TWI511715B - 意向偵測與步態調整裝置及方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種偵測及調整裝置,且特別是有關於一種意向偵測與步態調整裝置及方法。
隨著高齡化社會的來臨,有越來越多老年者及行動不便或癱瘓者,在行動上不僅不便,且容易在行走中摔倒受傷。為此,坊間出現甚多幫助老人或傷殘人士的行動輔具。過去發展的行動輔具以拐杖、助行器、輪椅或傳統下肢輔具機器人為主,其中下肢輔助機器人可藉由模擬人類日常生活中各種基本步態,來輔助下肢體殘疾者恢復自主行走的功能。但是,傳統下肢輔助機器人在長距離行走、上/下樓梯、爬坡等需求上,仍有使用上之限制,不易操作,故推廣的成效受限。
本發明係有關於一種意向偵測與步態調整裝置及方法,使下肢輔助機器人能依照使用者意向,來輸出正確的步態。
根據本發明之一方面,提出一種意向偵測與步態調整裝置,用於一行動輔具中。行動輔具包括一意向操縱拐杖、一
伺服控制器以及一下肢輔助機器人。意向偵測與步態調整裝置包括一距離量測裝置以及一角度量測裝置。距離量測裝置包括一拉繩,距離量測裝置連接意向操縱拐杖與下肢輔助機器人,且於拉繩被拉伸時,距離量測裝置相對於拉繩被拉伸的長度產生一位移感測訊號至伺服控制器。角度量測裝置連接該距離量測裝置,且於拉繩被轉動時,角度量測裝置相對於拉繩被轉動的角度產生一角度感測訊號至伺服控制器。其中,伺服控制器根據位移感測訊號,調整下肢輔助機器人於跨步時的步伐長度,且伺服控制器根據角度感測訊號,調整下肢輔助機器人於跨步時的上抬角度或下降角度。
根據本發明之一方面,提出一種意向偵測與步態調整方法,用於一行動輔具中。行動輔具包括一意向操縱拐杖、一伺服控制器以及一下肢輔助機器人。意向偵測與步態調整方法包括下列步驟。連接一拉繩於意向操縱拐杖與下肢輔助機器人之間,且於拉繩被拉伸或被轉動時對應產生一位移感測訊號及/或一角度感測訊號至伺服控制器。量測拉繩被拉伸的長度,以調整下肢輔助機器人於跨步時的步伐長度。量測拉繩被轉動的角度,以調整下肢輔助機器人於跨步時的上抬角度或下降角度。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
10‧‧‧身體
100‧‧‧行動輔具
101‧‧‧意向偵測與步態調整裝置
102‧‧‧距離量測裝置
102a‧‧‧拉線式電位計
102b‧‧‧捲線器
103‧‧‧拉繩
104‧‧‧角度量測裝置
105‧‧‧連接器
106‧‧‧接觸感測器
110‧‧‧意向操縱拐杖
111‧‧‧拐杖
112‧‧‧桿體
113‧‧‧扣環
114‧‧‧固定架
115‧‧‧把手部
116‧‧‧第一電位計
117‧‧‧第一固定架
118‧‧‧第二電位計
119‧‧‧第二固定架
120‧‧‧伺服控制器
130‧‧‧下肢輔助機器人
131‧‧‧馬達
132‧‧‧髖部
140‧‧‧拐杖底部壓力感測裝置
150‧‧‧足底壓力感測裝置
160‧‧‧重心偏移感測裝置
H‧‧‧水平擺動的方向
V‧‧‧垂直擺動的方向
第1~4圖分別繪示依照一實施例之意向偵測與步態調整裝置用於一行動輔具中的示意圖。
第5A~5D圖分別繪示以意向偵測與步態調整裝置控制下肢輔助機器人做出相對應的動作的示意圖。
第6A及第6B圖分別繪示行動輔具預備由坐下模式改為站立模式的俯視及側視示意圖。
第7A及第7B圖分別繪示行動輔具100預備由站立模式改為坐下模式的俯視及側視示意圖。
第8A及8B圖繪示依照一實施例之意向偵測與步態調整方法的流程示意圖。
第9A~9C圖繪示另一實施例之意向偵測與步態調整裝置的示意圖。
本實施例之意向偵測與步態調整裝置及方法,係利用拉繩連接於各拐杖與行動輔具的機器人之間,以動態偵測使用者之意向,藉由從拉線式電位計拉出線之長度調整馬達,以輸出相對應的步伐,並利用電位計量測拉繩旋轉的角度,以調整馬達輸出的角度,藉此提供使用者自主行走能力,並提昇下肢輔助機器人的性能。
