外骨骼装备的数据处理系统和外骨骼装备的制作方法

本实用新型涉及外骨骼设备领域，具体而言，涉及一种外骨骼装备的数据处理系统和外骨骼装备。

背景技术：

地震，由古至今都是破坏性极强的自然灾害。随着社会的发展和科技的进步，面对自然灾害，人们迫切的需要采用高科技技术来提高灾难的预防和救助效率。救援人员如何在第一时间快速奔赴灾难现场，快速进行仪器搬运，72小时黄金时间内及时搜索伤员并就行救治，长时间持续作业，都是在地震救援过程中急需的。目前，外骨骼设备可以完美的解决仪器搬运的问题，但是都只是单一的作为助力设备进行使用，已经不能满足行业的需求。现有的地震救援队伍配备生命探测仪和环境探测仪，但是无法实时的进行灾害现场状态分析，环境模拟以及灾难预警。

针对现有的外骨骼装备能够进行生命监测和环境监测，但是无法对监测到的数据进行分析处理的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种外骨骼装备的数据处理系统和外骨骼装备，以至少解决现有的外骨骼装备能够进行生命监测和环境监测，但是无法对监测到的数据进行分析处理的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种外骨骼装备的数据处理系统，外骨骼装备的数据处理系统与云端数据分析系统相互通讯，其中，外骨骼装备的数据处理系统包括：数据反馈装置，用于实时获取监测到的反馈数据，并将反馈数据反馈给云端数据分析系统，其中，反馈数据至少包括如下任意一种或多种数据：环境数据、生命探测数据、生命体征数据、语音数据和定位数据；通信交互装置，用于接收云端数据分析系统返回的分析结果，其中，分析结果由云端数据分析系统对反馈数据进行分析处理得到。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种外骨骼装备，包括：上述的外骨骼装备的数据处理系统。

在本实用新型实施例中，通过数据反馈装置实时获取监测到的反馈数据，并将反馈数据反馈给云端数据分析系统，在云端数据分析系统对反馈数据进行分析处理，得到分析结果之后，通过通信交互装置接收云端数据分析系统返回的分析结果，从而实现通过云端数据分析系统实时的进行现场状态分析，环境模拟以及提前预警，使穿戴用户更快地获得信息帮助，解决了现有的外骨骼装备能够进行生命监测和环境监测，但是无法对监测到的数据进行分析处理的技术问题。因此，通过本实用新型提供的实施例，可以提高数据处理准确度和有效性，进一步提升工作效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种外骨骼装备的数据处理系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的一种可选的云端数据分析系统的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的一种可选的外骨骼装备的数据处理系统的示意图；

图4是根据本实用新型实施例的一种可选的外骨骼装备的头盔的示意图；

图5是根据本实用新型实施例的一种可选的外骨骼装备的数据处理系统的示意图；

图6是根据本实用新型实施例的一种可选的外骨骼装备的示意图；以及

图7是根据本实用新型实施例的另一种可选的外骨骼装备的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

实施例1

根据本实用新型实施例，提供了一种外骨骼装备的数据处理系统实施例，图1是根据本实用新型实施例的一种外骨骼装备的数据处理系统的结构示意图，如图1所示，外骨骼装备的数据处理系统与云端数据分析系统相互通讯，其中，该外骨骼装备的数据处理系统包括：数据反馈装置11和通信交互装置13。

其中，数据反馈装置11，用于实时获取监测到的反馈数据，并将反馈数据反馈给云端数据分析系统，其中，反馈数据至少包括如下任意一种或多种数据：环境数据、生命探测数据、生命体征数据、语音数据和定位数据。

具体的，上述环境数据可以是穿戴外骨骼装备的穿戴用户所处环境的环境数据，例如，可以是穿戴用户周围的气体成分和气体比例的数据，也可以是周围环境的温度值。上述生命探测数据可以是通过生命探测仪探测人体时确定的位置数据。上述生命体征数据可以是探测到人体的实时生命体征数据，例如穿戴用户的心率(脉搏率)，穿戴用户的呼吸频率。上述语音数据可以是穿戴用户发出的语音。上述的定位数据可以是通过定位装置确定的穿戴用户的位置。

