[發(fā)明專利]一種用于人類走動輔助的外骨骼裝置和方法

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• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN109953872A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設計）人: 于毅欣
• 申請（專利權）人: 異起（上海）智能科技有限公司
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種外骨骼裝置，其特征在于，包括：臀部承托裝置，大腿外骨骼裝置，小腿外骨骼裝置，腳外骨骼裝置，“臀部承托裝置和大腿外骨骼連接的自由度裝置”，“大腿外骨骼和小腿外骨骼連接的自由度裝置”，“小腿外骨骼和腳外骨骼連接的自由度裝置”，結構光傳感器，行走控制信息收集裝置，控制器，攝像頭（可選），測距傳感器（可選）；

所述臀部承托裝置通過綁帶和\或腰帶來連接人體，起主要的臀部和腰的固定作用，并且可以容納計算機、電池、電機等設備；

作為一種可選的實施方式，所述臀部承托裝置上可以增加一個背包，背包中可以容納計算機、電池、電機等設備，以降低臀部承托裝置的大小和重量，背包中設備可以與臀部承托裝置連接；

作為一種可選的實施方式，所述臀部承托裝置可以分成左右兩部分，這兩部分分別連接了左腿和右腿的若干外骨骼裝置，可以滿足分別穿戴或安裝左腿外骨骼和右腿外骨骼，并且臀部承托裝置的左右兩部分可以連接在一起和\或固定在一起；

所述大腿外骨骼裝置是主要用來承托或\和固定大腿的裝置，可定制長度或可以調(diào)節(jié)長度以合適使用者的大腿長度，可以通過包括但不限于環(huán)抱包圍的形式或綁帶的形式固定大腿；

作為一種可選的實施方式，所述大腿外骨骼裝置可以根據(jù)特定用戶來定制，例如針對完全失去大腿的用戶可以使用封閉的大腿外骨骼或省去安裝\固定大腿的相關部件；

所述小腿外骨骼是主要用來承托或\和固定小腿的裝置，可定制長度或可以調(diào)節(jié)長度以合適使用者的小腿長度，可以通過包括但不限于環(huán)抱包圍的形式或綁帶的形式固定小腿；

作為一種可選的實施方式，所述小腿外骨骼裝置可以根據(jù)特定用戶來定制，例如針對完全失去小腿的用戶可以使用封閉的小腿外骨骼或省去安裝\固定小腿的相關部件；

所述腳外骨骼裝置是主要用來固定腳的裝置，并且和地面接觸，是保持平衡和摩擦力的主要來源獲取裝置，在特種作業(yè)中可通過電磁鐵、磁鐵來提供必要的外力；

作為一種可選的實施方式，所述腳外骨骼裝置可以外面套一層看上去像是鞋的、帶有裝飾功能并且能夠滿足與地面或接觸物摩擦的外設或套；

所述“臀部承托裝置和大腿外骨骼連接的自由度裝置”用于將臀部承托裝置和大腿外骨骼連接在一起，并且能夠提供一種或一種以上的自由度的裝置；

所述“大腿外骨骼和小腿外骨骼連接的自由度裝置”用于將大腿外骨骼和小腿外骨骼連接在一起，并且能夠提供一種或一種以上的自由度的裝置；

所述“小腿外骨骼和腳外骨骼連接的自由度裝置”用于將小腿外骨骼和腳外骨骼連接在一起，并且能夠提供一種或一種以上的自由度的裝置；

所述若干結構光傳感器用于收集周邊的深度信息，以做為計算機計算和控制各自由度完成指定動作或目標的信息依據(jù)之一；

所述行走控制信息收集裝置用于收集控制行走的方向和速度等數(shù)據(jù)，以做為計算機計算和控制行走方向和速度的主要信息依據(jù)；

所述控制器是在某種情況下，通過手來控制整套裝置來執(zhí)行或切換某特定動作或模式的控制裝置，控制器會將控制信號發(fā)送給計算機，由計算機根據(jù)當前狀態(tài)或\和模式來計算具體操作或動作；

所述攝像頭（可選）是收集環(huán)境圖像信息的裝置；

所述測距傳感器（可選）是收集周圍物體距離信息的裝置。

2.一種外骨骼行走方法或助力的模式庫，其特征在于，包括：穿戴完畢之后的初始測試模式，站立模式，行走模式，坐下模式，蹲下模式，爬行模式，脫下模式；

穿戴完畢之后的初始測試模式用以檢查裝置的穿戴情況、關節(jié)的舒適度等情況，以便在實際使用前對固定位置或方法細節(jié)做調(diào)整的一種模式；

站立模式是以靜止站立姿勢為基礎的模式，能夠在較強外力干擾下仍能最終保持站立姿勢的一種模式；

行走模式是通過行走控制信息收集裝置來影響行走方向的一種模式；

坐下模式是一種以坐著的姿勢為基礎的模式；

蹲下模式是一種以蹲著的姿勢為基礎并能基本保持平衡的模式；

爬行模式是一種以趴著或躺著的姿勢為基礎的模式；

脫下模式是一種便于脫下的模式。