[发明专利]助动器的控制系统

说明书

本申请是申请日为2009年7月1日、申请号为200980161144.2、发明名称为“助动器的控制系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于适于支持行动残障者的助动器或助步器(WA)的控制系统。

背景技术

行动障碍者，例如那些饱受截瘫之苦的人，常常被局限在轮椅上，而轮椅是他们行动的唯一方法。轮椅所提供的行动范围是有限的。此外，长期受困于轮椅还会造成健康问题。

为了防止这样的健康问题，已经开发了多种训练系统来帮助行动障碍者锻炼他们的下肢，以帮助肌肉质量保持和提高循环。一些这样的训练系统包括非机动的支架系统，其由用户佩带以帮助他们执行运动练习。

最近，人们提出用机动的或驱动的杆件系统、助步器和步态移动装置来协助行动障碍者完成日常的功能性运动活动，例如行走。这样的系统典型地包括外骨骼，其附着于用户并且包括具有与臀部、膝盖和踝关节连接的对应的大腿、胫骨和足部的大腿节。传动器被设为移动大腿节的大腿、胫骨和足部，并且所述传动器可由操纵杆或其它控制系统操作，以达到人的步态的效果。这样的系统会有稳定性问题，尤其是当移动经过不平坦的地面和当他们遇到其它外界干扰，包括用户的上身相对于所述外骨骼发生移动时。为了提高稳定性，典型地要求用户将拐杖和这样的驱动式助步器一同使用。

本说明书中，已经对专利说明书、其它外部的文档或其它材料资源进行了参考，大体目的是提供用于论述本发明的功能的背景。除非另有特别的说明，在任何权限下，对外部文档所做的参考不应当视为承认这样的文档或这样的材料资源为先有技术或构成所述技术中的公知常识部分。

本发明的目的是提供一种稳定的助步器，其在用户行动时能够完全支撑用户，或者至少为公众提供一种有用的选择。

发明内容

第一方面，本发明大致可以说由一种方法构成，所述方法用于控制外骨骼，其由用户佩带并且具有一个或多个与所述外骨骼的对应于用户身体部分的各个身体构件相关联的传动器，所述方法包括下列步骤：接收指示期望的运动序列的输入数据；从存储器获得指示一个或多个连续的指令的预编程的运动数据，所述指令至少包括实施所述运动序列所需要的落脚指令，各个指令与执行所述指令的相关传动器运动相关联；针对各个指令根据所述相关的传动器运动移动一个或多个传动器；并依据指示地面斜度变化的接收数据调节所述落脚指令，所述调节的步骤包括：移动所述外骨骼的一个或多个与落脚构件相关联的传动器来向着最大允许倾角旋转足部构件；并在接收指示所述足部构件与斜面对准的输入时终止与所述足部构件相关联的一个或多个传动器。

优选地所述足部构件包括至少一个位于所述足部构件的下面的每个角区域的触觉传感器，并且其中所述角区域形成两对横向基本上对准的角区域和两对纵向基本上对准的角区域。

优选地所述触觉传感器是触感传感器。或者，所述触觉传感器是压力传感器。

优选地，当一旦落脚构件的下面与地面接触而只从一些角区域的所述传感器接收到触发信号的时候，接收所述指示地面斜度变化的数据。

优选地，所述地面斜度由纵向分量和横向分量组成，并且指示地面斜度变化的数据指示地面斜度的所述纵向分量的变化或地面斜度的所述纵向分量的变化或二者皆有之。

优选地最大允许倾角或是斜面和纵向延长线与基本水平线之间的最大允许角度，或是斜面和横向延长线与基本水平线之间的最大允许横压力角。

优选地，从至少一个只与两对横向地对准的角区域之一相关联的触觉传感器接收到触发信号指示地面斜度的纵向分量发生变化，而从至少一个只与两对纵向地对准的角区域之一相关联的触觉传感器接收到触发信号指示地面斜度的横向分量发生变化。

优选地，移动一个或多个与所述外骨骼的落脚构件相关联的传动器来将所述足部构件向着最大允许倾角旋转的步骤包括将所述足部构件围绕轴旋转，所述轴横穿从其接收触发信号的对准角区域对。

优选地，终止一个或多个传动器的运动的步骤包括终止运动，其根据从至少一个与一对对准角区域相关联的传感器接收的指示所述足部构件与地面的斜面对准的触发信号，而所述对准角区域对与旋转轴线横穿其的那对相对。

优选地，所述最大允许倾角是预定的并保存于存储器。

优选地，所述方法此外包括在终止一个或多个传动器的运动的步骤之后存储指示所述地面的当前斜度的地面状态数据的步骤。