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一种步行辅助装置

阅读:713发布:2021-12-22

专利汇可以提供一种步行辅助装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种步行辅助装置,包括:腰带、控制部、第一步行辅助部和第二步行辅助部,第一步行辅助部包括:第一 支架 、第一 马 达部和第一连接部,第二步行辅助部与第一步行辅助部相对于使用者的人体纵轴线对称设置,第二步行辅助部包括第二支架、第二马达部和第二连接部,控制部包括控制CPU、第一动态 传感器 、第二动态传感器、第一控制IC模 块 、第二控制IC模块以及模式转换 开关 ,第二步行辅助部与第一辅助步行部的结构相同,控制CPU控制使用者腿部抬高高度足以跨越 楼梯 高度。应用该装置解决了 现有技术 中使用者利用步行辅助装置进行爬楼梯行走时行走姿势不自然的问题。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利,下面是一种步行辅助装置专利的具体信息内容。

1.一种步行辅助装置,其特征在于,包括:
腰带(10),所述腰带(10)用于绑束在使用者的腰部;
控制部(20),所述控制部(20)能够拆卸地连接在所述腰带(10)的外侧上;
第一步行辅助部(30),所述第一步行辅助部(30)包括:第一支架(31)、第一达部(33)和第一连接部(35),所述第一支架(31)的第一端通过第一支轴(32)与所述控制部(20)的外壳可转动地连接,且所述第一支轴(32)的中心轴线沿使用者的身高方向延伸,所述第一马达部(33)与所述第一支架(31)的第二端连接,所述控制部(20)与所述第一马达部(33)电连接,所述第一连接部(35)用于绑束在使用者的其中一个大腿上,所述第一连接部(35)与所述第一马达部(33)的输出端连接;
第二步行辅助部(40),所述第二步行辅助部(40)与所述第一步行辅助部(30)相对于使用者的人体纵轴线对称设置,所述第二步行辅助部(40)包括第二支架(41)、第二马达部(43)和第二连接部(45),第二支架(41)的第一端通过第二支轴(42)所述控制部(20)的壳体可转动地连接,所述第二支轴(42)的中心轴线沿使用者的身高方向延伸,第二马达部(43)与第二支架(41)的第二端连接,控制部(20)与第二马达部(43)电连接,第二连接部(45)用于绑束在使用者的另一个大腿上,第二连接部(45)与第二马达部(43)的输出端连接;
控制部(20)包括控制CPU(200)、用于检测使用者其中一个腿部动作的第一动态传感器(201)、用于检测使用者另一个腿部动作的第二动态传感器(202)、用于控制第一马达部(33)动作的第一控制IC模(203)、用于控制第二马达部(43)动作的第二控制IC模块(204)和用于切换控制CPU(200)中预设的控制模式的模式转换开关(205),该模式转换开关(205)设置在控制部(20)的外壳上,第一动态传感器(201)和第二动态传感器(202)分别与控制CPU(200)的输入端电连接,第一控制IC模块(203)和第二控制IC模块(204)分别与控制CPU(200)的输出端电连接,并且控制CPU(200)控制使用者腿部抬高高度足以跨越楼梯高度。
2.如权利要求1所述的步行辅助装置,其特征在于,所述第一连接部(35)与所述第一马达部(33)的输出端之间设置有第一转轴(36),所述第一连接部(35)能够绕所述第一转轴(36)的中心轴线左右转动,所述第一转轴(36)的中心轴线沿使用者的前进方向延伸,所述第二连接部(45)与所述第二马达部(43)的输出端之间设置有第二转轴(46),所述第二连接部(45)能够绕所述第二转轴(46)的中心轴线左右转动,所述第二转轴(46)的中心沿使用者的前进方向延伸;所述第一连接部(35)包括第一连接外壳(351)、第一转动臂(352)和第一腿部绑束带(353),所述第一连接外壳(351)的第一端通过所述第一转轴(36)与所述第一马达部(33)的输出端连接,所述第一转动臂(352)的第一端与所述第一连接外壳(351)第二端固定连接,所述第一腿部绑束带(353)连接在所述第一转动臂(352)的第二端上,所述第一腿部绑束带(353)用于绑束使用者的其中一个大腿部;所述第二连接部(45)包括第二连接外壳(451)、第二转动臂(452)和第二腿部绑束带(453),所述第二连接外壳(451)的第一端通过所述第二转轴(46)与所述第二马达部(43)的输出端连接,所述第二转动臂(452)的第一端与所述第二连接外壳(451)的第二端固定连接,所述第二腿部绑束带(453)连接在所述第二转动臂(452)的第二端上,所述第二腿部绑束带(453)用于绑束使用者的另一个大腿部。