以下係提出實施例進行詳細說明,實施例僅用以作為範例說明,並非用以限縮本發明欲保護之範圍。
請參照第1~4圖,其分別繪示依照一實施例之意向偵測與步態調整裝置101用於一行動輔具100中的示意圖。在第
1圖中,行動輔具100包括一意向操縱拐杖110、一伺服控制器120以及一下肢輔助機器人130。意向操縱拐杖110包括一對拐杖111,除了用於輔助行走外,每一拐杖111上具有一拉線式電位計102a,可根據使用者的意向量測拉繩103的長度,以調整下肢輔助機器人130的馬達131輸出角度。因此,當使用者穿戴下肢輔助機器人130後,裝設於下肢輔助機器人130與每一拐杖111上的感測裝置會開始量測距離、角度、壓力、重心偏移或其組合等物理訊號,並根據此些物理訊號驅動馬達131,藉此帶動使用者雙腳依照自己的意向做出相對應的動作。
此外,在第1圖中,意向操縱拐杖110的底部例如設有一拐杖底部壓力感測裝置140,用以量測使用者作用於拐杖111的重力負荷,而下肢輔助機器人130的底部例如設有一左/右足底壓力感測裝置150,用以量測使用者作用於左/右足底的重力負荷。上述二種壓力感測裝置的形式不限,可以是電容式、電阻式、半導體式或壓電式。
在第2圖中,意向操縱拐杖110的把手部115上方的桿體112(或其他部位)上例如設有一距離量測裝置102,而下肢輔助機器人130的髖部132(或其他部位)例如設有一角度量測裝置104。距離量測裝置102包括一拉線式電位計102a以及一被拉繩103纏繞的捲線器102b。
上述拉線式電位計102a的形式不限,可以是線性電位計、旋轉電位計、滑線電位計或其他具有量測距離功能的編碼
器、感測器等。
在本實施例中,距離量測裝置102以一拉繩103連接至下肢輔助機器人130,且於拉繩103被意向操縱拐杖110拉伸時,距離量測裝置102相對於拉繩103被拉伸的長度產生一位移感測訊號至伺服控制器120。此外,角度量測裝置104連接於拉繩103的一端,而拉繩103的另一端連接距離量測裝置102,當拉繩103隨著意向操縱拐杖110被水平及/或垂直轉動時,角度量測裝置104相對於拉繩103被轉動的角度產生一角度感測訊號至伺服控制器120。
此外,在第2圖中,意向操縱拐杖110的扣環113上例如設有一固定架114,距離量測裝置102可活動地以固定架114樞接於意向操縱拐杖110上,且拉繩103的一端例如具有一連接器105,連接器105例如以磁力或卡扣的方式固定至角度量測裝置104。連接器105的形態不限,可為一對以磁力相吸的磁鐵或其他可拆卸的結構,例如卡榫、鉤環、安全扣等。
另外,在第2圖中,為了監測拉繩103是否處於可使用狀態,可於連接器105內設有一接觸感測器106,一旦拉繩103被強力拉扯而使連接器105分離時,接觸感測器106可相對於連接器105的分離產生一中斷訊號至伺服控制器120。伺服控制器120根據中斷訊號判斷拉繩103未處於可使用狀態,伺服控制器120中斷意向偵測或發出警示訊號給使用者。
在第3圖中,角度量測裝置104包括一第一電位計
116以及一第一固定架117,第一電位計116用以量測第一固定架117於第一旋轉方向(例如是垂直擺動的方向V)上的角度(即第一旋轉角度)。此外,角度量測裝置104更可包括一第二電位計118以及一第二固定架119,第二電位計118用以量測第二固定架119於第二旋轉方向(例如是水平擺動的方向H)上的角度(即第二旋轉角度)。上述第一電位計116及第二電位計118的形式不限,可以是旋轉電位計或其他具有量測角度功能的編碼器、感測器等。
在第4圖,使用者的胸前例如裝設一重心偏移感測裝置160,用以偵測使用者身體10傾斜狀態,透過重心偏移感測訊號可以判斷使用者之重心並得知其意向,使下肢輔助機器人130依照使用著的意向做出相對應的動作,例如由站立到坐下、坐下到站立或一般行走等動作。重心偏移感測裝置160例如以至少1軸的加速規或陀螺儀來判斷使用者身體10偏移程度,例如量測使用者身體10傾斜、晃動、旋轉等動作,藉此判斷使用者意向與是否具有跌倒的可能性。