通信交互装置13，用于接收云端数据分析系统返回的分析结果，其中，分析结果由云端数据分析系统对反馈数据进行分析处理得到。

具体的，上述通信交互装置可以是WIFI装置、2.4G通信装置、RFID、ZIGBEE、蓝牙、红外通信装置等通信装置，可以根据实际需要进行选择，本实用新型对此不做具体限定。

在一种可选的方案中，如图2所示，上述云端数据分析系统可以是一个用于数据处理的计算机终端。如图3所示，数据反馈装置可以是图3中的云数据反馈模块，通信交互装置可以是图3中的通信交互模块。

在一种可选的应用场景中，例如，将外骨骼装备应用于地震救援的场景中，救援人员可以穿戴外骨骼装备之后进入救援现场，救援人员可以通过生命探测仪探测附近的伤员的位置，并通过生命检测器监测伤员的心率，体温，呼吸频率等数据，同时通过环境探测仪探测所处环境的地质，辐射，化学物质等数据，还可以通过GPS模块确定救援人员所在的具体位置，也可以通过语音采集模块采集救援人员发出的语音。救援人员穿戴的外骨骼装备中的数据反馈装置可以实时获取上述的环境数据，生命探测数据，生命体征数据，语音数据和定位数据，将上述数据汇总后得到反馈数据，并将反馈数据发送给控制中心的云端数据分析系统。云端数据分析系统在接收到反馈数据之后，对反馈数据进行分析处理，根据反馈数据进行灾害现场状态分析，环境模拟，得到现场环境的分析预测结果。救援人员可以通过穿戴的外骨骼装备中的通信交互装置接收到云端数据分析系统分析得到的分析结果，从而可以根据分析结果确定自身所处的环境情况，方便救援人员进行救援。

在本实用新型上述实施例中，通过数据反馈装置实时获取监测到的反馈数据，并将反馈数据反馈给云端数据分析系统，在云端数据分析系统对反馈数据进行分析处理，得到分析结果之后，通过通信交互装置接收云端数据分析系统返回的分析结果，从而实现通过云端数据分析系统实时的进行现场状态分析，环境模拟以及提前预警，使穿戴用户更快地获得信息帮助，解决了现有的外骨骼装备能够进行生命监测和环境监测，但是无法对监测到的数据进行分析处理的技术问题。因此，通过本实用新型提供的实施例，可以提高数据处理准确度和有效性，进一步提升工作效率。

根据本实用新型上述实施例，上述外骨骼装备的数据处理系统还包括：环境监测装置，生命探测装置，生命体征监测装置，显示播放装置和定位装置。

其中，环境监测装置，与数据反馈装置11连接，用于监测穿戴用户所处环境的环境数据，其中，环境数据至少包括如下任意一种或多种数据：气体数据，温度数据，声音数据，光度数据，化学物质数据，地质数据，水数据和辐射数据。

生命探测装置，与数据反馈装置11连接，用于监测生命探测数据，其中，生命探测数据至少包括：探测到的目标对象的位置信息。

生命体征监测装置，与数据反馈装置11连接，用于监测目标对象和穿戴用户的生命体征数据，其中，生命体征数据至少包括任意一种或多种数据：呼吸频率、体温数据、心率数据和血压数据。

显示播放装置，与数据反馈装置11连接，用于获取穿戴用户的语音数据。

定位装置，与数据反馈装置11连接，用于获取穿戴用户的定位数据。

具体的，上述环境监测装置可以是环境监测仪，上述生命探测装置可以是生命探测仪，生命探测仪可以通过感应人体发出的电场确定探测到的人体的位置，得到生命探测数据，上述生命体监测装置可以进行生命体搜索，监测搜索到的人体的生命特征数据，也可以监测穿戴用户的生命体特征，上述显示播放装置可以包括麦克风模块，可以采集到穿戴用户发出的声音信息，上述定位装置可以是GPS定位系统。

