可穿戴式肌肉力量辅助装置及其控制方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109202863A(43)申请公布日2019.01.15(21)申请号201711260690.4B25J13/00(2006.01)(22)申请日2017.12.04A61B5/00(2006.01)A61B5/11(2006.01)(30)优先权数据10-2017-00847272017.07.04KR10-2017-01013772017.08.10KR(71)申请人现代自动车株式会社地址韩国首尔申请人起亚自动车株式会社(72)发明人高勋建玄东真李硕远(74)专利代理机构北京尚诚知识产权代理有限公司11322代理人龙淳岳磊(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)B25J9/16(2006.01)权利要求书3页说明书12页附图9页(54)发明名称可穿戴式肌肉力量辅助装置及其控制方法和系统(57)摘要公开了一种可穿戴式肌肉力量辅助装置及其控制方法和系统。该可穿戴式肌肉力量辅助装置包括：主体，用于支承穿戴者的上体；多个腿部滑轮，设置在主体的左侧和右侧；多个连杆，每个连杆的一端用于支承穿戴者的相应一个腿部，另一端连接到相应一个腿部滑轮，以便与其连动；多个引线，每个引线连接到相应一个腿部滑轮；和驱动单元，设置在主体处并与引线连接，以便为引线提供用于使相应腿部滑轮转动的拉力。CN109202863ACN109202863A权利要求书1/3页1.一种可穿戴式肌肉力量辅助装置，包括：主体，用于支承穿戴者的上体；多个腿部滑轮，设置在所述主体的左侧和右侧；多个连杆，每个连杆的一端用于支承穿戴者的相应一个腿，另一端以与腿部滑轮连动的方式连接到相应一个腿部滑轮；多个引线，每个引线连接到相应一个腿部滑轮；和驱动单元，设置在主体处并与引线连接，以便为引线提供用于分别使腿部滑轮转动的拉力。2.根据权利要求1所述的可穿戴式肌肉力量辅助装置，其中，所述主体配备在穿戴者的背部，并且形成为在穿戴者的上体的竖直方向上延伸预定长度，且具有与穿戴者的背部的曲率对应的形状，以便与背部接触。3.根据权利要求1所述的可穿戴式肌肉力量辅助装置，还包括：肩部固定部，可枢转地结合到所述主体，以便当穿戴者弯腰或伸直腰部时枢转。4.根据权利要求1所述的可穿戴式肌肉力量辅助装置，还包括：多个连接部，用于将所述主体连接到所述腿部滑轮，其中，所述连接部位于与穿戴者的腰部对应的位置，并且形成为与腰部的曲率对应的形状，以便与腰部接触。5.根据权利要求1所述的可穿戴式肌肉力量辅助装置，其中，所述连杆包括位于穿戴者的大腿前方的支承部，并且其中，所述支承部在被引线牵拉时对穿戴者的大腿加压。6.根据权利要求1所述的可穿戴式肌肉力量辅助装置，其中，所述腿部滑轮位于穿戴者的左右两侧的腰部高度位置处，并且所述驱动单元位于所述主体的与穿戴者的腰部高度位置对应的部分。7.根据权利要求1所述的可穿戴式肌肉力量辅助装置，其中，所述驱动单元在穿戴者弯腰时退绕所述引线，并且在穿戴者伸直腰部时卷绕所述引线。8.根据权利要求1所述的可穿戴式肌肉力量辅助装置，其中，所述驱动单元包括：具有旋转轴的电机；谐波齿轮，连接到所述旋转轴；与谐波齿轮连接的柔轮和刚轮；和多个电机滑轮，每个电机滑轮结合到所述柔轮和所述刚轮中的相应一个，以便由此转动，并且其中，每个引线连接到对应的一个电机滑轮和对应的一个腿部滑轮。9.根据权利要求8所述的可穿戴式肌肉力量辅助装置，其中，所述驱动单元在穿戴者行走时不被驱动，并且在穿戴者弯腰或伸直腰部时被驱动。10.根据权利要求1所述的可穿戴式肌肉力量辅助装置，还包括：用于感测穿戴者腰部倾斜度的传感器；和控制器，用于：控制所述驱动单元的操作，使得当由上述传感器感测到的穿戴者的腰部的倾斜度的变化等于或大于预定基准值时，卷绕或退绕所述引线。11.一种控制可穿戴式肌肉力量辅助装置的方法，所述装置包括：驱动单元，配备在穿2CN109202863A权利要求书2/3页戴者的上体；连杆，配备在穿戴者的腿部；和引线，将所述驱动单元连接到所述连杆，并且所述装置使用通过所述驱动单元的操作而施加到所述引线的拉力来辅助穿戴者的腰部肌肉力量，所述方法包括以下步骤：检测穿戴者的姿势；基于检测到的穿戴者的姿势来确定所述驱动单元是否需要生成拉力；当确定所述驱动单元需要生成拉力时，进入驱动模式，计算辅助穿戴者的腰部肌肉力量所需的辅助扭矩；以及控制所述驱动单元，使得所述驱动单元生成与计算出的辅助扭矩对应的拉力。12.根据权利要求11所述的方法，其中，在检测穿戴者的姿势的步骤中，测量设置在所述驱动单元处的转动传感器的转动角度，并且基于测得的转动角度来计算总弯曲角度，所述总弯曲角度等于穿戴者上体的弯曲角度与穿戴者下体的弯曲角度之和。13.根据权利要求12