滑雪期间益于穿戴者的动力装置制造方法及图纸

一个方面包括一种外骨骼系统，其具有被配置来联接到用户的腿的至少一个致动器单元。所述致动器单元包括：上臂和下臂，所述上臂和所述下臂通过所述用户的膝处的关节可旋转地联接，其中所述上臂和所述下臂分别在所述膝上方和下方联接；以及流体致动器，所述流体致动器在所述上臂与所述下臂之间延伸。在另一个方面，一种方法包括：在活动期间获取来自与所述致动器单元相关联的传感器的一组传感器数据并且确定将所述致动器单元的配置改变成第二配置状态以在所述活动期间支持所述用户；以及将流体引入到所述致动器单元的所述流体致动器，以通过致使所述一个流体致动器在所述致动器单元处施加力来产生所述第二配置状态。器单元处施加力来产生所述第二配置状态。器单元处施加力来产生所述第二配置状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】滑雪期间益于穿戴者的动力装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是2019年12月13日提交的标题为“POWERED DEVICE TO BENEFIT A WEARER DURING SKIING”、代理人案号为0110496
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007PR0的美国临时申请号62/948,069的非临时申请并且要求所述临时申请的权益。此申请特此以其全文并且出于所有目的以引用方式并入本文。
[0003]本申请也是2020年5月27日提交的标题为“POWERED DEVICE FOR IMPROVED USER MOBILITY AND MEDICAL TREATMENT”、代理人案号为0110496
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010PR0的美国临时申请63/030,586的非临时申请并且要求所述临时申请的权益。此申请特此以其全文并且出于所有目的以引用方式并入本文。
[0004]本申请也是2020年7月30日提交的标题为“POWERED DEVICE TO BENEFIT A WEARER DURING TACTICAL APPLICATIONS”、代理人案号为0110496
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011PR0的美国临时申请63/058,825的非临时申请并且要求所述临时申请的权益。此申请特此以其全文并且出于所有目的以引用方式并入本文。
[0005]本申请还与2016年3月28日提交的标题为“LOWER
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LEG EXOSKELETON SYSTEM AND METHOD”、代理人案号为0110496
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001US0的美国专利申请15/082,824有关。此申请特此以其全文并且出于所有目的以引用方式并入本文。
[0006]本申请还与2017年11月27日提交的标题为“PNEUMATIC EXOMUSCLE SYSTEM AND METHOD”、代理人案号为0110496
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002US1的美国专利申请15/823,523有关。此申请特此以其全文并且出于所有目的以引用方式并入本文。
[0007]本申请还与2018年2月2日提交的标题为“SYSTEM AND METHOD FOR USER INTENT RECOGNITION”、代理人案号为0110496
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003US0的美国专利申请号15/887,866有关。此申请特此以其全文并且出于所有目的以引用方式并入本文。
[0008]本申请还与2018年4月13日提交的标题为“LEG EXOSKELETON SYSTEM AND METHOD”、代理人案号为0110496
