新设计行走助理器 |
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| 申请号 | CN201180010171.7 | 申请日 | 2011-02-14 | 公开(公告)号 | CN102791161B | 公开(公告)日 | 2016-08-03 |
| 申请人 | 加里·L·施罗德; 弗兰克·西弗; 苏旺; | 发明人 | 加里·L·施罗德; 弗兰克·西弗; 苏旺; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了涉及新型行走助理器的设计，比如拐杖或者肘拐。这种设计使得行走助理器在掉到地上后更容易被捡起来。其特征在于此发明装置设计包括一个超过一尺长的长形的主体，一个与这个长形的主体相连接的活动臂，一个电源，以及第一个感应器，这个感应器可以测量这个行走助理器的方位并且根据测出的方位产生一个 电子 信号 ，这个电子信号可以成为驱动这个活动臂的控制因素之一。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种行走助理器装置,其特征在于此装置包括: |
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| 说明书全文 | 新设计行走助理器技术领域[0001] 本发明涉及新型行走助理器的设计，比如拐杖或者肘拐。这种设计使得行走助理器在掉到地上后更容易被捡起来。 背景技术[0002] 当前许多人需要使用类似于拐杖或者肘拐这样的行走助理器来帮助他们行走。行走助理器可能从用户的手上掉到地上，也可能从摆放的地方掉到地上。一旦掉到地上，行走助理器可能很难被捡起来，因为这需要用户弯腰到地上去捡。一般来说，那些需要使用拐杖或者肘拐来行走的人是那些身体状况虚弱或病残的人。弯腰到地上去捡东西对他们来说也许很困难，也许根本就不可能。 [0003] 以前曾经有过一些解决这个问题的试图。比如美国专利US5826605，US6039064，和US6068007描述了一种设计。这个设计使用一系列复杂的机械装置来在拐杖或者肘拐掉到地上的时候触发一个机械臂升起来。这种设计的缺陷是它过于复杂，涉及太多的机械部件，而且不是很可靠。专献文章“智能行走杖”记录了另外一个试图解决这个问题的方法。这篇文章记录了一个带有三个侧杆的行走杖，这三个侧杆可以象伞的骨架一样围着行走杖张开。张开的机制是用语音控制的。当用户说出一句话同一个预先录制的语音信号相吻合的时候，这三个侧杆就会张开，结果就是两个侧杆撑着地将行走杖支起来，第三个侧杆伸在空中便于用户将其捡起。这种设计需要复杂的语音识别系统，在嘈杂的环境里有可能会无法操纵，比如在马路上或者是在商场里。而且，这种设计需要在行走杖上安装三个侧杆，使得行走杖的设计非常复杂臃肿。 [0004] 综上所述，市场上显然需要一个改进的新型行走助理器设计使得其在落地后容易被行动不便的用户捡起来。 发明内容[0005] 本发明的目的正是为了解决上述现有技术中的不足，提供一个改进的行走助理器装置使得其在落地后容易被行动不便的用户捡起来。 [0006] 本发明是通过下述技术方案予以实现的： [0007] 一个行走助理器装置，其特征在于此装置包括一个超过一尺长的长形的主体；一个与这个长形的主体相连接的活动臂；一个电源；以及第一个感应器，这个感应器可以测量这个行走助理器的方位并且根据测出的方位产生一个电子信号，这个电子信号可以成为驱动这个活动臂的控制因素之一。 [0008] 本发明的另一个技术方案是： [0009] 一个可以安装到行走助理器上的组件装置，其特征在于此装置包括一个活动臂；一个电源；以及第一个感应器，这个感应器可以测量这个行走助理器的方位并且根据测出的方位产生一个电子信号，这个电子信号可以成为驱动这个活动臂的控制因素之一。 [0010] 所述行走助理器装置或组件装置还可以包括一个电动马达和一个微电子处理器，这个电动马达和这个微电子处理器以电信号相连接，这个微电子处理器以第一个感应器所产生的电子信号为一个控制因素来控制这个电动马达。所述行走助理器装置或组件装置还可以包括一个计时器，这个微电子处理器以这个计时器的输出信息为一个控制因素来控制这个电动马达。所述行走助理器装置或组件装置还可以包括第二个感应器，这个第二个感应器可以测量活动臂的旋转位置，这个微电子处理器以这个第二个感应器的输出信息为一个控制因素来控制这个电动马达。所述行走助理器装置或组件装置还可以包括一个锁扣装置，第一个感应器所产生的电子信号可以作为一个控制因素来打开这个锁扣装置。所述行走助理器装置或组件装置还可以包括一个弹簧，这个弹簧可以在锁扣装置打开的时候驱动活动臂。所述行走助理器装置或组件装置还可以包括一个平衡锤，这个平衡锤可以在锁扣装置打开的时候驱动活动臂。所述行走助理器装置或组件装置还可以包括一个摩擦驱动系统。所述行走助理器装置或组件装置还可以包括第一个齿轮和第二个齿轮彼此接触，第一个齿轮小于第二个齿轮，第一个齿轮和第二个齿轮其中至少一个的表面涂有橡胶。所述行走助理器装置或组件装置还可以包括一个旋转止档。所述行走助理器装置或组件装置还可以包括第一个齿轮和第二个齿轮彼此接触，第一个齿轮小于第二个齿轮，第二个齿轮可以通过一个输出传动轴来驱动活动臂。所述行走助理器装置或组件装置还可以包括第一个齿轮和第二个齿轮，这两个齿轮通过一个正时皮带传动，第一个齿轮小于第二个齿轮，第二个齿轮可以通过一个输出传动轴来驱动活动臂。所述行走助理器装置或组件装置还可以包括一个弹簧，这个弹簧连着活动臂和一个驱动活动臂的装置。 [0011] 本发明的第3个技术方案是： [0012] 一种操作一个行走助理器的方法，其特征是，包括以下步骤：使用第一个感应器来测量这个行走助理器的方位；使用第二个感应器来测量一个活动臂的旋转位置；使用一个微电子处理器基于行走助理器的方位或活动臂的旋转位置来控制一个电动马达；以及使用这个电动马达来驱动这个活动臂。 [0013] 所述操作一个行走助理器的方法还包括以下步骤：测量通过电动马达的电流水平，如果电流水平超过一个预定的标准就改变电动马达的旋转方向。所述操作一个行走助理器的方法还包括以下步骤：在一个预定的时间延迟之后再一次测量这个行走助理器的方位。 [0014] 本发明的有益效果是：当行走助理器落到地上后，用户不需要太弯腰也可以把行走助理器从地上捡起来，避免了现有技术中需要用户弯腰到地上去捡起行走助理器的弊端，达到方便用户的目的。对于弯腰行动不方便的用户尤其有益。附图说明 [0015] 图1是实现本发明的一种设计的机动系统的示意图； [0016] 图2是实现本发明的另一种设计的侧视图； [0017] 图3是实现本发明的另一种设计的侧视图； [0018] 图4是依据实现本发明的一种设计的活动臂的各种可能伸展位置； [0019] 图5是实现本发明的另一种设计的示意图； [0020] 图6是实现本发明的一种方法的示意性流程图，显示实现驱动活动臂的一些可能步骤； [0021] 图7是实现本发明的一种设计的机动系统的示意图； [0022] 图8是实现本发明的另一种设计的侧视图； [0023] 图9是实现本发明的一种带有摩擦驱动系统的机动系统的示意图； [0024] 图10是实现本发明的另一种带有摩擦驱动系统的设计的示意图； [0025] 图11是实现本发明的一种设计的机动系统的示意图； [0026] 图12是实现本发明的另一种设计的侧视图。 具体实施方式[0027] 这一部分将结合附图进一步介绍本发明内容以及本发明的各种可能的实现方法和系统。 [0028] 本发明提供的是改进的行走助理器装置的设计。行走助理器装置可能是拐杖，或者肘拐，或者其他帮助行走的用具。行走助理器装置通常有个超过一尺的长形的主体。根据本发明的一种实现方法，我们提出在行走助理器装置上安装一个可以测量行走助理器方位的感应器。这个测量方位的感应器可以是加速度计，或者是类似陀螺仪的速率传感器。一个两轴或是三轴的加速度计可以感受到两到三个方向的重力信息。加速度计在两到三个方向测量到的重力信息可以用来计算一个物体相对于地面的角度。重力信息在这些方向上的变化可以用来计算一个物体相对于地面的方位的变化。多个单轴加速度计组合在一起可以起到类似于一个多轴加速度计的作用。基于对于重力在多个方向上的测量，加速度计可以较为准确地测出一个物体相对于地面的方位。它可以测量到一个行走助理器是处于垂直状态还是水平状态，而且如果是水平状态，那一面朝上那一面朝下。它还可以测出行走助理器处于垂直和水平之间的角度。加速度计会产生代表这些测量信息的电子信号。加速度计之外的其他测量方位的感应器也可以用在本发明中来达到类似的效果。这些类似的设计都在本发明的范畴之内。行走助理器中还带有一个电源来给感应器供电。行走助理器还带有至少一个活动臂。 [0029] 根据本发明的一种实现方法，当依据本发明设计的行走助理器装置落到地上的时候，测量方位的感应器测出行走助理器长形主体的方位，比如是大约平行于地面或是垂直于地面。行走助理器长形主体的方位就代表着行走助理器的方位。如果测到的方位是距离水平面的一定角度范围之内，这就意味着行走助理器很可能已经落到地上，那么测量方位的感应器就可以产生电子信号来促使活动臂旋转升起。这个电子信号可以成为驱动这个活动臂的控制因素之一。这个容许的角度范围是考虑到行走助理器即便是落地也不一定完全水平，因为行走助理器可能会掉在一样物体上，也有可能会掉在一个不平的表面上。如果行走助理器的活动臂有一尺长或更长，那么助理器的用户就可以不需要太弯腰就抓住它。一个更合适的活动臂长度是大约两尺长。因为活动臂是连着行走助理器的，所以用户抓着活动臂就可以把行走助理器提起来。用测量方位感应器产生的电子信号来促使活动臂升起有多种不同的实现方法。根据本发明的一种实现方法，测量方位感应器产生的电子信号被送到一个微电子控制器里。微电子控制器根据这些电子信号来控制活动臂的活动。以下会对这种实现方法作更详细的介绍。 [0030] 根据本发明的一种实现方法，活动臂的活动端装有一个协助手抓的结构。协助手抓的结构可以帮助抓住活动臂来提起行走助理器。协助手抓结构的一种设计是一个可以装在活动臂活动端的橡胶物体，比如各种形状的橡胶球。协助手抓结构的另一种设计是将活动臂活动端做成一种特定的形状，比如圆圈，螺旋形，或T形以便于手抓。协助手抓结构还可以加上反光材料以便于在暗处被看见。 [0031] 根据本发明的另一种实现方法，活动臂被一个锁扣锁在一个与行走助理器的长形主体大体平行的位置。测量方位的感应器产生的电子信号可以打开这个锁扣。一旦锁扣被打开，一个弹簧或者平衡锤就可以将活动臂旋转升起来。弹簧可以是螺旋式弹簧也可以是其他类型的弹簧。弹簧的一边连着行走助理器，另一边连着活动臂，将活动臂拉向一个升起的位置。一般情况下，锁扣将活动臂锁在一个与行走助理器的长形主体大体平行的位置。一旦锁扣被打开，弹簧就会将活动臂拉向一个升起的位置。在行走助理器被捡起来之后，用户可以将活动臂再推回一个与行走助理器的长形主体大体平行的位置。平衡锤可以起到与弹簧类似的作用。在这种设计里，活动臂被装在一个轴承上。在活动臂靠近轴承的一端装有一个平衡锤。平衡锤的重量需要能够把活动臂远离轴承的一端抬起来。一般情况下，锁扣抗拒平衡锤的重力将活动臂锁在一个与行走助理器的长形主体大体平行的位置。一旦锁扣被打开，平衡锤就会将活动臂拉向一个升起的位置。