关节组件以及包括该关节组件的运动辅助装置的制作方法

技术领域

至少一个示例实施例涉及一种关节组件和/或包括该关节组件的运动辅助装置。

背景技术：

运动辅助装置可用于军事和商业用途，并且可适用于支持老人、肌肉骨骼患者和残疾人的日常生活和康复。

随着快速老龄化社会的来临，越来越多的人可能经历由关节问题带来的病痛和/或不便。因此，对可帮助有关节问题的老人和/或患者行走的运动辅助装置越来越关注。

为了增加便利，用户可能期望运动辅助装置能够被相对长时间的穿戴，允许不受限制的运动，轻便且易于携带，并且一次充电就提供相对长时间的电力。

技术实现要素：

一些示例实施例涉及一种关节组件。

在一些示例实施例中，该关节组件可包括：膨胀圈(profile ring，轮廓圈)，包括凸轮轮廓(cam profile)；转子，被配置为相对于膨胀圈旋转；以及弹性体，连接至转子，该弹性体被配置为响应于转子相对于膨胀圈旋转而存储弹性势能，使得弹性势能对应于凸轮轮廓的形状。

在一些示例实施例中，关节组件还可包括：固定圈，将膨胀圈包围在其中，使得膨胀圈相对于该固定圈选择性地旋转；和捆缚器，被配置为选择性地将膨胀圈结合至转子和固定圈中的一个。

在一些示例实施例中，如果捆缚器将膨胀圈结合至固定圈，则转子被配置为相对于膨胀圈旋转，使得弹性体的弹性势能变化，并且如果捆缚器将膨胀圈结合至转子，则转子和膨胀圈被配置为作为单个刚体旋转，使得弹性体的弹性势能不变化。

在一些示例实施例中，关节组件还可包括：加压部分，连接至弹性体的第一端；以及辊，连接至加压部分，该辊被配置为利用由弹性体生成的弹力来接触凸轮轮廓。

在一些示例实施例中，弹性体包括第一弹性体和第二弹性体，第一弹性体和第二弹性体分别连接至加压部分的第一表面的第一端和第二端，转子的旋转中心介于它们之间。

在一些示例实施例中，弹性体的第二端在转子中的圆柱孔内，并且关节组件还包括在弹性体的侧表面与圆柱孔的内表面之间的减摩构件，该减摩构件被配置为减小弹性体与转子之间的摩擦。

在一些示例实施例中，转子被配置为旋转，使得当转子处于初始状态时，从转子的旋转中心到辊的端部的距离最大。

在一些示例实施例中，凸轮轮廓的形状使得从转子的旋转中心到凸轮轮廓的一部分的距离小于或等于从转子的旋转中心到辊的端部的最小距离。

在一些示例实施例中，凸轮轮廓的形状使得凸轮轮廓的两侧相对于转子的初始位置不对称。

一些其它示例实施例涉及一种关节组件。

在一些示例实施例中，该关节组件包括：膨胀圈(profile ring，轮廓圈)，包括凸轮轮廓；转子，被配置为相对于膨胀圈旋转；线缆，被配置为响应于转子的旋转而缠绕在凸轮轮廓上；以及弹性体，连接至线缆，该弹性体被配置为响应于线缆的缠绕而存储弹性势能。

在一些示例实施例中，关节组件还包括：固定圈，包围膨胀圈，使得膨胀圈相对于该固定圈旋转；以及捆缚器，被配置为选择性地将膨胀圈结合至转子和固定圈中的一个。

在一些示例实施例中，如果捆缚器将膨胀圈结合至固定圈，则转子被配置为相对于膨胀圈旋转，使得线缆被缠绕在凸轮轮廓上以使弹性体的弹性势能变化，并且如果捆缚器将膨胀圈结合至转子，则转子和膨胀圈被配置为作为单个刚体旋转，使得弹性体的弹性势能不变化。