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004US0的美国专利申请15/953,296有关。此申请特此以其全文并且出于所有目的以引用方式并入本文。
附图说明
[0009]图1和图2是用户在滑雪时所穿戴的外骨骼系统的实施方案的实例。
[0010]图3是联接到用户的一条腿的腿致动单元的实施方案的前视图。
[0011]图4是联接到用户的腿的图3的腿致动单元的侧视图。
[0012]图5是图3和图4的腿致动单元的透视图。
[0013]图6是示出外骨骼系统的示例性实施方案的框图。
[0014]图7示出根据一个实施方案的设置在背包带上的用户接口。
[0015]图8a示出根据一个实施方案的处于压缩配置的气动致动器的侧视图。
[0016]图8b示出处于扩展配置的图8a的气动致动器的侧视图。
[0017]图9a示出根据另一个实施方案的处于压缩配置的气动致动器的横剖侧视图。
[0018]图9b示出处于扩展配置的图9a的气动致动器的横剖侧视图。
[0019]图10a示出根据另一个实施方案的处于压缩配置的气动致动器的顶视图。
[0020]图10b示出处于扩展配置的图10a的气动致动器的顶视图。
[0021]图11示出根据一个实施方案的气动致动器约束肋的顶视图。
[0022]图12a示出根据另一个实施方案的气动致动器波纹管的横剖视图。
[0023]图12b示出处于扩展配置的图12a的气动致动器的侧视图，其示出图12a的横截面。
[0024]图13示出示例性平面材料，所述平面材料沿着平面材料的一个或多个平面轴是基本上不可延伸的，而在其他方向上是柔性的。
[0025]应注意，附图不是按比例绘制的，并且在整个附图中出于说明性目的，具有类似结构或功能的元件一般由相同附图标号表示。还应注意，附图仅意图促进对优选实施方案的描述。附图未示出所描述实施方案的每个方面，并且不限制本公开的范围。
具体实施方式
[0026]以下公开内容包括供滑雪活动期间使用的新型外骨骼装置的设计的示例性实施方案。已经针对多种应用被构思和评估外骨骼，然而，尚未研究过外骨骼装置用于娱乐活动(诸如滑雪)的用途。本公开描述用于滑雪活动的外骨骼的各种实施方案以及结合操作者操作外骨骼的方法。
[0027]在一个方面，本公开教授用于产生供娱乐滑雪期间使用的外骨骼的各种实施方案的方法。各种优选实施方案包括：具有集成致动装置的腿支架(brace)；移动电源；以及实时确定装置的输出行为的控制单元。
[0028]外骨骼系统的存在于各种实施方案中的部件是随身穿戴式下肢支架，所述下肢支架并入向用户引入扭矩的能力。此部件的一个优选实施方案是腿支架，其被配置来支撑用户的膝，并且包括跨膝关节的致动装置以在延伸方向上提供辅助扭矩。此实施方案可通过一系列附接件(包括在靴子上、在膝以下以及沿着用户大腿的附接件)连接到用户。此优选实施方案可包括在用户的双腿上的这种类型的腿支架。
[0029]本公开教授包括一个或多个可调整流体致动器的流体外骨骼系统的示例性实施方案。一些优选实施方案包括流体致动器，所述流体致动器可在可用人体上的关节定向的配置中在各种压力水平下以大行程长度操作。
[0030]如本文所讨论，外骨骼系统100可被配置用于各种合适的用途。例如，图1和图2示出用户101在滑雪期间使用的外骨骼系统100。如图1和图2所示，用户101可穿戴外骨骼系统100和滑雪组件190，所述滑雪组件包括一对滑雪靴191和一对滑雪板192。图3和图4示出联接到用户101的腿102的致动器单元110的前视图和侧视图，并且图5示出未被用户101穿戴的致动器单元110的侧视图。
[0031]如图1和图2的实例所示，外骨骼系统100可包括分别联接到用户的左腿102L和右腿102R的左腿致动器单元110L和右腿致动器单元110R。在各种实施方案中，左腿致动器单元110L和右腿致动器单元110R可基本上是彼此的镜像。
