[发明专利]提供独立的振动和偏置控制的肌肉骨骼振动系统

权利要求书

1.一种用于施加轴向振动力的装置，所述装置用于向所述装置的用户的肢体施加所述轴向振动力，所述肢体至少具有第一区段和第二区段，所述第一区段和所述第二区段各自具有轴线并且通过关节相连，所述装置包括：

操作者表面，所述操作者表面适于与所述肢体的远部相连，以将力传递至所述肢体；

力单元，所述力单元支承所述操作者表面；

偏置系统，所述偏置系统与所述操作者表面相连，以接收控制所述肢体上的偏置力的第一电信号，其中，所述偏置系统包括致动器，所述致动器用于使所述力单元运动以将所述偏置力施加至所述肢体；

振动系统，所述振动系统与所述操作者表面相连，以接收独立于所述第一电信号的第二电信号，所述第二电信号控制施用于所述肢体的振动；

载荷单元，所述载荷单元布置在所述力单元内，所述载荷单元提供具有偏置反馈分量和振动反馈分量的力信号；以及

控制回路，所述控制回路从所述力信号使所述偏置反馈分量与所述振动反馈分量彼此分离以便根据操作者输入命令和来自所述载荷单元的所述力信号提供所述第一电信号和所述第二电信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一电信号提供所述操作者表面的具有以充分小于1赫兹聚集的功率谱的运动，并且所述第二电信号提供所述操作者表面的具有以充分大于10赫兹聚集的功率谱的运动。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述偏置系统将所述操作者表面的运动提供成大于一英寸的范围，并且振动系统将所述操作者表面的运动提供成限于小于一英寸的范围。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一电信号提供关于所述操作者表面与所述肢体之间的所需力的指示，并且其中，所述偏置系统通过接收所述第一电信号并且根据所述第一电信号与指示所述操作者表面与所述肢体之间的力的信号之间的差值调节所述操作者表面的运动来提供所述操作者表面与所述肢体之间的所述力的反馈控制。

5.根据权利要求1所述的装置，还包括第三电信号，所述第三电信号提供关于所述操作者表面的所需位置的指示，并且其中，所述控制回路接收所述第三电信号并且输出关于所述第三电信号与指示所述操作者表面的位置的信号之间的差值的指示。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述振动系统通过接收所述第二电信号并且根据所述第二电信号与和所述操作者表面的运动有关的信号之间的差值调节所述操作者表面的振动来提供所述操作者表面的振动的反馈控制。

7.根据权利要求1所述的装置，还包括传感器，所述传感器提供与所述操作者表面的运动有关的信号，从而提供所述操作者表面的位置、速率、加速度和力中的一者。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述偏置系统和所述振动系统利用用于测量所述操作者表面的状态的共用传感器来提供独立的反馈控制。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制回路提供下述存储数据以更新所述第一电信号和所述第二电信号：所述存储数据描述所述第一电信号和所述第二电信号随时间的进度。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制回路提供适于由所述装置的用户接收的输出，从而提供由所述用户向所述操作者表面正施加的所需力的指示。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述输出为：所述操作者表面存在振动。

12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述输出是提供关于所述所需力的应用的视觉引导的显示。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制回路向所述装置的所述用户提供输出，从而在所述操作者表面通过所述用户的肢体伸展或缩回而运动时提供关于所述操作者表面的所需位置的指示。