测量方位的感应器产生的电子信号可以作为一个控制因素来打开这个锁扣装置。这里提到的锁扣装置，弹簧，和平衡锤既可以直接安装在一个行走助理器上，也可以安装在一个组件装置里。这个组件装置再安装在行走助理器上。打开这个锁扣有多种方法。比如说电子信号可以操纵一个电动马达来打开这个锁扣，电子信号也可以操纵一个电磁设备来打开这个锁扣。测量方位的感应器产生的电子信号可以促使一个电流通过一个电磁设备。一旦有了电流，电磁设备就可以产生电磁场来打开锁扣。 [0032] 活动臂最好重量偏轻，这样它就可以相对容易地被升起来。活动臂可以是坚硬的也可以是有弹性的。根据本发明的一种实现方法，活动臂由一种类似于橡胶或是碳素纤维材料制成，既有足够的坚硬程度来保持直线形状，也有足够的弹性使得它在碰到物体后可以弯曲以避免损害。 [0033] 图1是实现本发明的一种设计的机动系统驱动活动臂的示意图。机动系统是一系列用来驱动活动臂的零件的组合。本发明说明书将对多种不同的机动系统加以描述。按照本发明的一种实现方法，活动臂109被一个带有电动马达102的机动系统所驱动。电动马达102被一个微电子处理器和一个测量方位的感应器所控制。电动马达102的轴承上装有一个伞齿轮103。伞齿轮103驱动一个装在输出传动轴116上的比伞齿轮103更大的伞齿轮106。活动臂109由一个夹钳固定装置108连接在输出传动轴116上。螺钉110和112将输出传动轴116和活动臂109固定到夹钳固定装置108上。上轴承105和下轴承107协助输出传动轴116的转动。电动马达102的输出旋转速度可以调节，比如说可以调到每分钟45转。更大的伞齿轮106通过降低旋转速度来增加输出传动轴116的转力。比如更大的伞齿轮106将旋转速度降低三倍，那么输出传动轴116的转速就是大约每分钟15转，这样活动臂109就会在一秒钟内转大约九十度。如果活动臂109处在一个大约同地面平行的位置，那么在垂直旋转九十度后，它就会处在一个和地面大约垂直的位置。 [0034] 根据本发明的另一种实现方法，输出传动轴116上连接着另一个感应器104。这个第二个感应器104可以是一个电位计。一个类似于电位计的感应器可以测量活动臂109的旋转位置，并且产生一个电子信号来显示活动臂109的旋转位置。这个第二个感应器所产生的电子信号和测量方位的感应器所产生的电子信号都可以被微电子处理器用来做为驱动电动马达102以及活动臂109的控制因素之一。微电子处理器和电动马达以电信号相连接。 [0035] 根据本发明的一种实现方法，图1所示的电机和齿轮系统可以安装到拐杖，肘拐，或者其他行走助理器内部，从而形成一个改进的行走助理器装置。一个类似于拐杖或者肘拐的行走助理器往往有足够的内部空间来容纳一个电机和齿轮系统。外壳101显示一个改进的行走助理器的一部分，电机和齿轮系统安装在其中。活动臂109安装在外壳之外，可以是接近行走助理器的一个表面，这样活动臂109就可以随着输出传动轴116旋转。根据本发明的另一种实现方法，电机和齿轮系统可以安装在一个单独的外壳之中，再接上活动臂以形成一个独立的组件装置。这个独立的组件装置可以被安装到拐杖，肘拐，或者其他行走助理器上从而形成一个改进的行走助理器。通过这些不同的实现方法，用户既可以选择购置一个各个部件都集合装在一起的改进的行走助理器，或者如果用户已经有了一个拐杖或肘拐，也可以选择只购置一个独立组件，然后将独立组件安装到现有的行走助理器上以形成一个改进的行走助理器。 [0036] 图2是实现本发明的另一种设计的侧视图。根据这种实现方法，活动臂204由一个固定装置205固定在一个机动系统上。机动系统作为一个独立组件安装在外壳203的内部。一个同机动系统相连接的电源系统安装在外壳202的内部。整个独立组件安装在行走助理器201上。图3是实现本发明的另一种设计的侧视图。