運動輔助設備及控制運動輔助設備的方法
【專利說明】
[0001] 本申請要求于2014年7月24日提交到韓國知識產權局的第10-號 韓國專利申請的優先權權益，該申請的整個公開通過引用包含于此。
技術領域
[0002] 示例實施例涉及一種運動輔助設備及控制所述運動輔助設備的方法。
【背景技術】
[0003] 隨著社會迅速老齡化的來臨，越來越多的人可能承受著關節問題帶來的不便和/ 或痛苦，因此，對能夠使有關節問題的老人或病人較不費力地行走的運動輔助設備的興趣 正在增長。此外，可能正在開發可增強人體肌肉力量的運動輔助設備以用于軍事目的。
[0004] 通常，用于輔助身體的下部運動的運動輔助設備可包括置于用戶軀干上的身體框 架、結合到身體框架下側以覆蓋用戶骨盆的骨盆框架、置于用戶大腿上的股骨框架、置于用 戶小腿上的小腿肚框架和/或置于用戶腳上的足框架。骨盆框架和股骨框架可通過髖關節 部可旋轉地連接，股骨框架和小腿肚框架可通過膝關節部可旋轉地連接，和/或小腿肚框 架和足框架可通過踝關節部可旋轉地連接。
[0005] 運動輔助設備可包括活動關節結構，該活動關節結構包括液壓系統和/或驅動電 機，以驅動每個關節部來提高用戶的腿的肌肉力量。例如，用于傳遞驅動動力的電機可設置 在每個髖關節部處。

【發明內容】

[0006] -些示例實施例涉及一種運動輔助設備。
[0007] 在一些示例實施例中，所述運動輔助設備可包括：第一固定構件，將被固定到用 戶的一部分；第二固定構件，將被固定到用戶的另一部分；驅動源，設置在第一固定構件 中；動力傳遞構件，連接在驅動源和第二固定構件之間；感測部，被配置為感測第一固定構 件或第二固定構件的固定狀態；控制器，被配置為基于從感測部接收到的信息控制驅動源。
[0008] 第一固定構件和第二固定構件中的至少一個可包括彼此緊固或彼此分開的第一 固定部和第二固定部。
[0009] 感測部可包括分別設置在第一固定部和第二固定部中的第一導體和第二導體，第 一導體和第二導體根據第一固定部是否被緊固到第二固定部而連接或短路，控制器可基于 關于在第一導體和第二導體之間流動的電流的信息來控制驅動源。
[0010] 彈性構件可設置在第一導體和第二導體中的一個導體的一側，以沿第一導體和 第二導體中的另一個導體被設置的方向提供彈力。
[0011] 第一固定部和第二固定部可具有彼此面對并可拆卸地設置的面，感測部可包括分 別設置在第一固定部和第二固定部中的第一導體和第二導體，控制器可基于關于第一導體 和第二導體之間的電容的信息來控制驅動源。
[0012] 第一固定部和第二固定部可以以尼龍搭扣（Velcro)的形式可拆卸地設置。
[0013] 感測部可包括設置在第一固定部和第二固定部之一中的開關，所述開關基于第一 固定部是否被緊固到第二固定部而選擇性地接通或斷開。
[0014] 感測部可測量第一固定構件和第二固定構件中的至少一個的緊固強度。
[0015] 感測部可包括壓力傳感器，所述壓力傳感器被配置為測量施加在用戶與第一固定 構件和第二固定構件中的至少一個之間的壓力。
[0016] 感測部可包括拉力傳感器，所述拉力傳感器被配置為測量施加到第一固定構件和 第二固定構件中的至少一個的拉力。
[0017] 感測部可包括設置在動力傳遞構件上的拉力傳感器。
[0018] 感測部可包括設置在動力傳遞構件和第二固定構件之間的壓力傳感器。
[0019] 其它示例實施例涉及一種控制運動輔助設備的方法。
