运动辅助设备及控制运动辅助设备的方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求于2014年7月24日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0093831号 韩国专利申请的优先权权益，该申请的整个公开通过引用包含于此。
技术领域
[0002] 示例实施例涉及一种运动辅助设备及控制所述运动辅助设备的方法。
【背景技术】
[0003] 随着社会迅速老龄化的来临，越来越多的人可能承受着关节问题带来的不便和/ 或痛苦，因此，对能够使有关节问题的老人或病人较不费力地行走的运动辅助设备的兴趣 正在增长。此外，可能正在开发可增强人体肌肉力量的运动辅助设备以用于军事目的。
[0004] 通常，用于辅助身体的下部运动的运动辅助设备可包括置于用户躯干上的身体框 架、结合到身体框架下侧以覆盖用户骨盆的骨盆框架、置于用户大腿上的股骨框架、置于用 户小腿上的小腿肚框架和/或置于用户脚上的足框架。骨盆框架和股骨框架可通过髋关节 部可旋转地连接，股骨框架和小腿肚框架可通过膝关节部可旋转地连接，和/或小腿肚框 架和足框架可通过踝关节部可旋转地连接。
[0005] 运动辅助设备可包括活动关节结构，该活动关节结构包括液压系统和/或驱动电 机，以驱动每个关节部来提高用户的腿的肌肉力量。例如，用于传递驱动动力的电机可设置 在每个髋关节部处。
【发明内容】
[0006] -些示例实施例涉及一种运动辅助设备。
[0007] 在一些示例实施例中，所述运动辅助设备可包括：第一固定构件，将被固定到用 户的一部分；第二固定构件，将被固定到用户的另一部分；驱动源，设置在第一固定构件 中；动力传递构件，连接在驱动源和第二固定构件之间；感测部，被配置为感测第一固定构 件或第二固定构件的固定状态；控制器，被配置为基于从感测部接收到的信息控制驱动源。
[0008] 第一固定构件和第二固定构件中的至少一个可包括彼此紧固或彼此分开的第一 固定部和第二固定部。
[0009] 感测部可包括分别设置在第一固定部和第二固定部中的第一导体和第二导体，第 一导体和第二导体根据第一固定部是否被紧固到第二固定部而连接或短路，控制器可基于 关于在第一导体和第二导体之间流动的电流的信息来控制驱动源。
[0010] 弹性构件可设置在第一导体和第二导体中的一个导体的一侧，以沿第一导体和 第二导体中的另一个导体被设置的方向提供弹力。
[0011] 第一固定部和第二固定部可具有彼此面对并可拆卸地设置的面，感测部可包括分 别设置在第一固定部和第二固定部中的第一导体和第二导体，控制器可基于关于第一导体 和第二导体之间的电容的信息来控制驱动源。
[0012] 第一固定部和第二固定部可以以尼龙搭扣（Velcro)的形式可拆卸地设置。
[0013] 感测部可包括设置在第一固定部和第二固定部之一中的开关，所述开关基于第一 固定部是否被紧固到第二固定部而选择性地接通或断开。
[0014] 感测部可测量第一固定构件和第二固定构件中的至少一个的紧固强度。
[0015] 感测部可包括压力传感器，所述压力传感器被配置为测量施加在用户与第一固定 构件和第二固定构件中的至少一个之间的压力。
[0016] 感测部可包括拉力传感器，所述拉力传感器被配置为测量施加到第一固定构件和 第二固定构件中的至少一个的拉力。
[0017] 感测部可包括设置在动力传递构件上的拉力传感器。
[0018] 感测部可包括设置在动力传递构件和第二固定构件之间的压力传感器。
[0019] 其它示例实施例涉及一种控制运动辅助设备的方法。
[0020] 在一些示例实施例中，所述运动辅助设备可包括：主固定构件，将被固定到用户 的一部分；活动侧固定构件，将被固定到用户的另一部分；驱动源，设置在主固定构件上； 动力传递构件，连接在驱动源和活动侧固定构件之间；控制器，被配置为控制驱动源。此外， 所述方法可包括：由控制器基于主固定构件和活动侧固定构件中的至少一个的固定状态来 执行对用户的运动辅助操作。
[0021 ] 可在主固定构件和活动侧固定构件两者被固定时执行运动辅助操作。
[0022] 执行运动辅助操作的步骤可包括：当主固定构件没有被固定时，减小将被传递到 活动侧固定构件的动力。
[0023] 可设置多个活动侧固定构件，执行运动辅助操作的步骤可包括：感测所述多个活 动侧固定构件的各个固定状态；当所述多个活动侧固定构件中的一部分活动侧固定构件没 有被固定时，减小将被传递到所述多个活动侧固定构件中的所述一部分活动侧固定构件的 动力。
[0024] 执行运动辅助操作的步骤可包括：基于施加到活动侧固定构件的负荷的方向，控 制将被传递到活动侧固定构件的动力，所述控制将被传递到活动侧固定构件的动力的操作 可包括：当负荷沿活动侧固定构件被推动的方向被施加时，持续执行对用户的运动辅助操 作；当负荷沿活动侧固定构件被拉动的方向被施加时，减小将被传递到活动侧固定构件的 动力。
[0025] 所述减小操作可包括：停止驱动源，或将驱动源的输出减小到预定输出值。
[0026] 其它示例实施例涉及一种控制运动辅助设备的方法。
[0027] 在一些示例实施例中，所述运动辅助设备可包括：驱动源；主固定构件，将被固定 到用户的一部分；活动侧固定构件，将被固定到用户的腿部；动力传递构件，被配置为在驱 动源和活动侧固定构件之间传递动力；控制器，被配置为控制驱动源。此外，所述方法可包 括：由控制器基于活动侧固定构件的固定状态来执行对用户的运动辅助操作。