[0032]如图1至图5所示，腿致动器单元110可包括通过关节125可旋转地联接的上臂115和下臂120。波纹管致动器130在上臂115与下臂120之间延伸。一组或多组气动管线145可联接到波纹管致动器130以从波纹管致动器130引入和/或移除流体，以致使波纹管致动器13本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种外骨骼系统，其包括：左腿致动器单元和右腿致动器单元，所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元分别在用户的衣物之上联接到所述用户的左腿和右腿，所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元各自包括：上臂和下臂，所述上臂和所述下臂通过可旋转关节可旋转地联接，所述可旋转关节定位在所述用户的膝处，其中所述上臂在所述膝上方围绕所述用户的大腿部分联接，并且所述下臂在所述膝下方围绕所述用户的小腿部分联接，所述上臂通过第一组联接件在所述膝上方联接到所述大腿部分，所述第一组联接件包括第一联接件和第二联接件，所述第一联接件和所述第二联接件由设置在所述大腿部分的侧向侧上的刚性板组件连结，所述第一联接件和所述第二联接件的带围绕所述大腿部分延伸，所述上臂在所述大腿部分的侧向侧上联接到所述刚性板组件并且被配置来将所述上臂产生的力传递到所述大腿部分，所述下臂通过第二组联接件在所述膝下方联接到所述小腿部分，所述第二组联接件包括第三联接件和第四联接件，联接分支单元从所述下臂的远端延伸，所述联接分支单元包括：第一分支，所述第一分支从所述小腿部分上的侧向位置延伸，向上并且朝向所述小腿部分的前部弯曲到所述小腿部分的前部上在所述膝下方的第一附接件，其中所述第一附接件连结所述第三联接件和所述联接分支单元的所述第一分支；以及第二分支，所述第二分支从所述腿的所述小腿部分上的侧向位置延伸，向下并且朝向所述小腿部分的后部弯曲到所述小腿部分的后部上在所述膝下方的第二附接件，其中所述第二附接件连结所述第四联接件和所述联接分支单元的所述第二分支；波纹管致动器，所述波纹管致动器在所述上臂与所述下臂之间延伸；以及一组或多组气动管线，所述一组或多组气动管线联接到所述波纹管致动器以将气动流体引入到所述波纹管致动器和将流体从所述波纹管致动器移除，以致使所述波纹管致动器扩展和收缩并且移动所述上臂和所述下臂。2.如权利要求1所述的外骨骼系统，其中所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元的所述第四联接件围绕并接合所述用户的相应滑雪靴。3.如权利要求1所述的外骨骼系统，其还包括被配置来由所述用户穿戴的背包，所述背包包括：气动流体源，所述气动流体源联接到与所述波纹管致动器联接的所述一组或多组气动管线；控制系统，所述控制系统控制所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元的致动；用户接口，所述用户接口向所述控制系统提供输入；多个传感器，所述多个传感器向所述控制系统提供数据；以及电源，所述电源向所述控制系统以及所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元提供电力。4.一种外骨骼系统，其包括：左腿致动器单元和右腿致动器单元，所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元被配置来分别联接到用户的左腿和右腿，所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元各自包
括：上臂和下臂，所述上臂和所述下臂通过关节可旋转地联接，所述关节定位在所述用户的膝处，其中所述上臂在所述膝上方围绕所述用户的大腿部分联接，并且所述下臂在所述膝下方围绕所述用户的小腿部分联接；波纹管致动器，所述波纹管致动器在所述上臂与所述下臂之间延伸；以及一组或多组流体管线，所述一组或多组流体管线联接到所述波纹管致动器以将流体引入到所述波纹管致动器，以致使所述波纹管致动器扩展并移动所述上臂和所述下臂。5.如权利要求4所述的外骨骼系统，其中所述上臂通过第一组联接件在所述膝上方联接到所述大腿部分，所述第一组联接件包括第一联接件和第二联接件，所述第一联接件和所述第二联接件由设置在所述大腿部分的侧向侧上的刚性板组件连结，所述第一联接件和所述第二联接件的带围绕所述大腿部分延伸，所述上臂在所述大腿部分的侧向侧上联接到所述板组件并且被配置来将所述上臂产生的力传递到所述大腿部分。6.