在一种可选的方案中，如图3所示，环境监测装置可以是图3中的环境监测模块，生命探测装置可以是图3中的生命探测模块，生命体征监测装置可以是图3中的生命体监测模块，显示播放装置可以是图3中的显示及播放模块，定位装置可以是图3中的定位模块。云数据反馈模块分别与环境监测模块，生命探测模块，生命体监测模块，显示及播放模块和定位模块连接，可以获取到上述五个模块监测到的对应的环境数据，生命探测数据，生命体征数据，语音数据和定位数据。

通过上述方案，外骨骼装备上可以安装生命探测装备和环境探测装备，对环境进行扫描，并进行生命探测，帮助穿戴用户快速进行生命体搜索。

根据本实用新型上述实施例，上述外骨骼装备的数据处理系统还包括：传感器采集装置和显示播放装置。

其中，传感器采集装置，分别与环境监测装置，生命探测装置和生命体征监测装置连接，用于实时获取监测到的显示数据，其中，显示数据至少包括：环境数据，生命探测数据和生命体征数据。

具体的，上述传感器采集装置可以包括：烟雾传感器、有毒气体传感器、压力传感器、温湿度传感器、距离传感器、图像传感器、红外传感器、激光雷达传感器，可以根据实际需要进行选择，本实用新型对此不做具体限定。

显示播放装置，与传感器采集装置连接，用于显示显示数据。

具体的，上述显示播放装置可以包括：显示屏模块。

在一种可选的方案中，如图4所示，显示屏模块可以设置在外骨骼设备头部中央，为了方便穿戴用户观看显示屏模块上显示的显示数据，可以将显示屏模块设置与穿戴用户的眼睛水平。

在另一种可选的方案中，如图3所示，传感器采集装置可以是图3中的传感器采集模块，传感器采集模块分别与环境监测模块，生命探测模块，生命体监测模块连接，可以采集上述三个模块监测到的对应的环境数据，生命探测数据和生命体征数据，通过采集数据，随时将数据反馈到显示及播放模块中的显示屏模块中，由显示屏模块进行显示。

此处需要说明的是，通过传感器采集装置获得数据的采集，也可以将数据反馈到PC端或者手机端。

通过上述方案，外骨骼装备上可以安装传感器，通过采集数据，将数据反馈到相应的显示屏，使得穿戴用户可以随时看到例如环境温度，生命体位置等信息，提升工作效率。

根据本实用新型上述实施例，上述外骨骼装备的数据处理系统还包括：主控装置。

其中，主控装置，分别与传感器采集装置，数据反馈装置11和通信交互装置13连接，用于在环境数据小于等于安全环境数据的情况下，生成提示信息，其中，提示信息用于提示环境的氧气不足；显示播放装置，与主控装置连接，用于显示提示信息。

具体的，主控系统装置可以包含中央处理器、ROM及RAM储存模块、各种通信接口(IO口、USB、I2C、UART、SPI)等，本实用新型对此不做具体限定。上述安全环境数据可以是对穿戴用户造成影响的环境数据，可以根据实际需要进行设定，本实用新型对此不做具体限定。

在一种可选的方案中，如图3所示，主控装置可以是图3中的主控系统模块，分别与传感器采集模块，云数据反馈模块和通信交互模块连接，用于控制三个模块的正常工作。

在一种可选的应用场景中，例如，将外骨骼装备应用于地震救援的场景中，外骨骼装备上的主控系统装置中的中央处理器，可以根据环境监测模块监测到的氧气含量，判断穿戴用户所处的环境中的氧气含量是否达到危险值，当确定环境监测模块监测到的氧气含量达到危险值时，将提示信息反馈到外骨骼装备的头盔显示屏模块中，提醒救援人员氧气不足，需要供氧。

通过上述方案，穿戴用户可以通过头盔屏幕知晓所处环境的氧气含量，从而实现危险预警提示，保证穿戴用户的生命安全。

根据本实用新型上述实施例，在一种可选的方案中，上述外骨骼装备的数据处理系统还包括：氧气救助按钮，用于生成供氧信号；氧气装置，与氧气救助按钮连接，用于在接收到供氧信号之后，输出氧气。在另一种可选的方案中，上述系统还包括：主控装置还用于如果环境数据小于等于临界环境数据，则生成供氧信号；氧气装置，与主控装置连接，用于在接收到供氧信号之后，输出氧气。