接著,請參照第5A~5D圖,其分別繪示以上述的意向偵測與步態調整裝置101控制下肢輔助機器人130做出相對應的動作的示意圖。在第5A及5D圖中,當下肢輔助機器人130處於站立模式時,伺服控制器120以拉線式電位計102a量測拉繩103被拉伸的長度D,以調整下肢輔助機器人130於跨步時的步伐長度,使得下肢輔助機器人130可於平地上行走。拉繩103被
拉伸的長度D較長,跨步時的步伐長度較長;反之,跨步時的步伐長度較短。
此外,伺服控制器120可根據電位計輸出的角度感測訊號,來調整下肢輔助機器人130於跨步時的上抬角度或下降角度。例如:在第5B及5C圖中,當使用者意欲上/下樓梯(坡)時,會將拐杖111先向前延伸至目標位置,且拐杖111與下肢輔助機器人130之間的拉繩103會開始伸長且垂直角度會開始變化,若樓梯或坡度較陡,第一電位計116所量測到的角度會較大;反之,量測到的角度會較小。因此,伺服控制器120可以第一電位計116量測第一固定架117於第一旋轉方向上的第一旋轉角度θ 1或θ 2,並根據第一固定架117的第一旋轉角度調整下肢輔助機器人130於跨步時的上抬角度或下降角度,使得下肢輔助機器人130能做出上/下樓梯(坡)的動作。
接著,請參照第6A及第6B圖,其分別繪示行動輔具100預備由坐下模式改為站立模式的俯視及側視示意圖,而第7A及第7B圖分別繪示行動輔具100預備由站立模式改為坐下模式的俯視及側視示意圖。
在第6A及6B圖中,當使用者意欲站起來時,會將拐杖111先向後延伸至目標位置,且拉繩103與下肢輔助機器人130之間的水平角度會開始變化,此時,伺服控制器120進一步判斷第二固定架119的第二旋轉角度θ 3是否大於一第一閾值,若是,則驅動下肢輔助機器人130由坐下模式改為站立模式,若
否,則維持在坐下模式。
同樣,在第7A及7B圖中,使用者意欲坐下來時,會將拐杖111先向後延伸至目標位置,且拉繩103與下肢輔助機器人130之間的水平角度會開始變化,此時,伺服控制器120進一步判斷第二固定架119的第二旋轉角度θ 4是否大於一第二閾值,若是,則驅動下肢輔助機器人130由站立模式改為坐下模式,若否,則維持在站立模式。
另外,在第5B及5C圖中,當使用者意欲上/下樓梯時,會將拐杖111先向前延伸至目標位置,且拉繩103與下肢輔助機器人130之間的垂直角度會開始變化,此時,伺服控制器120進一步判斷第一固定架117的第一旋轉角度(θ 1或θ 2)若大於一第三閾值,則驅動下肢輔助機器人130由站立模式改為上/下樓模式,若小於第三閾值,表示使用者未上/下樓梯或在平地上,則驅動下肢輔助機器人130由站立模式改為行走模式。
再者,為了讓輔助機器人130根據使用者意向做出站立到坐下、坐下到站立、一般行走與上/下樓梯(坡)等動作,可藉由一拐杖底部壓力感測裝置140及/或一足部壓力感測裝置150,相對於拐杖/足底與地表間的壓力變化產生一壓力感測訊號,以判斷使用者的意向。或是,藉由一重心偏移感測裝置160,相對於人體重心偏移量產生一偏移感測訊號,以判斷使用者的意向。
例如:在第5A~5C圖中,當下肢輔助機器人130
處於站立模式,且拐杖111向前延伸至目標位置,並再次接觸地面時,此時,伺服控制器120進一步判斷壓力感測訊號若大於一第四閾值,則驅動下肢輔助機器人130由站立模式改為上/下樓模式或行走模式,若小於一第四閾值,則下肢輔助機器人130保持在站立模式。
或是,在第6A及6B圖中,當下肢輔助機器人130處於坐下模式,且拐杖111向後延伸至目標位置,並再次接觸地面時,此時,伺服控制器120進一步判斷壓力感測訊號若大於一第五閾值,則驅動下肢輔助機器人130由坐下模式改為站立模式,若小於第五閾值,則下肢輔助機器人130保持在坐下模式。