3.如权利要求2所述的步行辅助装置,其特征在于,所述第一转动臂(352)为板状,且所述第一转动臂(352)的板宽由第一端向第二端逐渐变大设置;所述第一转动臂(352)的第二端上设置弧形的第一腿部贴合部(3521),所述第一腿部绑束带(353)的两端分别连接在所述第一腿部贴合部(3521)的两侧以绑紧腿部;所述第二转动臂(452)的第二端上设置有弧形的第二腿部贴合部(4521),所述第二腿部绑束带(453)的两端分别连接在所述第二腿部贴合部(4521)的两侧以绑紧腿部。
4.如权利要求1至3中任一项所述的步行辅助装置,其特征在于,所述腰带(10)上设有第一挂钩(11)和第二挂钩(14),所述第一支架(31)上开有第一勾挂孔(310),所述第一勾挂孔(310)与所述第一挂钩(11)配合设置,所述第二支架(41)上开有第二勾挂孔,所述第二勾挂孔与所述第二挂钩(14)配合设置。
5.如权利要求4所述的步行辅助装置,其特征在于,所述步行辅助装置还包括第一吊带(51)和第二吊带(52),所述第一吊带(51)和所述第二吊带(52)的两端均连接在所述腰带(10)上;或者所述第一吊带(51)和所述第二吊带(52)的一端连接在所述腰带(10)的前部上,另一端连接在一起通过连接件与所述控制部(20)的壳体的中间位置连接;所述第一吊带(51)和所述第二吊带(52)均用于吊挂在使用者的肩膀上。

说明书全文

一种步行辅助装置

技术领域

[0001] 本发明涉及辅助设备技术领域,具体地,涉及一种对于步行动作衰弱的人辅助器步行动作的步行辅助装置。

背景技术

[0002] 在现有技术的步行辅助装置,使用者使用该步行辅助装置进行辅助步行,当使用者打算爬楼梯时,使用者的脚尖将大幅度拉离地面,然而现有技术的步行辅助装置仅仅适用于在平地上进行步行辅助功能。当使用者使用现有的步行辅助装置进行行走,使用者的脚尖大幅度举起之后,步行辅助装置的达动将急速减弱,造成脚尖掉落到地面上,使用者的行走姿势变得极为不自然。
[0003] 因此,如何控制步行辅助装置动作以配合使用者进行辅助步行动作,仍存在很大的改善空间。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种步行辅助装置,旨在解决现有技术中使用者利用步行辅助装置进行爬楼梯行走时行走姿势不自然的问题。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:提供一种步行辅助装置,包括:腰带,腰带用于绑束在使用者的腰部;控制部,控制部能够拆卸地连接在腰带的外侧上;第一步行辅助部,第一步行辅助部包括:第一支架、第一马达部和第一连接部,第一支架的第一端通过第一支轴与控制部的外壳可转动地连接,且第一支轴的中心轴线沿使用者的身高方向延伸,第一马达部与第一支架的第二端连接,控制部与第一马达部电连接,第一连接部用于绑束在使用者的其中一个大腿上,第一连接部与第一马达部的输出端连接;第二步行辅助部,第二步行辅助部与第一步行辅助部相对于使用者的人体纵轴线对称设置,第二步行辅助部包括第二支架、第二马达部和第二连接部,第二支架的第一端通过第二支轴控制部的壳体可转动地连接,第二支轴的中心轴线沿使用者的身高方向延伸,第二马达部与第二支架的第二端连接,控制部与第二马达部电连接,第二连接部用于绑束在使用者的另一个大腿上,第二连接部与第二马达部的输出端连接;控制部包括控制CPU、用于检测使用者其中一个腿部动作的第一动态传感器、用于检测使用者另一个腿部动作的第二动态传感器、用于控制第一马达部动作的第一控制IC模、用于控制第二马达部动作的第二控制IC模块和用于切换控制CPU中预设的控制模式的模式转换开关,该模式转换开关设置在控制部的外壳上,第一动态传感器和第二动态传感器分别与控制CPU的输入端电连接,第一控制IC模块和第二控制IC模块分别与控制CPU的输出端电连接,并且控制CPU控制使用者腿部抬高高度足以跨越楼梯高度。