根据这种实现方法，活动臂303做为独立组件装置305的一部分连接在独立组件装置305的主体上，并且可以相对于独立组件305的主体旋转。独立组件装置305可以包括活动臂303，一个机动系统，一个可以测量方位的感应器，一个微电子处理器，和一个电源。独立组件装置305还可以包括另一个感应器用来测量活动臂303的旋转位置。电源开关301可以装在独立组件305上打开和关上电源。独立组件 305还可以装有一低电源显示器302来在电源供电不足的时候提供警告。独立组件305可以装在行走助理器304上以形成一个改进的行走助理器。 [0037] 图4是依据实现本发明的一种设计的活动臂的各种可能伸展位置。如果测量方位的感应器测到改进的行走助理器401处于大体垂直于地面的位置，它就将活动臂403保持在一个与行走助理器401大体平行的位置。行走助理器401可以设计成一定的形状来确保在它掉到地上的时候，最有可能的是它的左边或是右边之间有一边会停在地面上。比如行走助理器401的顶部或是把手部分可以做成“U″形，“T″形，或是“Γ”形，这种物理形状就决定了在行走助理器401掉到地上的时候，只有它的左边或是右边能够稳定地停在地面上。还有可能的是假如没有一个特定形状的顶部或是把手，行走助理器401可以整体设计成一个大致扁平的形状，或者在两个相对的边上有两个平的表面，这样在它掉到地上的时候，只有它的左边或是右边能够稳定地停在地面上。当行走助理器401掉到地上并且它的左边停在地面上的时候，安装在行走助理器上的测量方位的感应器，比如一个多轴的加速度计，不仅能够测量到行走助理器401现在是处于水平而不是垂直的状态，而且还能够测量到是行走助理器的左边朝下停在地上。一旦感应器测量到行走助理器401落地而且是左边朝下，它就会产生电子信号来导致活动臂向右旋转进入垂直伸展位置402。当处于垂直伸展位置402的时候，活动臂403可以被用户不需要太弯腰就捡起来。同样的，如果助理器401掉到地上并且它的右边朝下停在地面上，感应器会测量到这种状态而且会产生电子信号来导致活动臂403向左旋转进入垂直伸展位置404。如之前所描述的，感应器产生的电子信号可以通过各种不同的方法来导致活动臂403旋转，比如通过一个微电子处理器来控制一个电动马达，或者通过打开一个锁扣来允许一个弹簧或是一个平衡锤来驱动活动臂403。 [0038] 图5是实现本发明的另一种设计的示意图。按照这种设计方法，活动臂516通过一个夹钳装置517连接在输出传动轴514上。测量方位的感应器510，比如一个两轴或三轴的加速度计，装在电路板507上。测量方位的感应器510测量行走助理器501的方位。另一个感应器512，比如一个电位计，连接在输出传动轴514上而且也装在电路板507上。感应器512的转动测量部件与输出传动轴514相连。这个第二个感应器512可以测量活动臂516的旋转位置因为活动臂516也连在输出传动轴514上。当输出传动轴514转动的时候，它既带动活动臂516，也同时同步带动感应器512的转动测量部件。一个类似于电位计的感应器可以基于其转动测量部件的旋转位置来给出不同的电子信号。这些电子信号就可以被用来显示连接在其转动测量部件上的物体的旋转位置，比如动臂516。一个微电子控制器509装在电路板507上。微电子控制器509内部有一个微电子处理器。微电子处理器以第二个感应器的输出信息为一个控制因素来控制电动马达。微电子控制器509可以有一个内部内存单元，也可以连接到一个外部内存单元上。一个软件程序可以储存在这个内部内存单元，或者一个与微电子控制器509相连接的外部内存单元上。微电子控制器509内部的微电子处理器可以执行软件程序并且执行与之相关的控制功能。微电子控制器509接收到测量方位的感应器510所产生的显示行走助理器501的方位的电子信号，它还接收到第二个感应器512所产生的显示活动臂516的旋转位置的电子信号。