或是,在第7A及7B圖中,當下肢輔助機器人130處於站立模式,且拐杖111向後延伸至目標位置,並再次接觸地面時,此時,伺服控制器120進一步判斷壓力感測訊號若大於一第六閾值,則驅動下肢輔助機器人130由站立模式改為坐下模式,若小於第六閾值,則下肢輔助機器人130保持在站立模式。
另外,在第7A及7B圖中,伺服控制器120更進一步判斷偏移感測訊號若大於一第七閾值,則驅動下肢輔助機器人130由站立模式改為坐下模式,若小於第七閾值,則下肢輔助機器人130保持在站立模式。
或是,在第5A~5D圖中,當下肢輔助機器人130由站立模式改為上/下樓模式或行走模式時,伺服控制器120更進一步判斷偏移感測訊號若大於一第八閾值,則維持下肢輔助機器
人130在上/下樓模式或行走模式,若小於第八閾值,則下肢輔助機器人130再回到站立模式。
以下將以流程示意圖來介紹各個操作模式的判斷流程,但本發明不限定其實施方式及態樣只有一種。請參照第8A及8B圖,其繪示依照一實施例之意向偵測與步態調整方法的流程示意圖。
首先,在步驟201中,先判斷下肢輔助機器人130的目前狀態為坐下模式或站立模式。在步驟202~203中,當下肢輔助機器人130處於坐下模式時,判斷各拐杖111的水平旋轉角度(AHcrutch)及各拐杖111對地面施加的壓力(Pcrutch)是否均大於預定的閾值,若是,進行步驟204,以調整下肢輔助機器人130的設定至一「坐下到站立」模式,並進行步驟207,以驅動下肢輔助機器人130由坐下模式改為站立模式。若否,進行步驟205,維持在坐下模式。
在步驟207~208中,當下肢輔助機器人130處於站立模式時,判斷各拐杖111的水平旋轉角度(AHcrutch)、各拐杖111對地面施加的壓力(Pcrutch)及身體重心偏移量(GCbody)是否均大於預定的閾值,若是,進行步驟209,以調整下肢輔助機器人130的設定至一「站立到坐下」模式,並進行步驟202,以驅動下肢輔助機器人130由站立模式改為坐下模式。若否,則維持在站立模式或進行步驟210~214的判斷。
在步驟210中,進一步判斷各拐杖111的垂直旋轉
角度(AVcrutch)及各拐杖111對地面施加的壓力(Pcrutch)是否均大於預定的閾值,若是,進行步驟211,以驅動下肢輔助機器人130由站立模式改為一上/下樓模式。若否,進行步驟212。在步驟212中,若拐杖111的垂直旋轉角度(AVcrutch)未大於預定的閾值,而拐杖111對地面施加的壓力(Pcrutch)大於預定的閾值時,進行步驟213,以驅動下肢輔助機器人130由站立模式改為一行走模式。在步驟214中,若拐杖111的垂直旋轉角度(AVcrutch)與拐杖111對地面施加的壓力(Pcrutch)均小於預定的閾值時,則維持在站立模式。
接著,請參照第8B圖。在步驟215中,使用者欲行走時,判斷拐杖111對地面施加的壓力(Pcrutch)、足底對地面施加的壓力(Pfoot)及身體重心偏移量(GCbody)是否均大於預定的閾值,若是,進行步驟217~218,開始量測拉繩103的長度,並依照拉繩103的長度輸出對應的步伐。若否,進行步驟216,使下肢輔助機器人130再回到站立模式。
在步驟219中,使用者欲上/下樓梯(坡)時,判斷拐杖111對地面施加的壓力(Pcrutch)、足底對地面施加的壓力(Pfoot)及身體重心偏移量(GCbody)是否均大於預定的閾值,若是,進行步驟221~222,開始量測拉繩103轉動的角度,並依照拉繩103轉動的角度輸出對應的關節角度(上抬角度或下降角度),以上/下樓梯。若否,進行步驟220,使下肢輔助機器人130再回到站立模式。
在上述的任一步驟中,若偵測到與拉繩103的一端相連的一連接器105被分離或其他異常訊號,伺服控制器120可隨時中斷上述的意向偵測,以防止誤作動。