在一些示例实施例中，转子包括沿其外周的防松弛狭槽，膨胀圈包括沿其外周的与防松弛狭槽对应的引导狭槽，关节组件还包括连接至线缆的一侧的线缆支架，线缆支架被配置为在引导狭槽和防松弛狭槽内移动。

在一些示例实施例中，引导狭槽的长度大于防松弛狭槽的长度。

在一些示例实施例中，弹性体包括第一弹性体和第二弹性体，线缆包括第一线缆和第二线缆，第一线缆的第一端和第二线缆的第一端分别连接至第一弹性体和第二弹性体，线缆支架包括分别连接至第一线缆的第二端和第二线缆的第二端的第一线缆支架和第二线缆支架，并且引导狭槽包括分别被配置为引导第一线缆支架和第二线缆支架的第一引导狭槽和第二引导狭槽。

在一些示例实施例中，转子包括：旋转体；以及延伸体，从旋转体延伸，该延伸体具有第一侧和第二侧，第一弹性体和第二弹性体分别在延伸体的第一侧和第二侧上。

在一些示例实施例中，关节组件还包括与延伸体相邻的多个惰轮，其中，线缆被缠绕在延伸体和惰轮之间以调节线缆中的张力。

在一些示例实施例中，关节组件还包括在固定圈上的止动件，如果转子或膨胀圈接触该止动件，则该止动件被配置为防止转子和膨胀圈中的一个或更多个旋转。

在一些示例实施例中，凸轮轮廓被成形为使得凸轮轮廓的两侧相对于转子的初始位置不对称。

在一些示例实施例中，关节组件还包括：固定圈，包围膨胀圈，使得膨胀圈相对于该固定圈旋转，其中，弹性体被配置为当线缆缠绕在凸轮轮廓上时使弹性势能变化。

在一些示例实施例中，转子包括沿其外周的防松弛狭槽，膨胀圈包括沿其外周的与防松弛狭槽对应的引导狭槽，关节组件还包括连接至线缆的一侧的线缆支架，该线缆支架被配置为在引导狭槽和防松弛狭槽内移动，使得当线缆支架向引导狭槽的一端移动时，转子被配置为随膨胀圈一起旋转。

在一些示例实施例中，关节组件还包括在固定圈上的止动件，该止动件被配置为阻止转子和膨胀圈中的一个或更多个旋转，使得当止动件阻止膨胀圈的旋转时，转子被配置为在膨胀圈静止的同时旋转，以使弹性体的弹性势能的大小变化。

一些示例实施例涉及一种运动辅助装置。

在一些示例实施例中，该运动辅助装置包括：固定装置，被配置为附接至用户的身体的第一部分；支撑件，被配置为向用户的身体的第二部分提供辅助力；驱动器，包括被配置为供应动力的致动器；以及关节组件，连接至固定装置和支撑件，该关节组件被配置为将来自致动器的动力和通过作为辅助力的弹力提供的附加动力传送给支撑件。

在一些示例实施例中，关节组件包括：固定圈，连接至固定装置；转子，连接至支撑件，该转子被配置为选择性地接收来自致动器的动力；膨胀圈，包括凸轮轮廓，该膨胀圈被配置为相对于固定圈和转子旋转；以及弹性体，被配置为存储响应于转子的旋转而变化的弹性势能。

在一些示例实施例中，运动辅助设备选择性地在至少四种操作模式中的一种操作模式下操作，这四种操作模式包括：无源辅助模式，其中，转子通过存储在弹性体中的弹性势能来驱动；有源辅助模式，其中，转子通过从连接至转子的致动器供应的动力来驱动；混合辅助模式，其中，转子通过从致动器供应的动力和存储在弹性体中的弹性势能二者来驱动；以及自由模式，其中转子通过从用户提供的力来人工驱动。

