接合使用者的人机接口的制作方法_2

文档序号:9650547阅读:来源:国知局
这将会在下面更详细地进行讨论。如图la中所示,使用者指示信号111能够被无线地发送,或经由有线连接(未显示)来发送。
[0024]图la中的输入装置100适合于被接合到人。输入装置100包含至少一个信号生成器102,信号生成器102适合于被接合到人的手指103。当信号生成器102接触平衡辅助手柄113时,信号生成器102能够生成至少一种电信号。输入装置100还包含输入装置控制器104,输入装置控制器104适合于被接合到使用者的身体107。在操作中,输入装置控制器104接收并处理至少一种电信号,并且将指示信号111传输到外骨骼130。在一些实施例中,至少一根电线109将至少一种电信号传输到输入装置控制器104。尽管图la示出了具有接合到两根手指的两个信号生成器的输入装置100,但是应当理解,输入装置100可以使用额外的信号生成器102。在本发明的一些实施例中,两个或更多个信号生成器102能够被接合到手指。尽管图1示出了输入装置控制器104无线地传输指示信号111,但是可以使用电线和/或电缆将指示信号111传输到外骨骼130。信号生成器102和输入装置控制器104可以被接合到相同的人的手指和身体,或可选地,信号生成器102可以被接合到专业人员,并且当输入装置控制器104被接合到穿戴外骨骼130的另一人时,专业人员能够生成指示外骨骼130的指示信号111。
[0025]在本发明的一些实施例中,如图2和图3所示,当穿戴者用拐杖112接触信号生成器102时,电信号可以被生成。如图6所示,当人接触拐杖手柄113并且通过信号生成器102推压拐杖手柄113时,信号生成器102生成至少一个电信号。尽管图2示出了输入装置100被接合到穿戴外骨骼130的人(如上面提及的),但是在本发明的一些实施例中,输入装置100能够被接合到专业人员,并且当外骨骼130被独立的穿戴者穿戴时,专业人员能够生成至少一种指示外骨骼130的指示信号111。如之前提到的,在本发明的一些实施例中,至少一种电信号通过电线109被传输到输入装置控制器104。输入装置控制器104接收电信号并将指示信号111传输到外骨骼130。在一些实施例中,指示信号111包含自以下组中选择的任一单个信号或信号的组合,该组包括表示外骨骼130的期望速度的信号、表示外骨骼130的期望加速度的信号和表示外骨骼130的方位的信号。
[0026]当操作外骨骼130时,一些个体可能喜欢使用助行架114。如图4中所示,在助行架114与外骨骼130结合使用的本发明的一些实施例中,人用至少一个信号生成器102接触助行架手柄115以生成电信号。如图7所示,当信号生成器102接触助行架手柄115并且通过信号生成器102推压助行架手柄115时,信号生成器102生成至少一种电信号。在本发明的一些实施例中,至少一种电信号通过电线109被传输到输入装置控制器104。输入装置控制器104接收电信号并将指示信号111传输到外骨骼130。尽管未示出,当操作外骨骼130时,一些个体可能喜欢使用手杖或平行杆而非助行架。应当理解,本发明的输入装置100能够与用于支撑外骨骼使用者的任何平衡辅助装置或机构的支撑表面或手柄一起使用,包括拐杖112、助行架114、手杖、平行杆或者其他众所周知的用于动力推动的医疗外骨骼使用者的平衡辅助装置。本发明的进一步实施例包含与之前描述的那些部件类似的部件。
[0027]在本发明的一些实施例中,由信号生成器102生成的指示信号111表示穿戴者的手指与接触对象(诸如助行架、拐杖或平行杆)之间的力。
[0028]信号生成器102的致动器可以包含由以下组成的组中选择的元件或元件的组合:按钮、开关(包括瞬时开关、摇臂开关、滑动开关、电容开关和电阻开关)、指轮、拇指球、滚轮、跟踪球、键、旋钮、电位计、编码器、力传感器、应变式力传感器和线性可变差动变压器(LVDTs) ο图5示出了本发明的信号生成器包含致动器108(诸如按钮)的实施例。在本发明的一些实施例中,信号生成器102可以经由自以下组中选择的元件或元件的组合被接合至IJ人的手指,该组包括:袖、带、环、胶带、绑带和夹子。
[0029]图8示出了输入装置控制器104的实施例。输入装置控制器104适合于被接合到人的身体107。在本发明的一些实施例中,输入装置控制器104可以经由以下组成的组中选择的元件或元件的组合被接合到人的身体107:绑带、带、胶带、夹子、链、环和腰带。在操作中,输入装置控制器104接收并处理来自信号生成器102的至少一种电信号,并且将指示信号111传输到外骨骼130。在本发明的一些实施例中,输入装置控制器104包含壳体121。
