用于移动机器人的适配和悬挂系统和方法技术方案

一种外骨骼系统，包括腿致动器单元，该腿致动器单元被配置为联接到用户的腿。腿致动器单元包括：上臂和下臂，该上臂和该下臂经由可旋转关节可旋转地联接，该可旋转关节被配置为定位在用户的膝盖处，其中上臂在膝盖上方围绕用户的大腿部分联接，并且其中下臂在膝盖下方围绕用户的小腿部分联接。上臂被配置为经由第一组联接器在膝盖上方联接到大腿部分，第一组联接器包括第一大腿联接器，下臂被配置为经由第二组联接器在膝盖下方联接到小腿部分，第二组联接器包括与小腿支架相关联的一个或多个小腿联接器，并且致动器在上臂与下臂之间延伸，致动器可被配置为移动上臂和下臂。致动器可被配置为移动上臂和下臂。致动器可被配置为移动上臂和下臂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于移动机器人的适配和悬挂系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是代理人案号为0110496
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010PR0的2020年5月27日提交的名称为“POWERED DEVICE FOR IMPROVED USER MOBIL ITY AND MEDICAL TREATMENT”的美国临时专利申请63/030，586的非临时申请，并且要求所述申请的优先权。此申请特此出于所有目的全文以引用方式并入本文。
[0003]本申请是代理人案号为0110496
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011PR0的2020年7月30日提交的名称为“POWERED DEVICE TO BENEFIT A WEARER DURING TACTICAL APPLICATIONS”的美国临时专利申请63/058，825的非临时申请，并且要求所述申请的优先权。此申请特此出于所有目的全文以引用方式并入本文。
[0004]本申请是代理人案号为0110496
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012PR0的2020年12月22日提交的名称为“FIT AND SUSPENSION SYSTEM AND METHOD FORA KNEE ORTHOSIS”的美国临时专利申请号63/129,010的非临时申请，并且要求所述申请的优先权。此申请特此出于所有目的全文以引用方式并入本文。
[0005]本申请还涉及代理人案号分别为0110496
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010US0、0110496
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013US0、0110496
‑r/>014US0、0110496
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015US0、0110496
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016US0、0110496
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017US0的名称为“POWERED MEDICAL DEVICE AND METHODS FOR IMPROVED USER MOBILITY AND TREATMENT”、“BATTERY SYSTEMS AND METHODS FOR A MOBILE ROBOT”、“CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR A MOBILE ROBOT”、“USER INTERFACE AND FEEDBACK SYSTEMS AND METHODS FOR A MOBILE ROBOT”、“DATA LOGGING AND THIRD
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PARTY ADMINISTRATION OF A MOBILE ROBOT”和“MODULAREXOSKELETON SYSTEMS AND METHODS”且相应的申请号为XX/YYY,ZZZ、XX/YYY,ZZZ、XX/YYY,ZZZ、XX/YYY,ZZZ、XX/YYY,ZZZ和XX/YYY,ZZZ的与本申请同日提交的美国非临时申请，这些申请特此出于所有目的全文以引用方式并入本文。
附图说明
[0006]图1是用户穿戴的外骨骼系统的实施方案的示例性图示。
[0007]图2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。
[0008]图3是联接到用户的腿的图3的腿致动单元的侧视图。
[0009]图4是图3和图4的腿致动单元的透视图。