具体的，上述氧气救助按钮可以设置在外骨骼装备上。上述临界环境数据可以是穿戴用户可以承受的环境数据的临界数据，可以根据实际需要进行设定，本实用新型对此不做具体限定。

在一种可选的方案中，如图3所示，氧气装置可以是图3中的氧气模块，可以搭载在生命体监测模块中。

在一种可选的应用场景中，例如，将外骨骼装备应用于地震救援的场景中，外骨骼装备上可以装备氧气救助按钮，当主控装置反馈的提示信息显示在头盔屏幕中时，救援人员可以根据屏幕上的氧气不足提示信息，通过手动按下氧气救助按钮获取氧气供给，或者一旦环境中的氧气含量达到最危险值，主控装置可以控制氧气装置自动输氧。

根据本实用新型上述实施例，上述系统还包括：显示播放装置。

其中，显示播放装置，与通信交互装置13连接，用于显示分析结果。

在一种可选的应用场景中，例如，将外骨骼装备应用于地震救援的场景中，可以在通过穿戴的外骨骼装备中的通信交互装置接收到云端数据分析系统分析得到的分析结果之后，将分析结果显示在显示播放装置中的显示屏模块中，方便救援人员查看分析结果，及时获取当前灾害现场的状态。

通过上述方案，可以将现场状态，环境模拟以及提前预警的分析结果进行可视化显示，使得穿戴用户可以及时获取到云数据分析系统返回的分析结果，提升工作效率。

根据本实用新型上述实施例，通信交互装置13还用于获取输入语音数据，其中，输入语音数据包括：云端数据分析系统返回的语音数据，和/或其他穿戴用户的语音数据。显示播放装置，与通信交互装置13连接，还用于播放输入语音数据。

具体的，上述显示播放装置可以包含扬声器模块，可以播放接收到的其他穿戴用户的声音信息和数据监控人员通过云端数据分析系统发出的声音信息。

在一种可选的应用场景中，例如，将外骨骼装备应用于地震救援的场景中，外骨骼装备可以将救援人员的生命体征数据反馈给云数据分析系统，当云数据分析系统确定救援人员的生命体征数据出现问题时，控制中心的数据监控者在可以麦克风语音通知相应的救援人员进行撤离，并通知其他救援人员进行救助。救援人员之间也可以通过通信交互装置进行语音数据的交互，使救援人员对整个灾害现场有更清楚准确的认识。

根据本实用新型上述实施例，上述的显示播放装置包括：麦克风，耳机和显示屏。

其中，麦克风，设置于外骨骼装备的头部，用于获取穿戴用户的语音数据；耳机，设置于外骨骼装备的头部，用于播放输入语音数据；显示屏，设置于外骨骼装备的头部，用于显示分析结果，显示数据和提示信息。

在一种可选的方案中，如图4所示，外骨骼装备的头盔上可以设置耳机和麦克风，显示屏可以是图4中的数据反馈的显示位置，可以在头盔上安装摄像头，通过摄像头拍摄救援现场的图像，将摄像头拍摄到的图像反馈个云端数据分析系统，提升云端数据分析系统的数据处理准确度。

在一种可选的应用场景中，例如，将外骨骼装备应用于地震救援的场景中，救援人员可以通过麦克风和耳机与云端数据分析系统处的数据监控者，以及其他救援人员进行语音交流，并通过显示屏观看传感器采集装置采集到的数据，云端数据分析系统返回的分析结果，以及主控装置生成的用于提示穿戴用户氧气不足的提示信息，从而使救援人员及时了解灾害现场以及其他救援人员的情况，在保证救援人员的生命安全的情况下，提升工作效率，提升寻找生命体的搜索速度。

