻)的球根状手把，其具有一上部缺口使拇球能够放在该缺口里。该手把前方还具有一上位凹槽及一下位边，使手部三支手指能够舒适地围住手把。当手把呈握持状态时，手部所生成的压缩力会均匀地分散到整个手掌，使手工具能够维持在持平状态而达到最大的杠杆效果。Cam eron等人的第2,525,588号专利揭示一种携带式手钻，其特征在于手钻前方壳体里的通道内装设一只电灯泡，目的将光线导向钻孔处及工作的地方。该灯泡尚包括一只可摘式帽体及一聚焦镜头。Paul的第712,843号专利公开一种气压式甘蔗切割本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有前手臂支持的人体工学设计电动手钻，包括：ａ）一手钻壳体，具有一正面、一背面及一底面，壳体内有一由内附的电路所启动的电动马达，从该壳体底面延伸出一把手，当用户抓持该把手时，手部的纵轴与一只插入一手钻夹头的钻头的纵轴对齐，该夹头是由 该壳体的正面突出并由该电动马达所启动，及ｂ）一手部、手腕及前手臂支撑体，可由该手钻壳体的背面展开，此支撑体若呈展开状，则手腕与前手臂在使用该手钻时是与手部及手钻钻头对齐。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乔治希林杰，
申请(专利权)人：乔治希林杰，
类型：发明
国别省市：US[美国]