請參照第9A~9C圖,其繪示另一實施例之意向偵測與步態調整裝置的示意圖。不同之處在於:在第2圖中,距離量測裝置102設置於意向操縱拐杖110,並以拉繩103連接至角度量測裝置104,而角度量測裝置104設置於下肢輔助機器人130,並以拉繩103連接距離量測裝置102。在第9A圖中,角度量測裝置104及距離量測裝置102均設置於下肢輔助機器人130,並以拉繩103連接意向操縱拐杖110。在第9B圖中,距離量測裝置102及第二電位計118設置於意向操縱拐杖110,並以拉繩103連接至角度量測裝置104。在第9C圖中,距離量測裝置102設置於下肢輔助機器人130,並以拉繩103連接至角度量測裝置104,角度量測裝置104設置於意向操縱拐杖110,並以拉繩連接距離量測裝置102。
上述實施例所揭露之意向偵測與步態調整裝置及方法,係利用拉繩連接於各拐杖與下肢輔助機器人之間,以偵測使用者的意向。拉繩量測功能在行走與上/下樓梯模式時被開啟,當使用者欲大步行走,拐杖跨距增加使拉繩的長度拉長,即可控制馬達增加擺動幅度;當使用者上樓梯或爬坡時,伺服控制器將依據拉繩角度上揚而控制馬達帶動下肢關節,調整上抬角度,下樓梯或下坡時亦然,控制馬達帶動下肢關節,調整下降角度。如此,
可隨著樓梯或坡度的斜率不同而調整使用者姿勢,以提昇下肢輔助機器人的性能。
綜上所述,雖然已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。因此,本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧行動輔具
102a‧‧‧拉線式電位計
103‧‧‧拉繩
104‧‧‧角度量測裝置
110‧‧‧意向操縱拐杖
111‧‧‧拐杖
115‧‧‧把手部
120‧‧‧伺服控制器
130‧‧‧下肢輔助機器人
131‧‧‧馬達
140‧‧‧拐杖底部壓力感測裝置
150‧‧‧足底壓力感測裝置
Claims (22)
- 一種意向偵測與步態調整裝置,用於一行動輔具中,該行動輔具包括一意向操縱拐杖、一伺服控制器以及一下肢輔助機器人,該意向偵測與步態調整裝置包括:一距離量測裝置,包括一拉繩,該距離量測裝置連接該意向操縱拐杖與該下肢輔助機器人,且於該拉繩被拉伸時,該距離量測裝置相對於該拉繩被拉伸的長度產生一位移感測訊號至該伺服控制器;以及一角度量測裝置,連接該距離量測裝置,且於該拉繩被轉動時,該角度量測裝置相對於該拉繩被轉動的角度產生一角度感測訊號至該伺服控制器;其中該伺服控制器根據該位移感測訊號,調整該下肢輔助機器人於跨步時的步伐長度,且該伺服控制器根據該角度感測訊號,調整該下肢輔助機器人於跨步時的上抬角度或下降角度。
- 如申請專利範圍第1項所述之意向偵測與步態調整裝置,其中該距離量測裝置設置於該意向操縱拐杖,並以該拉繩連接至該角度量測裝置,該角度量測裝置設置於該下肢輔助機器人,並以該拉繩連接該距離量測裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之意向偵測與步態調整裝置,其中該角度量測裝置及該距離量測裝置均設置於該下肢輔助機器人,並以該拉繩連接意向操縱拐杖。
- 如申請專利範圍第1項所述之意向偵測與步態調整裝 置,其中該距離量測裝置設置於該下肢輔助機器人,並以該拉繩連接至該角度量測裝置,該角度量測裝置設置於該意向操縱拐杖,並以該拉繩連接該距離量測裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之意向偵測與步態調整裝置,其中該距離量測裝置包括一拉線式電位計以及一被該拉繩纏繞的捲線器,該伺服控制器以該拉線式電位計量測由該捲線器中被拉出來的該拉繩的長度,以調整該下肢輔助機器人於跨步時的步伐長度。
