CN108836765A - 智能助行装置以及用于控制其提供助行的方法 - Google Patents
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Abstract
一种智能助行装置和用于控制其提供助行的方法。该智能助行装置包括装置主体和行走控制器,其中,装置主体包括分别设置在智能助行装置的上部和下部的上部支撑组件和下部支撑组件,上部支撑组件包括至少一个扶手板,下部支撑组件包括至少一个底部支撑架和与至少一个底部支撑架相连接的底盘移动装置,装置主体还包括布置在上部支撑组件和下部支撑组件之间的至少一个中间支撑架;行走控制器被设置在装置主体上,并且被配置为获取用户操纵智能助行装置所产生的力数据并且基于力数据分析用户的行走意图,然后根据智能助行装置的助行控制模式基于用户的行走意图和/或预先存储在控制器中的设定行走策略控制底盘移动装置进行移动。
Description
技术领域
本发明涉及智能助行装置,更具体而言,涉及一种能够为用户提供辅助的行走助力和引导的智能助行装置以及用于控制其提供助行的方法。
背景技术
由于事故、伤病等原因造成下肢受损的病人,为了防止长时间卧床导致肌肉萎缩,常常需要不断进行行走训练,以达到康复的目的。另外,老年人的腿部肌肉无力,也常常导致其行动不便甚至丧失活动能力,严重影响着老年人的生活质量。所以,设计一种能够辅助下肢功能障碍病人和老年人安全行走的智能化装置有着广泛的社会需求。
许多个人和机构在这方面作出了巨大的努力,但现有的相关设备功能都比较单一,只能单纯地实现辅助行走的功能,并且智能化程度都不高,难以实现用户的行走助力和/或引导。而且,现有技术中的机器人对于助行应用的适应性差,并且成本较高。
因此,亟需一种能够解决上述问题至少之一且性价比较高的智能助行装置。
发明内容
本发明提供一种智能助行装置、***以及用于控制其提供助行的方法,其能够适应多种应用环境。
本发明的第一方面提供了一种智能助行装置,所述智能助行装置包括装置主体和行走控制器,其中,
所述装置主体包括分别设置在所述智能助行装置的上部和下部的上部支撑组件和下部支撑组件,所述上部支撑组件包括至少一个扶手板,所述下部支撑组件包括至少一个底部支撑架和与所述至少一个底部支撑架相连接的底盘移动装置,所述装置主体还包括布置在所述上部支撑组件和所述下部支撑组件之间的至少一个中间支撑架;
所述行走控制器被设置在所述装置主体上,并且被配置为获取用户操纵所述智能助行装置所产生的力数据并且基于所述用户的力数据分析用户的行走意图,然后根据所述智能助行装置的助行控制模式基于所述用户的行走意图和/或预先存储在所述行走控制器中的设定行走策略控制所述底盘移动装置进行移动。
本专利公开了一种智能助行装置,该智能助行装置能辅助下肢肌力减弱患者进行行走助力和引导,同时具有对用户的行走训练进行保护和防跌倒功能,由此能够辅助用户进行行走康复训练。另外,该智能助行装置在行走的过程中能够实时检测用户的运动状态,根据用户当前的运动状态对用户进行协同辅助和防跌倒的安全保护。
根据本发明的第一方面,提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中所述智能助行装置的助行控制模式包括人机共享控制模式和装置自主控制模式,并且所述智能助行装置能够通过设置在所述装置主体上的激光传感器和/或超声传感器识别环境障碍物信息,其中,
在所述人机共享控制模式中,如果在预定的安全范围内没有检测到障碍物,所述行走控制器被配置为根据所述用户的行走意图控制所述底盘移动装置进行移动,从而辅助用户进行行走;如果检测到障碍物,所述行走控制器在顺应所述用户的行走意图的情况下引导所述底盘移动装置避开障碍物进行移动,从而辅助用户避开障碍物;
在所述装置自主控制模式中,如果在预定的安全范围内没有检测到障碍物,所述行走控制器被配置为基于预先存储在所述行走控制器中的设定行走策略控制所述底盘移动装置进行移动并引导使用者进行行走;如果检测到障碍物,所述行走控制器在顺应所述设定行走策略的情况下引导所述底盘移动装置避开障碍物进行移动从而引导使用者避开障碍物。
根据第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式,提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中所述智能助行装置还包括至少一个力传感装置,所述至少一个力传感装置中的每一个包括至少一个操纵部件和与所述至少一个操纵部件直接或间接连接的至少一个力传感器,所述至少一个操纵部件被设置在所述上部支撑组件处,所述至少一个力传感器被配置为感测所述至少一个操纵部件被用户操纵时所产生的在至少一个方向上的压力值并生成所述用户的力数据。
根据第一方面的第二种可能的实施方式,提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中所述操纵部件包括推杆、螺杆和操纵手柄中的至少一个。
根据第一方面的第三种可能的实施方式,提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中所述智能助行装置包括分别设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的左右两侧的两个所述力传感装置,其中两个所述力传感装置中的每一个分别包括一个操纵部件和与该操纵部件直接或间接连接的至少两个力敏传感器,所述至少两个力敏传感器中的每一个被配置为感测与其连接的所述操纵部件被用户操纵时所产生的至少一个方向上的压力值,所述行走控制器被配置为基于从两个所述力传感装置分别感测的任一方向上的压力值确定用户期望的扭矩大小。
根据第一方面的第三种可能的实施方式,提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中所述智能助行装置包括分别设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的左右两侧的两个所述力传感装置,其中两个所述力传感装置中的一个包括一个操纵部件和与该操纵部件直接或间接连接的至少两个力敏传感器,两个所述力传感装置中的另一个包括另一个操纵部件和相关联的扭矩传感器,该扭矩传感器被设置在该另一个操纵部件内部或者与该另一个操纵部件直接或间接连接,其中所述至少两个力敏传感器被配置为感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的至少一个方向上的压力值,所述扭矩传感器被配置为感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的扭矩大小。