[0006] 本发明中,应用本发明的步行辅助装置,通过第一步行辅助部和第二步行辅助部对两侧大腿部的辅助动力来帮助使用者步行行进,并通过腰带、第一支架、第二支架之间的配合,使得使用者在佩戴该步行辅助装置时保证贴合腰部、腿部,并且在行走过程中也能够保证贴合腿部、腰部,从而利用腰部对行走时腿部传递的作用力进行承载以抵挡马达的动力。并且通过控制部对使用者的腿部抬起高度进行控制,使得使用者的腿部抬起高度足以跨越楼梯高度,并且通过控制部控制腿部动作的顺畅性和自然性,使得使用者无论在平地行走还是想要爬楼梯的步行过程中,均能够达到姿势自然的效果。附图说明
[0007] 图1是本发明的步行辅助装置的实施例的折叠收纳结构示意图;
[0008] 图2是本发明的步行辅助装置的实施例的立体结构示意图;
[0009] 图3是图2的俯视结构示意图;
[0010] 图4是本发明的步行辅助装置的实施例的穿戴示意图;
[0011] 图5是本发明的控制部的结构组成示意图;
[0012] 图6是控制部控制操控脚部动作过程图。

具体实施方式

[0013] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明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发明,并不用于限定本发明。
[0014] 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间接在该另一个元件上。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间接连接至该另一个元件上。
[0015] 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。
[0016] 如图1至图5所示,本发明的辅助行走的步行辅助装置的第一实施例中,步行辅助装置包括腰带10、控制部20、第一步行辅助部30和第二步行辅助部 40,其中,第一步行辅助部30包括第一支架31、第一马达部33和第一连接部 35,第二步行辅助部40包括第二支架41、第二马达部43和第二连接部45。在本实施例中,腰带10用于绑束在使用者100的腰部,控制部20设置在腰带10 的外侧上,控制部20的壳体采用金属或具有一定刚性强度的复合材料制作,第一支架31的第一端通过第一支轴32与控制部20的壳体可转动地连接,第一支架
31绕第一支轴32的中心轴线可转动,且第一支轴32的中心轴线沿使用者 100的身高方向延伸,第一马达部33通过第三转轴34与第一支架31的第二端连接,第一马达部33绕第三转轴
34的中心轴线可转动,第三转轴34的中心轴线沿使用者100的前进方向延伸,控制部20与第一马达部33电连接以控制第一马达部33启动或关闭,第一连接部35用于绑束在使用者100的其中一个大腿上,第一连接部35通过第一转轴36与第一马达部33的输出端连接,第一连接部35绕第一转轴36的中心轴线可左右转动,第一转轴36的中心轴线沿使用者100的前进方向延伸,同样地,第二支架41的第一端通过第二支轴42与控制部20的壳体可转动地连接,第二支架41绕第二支轴42的中心轴线可转动,第二支轴42的中心轴线沿使用者100的身高方向延伸,第二马达部43通过第四转轴44与第二支架41的第二端连接,第二马达部43绕第四转轴44的中心轴线可转动,第四转轴44的中心轴线沿使用者100的前进方向延伸,控制部 
20与第二马达部43电连接以控制第二马达部43启动或关闭,第二连接部45 用于绑束在使用者100的另一个大腿上,第二连接部45通过第二转轴46与第二马达部43的输出轴连接,第二连接部45绕第二转轴46的中心轴线可左右转动,第二转轴46的中心轴线沿使用者100的前进方向延伸。控制部20包括控制CPU200、用于检测使用者其中一个腿部动作的第一动态传感器201、用于检测使用者另一个腿部动作的第二动态传感器202、用于控制第一马达部
33动作的第一控制IC模块203、用于控制第二马达部43动作的第二控制IC模块204 和用于切换控制CPU200中预设的控制模式的模式转换开关205,该模式转换开关205设置在控制部