[0020] 在一些示例實施例中，所述運動輔助設備可包括：主固定構件，將被固定到用戶 的一部分；活動側固定構件，將被固定到用戶的另一部分；驅動源，設置在主固定構件上； 動力傳遞構件，連接在驅動源和活動側固定構件之間；控制器，被配置為控制驅動源。此外， 所述方法可包括：由控制器基于主固定構件和活動側固定構件中的至少一個的固定狀態來 執行對用戶的運動輔助操作。
[0021 ] 可在主固定構件和活動側固定構件兩者被固定時執行運動輔助操作。
[0022] 執行運動輔助操作的步驟可包括：當主固定構件沒有被固定時，減小將被傳遞到 活動側固定構件的動力。
[0023] 可設置多個活動側固定構件，執行運動輔助操作的步驟可包括：感測所述多個活 動側固定構件的各個固定狀態；當所述多個活動側固定構件中的一部分活動側固定構件沒 有被固定時，減小將被傳遞到所述多個活動側固定構件中的所述一部分活動側固定構件的 動力。
[0024] 執行運動輔助操作的步驟可包括：基于施加到活動側固定構件的負荷的方向，控 制將被傳遞到活動側固定構件的動力，所述控制將被傳遞到活動側固定構件的動力的操作 可包括：當負荷沿活動側固定構件被推動的方向被施加時，持續執行對用戶的運動輔助操 作；當負荷沿活動側固定構件被拉動的方向被施加時，減小將被傳遞到活動側固定構件的 動力。
[0025] 所述減小操作可包括：停止驅動源，或將驅動源的輸出減小到預定輸出值。
[0026] 其它示例實施例涉及一種控制運動輔助設備的方法。
[0027] 在一些示例實施例中，所述運動輔助設備可包括：驅動源；主固定構件，將被固定 到用戶的一部分；活動側固定構件，將被固定到用戶的腿部；動力傳遞構件，被配置為在驅 動源和活動側固定構件之間傳遞動力；控制器，被配置為控制驅動源。此外，所述方法可包 括：由控制器基于活動側固定構件的固定狀態來執行對用戶的運動輔助操作。
[0028] 執行運動輔助操作的步驟可包括：當活動側固定構件沒有被固定并且用戶的雙腳 與地面接觸時，減小將被傳遞到活動側固定構件的動力。
[0029] 執行運動輔助操作的步驟可包括：感測用戶正在沿向上傾斜的方向行走還是沿向 下傾斜的方向行走；當用戶正在沿向下傾斜的方向行走并且活動側固定構件沒有被固定 時，傳遞動力直到用戶的雙腳與地面接觸為止。
[0030] 執行運動輔助操作的步驟可包括：感測用戶正在沿向上傾斜的方向行走還是沿向 下傾斜的方向行走；當用戶正在沿向上傾斜的方向行走并且活動側固定構件沒有被固定 時，減小將被傳遞到活動側固定構件的動力。
[0031] 執行運動輔助操作的步驟可包括：當活動側固定構件沒有被固定時，感測活動側 固定構件的功能對應于運動功能還是支撐功能；當沒有被固定的活動側固定構件的功能對 應于運動功能時，減小將被傳遞到沒有被固定的活動側固定構件的動力。
[0032] 執行運動輔助操作的步驟還可包括：當沒有被固定的活動側固定構件的功能對 應于支撐功能時，傳遞動力直到沒有被固定的活動側固定構件的功能被改變為運動功能為 止。
[0033] -些示例實施例涉及一種運動輔助設備，所述運動輔助設備被配置為輔助用戶行 走。
[0034] 在一些示例實施例中，所述運動輔助設備可包括：具有第一端和第二端的帶，所述 帶被配置為通過將第一端和第二端連接而附著到用戶的腰部；腿帶，被配置為附著到用戶 的大腿；動力傳遞構件，被配置為將扭矩傳遞到所述腿帶；以及包括處理器和存儲器的控 制器，所述存儲器包含計算機可讀代碼，當所述計算機可讀代碼被處理器運行時，將控制器 配置為：確定所述帶和所述腿帶中的一個或更多個是否分別被固定到用戶的腰部和大腿， 基于所述帶和所述腿帶中的一個或更多個是否被固定，指示驅動源執行運動輔助操作，所 述運動輔助操作是由驅動源產生的力被傳遞到關節組件的操作。
