[发明专利]以人机位置为基础之电动步行辅具及该辅具之控制方法

权利要求书

1.一种以人机位置为基础之电动步行辅具，包括：

一主要架构，包括一底座和一对扶手以及连接在底座和扶手之间的支架；该主要架构包括一用户区域，该用户区域容纳一名用户；

移动装置，设于该主要架构，用以控制该辅具移动；

用户步态感测装置，设于该主要架构，通过感测手段感测使用者双脚并输出用户之步态特征讯息；该步态特征讯息包括步频、步幅、步速、步位、及一第一人机距离d1；所述第一人机距离d1是使用者双足心间距中间点至主要架构之特定点的直线距离；

用户腹位感测装置，设于该主要架构，用以感测用户的腹部位置并且输出腹位特征讯息，该腹位特征讯息包括由腹部特定点至主要架构特定点直线距离所定义的一第二人机距离d2；

用户肩位感测装置，设于该主要架构，用以感测用户的肩膀位置；

分析运算模块，用以收集、统合该步态感测装置、腹位感测装置、肩位感测装置三者所取得之讯息参数，经分析计算后获取并输出用户重心位置、支撑底面积、使用者是否位于该辅具的用户区域、用户上半身前倾、用户上半身后仰之特征讯息；

控制系统，与马达、步态感测装置、腹位感测装置、肩位感测装置、分析运算模块电性连接；该控制系统获取上述的特征讯息，利用至少一个特征讯息以及控制系统的默认参数，通过程序演算而输出一演算结果，该控制系统按照该演算结果控制马达，从而使辅具受控移动。

2.根据权利要求1所述之辅具，其中，用户步态感测装置通过非接触式感测手段感测使用者双脚并输出用户之步态特征讯息，非接触式感测手段包括影像、雷射、红外线或超音波。

3.根据权利要求1所述之辅具，其中，该默认参数为系统内建或治疗师经由该控制系统之操作接口预先输入。

4.一种用以控制根据权利要求1所述之辅具的控制方法，该控制方法使该辅具实现第一支撑模式、第二支撑模式、实时追踪模式、用户双脚稳定模式、及用户姿势矫正模式。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，实现第一支撑模式的步骤包括：

步骤一，于辅具暂停移动使用者站立的状态，控制系统获取前述的该第一人机距离d1；

步骤二，控制系统将该第一人机距离d1与系统所设定的人机标准距离dzn进行|d1-dzn|是否大于dε之比较运算；dε为系统所设定之容许误差值；若|d1-dzn|dε，该控制系统命令辅具移动，直到比较运算的结果为|d1-dzn|dε时停止；

步骤三，控制系统控制辅具执行上述实时追踪模式、用户双脚稳定模式之其中一种。

6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，实现第二支撑模式的方法，包括：

步骤一，该控制系统将系统默认用以代表用户位置范围的一中性区域的坐标往离开使用者的方向挪移一预设距离，形成前移的中性区域；

步骤二，该控制系统控制该辅具移动至步骤一前移的中性区域的范围内；

步骤三，控制系统控制该辅具执行前述之实时追踪模式或用户双脚稳定模式；

步骤四，当辅具暂停移动且使用者站立时，该控制系统将前移的中性区域的坐标往靠近用户的方向挪移一预设距离，以回复先前的中性区域；

步骤五，该控制系统控制该辅具移动至移回的中性区域。

7.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，实现实时追踪模式的步骤包括：

步骤一，控制系统获取前述的该第一人机距离d1；

步骤二，控制系统将该第一人机距离d1与系统默认之中性区域上限距离dznu及中性区域下限距离dznl进行比较运算；

步骤三，当d1dznu，控制系统命令马达缓减速或反转，使辅具靠近使用者，减少辅具与使用者距离，直到d1dznu及d1dznl的条件满足；当d1dznl，控制系统命令马达缓增速或正转，增加辅具与使用者距离，直到d1dznu及d1dznl的条件满足；

步骤四，重复步骤一、二、三，直到结束训练或因紧急状况被迫停机时。