20的外壳上,第一动态传感器201和第二动态传感器 202分别与控制CPU200的输入端电连接,第一控制IC模块203和第二控制IC 模块204分别与控制CPU200的输出端电连接,并且控制CPU200控制使用者腿部抬高高度足以跨越楼梯高度。
[0017] 本发明的步行辅助装置通过腰带10绑束在使用者100的腰部,然后分别通过第一连接部35和第二连接部45对使用者100的两个大腿部进行绑束,从而将步行辅助装置配备在使用者100身上,通过第一支架31和第二支架41有效的贴合使用者100腰部和腿部,将使用者腿部的反作用力传递到腰带10上,使得受力均匀地由使用者100的腰部承载,通过控制部20对第一马达部33和第二马达部43进行控制,第一马达部33提拉带动第一连接部35动作,第二马达部43提拉带动第二连接部45动作,使用者腿部依靠第一马达部33、第二马达部43对腿部产生的提拉力以实现辅助使用者100行走的目的,通过第一转轴 36、第二转轴46、第三转轴34和第四转轴44,使得贴合在使用者腿部的第一马达部33、第一连接部35以及第二马达部43、第二连接部45能够随使用者 100的腿部左右进行活动,这样,本发明的步行辅助装置不仅能够贴合使用者 100的腰部和腿部,以将传递到使用者100的腰部的反作用力由腰部承载,而且使用者100在应用该步行辅助装置的过程中其腿部既可以前进自如,也可以自由地左右活动。
[0018] 在本实施例中,由于第一支架31通过第一支轴32与控制部20的壳体之间可转动地连接,且第二支架41通过第二支轴42与控制部20的壳体之间可转动地连接,从而在使用者100在佩戴该步行辅助装置的过程中,先将第一支架31 和第二支架41分别绕第一支轴32和第二支轴42向外转动而张开,使得使用者 100能够较方便地将腰带10通过第一腰部绑束带
12和第二腰部绑束带13绑紧在使用者100的腰部位置。其中,第一腰部绑束带12的绑束带带头设置粘的形式,并且第二腰部绑束带13上设置有与绑束带带头相配合的另一层粘棉(俗称魔术贴),这样使用者100能够简便地将腰带10绑好。另外,第一腰部绑束带12和第二腰部绑束带13之间也可以使用连接卡扣121进行连接,通过连接卡扣121之间的卡合实现连接的便利性,从而将腰带10快速地穿戴在腰部上。即是,魔术贴或连接卡扣121为第一腰部绑束带12和第二腰部绑束带13之间的连接结构。由于第一支架31和第二支架41可以自由开合,因此使得不同身形的使用者100均能够适用该步行辅助装置,如图3所示,图中实线所示为适应体型较胖的使用者穿戴的状态,图中虚线所示为适应体型较瘦的使用者穿戴的状态。当然,第一支架31和第二支架41也可以通过具有一定扰度的连接片 (或其他的弹性构件)来与控制部20的壳体连接,从而通过连接片的弯曲来实现第一支架31和第二支架41相对使用者的腰部开合。
[0019] 本实施例的腰带10使用具有柔软性,外侧用具有挠性的合成树脂,而接触腰部的内侧使用网状海绵所构成,并且腰带10能够与控制部20之间拆卸分离,从而将腰带10拆下来。并且,第一马达部33和第二马达部43的安装壳体内设计了减速增矩的减速机构,并且通过减速机构对第一马达部33的马达和第二马达部43的马达实现减速以达到马达输出的辅助速度与正常人行走的速度相近,从而使用者在辅助行走过程中的用户体验更好。
[0020] 如图1和图4所示,在第一实施例中,当使用者100绑好腰带10之后将第一支架31和第二支架41合向腰带10时,为了能够使第一支架31和第二支架 41与腰带10贴合得更加紧密,因此,腰带10的左右两侧上设有第一挂钩11,第一支架31上开有第一勾挂孔310,第二支架41上开有第二勾挂孔,第一勾挂孔310与其中一侧的挂钩11配合设置,第二勾挂孔与另一侧的挂钩11相配合。借由此方式,腰带10可以和第一支架31以及第二支架41一体化。
[0021] 如图1至图4所示,在第一实施例中,第一连接部35包括第一连接外壳 351、第一转动臂352和第一腿部绑束带353,第一连接外壳351的第一端通过第一转轴36与第一马达部33的输出轴连接,第一转动臂352的第一端与第一连接外壳351固定连接,第一腿部绑束带
353连接在第一转动臂352的第二端上,第一腿部绑束带353用于绑束使用者100的其中一个大腿部,相同地,第二连接部45包括第二连接外壳451、第二转动臂452和第二腿部绑束带
