[發明專利]用于操作適于環繞感興趣對象的外殼的系統和方法

有效

• 申請號: 201080019872.2
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN102413804A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: J.M.A.范登厄倫比姆德;F.M.H.克龍普沃茨
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00;A61H31/00;A63B21/005;A63B23/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周紅力;劉鵬

技術領域

本發明涉及用于操作適于環繞感興趣對象的外殼并在其上提供力的伺服系統和方法。

背景技術

US20070203433公開了一種可穿戴放松誘導裝置，其包括由緊緊地穿在軀干上的彈性地柔軟織物制成的甲胄（harness）或衣服。機電傳感器被附接到該織物以用于將穿戴者的呼吸運動轉換成表示呼吸速率和深度的電信號。電動操作的換能器附加到該織物以用于提供對身體的關于呼吸的觸覺反饋，并且電子電路用于處理由機電傳感器產生的電信號且用于以所選的可調節的順序和速率（rate）操作該換能器。

這樣的呼吸帶被用于測量人的呼吸速率。大多數帶使用氣壓傳感器來在呼吸期間測量胸腔的膨脹和收縮中的變化。已經證實，經引導的呼吸對（快速）放松有益，放松又對人的幸福有益。當前可用的呼吸帶僅測量呼吸速率，但是它們不向用戶提供關于如何呼吸的內建的觸覺刺激，例如反饋。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠同時感測呼吸和致動（actuation）的改進的伺服系統。

根據第一方面，本發明涉及一種用于操作適于圍繞感興趣對象的外殼并且用于在其上提供力的伺服系統，包括：

-?伺服電動機，適于操作外殼的位置且因此操作由外殼施加在感興趣對象上的力，

-?測量單元，適于測量由電源提供以驅動伺服電動機的原始（raw）驅動電流信號I_raw，

-?低通濾波裝置，適于將低通頻率濾波應用在I_raw上以用于確定濾波電流信號I_filtered，以及

-?處理單元，適于確定：

??-?基于伺服電動機設置參數的致動電流信號I_actuated，I_actuated指示伺服電動機在操作外殼的位置時對I_raw-的貢獻，

??-?驅動力電流信號I_force，其指示由外殼施加在感興趣對象上的力，其中I_force與I_filtered和I_actuated之間的差成比例。

由此可見，提供了一種可以還用作力傳感器的伺服系統，因為力電流信號I_force指示由外殼施加在感興趣對象上的力。

在一個實施例中，感興趣對象是用戶的軀干并且其中外殼是環繞軀干的帶，該帶的位置的操作包括促使帶的環繞長度恒定，其中I_force指示由帶施加在軀干上的力。

在一個實施例中，感興趣對象是用戶的軀干并且其中外殼是環繞軀干的帶，位置的操作包括借助改變帶的位置保持帶施加在軀干上的力恒定，其中I_force指示由帶施加在軀干上的瞬時力，并且其中處理單元將I_force用作操作參數，其用于命令伺服電動機根據I_force調節帶的位置以使得所得的力變成基本恒定。以此方式，該帶正在隨同用戶一起“呼吸”，這意味著它未被用戶感覺到。即，這使得心電圖（ecg）帶正相當多地約束胸腔并且因此是強迫人的（obtrusive）。相應地，通過知道該力，提供操作參數，例如，力/電流是否會增加、減小或保持恒定，依賴于該帶是否處于固定位置操作模式或固定力操作模式。

在一個實施例中，處理單元進一步適于基于I_force的頻率確定用戶的呼吸。在應用所述低通濾波，I_force展現出所述電流導致在保持力恒定或導致膨脹/收縮帶方面的結果。因此，獲得如正弦波的電流信號，其中信號頻率是用戶的呼吸的清楚指示符。

在一個實施例中，處理單元進一步適于基于I_force的幅度確定用戶的呼吸深度。相應地，所得的I_force信號的深度展示出呼吸深度并且因此展現出用戶正在吸入/呼出的程度。

在一個實施例中，外殼是第一和第二踝支具（brace），其間具有借助伺服電動機致動的接頭，其中該伺服電動機操作該位置以便允許該接頭自由移動或施加支持踝的力。

在一個實施例中，處理單元基于I_force的幅度確定由外殼施加在感興趣對象上的力，使得幅度變得越大，由外殼施加在感興趣對象上的力變得越大。

在一個實施例中，低通濾波包括低于500Hz、更優選地低于50Hz、更優選地低于50Hz，更優選地等于或小于1Hz的頻率濾波。