在一些示例实施例中，关节组件还包括捆缚器，其被配置为选择性地将膨胀圈结合至转子和固定圈中的一个。

在一些示例实施例中，如果运动辅助设备在无源辅助模式下操作，则捆缚器被配置为将膨胀圈结合至固定圈并且致动器被配置为不向转子传送动力，如果运动辅助设备在有源辅助模式下操作，则捆缚器被配置为将膨胀圈结合至转子并且致动器被配置为向转子传送动力，如果运动辅助设备在混合辅助模式下操作，则捆缚器被配置为将膨胀圈结合至固定圈并且致动器被配置为向转子传送动力，如果运动辅助设备在自由模式下操作，则捆缚器被配置为将膨胀圈结合至转子并且致动器被配置为不向转子传送动力。

在一些示例实施例中，运动辅助设备还包括控制器，其被配置为指示致动器将捆缚器移至第一位置和第二位置中的一个位置，第一位置是捆缚器将膨胀圈结合至转子的位置，第二位置是捆缚器将膨胀圈结合至固定圈的位置。

在一些示例实施例中，运动辅助设备还包括被配置为感测与用户的运动有关的信息的一个或更多个传感器，其中，控制器被配置为分析与用户的运动有关的信息，并且向驱动器和关节组件中的一个或更多个发送指令以将运动辅助装置的操作模式设定为四种操作模式中的一种。

在一些示例实施例中，控制器被配置为分析所述信息以确定用户是否行走困难，如果用户行走困难，则将运动辅助装置的操作模式设定为有源辅助模式和混合辅助模式中的一个。

示例实施例的附加方面将在在以下描述中部分地阐述，并且部分地将从该描述显而易见，或者可从本公开的实践而了解。

附图说明

这些和/或其它方面将从以下结合附图进行的示例实施例的描述变得显而易见并且更容易理解，其中：

图1是示出根据至少一个示例实施例的运动辅助装置的透视图；

图2是示出根据至少一个示例实施例的关节组件的内部结构的剖视图；

图3A和图3B示出根据至少一个示例实施例的凸轮轮廓的示例；

图4是示出根据至少一个示例实施例的关节组件的侧面剖视图；

图5是示出根据至少一个示例实施例的确定运动辅助装置的操作模式的处理的示图；

图6A、图6B、图6C和图6D是描述在根据至少一个示例实施例的运动辅助装置的操作模式下关节组件的操作形式的剖视图；

图7是示出根据至少一个示例实施例的混合辅助模式的操作处理的示图；

图8A、图8B、图8C和图8D是示出根据至少一个示例实施例的关节组件的俯视图；

图9是示出根据至少一个示例实施例的关节组件的侧面剖视图；

图10A和图10B是描述根据至少一个示例实施例的关节组件响应于捆缚器的操作的操作形式的俯视图；

图11A、图11B和图11C是描述根据至少一个示例实施例的缺少捆缚器的关节组件的操作形式的俯视图；

图12示出根据示例实施例的控制器；以及

图13和图14示出根据示例实施例的运动辅助设备的控制方法。

具体实施方式

以下，将参照附图详细描述一些示例实施例。关于指派给图中的元件的标号，应该注意的是，只要可能，相同的元件将由相同的标号表示，即使它们被示出于不同的图中。另外，在描述实施例时，当认为公知的相关结构或功能的详细描述将导致本公开的含糊解释时，将省略这样的描述。

然而，应该理解，并非意在将本公开限于所公开的特定示例实施例。相反，示例实施例将涵盖落入示例实施例的范围内的所有修改形式、等同形式和另选形式。贯穿附图的描述，相似的数字表示相似的元件。

另外，本文中可使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的术语来描述组件。这些术语中的每一个并非用于限定对应组件的本质、顺序或序列，而是仅用于将对应组件与其它组件相区分。应该注意的是，如果在说明书中描述了一个组件“连接”、“结合”或“接合”至另一组件，则第三组件可“连接”、“结合”或“接合”在第一组件和第二组件直接，但是第一组件可直接连接、结合或接合至第二组件。