453,第二连接外壳451通过第四转轴44与第二马达部43的输出轴连接,第二转动臂452的第一端与第二连接外壳451固定连接,第二腿部绑束带453连接在第二转动臂452的第二端上,第二腿部绑束带453用于绑束使用者100的另一个大腿部上。
[0022] 如图1所示,在使用者100不使用该步行辅助装置将其进行收纳的过程中,由于第一马达部33可绕第三转轴34转动,第一连接外壳351可绕第一转轴36 转动,以及第二马达部43可绕第四转轴44转动,第二连接外壳451可绕第二转轴46转动,并且这四个转动位置的转动度均大于90度,因此,第一马达部33、第一连接部35、第二马达部43和第二连接部45可以收纳在腰带10所形成的C型空间内。这样就减小了收纳后的步行辅助装置的体积,使得步行辅助装置能够放置在相对狭小的空间里,小巧方便。
[0023] 在另一种可行的实施例中,第一马达部33与第一支架31的第二端固定连接,第二马达部43与第二支架41的第二端固定连接,而第一连接部35与第一马达部33之间通过第一转轴36可转动地连接,第二连接部45与第二马达部 43之间通过第二转轴46可转动地连接,其余结构均与第一实施例相同。
[0024] 如图2所示,在第一实施例中,第一转动臂352和第二转动臂452均为板状结构,且第一转动臂352和第二转动臂452的板宽由第一端向第二端逐渐变大设置。由此形成的转动臂即使是薄板件也不会因为马达的转动力而弯曲,而且可以提供充分的力量到使用者100的大腿部上。如图1至图4所示,该步行辅助装置的第一转动臂352的第二端上设置有与大腿部相适配的弧形的第一腿部贴合部3521,第二转动臂452的第二端上也设置有与大腿部相适配的弧形的第二腿部贴合部4521,借此将按压大腿部的力量均匀舒适地按压在大腿上。第一腿部绑束带353的两端分别连接在第一腿部贴合部3521的两侧从而将其中一个大腿部绑紧,第二腿部绑束带453的两端分别连接在第二腿部贴合部4521 的两侧从而将另一个大腿部绑紧。第一腿部绑束带353和第二腿部绑束带453 均应用魔术贴方式对大腿部进行绑紧,当然也可以利用其他形式的绑束结构进行绑紧。
[0025] 第一腿部贴合部3521的内侧设置有使用低反弹的海绵材制作的第一腿部垫子354,可以舒适地配合大腿部。同样地,第二腿部贴合部4521的内侧也设置有使用低反弹的海绵材制作的第二腿部垫子454。
[0026] 第一动态传感器201和第二动态传感器202分别设置在第一连接外壳351 和第二连接外壳451内,动态传感器与控制部20通信连接以向控制部20传输所探测到的腿部运动信息(探测传感器与控制部20之间的通信连接可以通过数据传输导线电连接实现,也可以通过无线信号传输实现信息传输)。或者,两个动态传感器分别设置在第一马达部33和第二马达部43内;或者两个动态传感器分别设置在第一转动臂352和第二转动臂452上。
[0027] 当腿部开始动作时,设置在第一连接外壳351和第二连接外壳451内的动态传感器接收并检测使用者100开始步行而进行大腿部朝前方向的动作,其中,第一连接外壳351内的第一动态传感器201检测左侧大腿部朝前方向的动作,第二连接外壳451内的第二动态传感器202检测右侧大腿部朝前方向的动作。当控制部20确认右侧大腿部没有动作后,若左侧大腿部的角速度超过设定的阈值时,则第一马达部33启动。于是左侧大腿部借助第一转动臂352接受第一马达部33的动力,左腿被强制朝前推出。此时,步行辅助装置利用第一支架31、第二支架41以及腰带10保持在使用者100的腰部上,可以抵挡来自马达的动力。并且,在左腿的足尖离开地板的状态下,若设置在第一连接外壳351内的探测传感器检测的角速度超过设定的阈值,控制部20将对推出左侧大腿部的第一马达部33的推出力给予约200毫秒的制动,使推出力消失。借由进行此制动,足尖从地板离开的左脚暂时地保持足尖离开地板的状态。其结果,使用者100 觉察第一马达部33的推出力消失,对步行辅助的结束进行准备,对于步行辅助的结束进行准备的使用者100可以继续自然地步行动作。并且,此时步行辅助装置也藉由第一支架31、第二支架41和腰带10保持在使用者100的腰部上,抵挡马达的动力。