如权利要求4所述的外骨骼系统，其中所述下臂通过第二组联接件在所述膝下方联接到所述小腿部分，所述第二组联接件包括第三联接件和第四联接件，联接分支单元从所述下臂的远端延伸。7.如权利要求6所述的外骨骼系统，其中所述联接分支单元包括第一分支，所述第一分支从所述小腿部分上的侧向位置延伸，向上并且朝向所述小腿部分的前部弯曲到所述小腿部分的前部上在所述膝下方的第一附接件，其中所述第一附接件连结所述第三联接件和所述联接分支单元的所述第一分支。8.如权利要求6所述的外骨骼系统，其中所述联接分支单元包括第二分支，所述第二分支从所述腿的所述小腿部分上的侧向位置延伸，向下并且朝向所述小腿部分的后部弯曲到所述小腿部分的后部上在所述膝下方的第二附接件，其中所述第二附接件连结所述第四联接件和所述联接分支单元的所述第二分支。9.如权利要求4所述的外骨骼系统，其中所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元的所述下臂包括围绕并接合所述用户的相应滑雪靴的联接件。10.如权利要求4所述的外骨骼系统，其还包括被配置来由所述用户穿戴的包，所述包包括：流体源，所述流体源联接到与所述波纹管致动器联接的所述一组或多组流体管线；控制系统，所述控制系统控制所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元的致动；用户接口，所述用户接口向所述控制系统提供输入；多个传感器，所述多个传感器向所述控制系统提供数据；以及电源，所述电源向所述控制系统以及所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元提供电力。11.一种外骨骼系统，其包括：致动器单元，所述致动器单元被配置来联接到用户的腿，所述致动器单元包括：上臂和下臂，所述上臂和所述下臂通过关节可旋转地联接，所述关节定位在所述用户的膝处，其中所述上臂在所述膝上方围绕所述用户的大腿部分联接，并且所述下臂在所述膝下方围绕所述用户的小腿部分联接；流体致动器，所述流体致动器在所述上臂与所述下臂之间延伸；以及
一个或多个流体管线，所述一个或多个流体管线联接到所述流体致动器以将流体引入到所述流体致动器，从而致使向所述上臂和所述下臂施加力。12.如权利要求11所述的外骨骼系统，其中所述上臂通过至少一个联接件在所述膝上方联接到所述大腿部分，所述至少一个联接件由所述大腿部分上的刚性板联接，所述至少一个联接件的一个或多个带围绕所述大腿部分延伸。13.如权利要求11所述的外骨骼系统，其中所述下臂通过至少一个联接件在所述膝下方联接到所述小腿部分，联接分支单元从所述下臂的远端延伸。14.如权利要求13所述的外骨骼系统，其中所述联接分支单元包括第一分支，所述第一分支从所述小腿部分上的侧向位置延伸，向上并且朝向所述小腿部分的前部弯曲到第三联接件。15.如权利要求13所述的外骨骼系统，其中所述联接分支单元包括第二分支，所述第二分支从所述腿的所述小腿部分上的侧向位置延伸，向下并且朝向所述小腿部分的后部弯曲到第四联接件。16.如权利要求11所述的外骨骼系统，其中所述致动器单元的下臂包括联接到滑雪靴的联接件。17.如权利要求11所述的外骨骼系统，其还包括：流体源，所述流体源联接到与所述流体致动器联接的所述流体管线；控制系统，所述控制系统控制所述致动器单元的致动；用户接口，所述用户接口向所述控制系统提供输入；一个或多个传感器，所述一个或多个传感器向所述控制系统提供数据；以及电源，所述电源向所述外骨骼系统提供电力。18.如权利要求17所述的外骨骼系统，其中所述流体源、所述控制系统、所述用户接口和所述电源中的一者或多者设置在被配置来由所述用户穿戴的包之中或之上。19.一种操作外骨骼系统的方法，其包括：将外骨骼系统的左腿致动器单元和右腿致动器单元分别在用户的衣物之上联接到所述用户的左腿和右腿，所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元各自包括：上臂和下臂，所述上臂和所述下臂通过关节可旋转地联接，所述关节定位在所述用户的膝处，其中所述上臂在所述膝上方围绕所述用户的大腿部分联接，并且所述下臂在所述膝下方围绕所述用户的小腿部分联接并且联...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：漫游机械人技术公司，
类型：发明
国别省市：