[发明专利]辅助转矩设置设备和步行辅助设备

说明书

公开了一种辅助转矩设置设备以及步行辅助设备，其中，所述辅助转矩设置设备被配置为通过将用户的身体信息应用到预定的身体模型来生成参考步态模型，并通过基于参考步态模型调整从步行辅助设备提供给用户的辅助转矩来设置最佳辅助转矩。

本申请要求于2014年11月26日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0166234号韩国专利申请的优先权权益，所述韩国专利申请的全部内容通过引用完整地包含于此。

技术领域

示例实施例涉及一种辅助转矩设置方法和/或执行该方法的设备。

背景技术

随着快速老龄化社会的开始，很多人可能经历关节问题所带来的不便和疼痛，因此对使具有关节问题的老年人或病人能够轻松地走路的步行辅助设备的兴趣会增加。此外，用于加强人体肌肉力量的步行辅助设备可用于军事目的。

通常，步行辅助设备可包括：身体框架，被布置于用户的躯干上；骨盆框架，与身体框架的下侧结合以覆盖用户的骨盆；大腿框架，被布置于用户的大腿上；小腿框架，被布置于用户小腿上；和/或脚部框架，被布置于用户的脚上。骨盆框架和大腿框架可通过髋关节部分可旋转地连接，大腿框架和小腿框架可通过膝关节部分可旋转地连接，且/或小腿框架和脚部框架可通过踝关节部分可旋转地连接。

然而，在传统的步行辅助设备中，提供给用户的辅助转矩可不基于用户的身体特征。

发明内容

一些示例实施例涉及一种辅助转矩设置设备。

在一些示例实施例中，所述辅助转矩设置设备可包括：身体信息提取器，被配置为提取关于用户的身体信息；参考步态模型生成器，被配置为通过将身体信息应用到预定的身体模型来生成参考步态模型；辅助转矩设置器，被配置为通过基于参考步态模型调整从步行辅助设备提供给用户的辅助转矩来设置最佳辅助转矩。

身体信息可包括关于用户的关节信息、肌肉信息和神经信息中的至少一个。

身体信息提取器可被配置为使用运动捕捉设备和测力板设备中的至少一个来提取关节信息。

辅助转矩设置器可被配置为通过计算运输的新陈代谢消耗(MCOT)来提取用于用户的步态的能量，并基于提取的能量调整辅助转矩。

辅助转矩设置器可被配置为基于在步态期间用户的肌肉使用的力、肌肉的运动速度、用户的运动距离和肌肉的总质量来计算MCOT。

辅助转矩设置器可被配置为通过使用参考步态模型生成指示基于预定时间段改变的辅助转矩的轨迹的初始辅助转矩曲线(profile)，并通过调整所述轨迹来提取用于最小化MCOT的最佳辅助转矩曲线。

辅助转矩设置器可被配置为调整所述轨迹以减小MCOT直到MCOT被最小化为止。

辅助转矩设置器可被配置为响应于所述轨迹的调整来提取MCOT的变化量。

辅助转矩设置器可被配置为基于动态规划法或者快速扩展随机树(RRT)来提取最佳辅助转矩曲线。

辅助转矩设置器可被配置为基于参考步态模型通过调整输出与用户的髋关节角度和髋关节角速度中的至少一个对应的辅助转矩的步行辅助设备中的驱动部分的增益来提取最小化MCOT的最佳增益。

辅助转矩设置器可被配置为实时测量髋关节角度和髋关节角速度中的至少一个。

辅助转矩设置器可被配置为调整所述增益以减小MCOT直到MCOT被最小化为止。

辅助转矩设置器可被配置为响应于所述增益的调整来提取MCOT的变化量。

辅助转矩设置器可被配置为基于牛顿法来提取最佳增益。