根据第一方面的第三种可能的实施方式,提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中所述智能助行装置包括设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的一个力传感装置,该力传感装置包括一个操纵部件以及与该操纵部件相连接的多轴力传感器,所述多轴力传感器被配置为感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的至少一个方向上的压力值和/或扭矩大小。
根据第一方面的第四种或第五种可能的实施方式,提供了第一方面的第七种可能的实施方式,其中在所述智能助行装置包括一个操纵部件和与该操纵部件直接或间接连接的至少两个力敏传感器的情况下,在该操纵部件的下方设置有与其连接的操纵部件连接盘,所述操纵部件连接盘具有设置在其上表面中的第一孔,该操纵部件被设置在所述操纵部件连接盘的所述第一孔中,所述至少两个力敏传感器被分别设置在所述操纵部件连接盘的上表面中的至少两个安装部位中,所述至少两个安装部位在圆周方向上均匀间隔分布在所述操纵部件连接盘中的所述第一孔周围。
根据第一方面的第七种可能的实施方式,提供了第一方面的第八种可能的实施方式,其中所述操纵部件还包括保护盖,所述保护盖中具有第二孔,所述操纵部件能够穿过所述保护盖中的第二孔并且覆盖在所述操纵部件连接盘的上方,以保护设置在所述操纵部件连接盘中的所述至少两个力敏传感器。
根据第一方面的第八种可能的实施方式,提供了第一方面的第九种可能的实施方式,其中所述操纵部件连接盘中还包括设置在其上表面中的至少两个凹槽,所述至少两个凹槽均匀间隔分布在所述至少两个安装部位之间,在所述至少两个凹槽的每个中设置有螺钉和与螺钉相连接的弹簧,所述螺钉能够将弹簧的下端固定就位在所述凹槽中,所述弹簧的上端在所述保护盖被放置到所述操纵部件连接盘的上方时能够将所述保护盖支撑起来,使得保护盖与所述操纵部件连接盘的上表面之间存在间隔。
根据第一方面的第六种可能的实施方式,提供了第一方面的第十种可能的实施方式,其中在所述智能助行装置包括多轴力传感器的情况下,在所述多轴力传感器的上方和下方分别设置有上方安装盘和下方安装盘,所述上方安装盘的上表面中具有第三孔,所述操纵部件被设置在至少所述上方安装盘的第三孔中。
根据第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式,提供了第一方面的第十一种可能的实施方式,其中所述至少一个上部支撑组件包括分别布置在装置主体上部的左右两侧的两个扶手板、位于智能助行装置前部的用于连接所述两个扶手板的中间连接部件以及设置在两个扶手板之间的安全带,所述安全带的两端分别连接至所述两个扶手板的后部的底表面。
根据第一方面的第十一种可能的实施方式,提供了第一方面的第十二种可能的实施方式,其中所述至少一个下部支撑组件包括布置在装置主体下部的左右两侧的两个底支撑架,所述两个底支撑架的前部连接至所述底盘移动装置,所述两个底支撑架的后部分别设置有从动轮。
根据第一方面的第十二种可能的实施方式,提供了第一方面的第十三种可能的实施方式,其中所述至少一个中间支撑架包括可伸缩支撑架和可伸缩销轴中的一个或多个,所述可伸缩支撑架被设置在所述两个扶手板的后部与所述两个底支撑架的后部之间,所述可伸缩销轴被设置在所述底盘移动装置和连接所述两个扶手板的中间连接部件之间。
根据第一方面的第十三种可能的实施方式,提供了第一方面的第十四种可能的实施方式,其中所述可伸缩支撑架包括能够嵌套在一起的至少两个可伸缩的支撑杆或者之间通过弹簧连接的至少两个固定杆。
根据第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式,提供了第一方面的第十五种可能的实施方式,其中所述底盘移动装置包括底盘移动装置的外壳、布置在所述外壳内的底盘支撑板以及安装至所述底盘支撑板上的至少一个电机和与所述至少一个电机相连接的至少一个主动轮。
根据第一方面的第十五种可能的实施方式,提供了第一方面的第十六种可能的实施方式,其中所述底盘移动装置包括三个电机和与所述三个电机中的每一个相连接的三个全方位移动轮,所述三个全方位移动轮均匀间隔开布置在所述底盘支撑板的三个端部,所述三个电机均匀间隔开布置在所述底盘支撑板上,从而控制所述底盘移动装置以任意速度向任意方向移动。
根据第一方面的第十六种可能的实施方式,提供了第一方面的第十七种可能的实施方式,其中所述全方位移动轮包括麦克纳姆轮和全向轮中的任一种。
根据第一方面的第十六种可能的实施方式,提供了第一方面的第十八种可能的实施方式,其中所述智能助行装置还包括电机控制器和电源,所述电机控制器被设置在所述底盘支撑板的上方或下方,所述电机控制器与所述行走控制器相连接以接收来自所述行走控制器的指令,并根据所述指令来控制所述至少一个电机以相应的速度正转或反转,所述电源被设置在所述底盘移动装置的外壳内部或外部并且被配置用于为所述三个电机提供电力供应。
根据第一方面的第十五种可能的实施方式,提供了第一方面的第十九种可能的实施方式,其中在所述至少一个电机和与所述至少一个电机相连接的至少一个主动轮之间还设置有至少一个减速机,所述减速机被配置为控制所述至少一个电机的转动速度并且由此控制所述至少一个电机和与所述至少一个电机相连接的至少一个主动轮的运行。
本发明的第二方面,提供了一种用于控制如上所述的第一方面的智能助行装置提供助行的方法,其中所述方法包括:
所述行走控制器获取用户操纵所述智能助行装置所产生的力数据并且基于所述用户的力数据分析用户的行走意图;
所述行走控制器根据所述智能助行装置的助行控制模式基于所述用户的行走意图和/或预先存储在所述行走控制器中的设定行走策略控制所述底盘移动装置进行移动。
根据第二方面,提供了第二方面的第一种可能的实施方式,其中所述智能助行装置的助行控制模式包括人机共享控制模式和装置自主控制模式,并且所述智能助行装置能够通过设置在所述装置主体上的激光传感器和/或超声传感器识别环境障碍物信息,其中,所述方法还包括:
在所述人机共享控制模式中,如果在预定的安全范围内没有检测到障碍物,所述行走控制器根据所述用户的行走意图控制所述底盘移动装置进行移动;如果检测到障碍物,所述行走控制器在顺应所述用户的行走意图的情况下引导所述底盘移动装置避开障碍物进行移动;
