阵列，其中照明的灯的数目及位置与信号强度有关。在另一实施例中， 灯的颜色将相对于信号强度而调制。照明反馈的其它实施例是可能的，如所属领域的技术 人员所知晓。能够使用多个类型的传感器来测量各种外骨骼或外骨骼穿戴者参数，且这些 参数中的每一者可以各种照明格式报告。可优选地组合这些多个格式及参数反馈类型。
[0058] 参考图2,患者201正穿戴外骨骼204,外骨骼204由外骨骼控制系统205控制。物 理治疗师202正监测处于康复环境中的外骨骼204及患者201的表现，在此期间，物理治疗 师202可通过控制系统输入构件203发出命令到外骨骼控制系统205。而输入构件203在 此展示为计算机，此仅为说明性实例。由于输入装置不是本发明的特定目的，因此输入构件 203可为任意数目的装置，其包含（不限于）与外骨骼204形成整体的键盘、语音命令、手柄 等等。整体式关节灯206响应于来自外骨骼控制系统205的信号而照明，其中此信号与外 骨骼204状态参数（在此情形下为在每一外骨骼关节处的外骨骼关节扭矩）相关，导致当 每一位置处的关节扭矩增加时整体式关节灯206增加照明强度，如由外骨骼控制系统205 所计算。物理治疗师202及外骨骼穿戴者201两者看见来自整体式关节灯206的照明，允 许物理治疗师202及外骨骼穿戴者201更好地理解在此外骨骼状态中施加的力。
[0059] 在主要实施例的一个实例中，如果物理治疗师在治疗进程中想要响应于患者的进 步而修改行走式外骨骼的步态循环，那么知道在循环运动（例如，行走）中相对于由外骨骼 施加的力而言由患者在每一关节处正在施加多少力对于物理治疗师来说是有帮助的。随着 患者在治疗进程中进步，患者相对于外骨骼在每一关节处将施加更多的力。然而，外骨骼的 移动将看起来一样。添加提供与由外骨骼在每一关节处施加的力成比例的照明的整体式照 明构件可用作由患者施加的力的间接报告手段一因为在特定移动中患者力及外骨骼力相 加。在极简化的实例中，物理治疗师可监测左膝207处的照明，以便监测由外骨骼在左膝处 正施加多大关节扭矩，且因此获知在移动循环及治疗进程中的各点处患者能够在此左膝处 施加多少力。此信息随后可被物理治疗师使用以修改外骨骼轨迹以改善对患者的康复效 益。
[0060] 在第二实施例中，视觉反馈系统包括外骨骼系统，所述外骨骼系统包含靠近外骨 骼穿戴者连接点的一或多个发光二极管或其它照明构件。外骨骼穿戴者连接点含有连接到 外骨骼控制系统的力传感器，所述力传感器确定在外骨骼穿戴者连接点处施加在外骨骼穿 戴者与外骨骼之间的力。所述照明构件连接到外骨骼控制系统且通过强度及颜色的调制与 在所述连接点中的力（如由在外骨骼穿戴者连接点中的力传感器所确定）成比例地照明。 与第一实施例类似，这将允许物理治疗师或外骨骼穿戴者理解在外骨骼与外骨骼穿戴者之 间所传递的力的位置。
[0061] 参考图3,患者301正穿戴外骨骼304,外骨骼304由外骨骼控制系统305控制。物 理治疗师302正监测处于康复环境中的外骨骼304及患者301的表现，在此期间，物理治疗 师302可通过控制系统输入构件303发出命令到外骨骼控制系统305。整体式界面点灯306 响应于来自力传感器的信号而照明，所述力传感器在位于外骨骼304与患者301之间的外 骨骼结构上、处于每一整体式界面点灯306的部位处，其中力传感器与外骨骼控制系统305 通信，其中此信号指示施加在外骨骼304与患者301之间的力，导致当每一位置处的力增加 时整体式界面点灯306增加照明强度。物理治疗师302及外骨骼穿戴者301两者看见来自 整体式界面点灯306的照明，允许物理治疗师302及外骨骼穿戴者301更好地理解在此外 骨骼状态中由外骨骼穿戴者施加的力。
[0062] 在第二实施例的一个实例中，如果物理治疗师在治疗进程中想要响应于患者的进 步而修改行走式外骨骼的步态循环，那么知道在循环运动（例如，行走）中相对于由外骨骼 施加的力而言由患者在每一关节处正在施加多少力对于物理治疗师来说是有帮助的。随着 患者在治疗进程中进步，在各种移动期间患者相对于外骨骼将施加更多的力。然而，外骨骼 的移动将看起来一样。添加提供与由患者在一或多个外骨骼-患者界面点处施加的力成比 例的照明的整体式界面点照明构件允许物理治疗师或者患者接收展示外骨骼与患者之间 施加的力的视觉信息。在极简化的实例中，物理治疗师可监测在左小腿耦合部307处的照 明，以便监测在左小腿耦合部处施加多大力扭矩，且因此获知在移动循环及治疗进程中的 各种点处患者能够在此左小腿耦合部处施加多少力。此信息随后可被物理治疗师使用以修 改外骨骼轨迹以改善对患者的康复效益。