基于这些控制因素信息，微电子控制器509通过执行一个软件程序来控制电动马达508。电动马达508有一个驱动齿轮511，驱动齿轮511通过驱动另一个与输出传动轴514相连接的齿轮来驱动输出传动轴514。轴承513和515协助输出传动轴 514的转动。电源506连接到电路板507上来给感应器510和512，微电子控制器509，和电动马达508提供电力。电源506可以是由若干个电池组成。一个电源控制电路板505与电源506相连接。一个盖子504盖在电源控制电路板505上。一个电源开关502装在电源控制电路板505上来打开和关上电源。一个低电源显示器503装在电源控制电路板505上来在电源供电不足的时候提供警告。 [0039] 根据本发明的一种实现方法，当活动臂516随者输出传动轴514转动的时候，它有可能会碰到一个物体而无法再继续转动。当这种情况发生的时候，电动马达508的转动也会受到阻碍，导致通过电动马达508的电流提高超过正常水平。微电子控制器509会监测在活动臂516转动的过程中通过电动马达508的电流水平。如果微电子控制器509发现电流水平不正常，超过一个预定的标准，微电子控制器509可以改变电动马达508的旋转方向从而改变活动臂516的旋转方向。微电子控制器509还可以停止电动马达508的旋转，等一些时间后再重新启动电动马达508来看障碍物是否已经被移走。 [0040] 图6是实现本发明的一种方法的示意性流程图，显示实现驱动活动臂的一些可能步骤。根据这种实现方法，用户在步骤601打开一个电源。电源向一个机动系统供电。这个机动系统包括一个可以测量行走助理器方位的感应器，还可能包括一个可以用来测量活动臂的旋转位置的感应器，一个微电子处理器，一个存储有可以被微电子处理器执行的软件程序的内存单元，和一个电动马达。在步骤602，测量方位的感应器向微电子处理器送出电子信号，显示行走助理器方位是否大体垂直于地面。在步骤603和606，第二个感应器向微电子处理器送出电子信号，显示活动臂的旋转位置。微电子处理器接收到这些电子信号并且决定下一步的程序。在步骤603，如果行走助理器处于一个大体垂直于地面的方位，而且活动臂没有转离它的起始位置，那么程序就回到步骤602。另一方面，如果行走助理器处于一个大体垂直于地面的方位，而且活动臂转离了它的起始位置，那么就说明行走助理器很可能掉到地上，然后又在活动臂抬起后被捡了起来。在这种情况下，在步骤604，一个可选的计时器数一个预定的时间，比如两秒钟，然后再进入步骤605。这个计时器可以是由一系列的软件指令通过对微电子处理器内部的系统时钟频率计数来计算时间，也可以通过其他的方法来计算时间。微电子处理器以计时器的输出信息为一个控制因素来控制电动马达。在步骤605，微电子处理器控制电动马达将活动臂转回到一个与行走助理器大体平行的位置。 [0041] 在步骤606，如果微电子处理器接收到的信号显示行走助理器没有处在一个大体垂直的位置，而且活动臂转离了它的起始位置，那么程序就回到步骤602。另一方面，如果行走助理器没有处在一个大体垂直的位置，而且活动臂没有转离它的起始位置，那么在步骤607微电子处理器就通过它从测量方位的感应器接收到的电子信号来判断行走助理器是否处于距离水平面一定的范围之内而且是左面朝下。设定距离水平面一定的范围是考虑到即使是落到地上行走助理器也不一定完全地水平。如果答案是肯定的，在步骤608一个计时器数一个延迟时间，比如4秒钟。这个计时器同步骤604中提到的计时器类似。加入一个时间延迟可以让掉到地上的行走助理器有时间进入一个相对比较稳定的状态。经过这个时间延迟后，在步骤609微电子处理器从测量方位的感应器接收到另一个或一组电子信号，并通过这些信号来判断行走助理器是否仍然处于距离水平面一定的范围之内而且是左面朝下。