[0028] 如图4所示,为了进一步地将该步行辅助装置稳定地穿戴在使用者100身上,因此,步行辅助装置还包括第一吊带51和第二吊带52,第一吊带51和第二吊带52的两端均连接在腰带10上。或者第一吊带51和第二吊带52的一端连接在腰带10的前部上,另一端连接在一起通过连接件与控制部20的壳体的中间位置连接。第一吊带51和第二吊带52的一端分别卡合在挂钩11的靠前方的位置上,两者的另一端则分别卡合在控制部20的壳体的两侧位置上(或者两者的另一端连接在一起之后通过一根连接带或者连接扣连接至控制部20的壳体的中间位置上),第一吊带51和第二吊带52通过卡合方式连接,使得第一吊带51和第二吊带52能够根据使用者的使用需要进行连接或拆卸。第一吊带51 和第二吊带52均用于吊挂在使用者100的肩膀上,借助此第一吊带51和第二吊带52来稳定穿戴该步行辅助装置,并且通过第一吊带51和第二吊带52将步行辅助装置的重量由肩部分担一部分,通过肩部和腰部一起来平衡步行辅助装置的重量。
[0029] 本实施例的第一支架31和第二支架41使用金属或合成树脂的刚性材料形成,第一转动臂352和第二转动臂452是用合金、炭纤维或玻璃纤维等轻量材料中的一种或几种进行制作。
[0030] 在该步行辅助装置的控制部20的壳体内,安装有为第一马达部33和第二马达部43提供电能电池
[0031] 本发明还提供了第二实施例(未图示),第二实施例具有以下不同于第一实施例的结构。第二实施例中的腰带10上设置有第一固定结构110和第二固定结构,第一固定结构能够包覆并紧固第一支架31,第二固定结构能够包覆并紧固第二支架41。通过第一固定结构110和第二固定结构分别将第一支架31和第二支架41环绕包围的形式进行连接固定,使得第一支架31和第二支架41 能够更加充分地贴合在腰带10上,从而在使用者佩戴时能够紧贴腰部,这样就使得腰部充分承载由腿部传递至腰部的作用力。第二实施例除了上述结构与第一实施例不同之外,其余结构均相同,在此不再赘述。
[0032] 以上记载为双侧辅助行走的步行辅助装置,此时使用者的双腿均可以感知活动,只是双腿力量不足行动不方便而需要步行辅助。当使用者的需要步行辅助的腿部仅仅是左腿或右腿单侧,并且需要步行辅助的左腿或右腿还可以感知活动时候,本申请中的单侧辅助行走的步行辅助装置则是单独保留第一步行辅助部30或第二步行辅助部40;或者当使用者的需要步行辅助的腿部仅仅是左腿或右腿单侧,并且需要步行辅助的左腿或右腿已经无法感知活动时候,此时的单侧辅助行走的步行辅助装置仍然需要同时保留左右两侧的第一步行辅助部 30和第二步行辅助部40,并且贴合在需要辅助的腿部的步行辅助部并未设置探测传感器来探测该腿部的运动信息,而是将探测传感器设置在另一侧的贴合在完好腿部的步行辅助部上,通过协同探测该完好腿部的运动信息来控制另一需要步行辅助的腿部上的步行辅助部进行工作。其余结构均与前述的双侧辅助行走的步行辅助装置的结构相同。当保留第一连接部35时,适用于左腿行动不方便的使用者100使用;当保留第二连接部45时,适用于右腿行动不方便的使用者100使用。
[0033] 根据本发明的另一方面,提供了一种步行辅助装置的控制方法。本发明的步行辅助装置共设置了三种控制模式:第一种是仅仅抬起使用者大腿部的一般步行辅助模式;第二种是抬起使用者的大腿,同时推回相反端大腿部的步行辅助模式;第三种是仅仅强力抬起使用者大腿部的步行辅助模式。
[0034] 图6是控制部20所操控的脚部动作,使用者的右脚以黑色表示,左脚则以白色表示。图6A是使用者步行时的脚部动作,图6B是模式转换开关205在第一种步行辅助模式的动作模式时的情况,实线代表控制CPU200发送给A端子的讯号,虚线则代表发送给B端子的讯号。另外,图6C是使用者其膝盖动作的轨迹。图6A-a是使用者开始步行前,大腿部相对于地板呈直立的状态。图 6A-b是使用者准备开始步行,仅抬起左大腿部,膝盖以下往后方弯曲的状态。图6A-c是使用者抬起左大腿部,膝盖以下往后方进一步弯曲的状态。图6A-d 是使用者将左大腿部的脚尖,抬高至可跨越楼梯的高度,并将右大腿部往后方弯曲,让上半身往前方移动的状态。图6A-e是,在使用者将左大腿部抬至最高的状态下伸展膝盖,并且让脚尖接触地板的状态。图6A-f是使用者将左右的大腿部恢复到初期位置的中途状态。图6A-g是使用者为了持续步行,仅将右大腿部抬起,膝盖以下往后方弯曲的状态。