在所述装置自主控制模式中,如果在预定的安全范围内没有检测到障碍物,所述行走控制器基于预先存储在所述行走控制器中的设定行走策略控制所述底盘移动装置进行移动;如果检测到障碍物,所述行走控制器在顺应所述设定行走策略的情况下引导所述底盘移动装置避开障碍物进行移动。
根据第二方面或第二方面的第一种可能的实施方式,提供了第二方面的第二种可能的实施方式,其中所述智能助行装置还包括至少一个力传感装置,所述至少一个力传感装置中的每一个包括至少一个操纵部件和与所述至少一个操纵部件直接或间接连接的至少一个力传感器,所述至少一个操纵部件被设置在所述上部支撑组件处,其中,所述方法还包括:
使用所述至少一个力传感器感测所述至少一个操纵部件被用户操纵时所产生的在至少一个方向上的压力值并生成所述用户的力数据。
根据第二方面的第二种可能的实施方式,提供了第二方面的第三种可能的实施方式,其中所述操纵部件包括推杆、螺杆和操纵手柄中的至少一个。
根据第二方面的第三种可能的实施方式,提供了第二方面的第四种可能的实施方式,其中所述智能助行装置包括分别设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的左右两侧的两个所述力传感装置,其中两个所述力传感装置中的每一个分别包括一个操纵部件和与该操纵部件直接或间接连接的至少两个力敏传感器,其中所述方法还包括:
所述至少两个力敏传感器中的每一个感测与其连接的所述操纵部件被用户操纵时所产生的至少一个方向上的压力值;
所述行走控制器基于从两个所述力传感装置分别感测的任一方向上的压力值确定用户期望的扭矩大小。
根据第二方面的第三种可能的实施方式,提供了第二方面的第五种可能的实施方式,其中所述智能助行装置包括分别设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的左右两侧的两个所述力传感装置,其中两个所述力传感装置中的一个包括一个操纵部件和与该操纵部件直接或间接连接的至少两个力敏传感器,两个所述力传感装置中的另一个包括另一个操纵部件和相关联的扭矩传感器,该扭矩传感器被设置在该另一个操纵部件内部或者与该另一个操纵部件直接或间接连接,其中所述方法还包括:
所述至少两个力敏传感器感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的至少一个方向上的压力值;
所述扭矩传感器感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的扭矩大小。
根据第二方面的第三种可能的实施方式,提供了第二方面的第六种可能的实施方式,其中所述智能助行装置包括设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的一个力传感装置,该力传感装置包括一个操纵部件以及与该操纵部件相连接的多轴力传感器,其中所述方法还包括:
所述多轴力传感器感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的至少一个方向上的压力值和/或扭矩大小。
根据第二方面的第四种或第五种可能的实施方式,提供了第二方面的第七种可能的实施方式,其中在所述智能助行装置包括一个操纵部件和与该操纵部件直接或间接连接的至少两个力敏传感器的情况下,在该操纵部件的下方设置有与其连接的操纵部件连接盘,所述操纵部件连接盘具有设置在其上表面中的第一孔,该操纵部件被设置在所述操纵部件连接盘的所述第一孔中,所述至少两个力敏传感器被分别设置在所述操纵部件连接盘的上表面中的至少两个安装部位中,所述至少两个安装部位在圆周方向上均匀间隔分布在所述操纵部件连接盘中的所述第一孔周围。
根据第二方面的第七种可能的实施方式,提供了第二方面的第八种可能的实施方式,其中所述操纵部件还包括保护盖,所述保护盖中具有第二孔,所述操纵部件能够穿过所述保护盖中的第二孔并且覆盖在所述操纵部件连接盘的上方,以保护设置在所述操纵部件连接盘中的所述至少两个力敏传感器。
根据第二方面的第八种可能的实施方式,提供了第二方面的第九种可能的实施方式,其中所述操纵部件连接盘中还包括设置在其上表面中的至少两个凹槽,所述至少两个凹槽均匀间隔分布在所述至少两个安装部位之间,在所述至少两个凹槽的每个中设置有螺钉和与螺钉相连接的弹簧,所述螺钉能够将弹簧的下端固定就位在所述凹槽中,所述弹簧的上端在所述保护盖被放置到所述操纵部件连接盘的上方时能够将所述保护盖支撑起来,使得保护盖与所述操纵部件连接盘的上表面之间存在间隔。
根据第二方面的第六种可能的实施方式,提供了第二方面的第十种可能的实施方式,其中在所述智能助行装置包括多轴力传感器的情况下,在所述多轴力传感器的上方和下方分别设置有上方安装盘和下方安装盘,所述上方安装盘的上表面中具有第三孔,所述操纵部件被设置在至少所述上方安装盘的第三孔中。
根据第二方面或第二方面的第一种可能的实施方式,提供了第二方面的第十一种可能的实施方式,其中所述至少一个上部支撑组件包括分别布置在装置主体上部的左右两侧的两个扶手板、位于智能助行装置前部的用于连接所述两个扶手板的中间连接部件以及设置在两个扶手板之间的安全带,所述安全带的两端分别连接至所述两个扶手板的后部的底表面。
根据第二方面的第十一种可能的实施方式,提供了第二方面的第十二种可能的实施方式,其中所述至少一个下部支撑组件包括布置在装置主体下部的左右两侧的两个底支撑架,所述两个底支撑架的前部连接至所述底盘移动装置,所述两个底支撑架的后部分别设置有从动轮。
根据第二方面的第十二种可能的实施方式,提供了第二方面的第十三种可能的实施方式,其中所述至少一个中间支撑架包括可伸缩支撑架和可伸缩销轴中的一个或多个,所述可伸缩支撑架被设置在所述两个扶手板的后部与所述两个底支撑架的后部之间,所述可伸缩销轴被设置在所述底盘移动装置和连接所述两个扶手板的中间连接部件之间。
根据第二方面的第十三种可能的实施方式,提供了第二方面的第十四种可能的实施方式,其中所述可伸缩支撑架包括能够嵌套在一起的至少两个可伸缩的支撑杆或者之间通过弹簧连接的至少两个固定杆。
根据第二方面或第二方面的第一种可能的实施方式,提供了第二方面的第十五种可能的实施方式,其中所述底盘移动装置包括底盘移动装置的外壳、布置在所述外壳内的底盘支撑板以及安装至所述底盘支撑板上的至少一个电机和与所述至少一个电机相连接的至少一个主动轮。