如果答案是肯定的，在步骤610微电子处理器控制电动马达将活动臂向右转动直到它达到一个预定的位置，比如距离起始位置九十度。这个旋转位置可以由一个电位计一类的感应器来测量。如果在步骤609答案是否定的，那么程序就回到步骤602。 [0042] 在步骤607，如果微电子处理器通过它从测量方位的感应器接收到的电子信号判断行走助理器不是处于距离水平面一定的范围之内而且是左面朝下，那么在步骤611微电子处理器就通过它从测量方位的感应器接收到的电子信号来判断行走助理器是否处于距离水平面一定的范围之内而且是右面朝下。如果答案是否定的，那么程序就回到步骤602。如果答案是肯定的，在步骤612一个计时器数一个延迟时间，比如4秒钟。经过这个时间延迟后，在步骤613微电子处理器从测量方位的感应器接收到另一个或一组电子信号，并通过这些信号来判断行走助理器是否仍然处于距离水平面一定的范围之内而且是右面朝下。如果答案是肯定的，在步骤614微电子处理器控制电动马达将活动臂向左转动直到它达到一个预定的位置，比如距离起始位置九十度。如果在步骤613答案是否定的，那么程序就回到步骤602。以上所述只是本发明的一种实现方法。不同的步骤或者相同步骤的不同实现次序可以用来达到类似的效果。 [0043] 根据本发明的另一种实现方法，当行走助理器处于距离水平面一定的范围之内的时候，微电子处理器就通过它从测量方位的感应器接收到的电子信号来判断行走助理器偏离水平面的角度，然后在转动活动臂的时候调整旋转角度来抵消这个偏离角度。比如如果行走助理器偏离水平面20度，那么微电子处理器控制电动马达将活动臂只旋转70度而不是90度，这样活动臂在旋转后就停留在一个与地面大体垂直的位置。 [0044] 图7是实现本发明的一种设计的机动系统的示意图。根据这种实现方法，机动系统所包括的电动马达701通过一个齿轮系统驱动活动臂707。电动马达701的轴承上装有一个齿轮702。齿轮702通过一个正时皮带709驱动一个比齿轮702更大的齿轮703。这个更大的齿轮703连在输出传动轴705上。活动臂707由一个夹钳固定装置708连接在输出传动轴705上。机动系统既可以直接安装在一个行走助理器上，也可以安装在一个组件装置里。这个组件装置再安装在行走助理器上。图8是实现本发明的另一种设计的侧视图。根据这种实现方法，一个类似于图7所示的机动系统直接组装在一个拐杖，肘拐，或者其他行走助理器之中，形成一个改进的行走助理器。根据这种实现方法，机动系统和电路板802直接组装在行走助理器808之中。行走助理器808沿着其长形的主体有一个开口806。开口806的长度应该足以让活动臂805在转动时从其中穿过。活动臂805连接在输出传动轴807上。输出传动轴807被电动马达801通过正时皮带809和齿轮803驱动。输出传动轴807也可以被电动马达通过其他传动系统来驱动，比如以上所提到的伞齿轮。当活动臂805处于起始位置的时候，它可以停在开口806之内。如果行走助理器808掉到地上，电机驱动系统就可以通过本发明所介绍的方法将活动臂805从开口806之内旋转到正确的位置。 [0045] 图9是实现本发明的一种带有摩擦驱动系统的机动系统的示意图。根据这种实现方法，齿轮903可以在输出传动轴906上自由旋转。摩擦驱动系统包括一个摩擦驱动盘902和压力弹簧901。摩擦驱动盘902连接在输出传动轴906上并且紧紧压着齿轮903。实现这种压力的一种方法是使用一个压力弹簧901。摩擦驱动盘902紧压着齿轮903所产生的摩擦力将齿轮903的转动力传给输出传动轴906，因而驱动输出传动轴906，输出传动轴906就由此驱动活动臂909。根据这种实现方法，电动马达905通过一个伞齿轮系统来驱动齿轮903。按照另一种实现方法，电动马达905可以通过一个如上所述的正时皮带系统来驱动齿轮903。