根据本实用新型上述实施例，上述外骨骼装备的数据处理系统还包括：助力装置。

其中，助力装置，与主控装置连接，用于控制外骨骼装备工作。

具体的，上述助力装置，可以包含，主动意识驱动助力，被动动力驱动助力等助力方式，但不仅限于此。

根据本实用新型上述实施例，上述助力装置还包括：能量存储模块，运动驱动模块和关节机械模块。

其中，能量存储模块，用于提供能量；运动驱动模块，设置于外骨骼装备的身体部；关节机械模块，设置于外骨骼装备的身体部。

具体的，上述能量储存模块可以由一到二块可充电式锂电池组成，上述运动驱动模块可以包含舵机驱动模块、步进电机驱动模块、伺服电机驱动模块、直流电机驱动模块等，但不仅限于此，上述关节机械模块可以包括减速器、手关节、膝关节、肘关节等机械结构，但不仅限于此，本实用新型对上述模块不做具体限定。

在一种可选的方案中，如图3所示，助力装置可以是图3中的助力模块，助力模块由能力储存，运动(意识)驱动，关节机器运动构成。穿戴人员通过穿着外骨骼装备能够有效地提高力量。

下面结合图5对本实用新型一种优选的实施例进行详细说明，如图5所示，图像传感模块，例如图4中的摄像头，声音传感模块，例如图4中的麦克风，生命体监测模块，生命探测模块，环境监测模块等多个模块获取到的数据，可以通过数据传输模块，例如传感器采集模块发送给显示模块系统进行显示，包括：PC电脑，手机和显示屏，使得穿戴用户可以清楚明了的知晓穿戴用户所处环境的环境情况以及自身的情况，可以通过数据传输模块，例如云数据反馈模块发送给云端数据分析系统，由云端数据分析系统进行分析处理，得到分析结果，还可以通过扬声器模块，将语音数据通过通信设备反馈，例如通讯交互模块发送给其他穿戴用户以及云端数据分析系统，穿戴用户可以观看头盔的显示屏幕中的显示数据，通过头盔上的耳机和麦克风进行语音通话，外骨骼装备的主控系统模块对整个外骨骼装备中的各个模块进行管理控制，保证整个外骨骼装备的正常运行。

通过上述实施例提供的方案，可以实现生命探测，环境探测，云端数据反馈分析，定位通信以及助力搬运等功能，同时能够监测穿戴人员的生命体征，保证穿戴人员的安全。

此处需要说明的是，上述系统不仅仅可以应用于地震救援，还可以运用在其它的外骨骼行业。其中助力系统，生命探测系统，环境探测系统，云平台数据分析反馈系统都可加载在其他功能设备中进行应用。

实施例2

根据本实用新型实施例，提供了一种外骨骼装备实施例，上述外骨骼装备包括上述实施例1中的外骨骼装备的数据处理系统。

在一种可选的方案中，如图6和图7所示的外骨骼装备，在外骨骼装备上，设置有环境监测传感，氧气供给，助力模块，生命检测器，生命探测系统，传感器，运动驱动系统和定位模块。环境监测传感和氧气供给可以设置在外骨骼装备的手臂处，生命检测器，助力模块，传感器和生命探测系统可以设置在外骨骼装备的背部，运动驱动系统和定位模块设置在外骨骼装备的腿部。环境监测传感可以监测到穿戴用户所处环境的环境数据，氧气供给可以在当前所处环境的氧气不足的情况下，为穿戴用户提供氧气，助力模块可以为穿戴用户提供助力，生命检测器可以监测穿戴用户的生命体征数据和探测到的目标对象的生命体征数据，生命探测系统可以是生命探测仪，可以探测目标对象的具体位置数据，传感器可以获取到环境监测传感，生命检测器和生命探测系统的数据，并将数据反馈给头盔上的显示屏幕，定位模块可以获取到穿戴用户实时位置数据，运动驱动系统可以控制外骨骼装备运动，完成助力搬运的功能。

在本实用新型上述实施例中，通过数据反馈装置实时获取监测到的反馈数据，并将反馈数据反馈给云端数据分析系统，在云端数据分析系统对反馈数据进行分析处理，得到分析结果之后，通过通信交互装置接收云端数据分析系统返回的分析结果，从而实现通过云端数据分析系统实时的进行现场状态分析，环境模拟以及提前预警，使穿戴用户更快地获得信息帮助，解决了现有的外骨骼装备能够进行生命监测和环境监测，但是无法对监测到的数据进行分析处理的技术问题。因此，通过本实用新型提供的实施例，可以提高数据处理准确度和有效性，进一步提升工作效率。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。