[0035] 在一些示例實施例中，所述運動輔助設備包括：一個或更多個傳感器，被配置為感 測所述帶和所述腿帶中的一個或更多個是否被固定，其中，控制器被配置為基于從所述一 個或更多個傳感器接收的信號，確定在運動輔助操作期間所述帶和所述腿帶中的一個或更 多個是否變為未固定的。
[0036] 在一些示例實施例中，控制器被配置為：如果控制器確定在運動輔助操作期間所 述帶和所述腿帶中的一個或更多個已變為未固定的，則基于行走狀態減小動力。
[0037] 在一些示例實施例中，所述行走狀態包括上傾行走狀態和下傾行走狀態，控制器 被配置為：在行走狀態是上傾行走狀態的情況下，當在運動輔助操作期間所述帶和所述腿 帶中的一個或更多個已變為未固定的時，減小動力而不管用戶的腳是否與地面接觸。
[0038] 在一些示例實施例中，控制器被配置為：當在運動輔助操作期間所述帶和所述腿 帶中的一個或更多個已變為未固定的并且控制器確定用戶已休息時，停止傳遞動力。
[0039] 在一些示例實施例中，控制器被配置為：在運動輔助裝置正在對用戶的腿施加正 功的情況下，當所述帶和所述腿帶中的一個或更多個已變為未固定的時，繼續執行對用戶 的腿的運動輔助操作。
[0040] 示例實施例的其它方面將在下面的描述中部分地闡明，并且從描述中部分將是顯 然的，或者可通過本公開的實施而得知。
【附圖說明】
[0041] 從下面結合附圖對示例實施例的描述，這些和/或其它方面將變得清楚并且更易 于理解，其中：
[0042] 圖1是示出根據一些示例實施例的被穿戴在用戶上的運動輔助設備的主視圖；
[0043] 圖2是示出根據一些示例實施例的被穿戴在用戶上的運動輔助設備的側視圖；
[0044] 圖3是示出根據一些示例實施例的感測部的示圖；
[0045] 圖4是示出根據一些示例實施例的感測部的示圖；
[0046] 圖5是示出根據一些示例實施例的感測部的示圖；
[0047] 圖6是示出根據一些示例實施例的感測部的示圖；
[0048] 圖7是示出根據一些示例實施例的感測部的示圖；
[0049] 圖8是示出根據一些示例實施例的感測部的示圖；
[0050] 圖9是示出根據一些示例實施例的運動輔助設備的框圖；
[0051] 圖10是示出根據一些示例實施例的控制運動輔助設備的方法的流程圖；
[0052] 圖11是示出根據一些示例實施例的控制運動輔助設備的方法的流程圖；
[0053] 圖12是示出根據一些示例實施例的控制運動輔助設備的方法的流程圖；
[0054] 圖13是示出根據一些示例實施例的基于沒有被固定的固定構件的類型執行的控 制運動輔助設備的方法的流程圖；
[0055] 圖14是示出根據一些示例實施例的基于用戶的行走情況執行的控制運動輔助設 備的方法的流程圖；
[0056] 圖15是示出根據一些示例實施例的基于沒有被固定的固定構件的功能執行的控 制運動輔助設備的方法的流程圖；
[0057] 圖16是示出根據一些示例實施例的基于施加到沒有被固定的固定構件的負荷的 方向執行的控制運動輔助設備的方法的流程圖；
[0058] 圖17是示出根據一些示例實施例的在控制運動輔助設備的方法中減小將被傳遞 到活動側固定構件的動力的操作的流程圖；
[0059] 圖18示出根據一些示例實施例的控制器。
【具體實施方式】
[0060] 現在將詳細參照示例實施例，在附圖中示出示例實施例的一些示例，其中，相似的 標號始終表示相似的元件。以下參照附圖描述示例實施例。
[0061] 圖1是示出根據一些