本文中所使用的术语仅用于描述特定实施例，而非意在限制。如本文所用，除非另外清楚地指示，否则单数形式意在也包括复数形式。还将理解，术语“包括”当用在本文中时指明存在所提及的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。

还应该注意的是，在一些另选实现方式中，所称的功能/行为可不按图中所示的顺序发生。例如，根据所涉及的功能/行为，连续示出的两个图可事实上基本上同时执行，或者可有时按照相反的顺序执行。

可参照可结合下面更详细讨论的单元和/或装置实现的行为和操作的符号表示(例如，以流程图、数据流图、结构图、框图等的形式)来描述示例实施例。尽管以特定方式讨论，特定方框中所指定的功能或操作可与流程图等中所指定的流程不同地执行。例如，被示出为在两个连续方框中连续地执行的功能或操作可实际上同时执行，或者在一些情况下按照相反的顺序执行。

根据一个或更多个示例实施例的单元和/或装置可利用硬件、软件和/或其组合来实现。例如，硬件装置可利用处理电路来实现，诸如(但不限于)处理器、中央处理单元(CPU)、控制器、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、系统芯片(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、或者能够以定义的方式对指令作出响应并执行的任何其它装置。

软件可包括计算机程序、程序代码、指令或者其一些组合，以用于独立地或共同地指示或配置硬件装置按照期望操作。计算机程序和/或程序代码可包括能够通过一个或更多个硬件装置(诸如上述硬件装置中的一个或更多个)实现的程序或计算机可读指令、软件组件、软件模块、数据文件、数据结构等。程序代码的示例包括由编译器生成的机器代码和利用解释器执行的高级程序代码二者。

例如，当硬件装置是计算机处理装置(例如，处理器、中央处理单元(CPU)、控制器、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微型计算机、微处理器等)时，计算机处理装置可被配置为通过根据程序代码执行算术、逻辑和输入/输出操作来实现程序代码。一旦程序代码被载入计算机处理装置中，计算机处理装置就可被编程以执行该程序代码，从而将计算机处理装置变换成专用计算机处理装置。在更具体的示例中，当程序代码被载入处理器中时，处理器被编程以执行程序代码以及与其对应的操作，从而将处理器变换成专用处理器。

软件和/或数据可被永久地或暂时地实现于任何类型的机器、组件、物理或虚拟设备或者能够向硬件装置提供指令或数据或者由硬件装置解释的计算机存储介质或装置中。软件还可分布于联网的计算机系统上，以使得该软件以分布式方式被存储和执行。具体地讲，例如，软件和数据可由一个或更多个计算机可读记录介质(包括本文所讨论的有形或非暂时性计算机可读存储介质)存储。

根据一个或更多个示例实施例，计算机处理装置可被描述为包括执行各种操作和/或功能的各种功能单元，以增加描述的清晰。然而，计算机处理装置并非意在限于这些功能单元。例如，在一个或更多个示例实施例中，所述功能单元的各种操作和/或功能可由其它一些功能单元执行。另外，计算机处理装置可执行各种功能单元的操作和/或功能，而无需将计算机处理单元的操作和/或功能再分到这些各种功能单元中。

根据一个或更多个示例实施例的单元和/或装置还可包括一个或更多个存储装置。所述一个或更多个存储装置可以是有形或非暂时性计算机可读存储介质，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、永久大容量存储装置(诸如硬盘)、固态(例如，NAND闪速)装置和/或能够存储和记录数据的任何其它类似数据存储机制。所述一个或更多个存储装置可被配置为存储计算机程序、程序代码、指令或者其一些组合，以用于一个或更多个操作系统和/或用于实现本文所述的示例实施例。计算机程序、程序代码、指令或者其一些组合还可利用驱动机制从单独的计算机可读存储介质载入所述一个或更多个存储装置和/或一个或更多个计算机处理装置中。这样的单独的计算机可读存储介质可包括通用串行总线(USB)闪存驱动器、记忆棒、蓝光/DVD/CD-ROM驱动器、存储卡和/或其它类似计算机可读存储介质。计算机程序、程序代码、指令或者其一些组合可经由本地计算机可读存储介质从远程数据存储装置被载入一个或更多个存储装置和/或一个或更多个计算机处理装置中。另外，计算机程序、程序代码、指令或者其一些组合可从被配置为经由网络传送和/或分发计算机程序、程序代码、指令或者其一些组合的远程计算系统载入一个或更多个存储装置和/或一个或更多个处理器中。该远程计算系统可经由有线接口、空中接口和/或任何其它类似介质传送和/或分发计算机程序、程序代码、指令或者其一些组合。