[0063] 前两个实施例两者均适用于康复环境。新颖的视觉反馈为物理治疗师提供直观放 置的反馈，所述反馈描述外骨骼与用户之间的交互，其允许物理治疗师改善康复治疗的质 量。当为物理治疗师提供针对装置辅助级的控制时，此反馈变得尤其重要；此反馈将使得物 理治疗师能够更智能地设置辅助级。对物理治疗师在确定外骨骼及外骨骼用户在特定移动 中正施加多少相对力特别有用的是组合第一实施例及第二实施例，允许实现对外骨骼关节 扭矩及外骨骼-外骨骼穿戴者界面力两者的反馈。
[0064] 在第三实施例中，视觉反馈系统包括包含整体式激光指示器的外骨骼系统。所述 激光指示器通过控制光束平摇及俯仰投射角度的致动构件连接到外骨骼结构。所述平摇及 俯仰投射角度致动构件连接到外骨骼控制系统，且经控制使得所述激光指示器瞄准外骨骼 穿戴者的相关位置（例如，理想的拐杖放置目标、理想的脚放置目标及下一个移动目标）。 这将允许外骨骼穿戴者直观地受到外骨骼操作训练，以及允许外骨骼穿戴者更准确地判断 外骨骼移动将把他们带到何处。应注意，单个激光指示器可经设计以通过在地面上反复回 扫轮廓来叠加地面上的多个同时图像，或替代地，可利用多个激光指示器（可能为多个颜 色）以投射不同的图像。在另一实施例中，多个激光指示器扫掠可在同一部位投射重复图 像，允许物体（例如，拐杖）处于一个激光投射的路径上而不阻碍地面上的目标放置及干扰 对患者的效用。
[0065] 参考图4,患者401正穿戴外骨骼404,外骨骼404由外骨骼控制系统405控制。物 理治疗师402正监测处于康复环境中的外骨骼404及患者401的表现。连接到控制平摇及 俯仰的铰接构件的整体式激光指示器403安装在外骨骼404的结构上。整体式激光指示器 404投射激光束406,激光束406将拐杖放置目标407投射到支撑表面413上。患者401看 到支撑表面413上的拐杖放置目标407,允许更好地理解将在何处放置拐杖。特定来说，患 者401使用手409握住拐杖手柄410以引导拐杖411 (拐杖411具有地面交互端412)，以此 方式将地面交互端412放置在特定拐杖放置目标408上。物理治疗师402观察此过程且对 患者401使用外骨骼的技能及康复状态获得更好的理解，从而允许物理治疗师402改善患 者401的康复过程。当然，存在除了拐杖之外的许多其它类型的步态辅助器（例如，助行器 及手杖），且在此使用拐杖作为示范性实施例。外骨骼设计领域的技术人员将清楚此激光指 示器装置能对任何此类步态辅助器起作用。
[0066] 在第三实施例的一实例中，物理治疗师对先前不具有外骨骼治疗经历的新患者在 康复中使用外骨骼。所述患者不熟悉外骨骼操作及拐杖使用的各方面。添加由整体式激光 指示器投射的拐杖放置目标允许患者更快地熟悉拐杖放置，缩短学习使用外骨骼系统所耗 费的时间，从而允许更快使用于康复及实现更大的康复效益。
[0067] 在第四实施例中，视觉反馈系统包括包含多个整体式照明构件以及由外骨骼穿戴 者佩戴的眼镜的外骨骼系统，其中所述照明构件通过合成白光的多个有色照明构件投射一 或多个图像/目标；所述眼镜具有移除所投射的颜色中的一者的滤光片，使所述图像/目标 对于外骨骼穿戴者来说是可见的有色光且同时使所述图像/目标对于未佩戴具有滤光片 的眼镜的人来说是难以察觉的白光。所述照明构件通过控制照明构件平摇及俯仰投射的致 动构件连接到外骨骼结构。所述平摇及俯仰投射角度致动构件连接到外骨骼控制系统，且 经控制使得所述投射构件瞄准用户的相关位置（例如，理想的拐杖放置目标、理想的脚放 置目标及下一个移动目标）。此实施例具有允许在公共场合使用放置目标而不使旁观者注 意到的显著优点。
