平衡装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102655834A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102655834A(43)申请公布日2012.09.05(21)申请号201080057488.1(51)Int.Cl.(22)申请日2010.09.22A61H3/00(2006.01)A61H1/00(2006.01)(30)优先权数据G01C19/02(2006.01)2009-2843872009.12.15JP(85)PCT申请进入国家阶段日2012.06.15(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2010/0664052010.09.22(87)PCT申请的公布数据WO2011/074299JA2011.06.23(71)申请人丰田自动车株式会社地址日本爱知县(72)发明人青木英祐鸿巢仁司木村英纪泰图斯·沃捷塔拉下田真吾(74)专利代理机构北京东方亿思知识产权代理有限责任公司11258代理人柳春雷权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书1313页页附图附图88页(54)发明名称平衡装置(57)摘要提供辅助向基准方向恢复躯体的倾斜角的动作的装置。平衡装置包括传感器和至少一个飞轮以及控制器。传感器检测躯体相对于基准方向的倾斜角。至少一个飞轮以平衡装置被安装到人上时所述飞轮的轴线与躯体的横摆轴不平行的方式配置在平衡装置上。躯体的横摆轴相当于躯体的纵向方向。另外，在人直立时，横摆轴与基准方向一致。控制器基于由传感器检测出的倾斜角来改变飞轮的旋转速度。CN10265834ACN102655834A权利要求书1/2页1.一种平衡装置，被安装到人的躯体上，所述平衡装置的特征在于，包括：传感器，所述传感器检测躯体相对于被确定的基准方向的倾斜角；至少一个飞轮，所述飞轮被配置为当所述平衡装置被安装到人上时所述飞轮的轴线与横摆轴不平行；以及控制器，所述控制器基于由所述传感器检测出的所述倾斜角来改变所述飞轮的旋转速度。2.如权利要求1所述的平衡装置，其特征在于，当所述倾斜角处于包括所述基准方向的预先确定的第一范围内时，所述控制器控制所述飞轮的所述旋转速度，以使得由于所述飞轮的所述旋转速度的变化而产生的反力转矩小于等于预先确定的反力阈值，当所述倾斜角处于所述第一范围外时，所述控制器改变所述飞轮的所述旋转速度，以使得所述反力转矩大于等于所述反力阈值，并且在向所述基准方向恢复所述倾斜角的方向上产生所述反力转矩。3.如权利要求1或2所述的平衡装置，其特征在于，当所述倾斜角增大时，所述控制器改变所述飞轮的所述旋转速度，以使得由于所述飞轮的所述旋转速度的变化而产生的所述反力转矩大于等于所述反力阈值，并且在向所述基准方向恢复所述倾斜角的方向上产生所述反力转矩，当所述倾斜角减小时，所述控制器控制所述飞轮的所述旋转速度，以使得所述反力转矩小于等于所述反力阈值。4.如权利要求2或3所述的平衡装置，其特征在于，所述控制器控制所述飞轮的所述旋转速度以使得所述反力转矩小于等于所述反力阈值，并且所述控制器将所述飞轮的所述旋转速度减小至零。5.如权利要求1所述的平衡装置，其特征在于，当所述倾斜角处于包括所述基准方向的预先确定的第二范围内时，所述控制器改变所述飞轮的所述旋转速度，以在增大所述倾斜角的方向上产生由于所述飞轮的所述旋转速度的变化而产生的所述反力转矩，当所述倾斜角处于所述第二范围外侧的第三范围内时，所述控制器控制所述飞轮的所述旋转速度，以使得所述反力转矩小于等于所述反力阈值。6.如权利要求5所述的平衡装置，其特征在于，当所述倾斜角大于所述第三范围时，所述控制器改变所述飞轮的所述旋转速度，以使得所述反力转矩大于等于所述反力阈值，并且在向所述基准方向恢复所述倾斜角的方向上产生所述反力转矩。7.如权利要求5或6所述的平衡装置，其特征在于，当所述倾斜角处于所述第三范围内时，所述控制器控制所述飞轮的所述旋转速度以使得所述反力转矩小于等于所述反力阈值，并且所述控制器将所述飞轮的所述旋转速度减小至零。8.如权利要求1至7中任一项所述的平衡装置，其特征在于，所述平衡装置包括三个飞轮，所述三个飞轮被配置为各个所述飞轮的轴线相互不平行并且三条轴线不在一个平面上。2CN102655834A权利要求书2/2页9.一种平衡辅助方法，所述平衡辅助方法通过平衡装置执行，所述平衡装置具有至少一个飞轮，所述飞轮被配置为当所述平衡装置被安装到人的躯体上时所述飞轮的轴线与横摆轴不平行，所述平衡辅助方法的特征在于，包括以下步骤：测量所述躯体相对于被确定的基准方向的倾斜角；判定所述倾斜角是否处于包括所述基准方向的预先确定的第一范围内；以及当所述倾斜角处于所述第一范围内时，控制所述飞轮的所述旋转速度以使得由于所述飞轮的旋转速度的变化而产生的反力转矩小于等于预先确定的反力阈值，当所述倾斜角处于所述