- 如申請專利範圍第5項所述之意向偵測與步態調整裝置,更包括一固定架,該距離量測裝置以該固定架樞接於該意向操縱拐杖上,且該拉繩的一端以一連接器固定至該角度量測裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之意向偵測與步態調整裝置,其中該角度量測裝置包括一第一電位計以及一第一固定架,該拉繩的一端及該連接器以該第一固定架樞接於該下肢輔助機器人,該伺服控制器以該第一電位計量測該第一固定架於第一旋轉方向上的第一旋轉角度,並根據該第一固定架的第一旋轉角度調整該下肢輔助機器人於跨步時的上抬角度或下降角度。
- 如申請專利範圍第7項所述之意向偵測與步態調整裝置,其中該角度量測裝置更包括一第二電位計以及一第二固定架,該拉繩的一端及該連接器以該第二固定架樞接於該第一固定架上,該伺服控制器以該第二電位計量測該第二固定架於第二旋 轉方向上的第二旋轉角度,並根據該第二固定架的第二旋轉角度調整該下肢輔助機器人的設定至一站立到坐下模式或一坐下到站立模式。
- 如申請專利範圍第8項所述之意向偵測與步態調整裝置,其中當該下肢輔助機器人處於一坐下模式時,該伺服控制器進一步判斷該第二固定架的第二旋轉角度是否大於一第一閾值,若是,則驅動該下肢輔助機器人由該坐下模式改為一站立模式,若否,則維持在該坐下模式;當該下肢輔助機器人處於該站立模式時,該伺服控制器進一步判斷該第二固定架的第二旋轉角度是否大於一第二閾值,若是,則驅動該下肢輔助機器人由該站立模式改為該坐下模式,若否,則維持在該站立模式。
- 如申請專利範圍第9項所述之意向偵測與步態調整裝置,其中該下肢輔助機器人處於該站立模式時,該伺服控制器進一步判斷該第一固定架的第一旋轉角度若大於一第三閾值,則驅動該下肢輔助機器人由該站立模式改為一上/下樓模式,若小於該第三閾值,則驅動該下肢輔助機器人由該站立模式改為一行走模式。
- 如申請專利範圍第10項所述之意向偵測與步態調整裝置,更包括一拐杖底部壓力感測裝置,相對於該意向操縱拐杖與地表間的壓力變化產生一壓力感測訊號至該伺服控制器,其中當該下肢輔助機器人處於該站立模式時,該伺服控制器進一 步判斷該壓力感測訊號若大於一第四閾值,則驅動該下肢輔助機器人由該站立模式改為該上/下樓模式或該行走模式,若小於一第四閾值,則該下肢輔助機器人保持在該站立模式;當該下肢輔助機器人處於該坐下模式時,該伺服控制器進一步判斷該壓力感測訊號若大於一第五閾值,則驅動該下肢輔助機器人由該坐下模式改為該站立模式,若小於該第五閾值,則該下肢輔助機器人保持在該坐下模式;當該下肢輔助機器人處於該站立模式時,該伺服控制器進一步判斷該壓力感測訊號若大於一第六閾值,則驅動該下肢輔助機器人由該站立模式改為該坐下模式,若小於該第六閾值,則該下肢輔助機器人保持在該站立模式。
- 如申請專利範圍第11項所述之意向偵測與步態調整裝置,更包括一重心偏移感測裝置,可相對於人體重心偏移量產生一偏移感測訊號至該伺服控制器,其中當該下肢輔助機器人處於該站立模式時,該伺服控制器進一步判斷該偏移感測訊號若大於一第七閾值,則驅動該下肢輔助機器人由該站立模式改為該坐下模式,若小於該第七閾值,則該下肢輔助機器人保持在該站立模式;當該下肢輔助機器人由該站立模式改為該上/下樓模式或該行走模式時,該伺服控制器進一步判斷該偏移感測訊號若大於一第八閾值,則維持該下肢輔助機器人在該上/下樓模式或該行走模式,若小於該第八閾值,則該下肢輔助機器人再回到該站立模式。
- 如申請專利範圍第1項所述之意向偵測與步態調整裝置,更包括一接觸感測器,相對於該連接器的分離產生一中斷訊號至該伺服控制器,用以監測該拉繩是否處於可使用狀態,若否,該伺服控制器中斷意向偵測。