一个或更多个硬件装置、一个或更多个存储装置和/或计算机程序、程序代码、指令或者其一些组合可为了示例实施例的目的而专门地设计和构造，或者它们可以是为了示例实施例的目的而被更改和/或修改的已知装置。

诸如计算机处理装置的硬件装置可运行操作系统(OS)以及在OS上运行的一个或更多个软件应用。计算机处理装置还可响应于软件的执行访问、存储、操纵、处理和创建数据。为了简单，一个或更多个示例实施例可被举例说明为一个计算机处理装置；然而，本领域技术人员将理解，硬件装置可包括多个处理元件以及多种类型的处理元件。例如，硬件装置可包括多个处理器或者处理器和控制器。另外，其它处理配置也是可以的，诸如并行处理器。

现在将参照示出了一些示例实施例的附图更充分地描述各种示例实施例。在附图中，为了清晰夸大了层和区域的厚度。

图1是示出根据至少一个示例实施例的运动辅助装置的透视图。

参照图1，运动辅助装置1可被用户穿戴并且可辅助用户的运动。用户可以是例如人类、动物和机器人，然而，示例实施例不限于此。

另外，尽管图1示出运动辅助装置1辅助用户的大腿部位的运动的示例，但是运动辅助装置1还可辅助上半身的另一部位(诸如手、上臂、下臂等)或者下半身的另一部位(诸如臀部、膝盖、脚、小腿肚等)。即，运动辅助装置1可辅助用户的部位的运动。

以下，为了简明，将基于运动辅助装置1辅助用户的下半身(具体地讲，用户的大腿部位的运动)的示例进行描述。

运动辅助装置1可包括关节组件10、固定模块(或者可选地，固定装置)20、支撑模块(或者可选地，支撑器)30和驱动模块(或者可选地，驱动器)40。

固定模块20可被附着至用户。固定模块20可与用户的外部身体的至少一部分接触。固定模块20可支撑用户的后部，并且固定模块20的一部分可按照沿着用户的外部身体覆盖用户的外部身体的形状设置。例如，固定模块20可被固定到用户的后背并且可部分地覆盖用户的腰部。

尽管未示出，固定模块20可包括长度调节装置，长度调节装置被配置为调节固定模块20的长度以适合于用户。例如，长度调节装置可包括带扣结构、齿条和齿轮结构、钩环结构或弹性体结构。

在采用齿条和齿轮结构的情况下，固定模块20可包括多个框架。各自形成有框架的齿条和齿轮可通过相互啮合来滑动，从而调节固定模块20的长度。

另选地，在采用钩环结构的情况下，可通过修改钩或环构件的附着位置来调节固定模块20的长度。作为另一示例，在采用弹性体结构的情况下，由于弹性体的长度与用户的穿戴部分的外周对应地延伸，所以固定模块20的长度可调节。

驱动模块40可向关节组件10(稍后将描述)供应动力，并且可包括致动器，该致动器被配置为被供应电压或电流并且产生动力。

驱动模块40可被设置到固定模块20的一部分。在这种情况下，驱动模块40的至少一部分可被接纳于盒中，从而被安装到固定模块20。

驱动模块40可被附接到固定模块20，使得驱动模块40与用户的接近部位对齐。用户的接近部位可指示用户的中心部位，诸如后背、腰部、躯干等。例如，固定模块20可被配置为覆盖用户的腰部，驱动模块40可被附着到固定模块20，从而被安装到用户的接近部位。

