【記者何依庭報導】在搬運重物時手部會呈固定姿勢,長久下來易造成肌肉骨骼傷害風險。僑光科技大學團隊張意昀、賴彥瑾、蔡智翔以作品「支持帶輔助被動式搬運外骨骼」,設計可固定長度的支持帶分散上肢重量,榮獲2024第十八屆波蘭國際發明展金牌獎。
僑光科大張意昀、賴彥瑾、蔡智翔的作品受到國家科學及技術委員會補助,及民間企業在技術與經費的全力支持。 圖/張意昀提供
張意昀說:「我們觀察到勞力工作者在搬運過程中,手部常會拿著重物,並維持固定姿勢承重一段時間。」團隊希望利用支持帶將物品重量轉移到背部和下肢,減少手腕和手臂的負擔。對於需要長時間固定姿勢搬運的工作者,提供有效的外部支持,降低職業傷害。
考量人體負荷,穿戴者提起的重物目前設定在23公斤重以內,以測試模型是否能有效分散負重。 圖/張意昀提供
支持帶輔助被動式搬運外骨骼共有兩個連接點,一邊連接手腕,另一邊連接背板。支持帶透過腕部將手肘所受的力傳遞到背板,而背板的力量再傳遞到下肢,達到分散負荷的目的。搬運重物時因上肢長時間承受重量,造成肌肉骨骼的傷害,故他們透過限制支持帶的拉伸彈性範圍,使手肘的動作正好被限縮在90度,無法過度彎曲,以達到重量傳遞的效果,降低手部承重疲勞。
外骨骼的尺寸需要參考實際身長以確保穩定性,在設計時會盡量避免脊椎碰到背板,讓使用者在活動時更為靈活。 圖/張意昀提供
張意昀說明目前支持帶輔助被動式搬運外骨骼尚在設計階段,以3D列印方式製作模型,「未來我們會使用鋁合金或碳纖維打造。」他們考量到勞工對價格便宜的需求,表示將會以模組化生產幾款固定尺寸的外骨骼,以利市場普及。並且團隊預計將針對不同勞力工作需求,設計符合左右手動作的手臂式外骨骼。
目前團隊以3D列印製作模型,在弧形設計的建模上較為困難,需要花費較多時間研究繪製背板。 圖/張意昀提供
科技廠技術員林小姐(化名)表示自己曾因為不當姿勢搬運重物半年導致肩膀肌肉受傷,搬運重物若沒有正確施力方式,很容易造成肌肉骨骼傷害。鋼鐵公司現場主管何先生(化名)則指出這款產品的支持帶以手掌虎口作為受力支點,他認為長期使用仍會造成手部疲勞與受傷,應改成覆蓋手掌式的支持帶更佳。此外他也提到重物搬運最容易受傷的地方是腰部,這款產品若希望改善勞工的職業傷害,可以考慮將支持帶延伸包覆到臀部與腿部,使重量轉移時不需透過腰部發力。
支持帶透過腕部轉移手部承重,降低手臂與手腕因力量集中造成的肌肉傷害風險。 圖/張意昀提供