智能助行装置和控制调整其构型的方法制造方法及图纸

提供一种智能助行装置以及用于控制调整其构型的方法。该智能助行装置包括第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架、第四支撑架、中央结合部、助行控制器和至少一个传感器。第一支撑架和第二支撑架分别设置有扶手板，第三支撑架和第四支撑架分别连接两个底盘移动装置，并且中央结合部具有分别连接上述支撑架的至少四个接口部。至少一个传感器被配置用于检测用户身体参数信息和/或环境参数信息。助行控制器被设置在中央结合部处并被配置为将智能助行装置的第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和第四支撑架中的至少一个进行姿态调整以提供合适的智能助行装置的构型。本发明专利技术的智能助行装置能够适应多种状况和/或应用环境进行自动构型变化。动构型变化。动构型变化。

【技术实现步骤摘要】
智能助行装置和控制调整其构型的方法


[0001]本专利技术涉及智能助行领域，更具体而言，涉及一种能够根据需要自动调整构型的智能助行装置和相应的控制调整其构型的方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]许多个人和机构在这方面做出了巨大的努力，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，难以基于不同用户状况以及不同应用场景对其自身的结构构型进行变化来实现用户的助行。
[0004]因此，亟需一种能够解决上述问题至少之一的智能助行装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种智能助行装置以及用于控制调整智能助行装置的构型的方法，其能够适应多种用户状况和/或应用环境对智能助行装置的构型进行自动调整。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供一种智能助行装置，其特征在于，所述智能助行装置包括第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架、第四支撑架、中央结合部、助行控制器和至少一个传感器，其中，所述第一支撑架和所述第二支撑架分别设置有扶手板，所述第三支撑架和所述第四支撑架分别连接两个底盘移动装置，所述中央结合部具有至少四个接口部，所述至少四个接口部分别接合所述第一支撑架、所述第二支撑架、所述第三支撑架和所述第四支撑架，所述至少一个传感器被配置用于检测用户身体参数信息和/或环境参数信息；以及所述助行控制器被设置在所述中央结合部处，并且被配置为至少基于预设的用户身体参数信息、预设的助行模式、所检测的用户身体参数信息和/或所检测的环境参数信息，将所述智能助行装置的所述第一支撑架、所述第二支撑架、所述第三支撑架和所述第四支撑架中的至少一个进行姿态调整以提供合适的智能助行装置的构型。
[0007]在一个实施例中，所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和第四支撑架经由所述中央结合部结合在一起以形成所述助行装置的“X”形构型。
[0008]在一个实施例中，所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和/或第四支撑架中的至少一部分设置有变刚度材料或者由弹簧件组成的变刚度部件，以根据温度和/或压力调整所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和/或第四支撑架的所述至少一部分的刚度。
[0009]在一个实施例中，所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和/或第四支撑架设置有可伸缩部件，所述可伸缩部件能够在所述助行控制器的控制下进行伸缩变化来调整所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和/或第四支撑架的长度，以实现所述智能助行装
置的高度和/或宽度的自动构型变化。
[0010]在一个实施例中，所述至少一个传感器包括设置在所述扶手板处的温度传感器、心率传感器和/或力传感器中至少之一，所述温度传感器、心率传感器和/或力传感器被配置用以监测用户的所述身体参数信息，所述力传感器包含力敏传感器、扭矩传感器和多轴力传感器中的至少之一。
[0011]在一个实施例中，所述智能助行装置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间接连接的至少一个所述力传感器，所述至少一个操纵部件被设置在所述扶手板处，至少一个所述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和/或扭矩大小并生成所述用户的力数据。
[0012]在一个实施例中，所述至少一个传感器还包括摄像头传感器、激光传感器、水平传感器和/或超声传感器中至少之一，所述摄像头传感器、激光传感器、水平传感器和/或超声传感器被配置用以检测所述用户身体参数信息和/或环境参数信息。
[0013]在一个实施例中，所述用户身体参数信息包括以下至少之一：用户的身高、体重、肩宽、脊柱倾斜角、人体重心位置、步态、手部用力、温度和/或心率；和/或所述环境参数信息包括以下至少之一：路面坡度、路面状况、障碍物位置和/或障碍物形状。
[0014]在一个实施例中，所述助行控制器被进一步配置用于基于预设的或者所检测的用户的身高、体重、肩宽、脊柱倾斜角、人体重心位置、步态、手部用力、温度和/或心率信息中的至少一种，对所述第一支撑架、所述第二支撑架、所述第三支撑架和所述第四支撑架中的至少一个进行姿态调整以改变所述智能助行装置的高度、宽度、刚度和/或倾斜度。
[0015]在一个实施例中，所述助行控制器被进一步配置用于基于预设的助行模式、所检测的路面坡度、路面状况、障碍物位置和/或障碍物形状信息中的至少一种，对所述第一支撑架、所述第二支撑架、所述第三支撑架和所述第四支撑架中的至少一个进行姿态调整以改变所述智能助行装置的高度、宽度、刚度和/或倾斜度。
[0016]在一个实施例中，与所述第三支撑架和所述第四支撑架分别相连接的两个底盘移动装置各自包括底盘移动装置的外壳、布置在所述外壳内的电机和与所述电机相连接的全方位移动轮，所述全方位移动轮包括麦克纳姆轮和全向轮中的任一种，所述助行控制器被进一步配置用于通过分别控制两个底盘移动装置的相应的全方位移动轮的移动方向和转速，结合所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和/或第四支撑架的可伸缩部件，联动地调整所述智能助行装置的高度和/或宽度使得其呈现期望的构型。