根据第二方面的第十五种可能的实施方式,提供了第二方面的第十六种可能的实施方式,其中所述底盘移动装置包括三个电机和与所述三个电机中的每一个相连接的三个全方位移动轮,所述三个全方位移动轮均匀间隔开布置在所述底盘支撑板的三个端部,所述三个电机均匀间隔开布置在所述底盘支撑板上,从而控制所述底盘移动装置以任意速度向任意方向移动。
根据第二方面的第十六种可能的实施方式,提供了第二方面的第十七种可能的实施方式,其中所述全方位移动轮包括麦克纳姆轮和全向轮中的任一种。
根据第二方面的第十六种可能的实施方式,提供了第二方面的第十八种可能的实施方式,其中所述智能助行装置还包括电机控制器和电源,所述电机控制器被设置在所述底盘支撑板的上方或下方,所述电机控制器与所述行走控制器相连接以接收来自所述行走控制器的指令,并根据所述指令来控制所述至少一个电机以相应的速度正转或反转,所述电源被设置在所述底盘移动装置的外壳内部或外部并且被配置用于为所述三个电机提供电力供应。
根据第二方面的第十五种可能的实施方式,提供了第二方面的第十九种可能的实施方式,其中在所述至少一个电机和与所述至少一个电机相连接的至少一个主动轮之间还设置有至少一个减速机,所述方法还包括:
使用所述减速机控制所述至少一个电机的转动速度并且由此控制所述至少一个电机和与所述至少一个电机相连接的至少一个主动轮的运行。
本发明的第三方面,提供了一种智能助行装置,其特征在于,所述智能助行装置包括存储器、处理器以及存储在存储器上并且能够在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时能够实现第二方面任一项所述的方法中的行走控制器的功能。
本发明的第四方面,提供了一种计算机存储介质,其中所述计算机存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序在被执行时能够实现第二方面任一项所述的方法中的行走控制器的功能。
本发明实施方案提供的智能助行装置和用于控制智能助行装置提供助行的方法,通过采用设置在主体上的操纵部件以及与操纵部件相连接的力传感装置,能够适应多种应用环境,大大降低了智能助行装置的助行控制成本和复杂度,有效提高了助行控制的可靠性和稳定性。为使本发明的上述目的、特征和优点更明了,下文将结合附图对本发明的实施方案进行详细说明。
附图说明
现在将仅通过参考附图的非限制性示例来描述本发明,在附图中:
图1示出根据本发明的智能助行装置的一个实施方案的示意图;
图2(a)示出智能助行装置中的力传感装置的一个实施方案的示意图;
图2(b)示出用于力传感装置的保护盖的一个实施方案的示意图;
图3示出用于力敏传感器的一个实施方案的安装示意图;
图4示出包括扭矩传感器的力传感装置的一个实施方案的示意图;
图5示出包括多轴力传感器的力传感装置的一个实施方案的示意图;
图6示出智能助行装置中的底盘移动装置的外壳的一个实施方案的示意图;
图7(a)示出智能助行装置中的底盘移动装置的内部组件的一个实施方案的俯视图;
图7(b)示出智能助行装置中的底盘移动装置的内部组件的一个实施方案的仰视图。
图8示出用于控制所述智能助行装置提供助行的方法的一个实施方案。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
另外,关于本文中所采用的方位术语,例如“前”“后”“左”“右”“上”“下”等通常是指用户在使用智能助行装置的情况下所确定的方位,本领域技术人员可结合附图以及上下文来确定这些方位。
图1示出根据本发明的智能助行装置的一个实施方案的示意图。
图1中所示的智能助行装置(也可以称为“助行机器人”)包括装置主体100和行走控制器300。所述装置主体100大体上可以包括上中下三部分,即,上部支撑组件、中间支撑架和下部支撑组件。所述上部支撑组件和下部支撑组件分别设置在所述智能助行装置的上部和下部,所述中间支撑架布置在所述上部支撑组件和所述下部支撑组件之间。所述上部支撑组件包括至少一个扶手板7,所述下部支撑组件包括至少一个底部支撑架10和与所述至少一个底部支撑架相连接的底盘移动装置5。所述行走控制器300被设置在所述装置主体100上,并且被配置为通过力传感器2获取用户操纵所述智能助行装置所产生的用户的力数据并且基于所述用户的力数据分析用户的行走意图,然后根据所述智能助行装置的助行控制模式基于所述用户的行走意图和/或预先存储在所述行走控制器中的设定的行走策略控制所述底盘移动装置进行移动,从而帮助使用者进行行走。
优选地,所述上部支撑组件可包括分别布置在装置主体上部的左右两侧的两个扶手板7、位于智能助行装置前部的用于连接所述两个扶手板的中间连接部件6以及设置在两个扶手板之间的安全带8,所述安全带的两端分别连接至所述两个扶手板7的后部的底表面。
优选地,所述下部支撑组件可包括布置在装置主体下部的左右两侧的两个底支撑架10和一个底盘移动装置5,所述两个底支撑架10的前部连接至所述底盘移动装置5,所述两个底支撑架10的后部分别设置有从动轮11。所述底盘移动装置包括底盘移动装置的外壳、布置在所述外壳内的底盘支撑板以及安装至所述底盘支撑板上的至少一个电机和与所述至少一个电机相连接的至少一个主动轮,如下面结合图7(a)和图7(b)详细说明的。
优选地,所述至少一个中间支撑架可包括可伸缩支撑架9和可伸缩销轴3中的一个或多个。所述可伸缩支撑架9可被设置在所述两个扶手板7的后部与所述两个底支撑架10的后部之间,所述可伸缩销轴3可被设置在所述底盘移动装置5和连接所述两个扶手板的中间连接部件6之间。所述可伸缩支撑架9可包括能够嵌套在一起的至少两个可伸缩的支撑杆(如图1所示)或者之间通过弹簧(未示出)连接的至少两个固定杆。可伸缩支撑架的伸缩变形有两方面的效果:支撑架的伸缩变形有利于根据用户的身高调整智能助行装置的总体高度,确保所述智能助行装置的结构稳定,有效防止助行康复训练过程中助行机器人的左右倾斜;当用户有左右方向跌倒趋势时,支撑架的伸缩变形产生的反作用力能够在一定程度上帮助阻止用户的跌倒趋势。
如图1的实施方案中所示,在上部支撑组件处可以设置一个或多个力传感装置2。所述力传感装置2以及行走控制器300都可以依托于扶手板7或者设置在连接所述两个扶手板的中间连接部件6上。在需要时,用户可以趴伏在扶手板7和/或中间连接部件6上,例如上肢支撑在扶手板7上从而减轻腿部的压力。另外,安全带8也悬挂在扶手板7的下面。一旦用户腿部无力突然跌倒,安全带8可以托住用户的背部和臀部,用于防止在康复行走训练过程中用户可能出现的腿部无力导致跌倒的事故,以保证用户的安全。