[0028] 执行运动辅助操作的步骤可包括：当活动侧固定构件没有被固定并且用户的双脚 与地面接触时，减小将被传递到活动侧固定构件的动力。
[0029] 执行运动辅助操作的步骤可包括：感测用户正在沿向上倾斜的方向行走还是沿向 下倾斜的方向行走；当用户正在沿向下倾斜的方向行走并且活动侧固定构件没有被固定 时，传递动力直到用户的双脚与地面接触为止。
[0030] 执行运动辅助操作的步骤可包括：感测用户正在沿向上倾斜的方向行走还是沿向 下倾斜的方向行走；当用户正在沿向上倾斜的方向行走并且活动侧固定构件没有被固定 时，减小将被传递到活动侧固定构件的动力。
[0031] 执行运动辅助操作的步骤可包括：当活动侧固定构件没有被固定时，感测活动侧 固定构件的功能对应于运动功能还是支撑功能；当没有被固定的活动侧固定构件的功能对 应于运动功能时，减小将被传递到没有被固定的活动侧固定构件的动力。
[0032] 执行运动辅助操作的步骤还可包括：当没有被固定的活动侧固定构件的功能对 应于支撑功能时，传递动力直到没有被固定的活动侧固定构件的功能被改变为运动功能为 止。
[0033] -些示例实施例涉及一种运动辅助设备，所述运动辅助设备被配置为辅助用户行 走。
[0034] 在一些示例实施例中，所述运动辅助设备可包括：具有第一端和第二端的带，所述 带被配置为通过将第一端和第二端连接而附着到用户的腰部；腿带，被配置为附着到用户 的大腿；动力传递构件，被配置为将扭矩传递到所述腿带；以及包括处理器和存储器的控 制器，所述存储器包含计算机可读代码，当所述计算机可读代码被处理器运行时，将控制器 配置为：确定所述带和所述腿带中的一个或更多个是否分别被固定到用户的腰部和大腿， 基于所述带和所述腿带中的一个或更多个是否被固定，指示驱动源执行运动辅助操作，所 述运动辅助操作是由驱动源产生的力被传递到关节组件的操作。
[0035] 在一些示例实施例中，所述运动辅助设备包括：一个或更多个传感器，被配置为感 测所述带和所述腿带中的一个或更多个是否被固定，其中，控制器被配置为基于从所述一 个或更多个传感器接收的信号，确定在运动辅助操作期间所述带和所述腿带中的一个或更 多个是否变为未固定的。
[0036] 在一些示例实施例中，控制器被配置为：如果控制器确定在运动辅助操作期间所 述带和所述腿带中的一个或更多个已变为未固定的，则基于行走状态减小动力。
[0037] 在一些示例实施例中，所述行走状态包括上倾行走状态和下倾行走状态，控制器 被配置为：在行走状态是上倾行走状态的情况下，当在运动辅助操作期间所述带和所述腿 带中的一个或更多个已变为未固定的时，减小动力而不管用户的脚是否与地面接触。
[0038] 在一些示例实施例中，控制器被配置为：当在运动辅助操作期间所述带和所述腿 带中的一个或更多个已变为未固定的并且控制器确定用户已休息时，停止传递动力。
[0039] 在一些示例实施例中，控制器被配置为：在运动辅助装置正在对用户的腿施加正 功的情况下，当所述带和所述腿带中的一个或更多个已变为未固定的时，继续执行对用户 的腿的运动辅助操作。
[0040] 示例实施例的其它方面将在下面的描述中部分地阐明，并且从描述中部分将是显 然的，或者可通过本公开的实施而得知。
【附图说明】
[0041] 从下面结合附图对示例实施例的描述，这些和/或其它方面将变得清楚并且更易 于理解，其中：
[0042] 图1是示出根据一些示例实施例的被穿戴在用户上的运动辅助设备的主视图；
[0043] 图2是示出根据一些示例实施例的被穿戴在用户上的运动辅助设备的侧视图；
[0044] 图3是示出根据一些示例实施例的感测部的示图；
[0045] 图4是示出根据一些示例实施例的感测部的示图；
[0046] 图5是示出根据一些示例实施例的感测部的示图；
[0047] 图6是示出根据一些示例实施例的感测部的示图；
[0048] 图7是示出根据一些示例实施例的感测部的示图；
[0049] 图8是示出根据一些示例实施例的感测部的示图；
[0050] 图9是示出根据一些示例实施例的运动辅助设备的框图；
[0051] 图10是示出根据一些示例实施例的控制运动辅助设备的方法的流程图；
[0052] 图11是示出根据一些示例实施例的控制运动辅助设备的方法的流程图；
[0053] 图12是示出根据一些示例实施例的控制运动辅助设备的方法的流程图；
[0054] 图13是示出根据一些示例实施例的基于没有被固定的固定构件的类型执行的控 制运动辅助设备的方法的流程图；
[0055] 图14是示出根据一些示例实施例的基于用户的行走情况执行的控制运动辅助设 备的方法的流程图；
[0056] 图15是示出根据一些示例实施例的基于没有被固定的固定构件的功能执行的控 制运动辅助设备的方法的流程图；
[0057] 图16是示出根据一些示例实施例的基于施加到没有被固定的固定构件的负荷的 方向执行的控制运动辅助设备的方法的流程图；
[0058] 图17是示出根据一些示例实施例的在控制运动辅助设备的方法中减小将被传递 到活动侧固定构件的动力的操作的流程图；
[0059] 图18示出根据一些示例实施例的控制器。
【具体实施方式】
[0060] 现在将详细参照示例实施例，在附图中示出示例实施例的一些示例，其中，相似的 标号始终表示相似的元件。以下参照附图描述示例实施例。
[0061] 图1是示出根据一些