摩擦驱动系统既可以直接安装在一个行走助理器上，也可以安装在一个组件装置里。这个组件装置再安装在行走助理器上。通过采用这种摩擦驱动系统，活动臂909就可以更好地承受外力。图10是实现本发明的另一种带有摩擦驱动系统的设计的示意图。根据这种实现方法，齿轮1006安装在输出传动轴1007之上并可以在输出传动轴1007上自由旋转。摩擦驱动盘1003连接在输出传动轴1007上并且由一个压力弹簧1002紧紧压着齿轮1006。当齿轮1006转动的时候，齿轮1006和摩擦驱动盘1003之间的摩擦力转动摩擦驱动盘1003，摩擦驱动盘 1003从而驱动输出传动轴1007。 [0046] 图11是实现本发明的一种设计的机动系统的示意图。根据这种实现方法，齿轮1102和齿轮1103其中至少一个的表面涂有橡胶或类似于橡胶的材料。齿轮1103大于齿轮 1102。齿轮1102和齿轮1103的表面可以都涂有橡胶或类似于橡胶的材料。当电动马达1101驱动齿轮1102的时候，齿轮1102可以用由橡胶材料所产生的摩擦力来驱动齿轮1103。这种设计可以实现摩擦驱动的效果。在一定的压力情况下，齿轮1102可以在齿轮1103的表面滑动，这样就可以防止齿轮1102受力过大。整个机动系统可以装在一个独立组件装置里，也可以直接安装在一个行走助理器内部。如果机动系统直接安装在一个行走助理器内部，它可以被装在一个用户比较容易接触得到的地方以便于维修。 [0047] 图12是实现本发明的另一种设计的侧视图。根据这种实现方法，在行走助理器或机动系统独立组件上，一个相对比较坚硬的弹簧1202通过一个夹钳装置1201连接在机动系统上。一个活动臂1203连在弹簧1202的另一端。机动系统可以通过弹簧1202驱动活动臂1203。当遇到强大外部力的时候，弹簧1202可以通过弯曲来吸收部分外力，从而保护机动系统。 [0048] 根据本发明的另一种实现方法，行走助理器或机动系统独立组件上装有一旋转止档来防止活动臂旋转过度。旋转止档安装在一个稍微超过活动臂在完全旋转伸展后所达到的位置的地方。如果活动臂只旋转到它的伸展位置，比如从起始位置旋转90度，旋转止档不会妨碍活动臂的转动。但是，如果活动臂过度旋转超过它设计的旋转伸展位置，它就会碰到旋转止档，旋转止档会防止活动臂过度旋转，超过它设计的旋转伸展位置。旋转止档可以是装有驱动系统的外壳的一部分。本发明也可以使用多个旋转止档来防止活动臂在多个方向的过度旋转。 [0049] 根据本发明的一种实现方法，为了减少电源的消耗，微电子处理器一般处于睡眠状态，在睡眠状态中每一秒钟有几个微秒的暂时清醒阶段。在这个睡眠状态的暂时清醒阶段，微电子处理器检测从测量方位的感应器接收到的电子信号来判断行走助理器的方位，检测从第二个感应器接收到的电子信号来判断活动臂的旋转位置。如果行走助理器处于垂直的方位，而且活动臂没有向左或向右旋转，微电子处理器就保持睡眠状态。否则，微电子处理器就退出睡眠状态，将活动臂根据预设的软件驱动到一定的位置。等到行走助理器回到垂直方位而且活动臂回到与行走助理器平行的位置，微电子处理器就可以重新进入睡眠状态。 [0050] 这里需要做特殊声明的是，以上所介绍的本发明的各种实现方法只是为举例说明而列出的几种可能的实现方法。这些方法可以有多种不同的调整和组合而达到同样或类似的效果。这些能够达到同样或类似的效果的多种不同的调整和组合都在本发明的范围之内。描述本发明时所使用的各种词汇是为了说明目的，并不是为了限制本发明的范围。本发明中所使用的各种方法的各个步骤的次序有时可以做些改变而达到同样或类似的效果。这些能够达到同样或类似效果的具有不同步骤次序的各种方法都在本发明的范围之内。 |
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