[0035] 在第一种步行辅助模式中,该步行辅助装置的控制方法包括以下过程:使用者穿戴好该步行辅助装置,并通过模式转换开关205选择控制CPU200中相应的控制辅助步行的模式;第一动态传感器201或第二动态传感器202检测使用者的腿部抬起动作信息,并将该信息传输至控制CPU200,控制CPU200接收该腿部抬起动作信息后通过第一A端子206向第一控制IC模块203或通过第二A端子208向第二控制IC模块204发出启动控制指令,第一控制IC模块203或第二控制IC模块204根据该启动控制指令控制第一马达部33或第二马达部43启动以辅助腿部抬起至预定高度(该预定高度为使得使用者的脚部抬起的高度能够跨越楼梯高度为宜),第一动态传感器201或第二动态传感器202 检测到该腿部抬起至预定高度后向控制CPU200发出到达位置信号,控制 CPU200接收到该到达位置信号后通过第一B端子207向第一控制IC模块203 或通过第二B端子209向第二控制IC模块204发出制动控制指令,第一控制 IC模块203或第二控制IC模块204根据该制动控制指令控制第一马达部33或第二马达部43进行制动以使使用者腿部下放至地面。
[0036] 在第一控制IC模块203或第二控制IC模块204接收到启动控制指令之后,第一控制IC模块203或第二控制IC模块204延迟第一预定时间之后,第一预定时间为50ms或者第一预定时间可以根据使用者的步行习惯以及步行动作的快慢程度来进行适应性地调整设置,再控制第一马达部33或第二马达部43启动。
[0037] 在第一控制IC模块203或第二控制IC模块204控制第一马达部33或第二马达部43启动之后,在第二预定时间内控制第一马达部33或第二马达部43 逐渐增大动力以抬起使用者腿部。在本发明中,第二预定时间为150ms,或者第二预定时间可以根据使用者的步行习惯以及步行动作的快慢程度来进行适应性地调整设置。
[0038] 在第一控制IC模块203或第二控制IC模块204接收到制动指令之后,第一控制IC模块203或第二控制IC模块204延迟第三预定时间,然后在第四预定时间内控制第一马达部33或第二马达部43进行制动。在本发明中,第三预定之间为50ms,第四与预定时间为200ms,或者第三预定时间及第四预定时间均可以根据使用者的步行习惯以及步行动作的快慢程度来进行适应性地调整设置。
[0039] 在第一种步行辅助模式中,如图6A-b所示,使用者准备开始步行,仅仅抬起左大腿时候,做腿部上的第一动态传感器201会检测这个动作。接着第一动态传感器201向控制CPU200发出讯号,然后在50ms之后控制CPU200通过第一A端子206向第一控制IC模块203发出启动指令,从而第一控制IC模块203 控制第一马达部33启动,此时第一马达部33在150ms之内逐渐增强力量。于是,如图6A-c中,第一马达部33会让第一转动臂352旋转,使得左大腿往图中逆时针方向旋转。这个时候,左腿的膝盖以下会呈现往后方弯曲的状态。在图6A-d中,左大腿部会随着第一马达部33的旋转,将脚尖抬高至足以跨越楼梯的高度,这个时候,左脚的膝盖以及几乎垂直于地板。另一方面,上半身会因为有大腿部往后方弯曲,而往前方移动。当左大腿部抬起之足以跨越楼梯的高度之后,第一动态传感器201会检测这个动作,然后传递给控制CPU200,接着控制CPU200通过第一B端子207向第一控制IC模块203发出制动指令,并且在经过50ms的等待时间之后,在200ms的时间内制动第一马达部33。随着这个制动,左大腿部会在图6A-e所示的位置内抵抗第一马达部33的动力,让第一转动臂352往顺时针方向转动,使得脚尖着地。左大腿抵抗第一马达部 33的动力之后,会让第一转动臂352旋转,第一马达部33的动力不会突然消失,左大腿就能够以自然的姿势使脚尖着地。之后,在图6A-f中,使用者将右大腿部恢复至初期位置,并完成左脚的步行动作。在图6A-g中,这次仅将右大腿抬起时,右脚的第二动态传感器202会检测这个动作。控制CPU200根据来自第二动态传感器202的讯号,在50ms的等待时间之后,由第二控制IC模块 204控制第二马达部43启动,并在150ms内逐渐增强力量。这样,右大腿会执行与左大腿相同的步行动作,让使用者做出自然的步行动作。
[0040] 在该步行辅助装置中,第一马达部33和第二马达部43均为无刷马达,当然也可利用有刷马达提供动力。当第一马达部33和第二马达部43分别设置在使用者的要部两侧时候,可辅助双脚步行。如果第一马达部33或第二马达部 43仅仅一个设置在腰部的一侧上,则此时步行辅助装置只能辅助单脚行动不便的使用者。
