[发明专利]一种用于人类走动辅助的外骨骼装置和方法

摘要

一种用于人类走动辅助的外骨骼装置和方法，通过计算机3D避障和电机控制等技术，帮助下肢有残疾或残缺的人、或为年长的人或某些特定人群提供一种行走方法或方式，让这些人基本上或完全摆脱拐杖的束缚，或\和提高行走效率，或\和减低看护成本，或\和提供一种较新的行走方式，本发明特别是利用外骨骼装置和电机控制等技术，为高位截瘫的人提供了一种摆脱轮椅和\或拐杖行走的方法，能够帮助，本发明涉及可穿戴设备技术领域。

主权项

1.一种外骨骼装置，其特征在于，包括：臀部承托装置，大腿外骨骼装置，小腿外骨骼装置，脚外骨骼装置，“臀部承托装置和大腿外骨骼连接的自由度装置”，“大腿外骨骼和小腿外骨骼连接的自由度装置”，“小腿外骨骼和脚外骨骼连接的自由度装置”，结构光传感器，行走控制信息收集装置，控制器，摄像头（可选），测距传感器（可选）；所述臀部承托装置通过绑带和\或腰带来连接人体，起主要的臀部和腰的固定作用，并且可以容纳计算机、电池、电机等设备；作为一种可选的实施方式，所述臀部承托装置上可以增加一个背包，背包中可以容纳计算机、电池、电机等设备，以降低臀部承托装置的大小和重量，背包中设备可以与臀部承托装置连接；作为一种可选的实施方式，所述臀部承托装置可以分成左右两部分，这两部分分别连接了左腿和右腿的若干外骨骼装置，可以满足分别穿戴或安装左腿外骨骼和右腿外骨骼，并且臀部承托装置的左右两部分可以连接在一起和\或固定在一起；所述大腿外骨骼装置是主要用来承托或\和固定大腿的装置，可定制长度或可以调节长度以合适使用者的大腿长度，可以通过包括但不限于环抱包围的形式或绑带的形式固定大腿；作为一种可选的实施方式，所述大腿外骨骼装置可以根据特定用户来定制，例如针对完全失去大腿的用户可以使用封闭的大腿外骨骼或省去安装\固定大腿的相关部件；所述小腿外骨骼是主要用来承托或\和固定小腿的装置，可定制长度或可以调节长度以合适使用者的小腿长度，可以通过包括但不限于环抱包围的形式或绑带的形式固定小腿；作为一种可选的实施方式，所述小腿外骨骼装置可以根据特定用户来定制，例如针对完全失去小腿的用户可以使用封闭的小腿外骨骼或省去安装\固定小腿的相关部件；所述脚外骨骼装置是主要用来固定脚的装置，并且和地面接触，是保持平衡和摩擦力的主要来源获取装置，在特种作业中可通过电磁铁、磁铁来提供必要的外力；作为一种可选的实施方式，所述脚外骨骼装置可以外面套一层看上去像是鞋的、带有装饰功能并且能够满足与地面或接触物摩擦的外设或套；所述“臀部承托装置和大腿外骨骼连接的自由度装置”用于将臀部承托装置和大腿外骨骼连接在一起，并且能够提供一种或一种以上的自由度的装置；所述“大腿外骨骼和小腿外骨骼连接的自由度装置”用于将大腿外骨骼和小腿外骨骼连接在一起，并且能够提供一种或一种以上的自由度的装置；所述“小腿外骨骼和脚外骨骼连接的自由度装置”用于将小腿外骨骼和脚外骨骼连接在一起，并且能够提供一种或一种以上的自由度的装置；所述若干结构光传感器用于收集周边的深度信息，以做为计算机计算和控制各自由度完成指定动作或目标的信息依据之一；所述行走控制信息收集装置用于收集控制行走的方向和速度等数据，以做为计算机计算和控制行走方向和速度的主要信息依据；所述控制器是在某种情况下，通过手来控制整套装置来执行或切换某特定动作或模式的控制装置，控制器会将控制信号发送给计算机，由计算机根据当前状态或\和模式来计算具体操作或动作；所述摄像头（可选）是收集环境图像信息的装置；所述测距传感器（可选）是收集周围物体距离信息的装置。