[0017]根据本专利技术的第二方面，提供一种用于控制调整智能助行装置的构型的方法，其特征在于，所述智能助行装置包括第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架、第四支撑架、中央结合部、助行控制器和至少一个传感器，其中，所述第一支撑架和所述第二支撑架分别设置有扶手板，所述第三支撑架和所述第四支撑架分别连接两个底盘移动装置，所述中央结合部具有至少四个接口部，所述至少四个接口部分别接合所述第一支撑架、所述第二支撑架、所述第三支撑架和所述第四支撑架，所述方法包括：使用所述至少一个传感器检测用户身体参数信息和/或环境参数信息；以及所述助行控制器至少基于预设的用户身体参数信息、预设的助行模式、所检测的用户身体参数信息和/或所检测的环境参数信息，将所述智能助行装置的所述第一支撑架、所述第二支撑架、所述第三支撑架和所述第四支撑架中的至少
一个进行姿态调整以提供合适的智能助行装置的构型。
[0018]在一个实施例中，所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和第四支撑架经由所述中央结合部结合在一起以形成所述助行装置的“X”形构型。
[0019]在一个实施例中，所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和/或第四支撑架中的至少一部分设置有变刚度材料或者由弹簧件组成的变刚度部件，以根据温度和/或压力调整所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和/或第四支撑架的所述至少一部分的刚度。
[0020]在一个实施例中，所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和/或第四支撑架设置有可伸缩部件，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能助行装置，其特征在于，所述智能助行装置包括第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架、第四支撑架、中央结合部、助行控制器和至少一个传感器，其中，所述第一支撑架和所述第二支撑架分别设置有扶手板，所述第三支撑架和所述第四支撑架分别连接两个底盘移动装置，所述中央结合部具有至少四个接口部，所述至少四个接口部分别接合所述第一支撑架、所述第二支撑架、所述第三支撑架和所述第四支撑架，所述至少一个传感器被配置用于检测用户身体参数信息和/或环境参数信息；以及所述助行控制器被设置在所述中央结合部处，并且被配置为至少基于预设的用户身体参数信息、预设的助行模式、所检测的用户身体参数信息和/或所检测的环境参数信息，将所述智能助行装置的所述第一支撑架、所述第二支撑架、所述第三支撑架和所述第四支撑架中的至少一个进行姿态调整以提供合适的智能助行装置的构型。2.根据权利要求1所述的智能助行装置，其特征在于，所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和第四支撑架经由所述中央结合部结合在一起以形成所述助行装置的“X”形构型。3.根据权利要求1所述的智能助行装置，其特征在于，所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和/或第四支撑架中的至少一部分设置有变刚度材料或者由弹簧件组成的变刚度部件，以根据温度和/或压力调整所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和/或第四支撑架的所述至少一部分的刚度。4.根据权利要求1所述的智能助行装置，其特征在于，所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和/或第四支撑架设置有可伸缩部件，所述可伸缩部件能够在所述助行控制器的控制下进行伸缩变化来调整所述第一支撑架、第二支撑架、第三支撑架和/或第四支撑架的长度，以实现所述智能助行装置的高度和/或宽度的自动构型变化。5.根据权利要求1至4中任一项所述的智能助行装置，其特征在于，所述至少一个传感器包括设置在所述扶手板处的温度传感器、心率传感器和/或力传感器中至少之一，所述温度传感器、心率传感器和/或力传感器被配置用以监测用户的所述身体参数信息，所述力传感器包含力敏传感器、扭矩传感器和多轴力传感器中的至少之一。6.根据权利要求5所述的智能助行装置，其特征在于，所述智能助行装置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间接连接的至少一个所述力传感器，所述至少一个操纵部件被设置在所述扶手板处，至少一个所述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和/或扭矩大小并生成所述用户的力数据。7.根据权利要求5所述的智能助行装置，其特征在于，所述至少一个传感器还包括摄像头传感器、激光传感器、水平传感器和/或超声传感器中至少之一，所述摄像头传感器、激光传感器、水平传感器和/或超声传感器被配置用以检测所述用户身体参数信息和/或环境参数信息。8.根据权利要求7所述的智能助行装置，其特征在于，所述用户身体参数信息包括以下至少之一：用户的身高、体重、肩宽、脊柱倾斜角、人体重心位置、步态、手部用力、温度和/或心率；和/或，所述环境参数信息包括以下至少之一：路面坡度、路面状况、障碍物位置和/或障碍物
形状。9.根据权利要求1至4中任一项所述的智能助行装置，其特征在于，所述助行控制器被进一步配置用于基于预设的或者所检测的用户的身高、体重、肩宽、脊柱倾斜角、人体重心位置、步态、手部用力、温度和/或心率信息中的至少一种，对所述第一支撑架、所述第二支撑架、所述第三支撑架和所述第四支撑架中的至少一个进行姿态调整以改变所述智能助行装置的高度、宽度、刚度和/或倾斜度。10.根据权利要求1至4中任一项所述的智能助行装置，其特征在于，所述助行控制器被进一步配置用于基于预设的助行模式、所检测的路面坡度、路面状况、障碍物位置和/或障碍物形状信息中的至少一种，对所述第一支撑架、所述第二支撑架、所述第三支撑架和所述第四支撑架中的至少一个进行姿态调整以改变所述智能助行装置的高度、宽度、刚度和/或倾斜度。11.根据权利要求1至4中任一项所述的智能助行装置，其特征在于，与所述第三支撑架和所述第四支撑架...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶春静，樊瑜波，李剑锋，郭江真，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：