有利地,所述智能助行装置还具有能够识别环境中的障碍物信息的、设置在所述装置主体的前方的激光传感器和/或超声传感器4,或者可以采用本领域已知的其他能够识别障碍物的传感器。所述激光传感器和/或超声传感器4可将感测到的前方障碍物信息通过串口传输到行走控制器300,所述行走控制器300根据接收到的信息判断前方预定范围内是否存在障碍物,如果存在障碍物,则所述行走控制器300会对底盘移动装置5发送指令使其停止移动或绕开障碍物。
优选地,智能助行装置的助行控制模式可以分为两类:人机共享控制模式以及装置自主控制模式。
对于有自主训练能力的用户,当用户有意愿进行自主行走时,可以使用人机共享控制模式,这要求智能助行装置在安全情况下按照用户意图移动从而辅助用户进行行走,并且智能助行装置能够识别环境障碍物信息进行判断决策。或者,更具体而言,在人机共享控制模式里,如果在预定的安全范围内没有检测到障碍物,则控制器可以根据用户的行走意图控制所述底盘移动装置进行移动,并辅助用户在意图方向上进行行走;如果在预定的安全范围内检测到了环境障碍物信息,则所述行走控制器在保证安全的情况下顺应用户的行走意图引导所述底盘移动装置避开障碍物进行移动,从而引导并辅助用户避开障碍物。
自主训练能力弱的用户需要外界引导才能正常进行康复训练。针对这类用户在使用智能助行装置进行康复训练时,可以使用装置自主控制模式,即,智能助行装置能根据康复训练师或主治医师设定的不同难易程度的康复训练路径和速度进行运动控制,辅助并引导用户按照设定行走策略(例如,固定路径模式或固定速度模式)进行康复训练行走。或者,更具体而言,在装置自主控制模式中,如果在预定的安全范围内没有检测到障碍物,所述行走控制器被配置为基于预先存储在所述行走控制器中的设定行走策略控制所述底盘移动装置进行移动;如果检测到障碍物,所述行走控制器在顺应所述设定行走策略的情况下引导所述底盘移动装置避开障碍物进行移动,从而引导并辅助用户避开障碍物。
本发明的行走控制器300可以是具有显示屏或者不具有显示屏的控制装置,其可以安装在中间连接部件6上。在具有显示屏的情况下,用户能够在操纵所述智能助行装置时看到行走控制器上的显示信息,所述显示信息可以包括用于导航的环境地图、预先存储在所述行走控制器中的设定行走策略、所分析的用户的行走意图和/或障碍物信息中的一个或多个,以方便用户更直观地观看相关信息并进行更便捷的操纵。所述行走控制器可以采用工控机的形式,并且被配置用以接收力传感装置以及激光传感器和/或超声传感器的信息并进行综合处理,然后通过串口将处理结果发送到底盘移动装置,所述底盘移动装置根据行走控制器发出的指令使智能助行装置进行相应的移动,以便于辅助用户进行行走。
图2(a)示出智能助行装置中的力传感装置的一个实施方案的示意图。
优选地,所述智能助行装置还包括至少一个力传感装置,所述至少一个力传感装置可以是一个力传感装置、两个、三个或多于三个的相同或不同的力传感装置,例如图1中所示的两个相同的力传感装置2。
在如图2(a)所示的力传感装置的一个实施方案中,该力传感装置可以包括至少一个操纵部件201和与所述至少一个操纵部件直接或间接连接的至少一个力传感器(例如,21、22、23和/或24)。所述力传感装置可以被设置在所述上部支撑组件(例如,扶手板7或中间连接部件6)处,所述力传感装置中包括的至少一个力传感器可以被配置为感测所述至少一个操纵部件201被用户操纵时所产生的在至少一个方向上的压力值并生成所述力数据。在如图1所示的智能助行装置中包括的两个相同的力传感装置2可以都是如图2(a)所示的力传感装置,该两个力传感装置可布置在行走控制器300的左右两侧。
在如图2(a)所示的力传感装置的一个实施方案中,所述智能助行装置可以包括一个操纵部件201和与该操纵部件直接或间接连接的至少两个力敏传感器(例如,四个力敏传感器)。四个力敏传感器组成了一个力传感记录单元,所述力敏传感器可以是例如压敏传感器或者本领域中常用的其他已知的用于感测力的简易、小型传感器。在图2(a)中,标号21-24示出了四个力敏传感器的安装部位。在所述操纵部件201的下方设置有与其连接的操纵部件连接盘202。该操纵部件连接盘202具有设置在其上表面中的第一孔,该操纵部件201可被设置在所述操纵部件连接盘的所述第一孔中。所述至少两个力敏传感器被分别设置在所述操纵部件连接盘的上表面中的至少两个安装部位中,所述至少两个安装部位在圆周方向上均匀间隔分布在所述操纵部件连接盘中的所述第一孔周围。
在如图2(a)所示的实施方案中,所述力传感装置包括一个柱状推杆形式的操纵部件201。但是如本领域技术人员在阅读了本文后容易想到的,所述操纵部件也可以采用螺杆或操纵手柄或者其他各种形状的适于用户操纵的操纵部件,只要其能够实现使得力敏传感器感测到用户的使用助行装置的力数据并进而获知用户的行走意图。
所述操纵部件连接盘202中还可以包括设置在其上表面中的至少两个凹槽(如图2(a)中所示的25-27),所述至少两个凹槽均匀间隔分布在所述至少两个安装部位之间。在所述至少两个凹槽的每个中可以设置有螺钉和与螺钉相连接的弹簧,所述螺钉能够将弹簧的下端固定就位在所述凹槽中,所述弹簧的上端在保护盖被放置到所述操纵部件连接盘的上方时能够将操纵部件的保护盖支撑起来,使得保护盖与所述操纵部件连接盘的上表面之间存在间隔。具体来说,在力传感装置没有受到推力作用时,弹簧的支撑作用使得力敏传感器与推杆无法接触,从而消除了力传感装置的重力带来的力敏传感器的零点漂移。如果用户推动推杆,弹簧受到挤压,推杆沿用户推力方向倾斜,这个方向的力敏传感器受到了推杆的压力从而可以测量这个压力的数值,一旦推力消失,弹簧又可以将推杆顶起使之恢复原状。力敏传感器采集的压力数值可以通过数据采集卡传输到行走控制器300。
图2(b)示出用于力传感装置的保护盖的一个实施方案的示意图。
如图2(b)中所示,所述力传感装置还可以包括一个保护盖29,所述保护盖中具有第二孔,所述操纵部件能够穿过所述保护盖中的第二孔并且覆盖在所述操纵部件连接盘202的上方,以保护设置在所述操纵部件连接盘中的所述力敏传感器。
图2(b)中所示的保护盖在安装时扣在推杆的上方,起到了美化设计和保护推杆底部的力敏传感器的作用。应该注意到,图2(a)所示的是图1中的力传感装置2的左右两个推杆的其中一个。左右两个推杆的结构可以是完全相同的或者不同的。一个推杆结构与相连接的例如4个力敏传感器可以共同组成一个力传感装置。在智能助行装置包括两个所述力传感装置的情况下,控制器可以同时得到8个力敏传感器采集的压力数值,用以综合判断用户的行走意图。
图3示出用于力敏传感器的一个实施方案的安装示意图。