[0030]如图la至图4所示,在本发明的一些实施例中,输入装置控制器104被接合到人的腕部。在本发明的一些实施例中,由输入装置控制器104生成的指示信号111被无线地传输到外骨骼130。在本发明的一些实施例中,穿戴者用助行架114、拐杖112、平行杆、手杖或其他平衡辅助装置的表面接触至少一个信号生成器102时,电信号可以被生成。在本发明的一些实施例中,由输入装置控制器104生成的指示信号111发起外骨骼130中的运动。在本发明的一些实施例中,由输入装置控制器104生成的指示信号111停止外骨骼130。在本发明的一些实施例中,由输入装置控制器104生成的指示信号111引起外骨骼130增加其移动速度。在本发明的一些实施例中,由输入装置控制器104生成的指示信号111引起外骨骼130减慢其移动速度。在本发明的一些实施例中,由输入装置控制器104生成的指示信号111引起外骨骼130在多种操作状态(诸如就座、站立和行走状态)之间转变。
[0031 ] 图9示出了输入装置控制器104的实施例的示意图。在本发明的一些实施例中,输入装置控制器104包含至少一个打印电路板(PCB) 156。PCB156容纳输入装置控制器104的许多部件。在本发明的一些实施例中,输入装置控制器104包含至少一个微型计算机152、无线收发器模块154、电池158和壳体121。在一些实施例中,微型计算机152是由Arduino公司制造到的八位Arduino-Pro-Mini。信号生成器102被连接到微型计算机152的输入引脚。当信号生成器102的致动器108按压平衡辅助装置的手柄113时,微型计算机152通过电线109接收指示使用者已经推压手柄113并且触发致动器的电信号。当致动器108未被触发时,微型计算机152通过电线109接收指示信号生成器102没有按压手柄113的另一电信号。微型计算机152利用串行通信端口 172向被安装在PCB156上的收发器模块154发送指示致动器108是否已经被触发的计算机指示信号。无线收发器模块154将指示信号111传输到其位于外骨骼控制器155上的配对模块。在本发明的示例性实施例中使用的收发器模块154是由Dig1-1nternat1nal制造的XBee (系列1)发送器。具有适当的电压和电流极限的电池158被包括在输入装置控制器104中,以为所有输入装置控制器104的所有部件提供电力。电力开关160接通或断开输入装置控制器104的电力。
[0032]在本发明的一些实施例中,外骨骼130能够向用于处理的输入装置控制器104发送反馈信号,其中反馈信号表示外骨骼的状态。在本发明的一些实施例中,输入装置控制器104还包含显示器120。在操作中,显示器120为使用者示出输入装置控制器104或外骨骼130的状态。在本发明的一些实施例中,显示器120利用由以下组成的组中选择的要素或要素的组合显示输入装置控制器104或外骨骼130的状态:文本、静止图像、动画和视频片段。
[0033]在本发明的一些实施例中,输入装置控制器104还包含振动马达170。在操作中,通过由以下组中选择的要素或要素的组合振动马达170为使用者提供与外骨骼130或输入装置控制器104的状态有关的触感,该组包括:连续、短期间歇和长期间歇振动。
[0034]在本发明的一些实施例中,输入装置控制器104还包含至少一个扬声器171。在操作中,扬声器171为使用者生成与外骨骼130或输入装置控制器104的状态有关的可听见的声音。
[0035]在本发明的一些实施例中,输入装置100包含至少一个信号生成器102和输入装置控制器104,该输入装置100能够被接合到专业人员,并且专业人员能够生成至少一种指示外骨骼130的信号。在本发明的一些实施例中,信号生成器102能够被接合到专业人员,并且输入装置控制器104能够被接合到穿戴外骨骼130的人。
[0036]在本发明的一些实施例中,当信号生成器102接触另一手指时,被接合到人的手指的信号生成器102能够生成至少一种电信号。本发明的进一步实施例包含与之前描述的那些部件类似的部件。
[0037]图10示出了本发明的另一实施例。本发明的输入装置200适合于被接合到人的手部。装置包含器械手套110,器械手套110适合于被接合到人的手部。器械手套110还包含至少一个信号生成器102 (未示
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