[0010]图5是示出外骨骼系统的示例性实施方案的框图。
[0011]图6是包括联接到用户的右腿的腿致动器单元的外骨骼系统的另一实施方案的后视图。
[0012]图7是图6的图示的一部分的特写视图。
[0013]图8是图6和图7的外骨骼系统的实施方案的侧视图。
[0014]图9是图6至图8的外骨骼系统的前视图。
[0015]图10是在图6至图9中示出的腿致动单元的透视图。
[0016]图11示出包括跨越膝盖关节的带子组件的致动器单元的实施方案的前视图。
[0017]图12示出图12的致动器单元的实施方案的侧视图。
[0018]图13a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。
[0019]图13b示出处于膨胀配置的图13a的气动致动器的侧视图。
[0020]图14a示出根据另一实施方案的处于压缩配置的气动致动器的横截面侧视图。
[0021]图14b示出处于膨胀配置的图14a的气动致动器的横截面侧视图。
[0022]图15a示出根据另一实施方案的处于压缩配置的气动致动器的俯视图。
[0023]图15b示出处于膨胀配置的图15a的气动致动器的俯视图。
[0024]图16示出根据一个实施方案的气动致动器约束肋的俯视图。
[0025]图17a示出根据另一实施方案的气动致动器波纹管的横截面视图。
[0026]图17b示出处于膨胀配置的图17a的气动致动器的侧视图，示出了图17a的横截面。
[0027]图18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伸展的，而在其他方向上是柔性的。
[0028]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
[0029]以下公开内容还包括新颖的外骨骼装置的设计的示例性实施方案。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。
[0030]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，所述随身穿戴式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，所述腿支架被配置为支撑用户的膝盖，并且包括跨膝关节的致动装置以在伸展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、在膝盖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。
[0031]本公开教导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与人体上的关节一起定向的配置中在各种压力水平下以大行程长度操作。
[0032]本公开还包括能够适配和悬挂穿戴在用户的腿上的装置的新颖的适配架构的示例性实施方案。本文描述的系统和方法可应用于用于电动装置的适配系统的开发，所述电动装置穿戴在用户的腿上以在膝盖处提供补充转矩以用于多种应用领域，其可包括娱乐、军事、现场急救员或卫生。在这些应用中的每一者中，在各种示例中需要穿戴在身体外部的系统，这要求与用户的目标关节保持相对定位。各种实施方案的期望的方面可以是针对既舒适地保持装置受约束于用户的腿又安全地防止装置由于抵抗向下的重力而跌落用户的腿的适配系统。本公开描述此类适配系统和方法以及它们在外骨骼或移动机器人中的集成的各种实施方案。
[0033]在一个方面，本公开教导用于开发和实施用以将支架保持在用户身上并与本文档来自技高网...

【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通过用户的衣服分别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经由可旋转关节可旋转地联接，所述可旋转关节邻近所述用户的膝盖横向地定位，其中所述上臂在所述膝盖上方围绕所述用户的大腿部分联接，并且其中所述下臂在所述膝盖下方围绕所述用户的小腿部分联接，所述上臂经由第一组联接器在所述膝盖上方联接到所述大腿部分，所述第一组联接器包括第一大腿联接器，所述第一大腿联接器通过设置在所述大腿部分的侧面上的刚性大腿支架联接到所述上臂，其中所述第一大腿联接器的带子围绕所述大腿部分延伸，所述上臂联接到所述大腿部分的侧面上的所述刚性大腿支架，并且被配置为将由所述上臂生成的力传递到所述用户的所述腿的所述大腿部分，所述下臂经由第二组联接器在所述膝盖下方联接到所述小腿部分，所述第二组联接器包括与设置在所述腿的所述小腿部分的侧面上并接合所述侧面的刚性小腿支架相关联的第一小腿联接器和第二小腿联接器，所述下臂联接到所述腿的所述小腿部分的侧面上的所述刚性小腿支架，并且被配置为将由所述下臂生成的力传递到所述腿的所述小腿部分，所述刚性小腿支架在所述腿的所述小腿部分上的侧向位置处从与所述下臂的联接件向下延伸，其中所述刚性小腿支架的一部分朝向所述小腿部分的后部弯曲到将所述第一小腿联接器和所述第二小腿联接器的一个或多个部分联接到所述刚性小腿支架的附接件，其中所述