优选地,力敏传感器211本身可以是一个薄片,所述力敏传感器的表面可以是经过硅胶处理的或者上下均安装有硅胶片以保证受力均匀。如图3中例示的,力敏传感器211的上表面处可以安装有上层硅胶片210,力敏传感器211的下表面处可以安装有下层硅胶片212。
图4示出包括扭矩传感器的力传感装置的一个实施方案的示意图。
在一个实施方案中,所述智能助行装置可以包括分别设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的左右两侧的两个所述力传感装置,其中两个所述力传感装置中的一个包括一个操纵部件和与该操纵部件直接或间接连接的至少两个力敏传感器,两个所述力传感装置中的另一个(如图4中所示)包括另一个操纵部件和相关联的扭矩传感器203。该扭矩传感器203被设置在该另一个操纵部件内部或者与该另一个操纵部件直接或间接连接,并且该扭矩传感器203被配置为感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的扭矩大小。
图5示出包括多轴力传感器的力传感装置的一个实施方案的示意图。
在一个实施方案中,所述智能助行装置包括设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的一个力传感装置,该力传感装置包括一个操纵部件以及与该操纵部件相连接的多轴力传感器205(如图5所示)。所述多轴力传感器205被配置为感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的至少一个方向上的压力值和/或扭矩大小。多轴力传感器能够检测多个自由度方向上的力,在本文中可以采用三轴力传感器来检测用户的行走意图(或意图力)。
在所述智能助行装置包括多轴力传感器205的情况下,在所述多轴力传感器的上方和下方可以分别设置有上方安装盘204和下方安装盘206,所述上方安装盘的上表面中具有第三孔,所述操纵部件被设置在至少所述上方安装盘204的第三孔中。
图6示出智能助行装置中的底盘移动装置的外壳59的一个实施方案的示意图。图7(a)示出智能助行装置中的底盘移动装置的内部组件的一个实施方案的俯视图。图7(b)示出智能助行装置中的底盘移动装置的内部组件的一个实施方案的仰视图。
优选地,所述底盘移动装置5包括底盘移动装置的外壳59、布置在所述外壳59内的底盘支撑板57以及安装至所述底盘支撑板57上的至少一个电机和与所述至少一个电机相连接的至少一个主动轮。所述外壳59可以是一体制成的,并且所述外壳被设计成适合容纳所述底盘支撑板、电机和相关联的主动轮,所述外壳59的具体结构可根据所述底盘支撑板、电机和主动轮的形状和大小而确定。
在图7(a)和7(b)所示的实施方案中,所述底盘移动装置可以包括三个电机51,52,53和与所述三个电机中的每一个相连接的三个全方位移动轮54,55,56。所述电机51,52,53可以是伺服电机,其转速可调,转动方向可以为正转或反转。所述三个全方位移动轮可以均匀间隔开布置在所述底盘支撑板57的三个端部,所述三个电机均匀间隔开布置在所述底盘支撑板57上(例如,间隔开120度),从而控制所述底盘移动装置以任意速度向任意方向移动。例如,所述三个电机各自的一端可以分别连接至所述三个全方位移动轮,所述三个电机各自的另一端可以布置在所述底盘支撑板57的中心孔处,分别连接至电机控制器。另外,所述全方位移动轮54,55,56可以是麦克纳姆轮和全向轮中的任一种。所述全方位移动轮的机轮上安装有很多小的轮轴,由此使得全方位移动轮不仅可以在机轮的转动方向上移动,轮轴还可以作为从动轮在机轮的法向上移动。三个全方位移动轮按图7(a)和7(b)的角度安装可以将行走控制器1计算出来的任何速度矢量分解为三个麦克纳姆轮的不同转速,同时防止了智能助行装置在静止状态下的滑动。
优选地,所述智能助行装置还可以包括电机控制器和电源。所述电机控制器(未示出)可被设置在所述底盘支撑板的上方或下方,并且可以包括DSP控制板。所述电机控制器与所述行走控制器相连接以接收来自所述行走控制器的指令,并根据所述指令来控制所述至少一个电机以相应的速度正转或反转。具体的,所述电机控制器可以根据行走控制器300的指令控制伺服电机以预定的速度正转或反转,三个伺服电机的转动方向与转速相互独立。所述电源(例如,直流电源)可被设置在所述底盘移动装置的外壳内部或外部并且被配置用于为所述三个电机提供电力供应。作为一个示例,所述电机控制器可以安装在底盘支撑板的背面;直流电源可以安装在所述激光传感器和/或超声传感器4与所述底盘移动装置5之间。
优选地,在所述至少一个电机和与所述至少一个电机相连接的至少一个主动轮之间还可以设置有至少一个减速机(未示出),所述减速机被配置为控制所述至少一个电机的转动速度并且由此控制所述至少一个电机和与所述至少一个电机相连接的至少一个主动轮的平稳运行。
另外,底盘移动装置5的底盘支撑板57可以为金属(例如,铁或铝)制成的底盘支撑板,它的结构坚固,足以支撑整个智能助行装置的重量。底盘移动装置5承担了用户和智能助行装置的大部分重量,底支撑架10上面安装有从动轮11使智能助行装置可以跟随底盘移动装置5移动,伸展的结构加强了智能助行装置的稳定性。上部支撑组件和下部支撑组件可以通过销轴3和可伸缩支撑架9连接起来,通过调节销轴3的松紧以及可伸缩支撑架9的长短可以调节智能助行装置的高度,以适应不同身高的用户。
优选地,所述智能助行装置还可以包括急停开关6,所述急停开关6可以位于智能助行装置的行走控制器1附近的醒目位置,一旦出现异常情况用户可以立刻按下急停开关停止底盘移动装置5的运动。激光传感器和/或超声传感器4、急停开关6和安全带8共同保证了智能助行装置的使用安全。
本发明的另一方面,提供了一种用于控制所述智能助行装置提供助行的方法。
图8示出用于控制所述智能助行装置提供助行的方法的一个实施方案,如图8中所示,所述用于控制所述智能助行装置提供助行的方法可以包括:
在S110中,所述行走控制器获取用户操纵所述智能助行装置所产生的力数据并且基于所述力数据分析用户的行走意图;
在S210中,所述行走控制器根据所述智能助行装置的助行控制模式基于所述用户的行走意图和/或预先存储在所述行走控制器中的设定行走策略控制所述底盘移动装置进行移动。
具体地,结合用户使用本发明的智能助行装置的具体情况,用户可以首先就位站立在智能助行装置的两个扶手板7中,面向行走控制器300站立,然后系好安全带8,随后打开行走控制器300,手握力传感装置2进行操作,然后可以推着智能助行装置向前后左右缓慢行走或者进行转弯运动。在行进过程中,所述行走控制器获取用户操纵所述智能助行装置所产生的力数据并且基于所述力数据分析用户的行走意图;所述行走控制器根据所述智能助行装置的助行控制模式基于所述用户的行走意图和/或预先存储在所述行走控制器中的设定行走策略控制所述底盘移动装置进行移动。而且,在行进过程中,激光传感器和/或超声传感器4可以实时检测周边的障碍物,一旦发现障碍物将停止智能助行装置的运动。