[0068] 参考图5,患者501正穿戴外骨骼504,外骨骼504由外骨骼控制系统505控制。旁 观者502在外骨骼504及患者501附近，且能够观察患者501及外骨骼504。连接到控制 平摇及俯仰的铰接构件的多个整体式照明投射构件503安装在外骨骼504的结构上且与外 骨骼控制系统505通信。照明构件503使合成白光的多个有色照明构件506投射到支撑表 面514上，从而在支撑表面514上产生拐杖放置目标507。患者501佩戴具有滤光片的眼镜 508,具有滤光片的眼镜508过滤及移除所投射的颜色中的一者，使目标507对患者501来 说为可见有色光，而目标507对未佩戴具有滤光片的眼镜508的旁观者502来说仅显现为 难以察觉的白光。特定来说，患者501使用手509握住拐杖手柄510以引导拐杖511 (拐杖 511具有地面交互端512)，以此方式将地面交互端512放置在特定拐杖放置目标513上。
[0069] 在第四实施例的一实例中，患者不是在康复环境中（例如，在公共场合）穿戴及操 作外骨骼。不在康复环境时，外骨骼穿戴者所面临的移动及固定障碍物增加，从而更难操作 外骨骼。拐杖放置目标（由通过铰接构件安装在外骨骼结构上且由外骨骼控制系统控制的 多个照明构件所投射）的使用在很大程度上辅助患者在此环境中操作外骨骼。然而，可见 拐杖目标的投射可转移旁观者的注意力或令患者感到尴尬。由于放置目标将对未佩戴眼镜 的旁观者来说是不可见的，因此需要具有滤光片的眼镜以便看到这些拐杖放置目标而解决 这些问题，从而允许患者在除康复之外的环境中更容易地使用外骨骼。
[0070] 在第五实施例中，视觉反馈系统包括由外骨骼穿戴者佩戴的具有集成显示系统及 摄像机系统的眼镜，其中所述眼镜向外骨骼穿戴者显示引起"抬头显示"的放置目标。所 述眼镜及所述摄像机与外骨骼控制系统通信，且外骨骼控制系统通过与外骨骼系统形成整 体的确定外骨骼姿态的多个传感器来确定外骨骼的位置，而眼镜相对于外骨骼系统的位 置是通过比较安装在外骨骼系统内的惯性传感器及安装在具有整体式显示器的眼镜内的 惯性传感器而确定。此类眼镜已由公司开发，例如谷歌公司开发的目前可用的"谷歌眼镜 (Google Glasses) '，。
[0071] 具有内部显示器的眼镜相对于外骨骼系统的位置可通过比较安装在外骨骼系统 内的惯性传感器（例如，惯性测量单元）与安装在具有整体式显示器的眼镜内的惯性传感 器来确定。此外，由于需要显示的有用信息通常需要显示在地面上，因此添加红外灯到外骨 骼脚将改善脚放置及拐杖放置准确性。外骨骼控制系统可相对于红外灯的位置投射位置。 此外，此可作为理想触发器以开启脚及拐杖放置显示器：当外骨骼用户朝脚向下看时，目艮 镜中的摄像机感测外骨骼脚上的红外灯且相对于红外灯的位置在地面上显示放置触发器 (如安装在眼镜中的摄像机中所看到）。当外骨骼用户向上移动头部且摄像机不再能够看 见红外灯时，可使用安装在显示眼镜中的加速度计的方位推算来调整触发器显示位置。触 发器的显示随后可缓慢消失直到外骨骼用户再次看向外骨骼脚。此避免方位推算位置感测 的主要问题之一；即位置可随时间漂移。安装到外骨骼脚的红外灯将允许每当摄像机能看 见脚时方位推算系统重新校准到实际位置。
[0072] 此外，通过将红外灯集成到外骨骼结构中，使用来自眼镜的信息可增强对外骨骼 姿态的估计。无论何时外骨骼穿戴者看外骨骼，安装在眼镜中的摄像机能通过计算如在显 示眼镜中的摄像机中所看到的红外光源之间的距离向外骨骼控制系统提供相对位置信息。
[0073] 参考图6,患者601正穿戴外骨骼602,外骨骼602由外骨骼控制系统603控制。患 者601还佩戴具有集成显示系统的眼镜604。在具有集成显示系统的眼镜604上安装有摄 像机605。具有集成显示系统的眼镜604及摄像机605两者与外骨骼控制系统603通信。 红外灯608安装在外骨骼结构602的各点上。摄像机605观察从红外灯608发出的光，且将 此信息传达给外骨骼控制系统603。外骨骼控制系统603使用来自摄像机605的信息以确 定具有集成显示系统的眼镜604相对于外骨骼602的位置及方向，且使用此相对位置信息 以确定在具有集成显示系统的眼镜604中显示的视觉图像的放置，包含拐杖放置目标606 及脚放置目标607,其中拐杖放置目标606及脚放置目标607被置于支撑表面614上。患者 601随后通过具有集成显示系统的眼镜604看到这些投射目标606及607,且患者601随后 使用这些投射目标606及607来辅助外骨骼操作。特定来说，患者601使用手609握住拐 杖手柄610以引导拐杖611 (拐杖611具有地面交互端612)，以此方式将地面交互端612置 于特定