第一小腿联接器包括小腿肚联接组件，所述小腿肚联接组件包括小腿肚支架，所述小腿肚支架经由第一小腿肚带子、第二小腿肚带子和第三小腿肚带子联接到所述刚性小腿支架，所述第一小腿肚带子和所述第二小腿肚带子从所述刚性小腿支架的内部面从所述刚性小腿支架的上部部分的相对的侧面水平延伸，并且所述第三小腿肚带子从所述刚性小腿支架的内部面从所述刚性小腿支架的下部后部部分竖直延伸，其中所述第三小腿肚带子经由第一组一个或多个附接件联接到所述刚性小腿支架，并且其中所述第二小腿联接器包括脚踝联接组件，所述脚踝联接组件包括袖带，所述袖带在所述用户的脚踝上方围绕所述小腿部分延伸并环绕所述小腿部分并且经由脚踝带子保持，所述袖带经由从所述袖带竖直延伸的一个或多个联接凸耳联接到所述刚性小腿支架，其中所述一个或多个联接凸耳经由所述刚性小腿支架的内部面上的第二组一个或多个附接件联接到所述刚性小腿支架；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以及从所述波纹管致动器移除流体，以致使所述波纹管致动器扩张和收缩并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，其中所述袖带在踝上位置处围绕所述小腿部分延伸并环绕所述小腿部分，所述踝上位置位于所述脚踝的踝上方并且位于所述用户的所述小腿部分的缩窄直径部分中的腓肠肌主体下方。3.如权利要求1所述的外骨骼系统，其中一个或多个联接凸耳沿着在所述刚性小腿支架与相应的所述一个或多个联接凸耳之间限定联接轴线的所述一个或多个联接凸耳的长
度是不可伸展的，其中所述一个或多个联接凸耳围绕在所述刚性小腿支架与所述相应的一个或多个联接凸耳之间限定所述联接轴线的所述一个或多个联接凸耳的所述长度是柔性的，并且其中沿着所述一个或多个联接凸耳的长度的不可伸展性和围绕所述一个或多个联接凸耳的所述长度的柔性致使所述一个或多个联接凸耳提供对所述袖带相对于所述刚性小腿支架的平移的抵制，同时还允许在所述刚性小腿支架与围绕所述小腿部分延伸并环绕所述小腿部分的所述袖带之间的旋转移动。4.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各自还包括针对所述用户的所述腿的所述小腿部分中的内翻或外翻角度的解剖学变化的一个或多个调整元件，所述一个或多个调整元件包括第一调整元件，所述第一调整元件包括跨越所述用户的膝关节的交叉带子，所述第一调整元件被配置为收紧以在冠状平面中跨所述用户的所述膝关节提供力矩，以改变所述用户的相应的所述腿上的相应的所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元的标称静息角度。5.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包括第一快脱特征，所述第一快脱特征通过致使所述左腿致动器单元的所述第一大腿联接器以及所述第一小腿联接器和所述第二小腿联接器共同地基本上同时物理脱离而允许所述左腿致动器单元与所述用户物理脱离；并且其中所述右腿致动器单元包括第二快脱特征，所述第二快脱特征通过致使所述右腿致动器单元的所述第一大腿联接器以及所述第一小腿联接器和所述第二小腿联接器共同地基本上同时物理脱离而允许所述右腿致动器单元与所述用户物理脱离。6.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包括主动致动适配系统，所述主动致动适配系统被配置为自动收紧和松开所述第一大腿联接器以及所述第一小腿联接器和所述第二小腿联接器，所述主动致动适配系统由外骨骼装置响应于所获得的关于所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元在所述用户的所述腿上的适配的数据来控制，并且由所述外骨骼装置基于将关于所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元在所述用户的所述腿上的所述适配的所述数据与所述左腿致动器单元和所述右腿致动器单元在所述用户的所述腿上的所述适配的一组适配参数进行比较来控制。7.一种外骨骼系统，其包括：腿致动器单元，所述腿致动器单元被配置为通过用户的衣服联接到所述用户的腿，所述腿致动器单元包括：上臂和下臂，所述上臂和所述下臂经由可旋转关节可旋转地联接，所述可旋转关节被配置为定位在所述用户的膝盖处，其中所述上臂在所述膝盖上方围绕所述用户的大腿部分联接，并且其中所述下臂在所述膝盖下方围绕所述用户的小腿部分联接，所述上臂被配置为经由第一组联接器在所述膝盖上方联接到所述大腿部分，所述第一组联接器包括第一大腿联接器，所述第一大腿联接器通过被配置为设置在所述大腿部分的侧面上的刚性大腿支架联接到所述上臂，其中所述第一大腿联接器的带子围绕所述大腿部分延伸，所述上臂联接到所述大腿部分的侧面上的所述刚性大腿支架，并且被配置为将由所述上臂生成的力传递到所述用户的所述腿的所述大腿部分，所述下臂被配置为经由第二组联接...

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