优选地,所述智能助行装置的助行控制模式包括人机共享控制模式和装置自主控制模式,并且所述智能助行装置能够通过设置在所述装置主体上的激光传感器和/或超声传感器识别环境障碍物信息,其中,所述方法还包括:
在所述人机共享控制模式中,如果在预定的安全范围内没有检测到障碍物,所述行走控制器根据所述用户的行走意图控制所述底盘移动装置进行移动;如果检测到障碍物,所述行走控制器在顺应所述用户的行走意图的情况下引导所述底盘移动装置避开障碍物进行移动;
在所述装置自主控制模式中,如果在预定的安全范围内没有检测到障碍物,所述行走控制器基于预先存储在所述行走控制器中的设定行走策略控制所述底盘移动装置进行移动;如果检测到障碍物,所述行走控制器在顺应所述设定行走策略的情况下引导所述底盘移动装置避开障碍物进行移动。
优选地,所述智能助行装置还可以包括至少一个力传感装置,所述至少一个力传感装置中的每一个包括至少一个操纵部件和与所述至少一个操纵部件直接或间接连接的至少一个力传感器,其中,所述方法还包括:
使用所述至少一个力传感器感测所述至少一个操纵部件被用户操纵时所产生的在至少一个方向上的压力值并生成所述用户使用助行装置的力数据。
优选地,所述智能助行装置可以包括分别设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的左右两侧的两个所述力传感装置,其中两个所述力传感装置中的每一个分别包括一个操纵部件和与该操纵部件直接或间接连接的至少两个力敏传感器,其中所述方法还包括:
所述至少两个力敏传感器中的每一个感测与其连接的所述操纵部件被用户操纵时所产生的至少一个方向上的压力值;
所述行走控制器通过两个所述力传感装置分别感测的压力值确定用户期望的旋转方向上扭矩大小。
优选地,所述智能助行装置可以包括分别设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的左右两侧的两个所述力传感装置,其中两个所述力传感装置中的一个包括一个操纵部件和与该操纵部件直接或间接连接的至少两个力敏传感器,两个所述力传感装置中的另一个包括另一个操纵部件和相关联的扭矩传感器,该扭矩传感器被设置在该另一个操纵部件内部或者与该另一个操纵部件直接或间接连接,其中所述方法还包括:
所述至少两个力敏传感器感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的至少一个方向上的压力值;
所述扭矩传感器感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的扭矩大小。
优选地,所述智能助行装置可以包括设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的一个力传感装置,该力传感装置包括一个操纵部件以及与该操纵部件相连接的多轴力传感器,其中所述方法还包括:
所述多轴力传感器感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的至少一个方向上的压力值和/或扭矩大小。
本领域普通技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述方法实施方案中描述的***、装置和部件的具体工作过程,可以参考前述装置实施方案中的对应技术特征,在此不再赘述。因此,可以基于之前的智能助行装置的装置实施方案中提到的方案或特征,对方法实施方案进行补充、说明并且可以作为其修改基础。
本发明的再一方面,还提供了一种智能助行装置,所述智能助行装置包括存储器、处理器以及存储在存储器上并且能够在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时能够实现上述任一项所述的方法中的行走控制器的功能。
本发明的又一方面,还提供了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序在被执行时能够实现上述任一项所述的方法中的行走控制器的功能。
如本领域技术人员在阅读了本公开文本之后可以想到的,在一个实施方案中,所述行走控制器和/或电机控制器可以通过相应的计算机程序代码实现,只要能够实现相应的技术效果。
需要说明的是,本申请提供实施方案只是本申请所介绍的可选实施方案,本领域技术人员在本文公开内容的基础上,完全可以进行多种修改和/或变化,设计出更多的实施方案,这些修改和/或变化可以被认为也落入本发明的保护范围内。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施方案描述的各示例的部件和/或步骤,能够以电子硬件、计算机软件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能需要以硬件还是软件方式来实现,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域普通技术人员可以结合特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能,这种实现不应认为超出本申请的范围。
在上述提供的一个或多个实施方案中,应该理解到,所公开的***、装置和方法可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施方案仅仅是示意性的,例如,单元或组件的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的相互之间的连接(直接连接或间接连接)可以是通过一些接口进行连接,装置或单元的间接连接或通信连接可以是电的、机械的或其它的形式。
作为分立的部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个位置上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方案的目的。
