[发明专利]用于辅助附肢运动的佩戴装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于辅助与关节相连的附肢的动作的佩戴装置。 

背景技术

某些国家正面临人口老龄化。因此，需要鼓励长者通过每天运动来保持健康。然而，大多数长者都不愿或不会有规律地进行运动来保持他们的肌肉力量。并且在退休后，他们往往呆在家中而很少运动。 

罹患中风的伤残人士需要康复训练以帮助他们恢复大脑与附肢之间的神经信号传导。同样地，附肢有缺陷和希望多加锻炼的人也需要增加他们的肌肉力、灵活性以及手眼协调性。 

因此，需要一种可以供长者和伤残人士安全使用以辅助其与关节相连的附肢的动作的佩戴装置。 

发明内容

在本发明的第一优选方面，提供了一种用于辅助与关节相连的附肢的动作的佩戴装置，所述佩戴装置包括： 

用于产生直线运动的直线运动产生单元，所述直线运动产生单元具有与附肢可操作连接的远端部，在此所述直线运动产生单元产生的直线运动使得附肢移动并围绕关节旋转； 

力测量单元，用于测量施加到附肢或直线运动产生单元上的力的变化；以及 

位移测量单元，用于测量当产生直线运动时所述直线运动产生单元的位移； 

其中，直线运动产生单元基于力测量单元测得的力的变化和位移测量单元测得的位移来确定用户的附肢的动作意图，从而生成具有预定速度的直线运动 的预定距离以辅助附肢的动作。 

优选地，所述直线运动产生单元可以是直线驱动器。 

优选地，所述力测量单元可以是负荷传感器。 

优选地，所述位移测量单元可以是电位计。 

优选地，所述位移测量单元可以定位在所述直线驱动器的丝杠(lead screw)上。 

优选地，所述佩戴装置进一步包括微控制单元(MCU)，所述MCU使用发送自力测量单元和位移测量单元的反馈信号来处理反馈控制回路以控制所述直线运动产生单元的操作。 

所述力测量单元测得的力可供MCU进行处理以确定将要提供给直线运动产生单元的电压级别，该直线运动产生单元基于该电压级别产生具有对应速度的直线运动的对应距离。 

优选地，可采用所述位移测量单元测量所述位移，同时可记录时间值。 

优选地，所述佩戴装置可进一步包括训练软件模块，用于通过将记录的位移和时间值与参考位移和时间值进行比较来估计在训练测试中使用所述佩戴装置的用户的完成情况。 

可基于被认定为初级用户、中级用户或高级用户的用户所需的辅助级别来调节直线运动产生单元产生的直线运动的力和位移量。 

优选地，所述佩戴装置可定位在附肢的内侧或横侧。 

优选地，所述佩戴装置可进一步包括用于将其固定在附肢上的紧固件。 

优选地，所述佩戴装置可进一步包括可操作连接到所述直线运动产生单元的便携式控制单元，所述便携式控制单元包括用于向所述直线运动产生单元供电的电池。 

在本发明的第二方面中，提供了一种用于辅助与关节相连的附肢的动作的方法，所述方法包括： 

使用直线运动产生单元生成直线运动以使得附肢移动并围绕关节旋转； 

测量施加到附肢或直线运动产生单元上的力的变化； 

测量当产生直线运动时所述直线运动产生单元的位移； 

且，直线运动产生单元基于力测量单元测得的力的变化和位移测量单元测 得的位移来确定用户的附肢的动作意图，从而生成具有预定速度的直线运动的预定距离以辅助附肢的动作。 

在本发明的第三方面中，提供了一种用于辅助与关节相连的附肢的动作的系统，所述系统包括： 

用于产生直线运动的直线运动产生单元，所述直线运动产生单元具有与附肢可操作连接的远端部，在此所述直线运动产生单元产生的直线运动使得附肢移动并围绕关节旋转； 

力测量单元，用于测量施加到附肢或直线运动产生单元上的力的变化；以及 

位移测量单元，用于测量当产生直线运动时所述直线运动产生单元的位移；以及 

可操作连接到所述直线运动产生单元的便携式控制单元，所述便携式控制单元包括用于向所述直线运动产生单元供电的电池和用于控制所述直线运动产生单元产生的辅助级别的处理器； 

其中直线运动产生单元基于力测量单元测得的力的变化和位移测量单元测得的位移来确定用户的附肢的动作意图，从而生成具有预定速度的直线运动的预定距离以辅助附肢的动作。