[发明专利]用于控制行动装置的方法和装置

说明书

本申请公开一种行动装置的控制系统，包括控制器，控制器用于分析来自行动装置上的至少一个传感器的数据，其中数据用于确定用户的步态。然后，步态数据用于提供动作指令至行动装置上的电动马达。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求于2017年07月08日提交的美国临时专利申请第62/530,177号的权益，所述美国临时专利申请通过引用并入本文。

有关联邦资助研究的声明

不适用。

背景技术

本发明涉及一种行动装置(mobility device)。更具体地，本发明涉及穿戴在用户脚上以提供行动助力的具有电动马达的行动装置的控制系统和控制方法。

无论通勤者和其他旅行者是否采用汽车、公交车、火车或者其他工具旅行，他们经常必须在旅程的最后一段路程步行。完成行程的最后这段路程所需要的时间取决于距离，可能会占据旅程总持续时间的相当大的数量。虽然可以使用自行车或滑板车，但是自行车或滑板车体积大并且需要技能和最低水平的适合性加以操作。动力系统，比如自动人行道(moving walkways)缺乏可移动性。其他的行动解决方案受到相同缺陷的限制或者缺乏适应特定用户的能力。因此，开发一种用于不需要任何特殊技能或用户训练且可以适应特定用户的个体需求的行动装置的控制系统将是有利的。

发明内容

本发明的实施例是控制行动装置的系统和方法，其中行动装置被穿戴在用户的每一只脚上。传感器获得与用户的步态(gait)有关的数据，并且将数据传送至处理器。所述处理器分析用户的步态，然后利用步态数据针对每一行动装置生成动作指令。每个行动装置可包括马达、齿轮装置和滚轮。当被穿戴在用户的脚上时，与没有穿戴所述行动装置时的用户速度相比，所述行动装置允许用户针对给定的频率和步长以提高的速度行走。而且，所述控制系统的用户适应性强，用户不再需要学习，也不需要用户进行其他的控制输入。

附图说明

图1描绘根据本申请一个实施例的具有嵌入式控制器的行动装置。

图2是根据本申请一个实施例的控制系统的方框图。

图3示出使用图2描绘的控制器的控制方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明一个实施例的行动装置100，包括多个滚轮101，所述滚轮101至少其中之一与电动马达102相连接。图1还示出了机载控制器(onboard controller)111和可选的远程控制器112。通常使用时，用户将穿戴两个行动装置100，即每只脚上穿戴一个。在接触地面时通过向脚上穿戴的行动装置100的滚轮101增加扭矩，行动装置100使得步行者比正常步行速度走得更快。采用这种方式，用户体验到类似在自动人行道上行走的效果。更特别地，通过调整马达102的控制适应于用户的移动，本发明的控制系统110使得用户保持正常的步行运动。滚轮101通过马达102施加的扭矩而旋转，滚轮101的旋转速度通过分析用户的步态部分地被控制，以下将进行更为详细的说明。

图2描绘了机载控制器111的元件。机载控制器111包括至少一个惯性测量单元113、处理器114、马达驱动器115和无线通信模块116。图2中所示为两个机载控制器111，因为每一个行动装置(即，一个用于用户的一只脚)装有一个机载控制器111。在另一可选的实施例中，控制系统110还包括远程控制器112，能够向每一个机载控制器111发送指令。在这种特定的实施例中，左右两个行动装置100均从远程控制器112接收指令速度，以及依照指定的指令速度驱动行动装置，其中远程控制器112可以是手持控制器、计算机或手机的形式。