另外,在本申请各个实施方案中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算装置或移动终端、服务器或者网络装置等)或处理器执行本申请各个实施方案方法的全部或部分步骤。前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
附图中的流程图和/或框图示出了根据本公开文本各种实施方案的***、方法以及计算机程序产品的可能实现的架构、功能以及操作。就此而言,流程图和/或框图中的每个块可以表示模块、段或代码部分,其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意,在一些可替代实现方式中,块中标注的功能可以不按附图中标注的顺序发生。例如,连续示出的两个块实际上可以基本上同时执行,或者这些块有时可以以相反的顺序执行,这取决于所涉及的功能。还将会注意,流程图和/或框图的每个块、以及流程图和/或框图中的块的组合,可以通过执行指定功能或动作的基于硬件的专用***或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
以上仅提供了本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请公开的技术范围内,可轻易想到变化或替换,这些变化或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种智能助行装置,其特征在于,所述智能助行装置包括装置主体和行走控制器,其中,
所述装置主体包括分别设置在所述智能助行装置的上部和下部的上部支撑组件和下部支撑组件,所述上部支撑组件包括至少一个扶手板,所述下部支撑组件包括至少一个底部支撑架和与所述至少一个底部支撑架相连接的底盘移动装置,所述装置主体还包括布置在所述上部支撑组件和所述下部支撑组件之间的至少一个中间支撑架;
所述行走控制器被设置在所述装置主体上,并且被配置为获取用户操纵所述智能助行装置所产生的力数据并且基于所述用户的力数据分析用户的行走意图,然后根据所述智能助行装置的助行控制模式基于所述用户的行走意图和/或预先存储在所述行走控制器中的设定行走策略控制所述底盘移动装置进行移动。
2.根据权利要求1所述的智能助行装置,其特征在于,所述智能助行装置的助行控制模式包括人机共享控制模式和装置自主控制模式,并且所述智能助行装置能够通过设置在所述装置主体上的激光传感器和/或超声传感器识别环境障碍物信息,其中,
在所述人机共享控制模式中,如果在预定的安全范围内没有检测到障碍物,所述行走控制器被配置为根据所述用户的行走意图控制所述底盘移动装置进行移动;如果检测到障碍物,所述行走控制器在顺应所述用户的行走意图的情况下引导所述底盘移动装置避开障碍物进行移动;
在所述装置自主控制模式中,如果在预定的安全范围内没有检测到障碍物,所述行走控制器被配置为基于预先存储在所述行走控制器中的设定行走策略控制所述底盘移动装置进行移动;如果检测到障碍物,所述行走控制器在顺应所述设定行走策略的情况下引导所述底盘移动装置避开障碍物进行移动。
3.根据权利要求1或2所述的智能助行装置,其特征在于,所述智能助行装置还包括至少一个力传感装置,所述至少一个力传感装置中的每一个包括至少一个操纵部件和与所述至少一个操纵部件直接或间接连接的至少一个力传感器,所述至少一个操纵部件被设置在所述上部支撑组件处,所述至少一个力传感器被配置为感测所述至少一个操纵部件被用户操纵时所产生的在至少一个方向上的压力值并生成所述用户的力数据。
4.根据权利要求3所述的智能助行装置,其特征在于,所述操纵部件包括推杆、螺杆和操纵手柄中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的智能助行装置,其特征在于,所述智能助行装置包括分别设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的左右两侧的两个所述力传感装置,其中两个所述力传感装置中的每一个分别包括一个操纵部件和与该操纵部件直接或间接连接的至少两个力敏传感器,所述至少两个力敏传感器中的每一个被配置为感测与其连接的所述操纵部件被用户操纵时所产生的至少一个方向上的压力值,所述行走控制器被进一步配置为基于从两个所述力传感装置分别感测的任一方向上的压力值确定用户期望的扭矩大小。
6.根据权利要求4所述的智能助行装置,其特征在于,所述智能助行装置包括分别设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的左右两侧的两个所述力传感装置,其中两个所述力传感装置中的一个包括一个操纵部件和与该操纵部件直接或间接连接的至少两个力敏传感器,两个所述力传感装置中的另一个包括另一个操纵部件和相关联的扭矩传感器,该扭矩传感器被设置在该另一个操纵部件内部或者与该另一个操纵部件直接或间接连接,其中所述至少两个力敏传感器被配置为感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的至少一个方向上的压力值,所述扭矩传感器被配置为感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的扭矩大小。
7.根据权利要求4所述的智能助行装置,其特征在于,所述智能助行装置包括设置在所述智能助行装置的上部支撑组件的一个力传感装置,该力传感装置包括一个操纵部件以及与该操纵部件相连接的多轴力传感器,所述多轴力传感器被配置为感测与其连接的操纵部件被用户操纵时所产生的至少一个方向上的压力值和/或扭矩大小。
8.一种用于控制根据权利要求1所述的智能助行装置提供助行的方法,其特征在于,所述方法包括:
所述行走控制器获取用户操纵所述智能助行装置所产生的力数据并且基于所述用户的力数据分析用户的行走意图;
所述行走控制器根据所述智能助行装置的助行控制模式基于所述用户的行走意图和/或预先存储在所述行走控制器中的设定行走策略控制所述底盘移动装置进行移动。
9.一种智能助行装置,其特征在于,所述智能助行装置包括存储器、处理器以及存储在存储器上并且能够在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时能够实现根据权利要求8所述的方法中的行走控制器的功能。
10.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序在被执行时能够实现根据权利要求8所述的方法中的行走控制器的功能。
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