[0041] 在第二种步行辅助模式中,该步行辅助装置的控制方法包括以下过程:使用者穿戴好该步行辅助装置,并通过模式转换开关205选择控制CPU200中相应的控制辅助步行的模式;第一动态传感器201检测使用者的腿部抬起动作信息,并将该信息传输至控制CPU200,控制CPU200接收该腿部抬起动作信息后通过第一A端子206向第一控制IC模块203发出启动控制指令,并且控制 CPU200通过第二A端子208向第二控制IC模块203发出反向启动控制指令,第一控制IC模块203根据该启动控制指令控制第一马达部33启动以辅助腿部抬起至预定高度(该预定高度为使得使用者的脚部抬起的高度能够跨越楼梯高度为宜),第二控制IC模块203根据该反向启动控制指令控制第二马达部43 与第一马达部33反向转动以使使用者前进;第一动态传感器201检测到该腿部抬起至预定高度后向控制CPU200发出到达位置信号,控制CPU200接收到该到达位置信号后通过第一B端子207向第一控制IC模块203和通过第二B端子209向第二控制IC模块204发出制动控制指令,第一控制IC模块203和第二控制IC模块204根据该制动控制指令控制第一马达部33和第二马达部43 进行制动以使使用者抬起的腿部下放至地面。与第一种步行辅助模式下的控制方法相比较,第二种辅助模式下的控制方法的其余控制过程均与第一种步行辅助模式相同,在此不再赘述。
[0042] 在第二种步行辅助模式中,在图6A-b中,使用者准备开始步行、仅抬起左大腿部时,左脚的第一动态传感器201会检测这个动作。控制部20会透过来自第一动态传感器201的讯号,在50ms后,启动第一马达部33,并在150ms之内,逐渐增强力量。另一方面,控制部20会透过来自第一动态传感器201的讯号,在50ms后,透过第二A端子208,让第二控制IC模块204启动第二马达部43,并且使第二马达部43朝第一马达部33的相反方向旋转。于是,第二马达部43让右大腿部往后方移动后,上半身就会往前方移动。同时,控制部20 会在图6A-e所标示的第一马达部33结束制动之前的期间,持续让第二马达部 43朝相反方向旋转。透过这个第二马达部43的逆向旋转,上半身就会因第二马达部43的动力而往前方移动。这种将相反端的大腿部推回的模式,可以辅助将用户的上半方往前方移动。另一方面,控制部20控制将左大腿的脚尖提高至足以跨越楼梯的高度后,会将讯号传给第一B端子207,并且在经过50ms的等待时间后,于200ms的时间内制动第一马达部33。随着这个制动抬高至可跨越楼梯高度的左大腿部会在图6A-e标示的位置内抵抗第一马达部33的动力,让第一转动臂352往顺时针方向旋转,使脚尖着地。
[0043] 在第三种步行辅助模式中,其与第一种步行辅助模式相比较而言,在控制第一马达部33或第二马达部43启动时候,需要让第一马达部33或第二马达部 43进行强力启动,只需要扩大利用第一控制IC模块203或者第二控制IC模块 204控制的通过第一马达部33或第二马达部43的电流脉冲幅度即可,或者是第一控制IC模块203或者第二控制IC模块204直接控制加大第一马达部33 或第二马达部43的启动电压或启动电流即可。在第三种步行辅助模式中,第一马达部33和第二马达部43均可以得到等于第一种步行辅助模式的扭矩的1.5 倍。这种强力抬起大腿部的模式,可以辅助腿部麻痹的使用者进行步行。另一方面,控制部20通过控制第一马达部33或第二马达部43将脚尖提高至足以跨越楼梯的高度之后,会将讯号传给B端子,并且经过50ms的等待时间之后,第一B端子207向第一控制IC模块203发出制动指令在200ms的时间内制动第一马达部33;或者第二B端子209向第二控制IC模块204发出制动指令在200ms 的时间内制动第二马达部43。随着马达部被制动,抬高至可跨越楼梯高度的腿部会在图6A-e所标示的位置内抵抗马达部的动力,让第一转动臂352或第二转动臂
452顺时针方向旋转而使脚尖着地。
[0044] 以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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