[发明专利]外骨骼机器人及其控制方法

说明书

本公开内容提供一种控制一外骨骼机器人的方法。所述方法包含检查一第一信号是经一第一按钮触发，于该第一信号经触发后检查一倾斜角，基于该倾斜角而设定一动作，以及执行该动作以移动该外骨骼机器人。所述第一信号指示将该外骨骼机器人由一立姿改变为另一姿势，且该倾斜角为该外骨骼机器人的一腰部组件相对于与地面垂直的一轴线的一前倾角度。所述方法利用该倾斜角来判断该使用者的意向，并可进而将控制按钮简化为一或两个按钮。此外，该控制方法亦可监控该倾斜角以选择一适当动作。

技术领域

本公开内容一般涉及一种助行装置，且特别涉及一种外骨骼机器人。

背景技术

外骨骼机器人(exoskeleton robot)亦称为动力装甲(powered armor)，是一种穿戴式行动机器，其可支撑使用者的身体部位并可移动使用者的肢体。一般来说，可利用由电动马达、气动装置、杠杆、液压装置或其他可移动肢体的技术组合所构成的系统作为外骨骼的动力来源。外骨骼机器人的主要应用领域之一为医疗用途。可利用外骨骼机器人来协助因为疾病或意外伤害而失去或无法控制其腿部或手臂的个体。

虽然所述外骨骼机器人是供个体所穿戴，但若外骨骼机器人移动不当，就会危急穿戴者的生命安全，因此也衍生了安全性问题。此外，控制方法应尽可能简单，因为穿戴外骨骼机器人的个体可能是连移动一根手指头都有困难的患者。

发明内容

本公开内容的实施方式提出一种用以控制一外骨骼机器人的方法。所述方法包含检查一第一信号是由一第一按钮所触发，在所述第一信号经触发后检查一倾斜角，基于所述倾斜角设定一动作，以及执行该动作而移动该外骨骼机器人。所述第一信号指示外骨骼机器人由一立姿改变为另一姿势。所述倾斜角是指外骨骼机器人的一腰部组件相对于与地面垂直的一轴线的一前倾角度。

本公开内容的实施方式提出一种用以控制一外骨骼机器人的方法。所述方法包含当外骨骼机器人行走时，持续检查一倾斜角，以及决定一动作以使外骨骼机器人持续行走或基于所述倾斜角将外骨骼机器人改变为一立姿。

本公开内容的某些实施方式提出一种外骨骼机器人。所述外骨骼机器人包含一腰部组件、二腿部组件、二鞋组件、一处理器以及一检测器。所述二腿部组件是通过二髋关节而枢轴连接至腰部组件。所述二腿部组件包含二大腿支架、二膝关节以及二小腿支架，所述二小腿支架通过二膝关节与二大腿支架连接。所述二鞋组件是通过二踝关节而连接至二腿部组件。所述处理器是连接至用以驱动二髋关节的二髋部马达、用以驱动二膝关节的二膝部马达，以及视需要的用以驱动二踝关节的二踝部马达。所述检测器检测一倾斜角并传送一倾斜信号至处理器。所述处理器基于上述倾斜信号而决定一动作，并控制二髋部马达、二膝部马达以及二踝部马达，以控制所述外骨骼机器人的动作。

本公开内容提供一控制方法，此方法可基于所述倾斜角，亦即使用者的所欲或状态，来决定外骨骼机器人的动作。实际上，关于倾斜角的信息有助于使用者控制外骨骼机器人。因此，一拐杖上用以控制外骨骼机器人所需的按钮数目可相对较少，譬如可减少至一或两个按钮。此外，本公开内容的控制方法亦可监控倾斜角，以便在意外状况下决定一外骨骼机器人动作作为回应，以避免和使用者姿势冲突的动作，且因而能够降低穿戴外骨骼机器人的使用者跌倒的风险。

上文已以较宽泛的方式概述了本公开内容的特征与技术优点，以使下文的发明说明更容易理解。下文降描述本公开内容的额外特征与优点，并构成本公开内容请求保护的标的。本发明所属技术领域技术人员当可理解，可轻易地以所公开的发明构思与具体实施例为基础来修改或设计其他结构或流程，用以实现与本公开内容相同的目的。本发明所属技术领域技术人员亦可轻易理解，此类均等的构造并未悖离所附权利要求所界定的本公开内容的构思与范围。

附图说明

在阅读了下文的实施方式与权利要求并参照附随附图时，能够最完整地理解本公开内容，在各附图中，以相似的元件符号表示相似的元件，以及：