- 一種意向偵測與步態調整方法,用於一行動輔具中,該行動輔具包括一意向操縱拐杖、一伺服控制器以及一下肢輔助機器人,該意向偵測與步態調整方法包括:連接一拉繩於該意向操縱拐杖與該下肢輔助機器人之間,且於該拉繩被拉伸或被轉動時對應產生一位移感測訊號及/或一角度感測訊號至該伺服控制器;量測該拉繩被拉伸的長度,以調整該下肢輔助機器人於跨步時的步伐長度;以及量測該拉繩被轉動的角度,以調整該下肢輔助機器人於跨步時的上抬角度或下降角度。
- 如申請專利範圍第14項所述之意向偵測與步態調整方法,其中該伺服控制器以一電位計量測由一捲線器中被拉出來的該拉繩的長度,以調整該下肢輔助機器人於跨步時的步伐長度。
- 如申請專利範圍第14項所述之意向偵測與步態調整方法,其中該拉繩的一端以一第一固定架樞接於該下肢輔助機器人,該伺服控制器以一第一電位計量測該第一固定架於第一旋轉方向上的第一旋轉角度,並根據該第一固定架的第一旋轉角度調整該下肢輔助機器人於跨步時的上抬角度或下降角度。
- 如申請專利範圍第16項所述之意向偵測與步態調整方法,其中該拉繩以一第二固定架樞接於該第一固定架上,該伺服控制器以一第二電位計量測該第二固定架於第二旋轉方向上的第二旋轉角度,並根據該第二固定架的第二旋轉角度調整該下肢輔助機器人的設定至一站立到坐下模式或一坐下到站立模式。
- 如申請專利範圍第17項所述之意向偵測與步態調整方法,其中調整該下肢輔助機器人的設定至一站立到坐下模式或一坐下到站立模式的步驟如下:當該下肢輔助機器人處於該坐下模式時,判斷該第二固定架的第二旋轉角度是否大於一第一閾值,若是,則驅動該下肢輔助機器人由該坐下模式改為該站立模式,若否,則維持在該坐下模式;當該下肢輔助機器人處於該站立模式時,判斷該第二固定架的第二旋轉角度是否大於一第二閾值,若是,則驅動該下肢輔助機器人由該站立模式改為該坐下模式,若否,則維持在該站立模式。
- 如申請專利範圍第18項所述之意向偵測與步態調整方法,其中該下肢輔助機器人處於該站立模式時,該伺服控制器進一步判斷該第一固定架的第一旋轉角度若大於一第三閾值,則驅動該下肢輔助機器人由該站立模式改為一上/下樓模式,若小於該第三閾值,則驅動該下肢輔助機器人由該站立模式改為一行走模式。
- 如申請專利範圍第19項所述之意向偵測與步態調整方法,更包括:量測該意向操縱拐杖與地表間的壓力變化,以產生一壓力感測訊號至該伺服控制器,其中當該下肢輔助機器人處於該站立模式時,該伺服控制器進一步判斷該壓力感測訊號若大於一第四閾值,則驅動該下肢輔助機器人由該站立模式改為該上/下樓模式或該行走模式,若小於一第四閾值,則該下肢輔助機器人保持在該站立模式;當該下肢輔助機器人處於該坐下模式時,該伺服控制器進一步判斷該壓力感測訊號若大於一第五閾值,則驅動該下肢輔助機器人由該坐下模式改為該站立模式,若小於該第五閾值,則該下肢輔助機器人保持在該坐下模式;當該下肢輔助機器人處於該站立模式時,該伺服控制器進一步判斷該壓力感測訊號若大於一第六閾值,則驅動該下肢輔助機器人由該站立模式改為該坐下模式,若小於該第六閾值,則該下肢輔助機器人保持在該站立模式。
- 如申請專利範圍第20項所述之意向偵測與步態調整方法,更包括:量測人體重心偏移量,以產生一偏移感測訊號至該伺服控制器,其中當該下肢輔助機器人處於該站立模式時,該伺服控制器進一步判斷該偏移感測訊號若大於一第七閾值,則驅動該下肢輔助機 器人由該站立模式改為該坐下模式,若小於該第七閾值,則該下肢輔助機器人保持在該站立模式;當該下肢輔助機器人由該站立模式改為該上/下樓模式或該行走模式時,該伺服控制器進一步判斷該偏移感測訊號若大於一第八閾值,則維持該下肢輔助機器人在該上/下樓模式或該行走模式,若小於該第八閾值,則該下肢輔助機器人再回到該站立模式。
- 如申請專利範圍第21項所述之意向偵測與步態調整方法,更包括:偵測與該拉繩的一端相連的一連接器的分離,以產生一中斷訊號至該伺服控制器,用以監測該拉繩是否處於一可使用狀態,若否,該伺服控制器中斷意向偵測。
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