支撑模块30可支撑用户的一部分并且可支撑用户的局部运动。

支撑模块30可包括侧支撑体31。侧支撑体31可沿着用户的下半身的侧面延伸。可设置多个侧支撑体31。

例如，侧支撑体31可分别沿着大腿和小腿肚设置，并且侧支撑体31可利用连接接头32来连接。连接接头32可被设置为与关节部分相邻，并且侧支撑体31可执行类似于人体的运动。

侧支撑体31可连接至关节组件10，并且可被供应来自关节组件10的动力从而操作。然而，这仅是示例，支撑模块30的另一部分可被驱动以辅助用户的运动。

前支撑体33可将支撑模块30固定到大腿或小腿肚。例如，前支撑体33可从侧支撑体31延伸并且覆盖大腿或小腿肚。前支撑体33可与侧支撑体31一起操作。

然而，支撑模块30的配置不限于此。例如，支撑模块30可具有不同的结构，其中，支撑模块30仍被供应来自驱动模块40或关节组件10的动力以辅助用户的运动。

关节组件10可连接驱动模块40和支撑模块30。例如，关节组件10的一侧可被固定到固定模块20从而连接至驱动模块40。关节组件10的另一侧可连接至支撑模块30。

关节组件10可被设置在用户的关节部位处，并且可按照与关节部位相似的方式来操作。参照图1，关节组件10被设置为与用户的股骨区域相邻(例如，用户的髋关节处)。

关节组件10可将动力传送至支撑模块30。

关节组件10可利用从驱动模块40供应的动力或者利用在关节组件10中出现的弹性势能来驱动支撑模块30。

关节组件10可将外部动力和弹性势能二者均传送至支撑模块30，或者可选择性地传送外部动力或弹性势能中的一个或更多个。关节组件10还可选择性地禁止向支撑模块30传递任何动力。

为此，关节组件10可包括能够存储弹性势能的构造。

以下，将描述关节组件10的结构和关节组件10的操作模式。

图2是示出根据至少一个示例实施例的关节组件的内部结构的剖视图。

参照图2，关节组件10可被配置为使得弹性体130的弹性势能可响应于转子120的旋转而变化。

关节组件10可包括：膨胀圈(profile ring，轮廓圈)110，其包括凸轮轮廓111；以及转子120，其被配置为相对于膨胀圈110旋转。转子120的至少一部分可在由凸轮轮廓111形成的膨胀圈110的内部空间中旋转。

弹性体130可连接至转子120，并且响应于转子120相对于膨胀圈110旋转，弹性体130可存储弹性势能。

例如，转子120可沿着凸轮轮廓111在膨胀圈110内旋转，并且随着连接至转子120的弹性体130被按压，与凸轮轮廓111对应的弹性势能可被存储在弹性体130中。

为此，转子120和加压部分160的一侧可连接至弹性体130，辊170可被设置在加压部分160的另一侧上。由于弹性体130的弹力，辊170可保持与凸轮轮廓111的接触状态。

转子120可通过用户的运动或外部动力来驱动。例如，转子120可连接至驱动模块40和支撑模块30。

当转子120在膨胀圈110中旋转时，加压部分160可通过辊170的方式沿着凸轮轮廓111移动，从而弹性体130可被按压或伸展。

弹性体130可包括第一弹性体130a和第二弹性体130b，第一弹性体130a和第二弹性体130b可分别连接至加压部分160的第一侧和第二侧。

由于上述结构，加压部分160的位置可被稳定地保持。弹性势能可被有效地存储在弹性体130中，而不管弹性体130的旋转方向如何。

弹性体130的一部分可在转子120内，弹性体130的另一部分可暴露于转子120之外。例如，可在转子120中形成数量与弹性体130的数量对应的圆柱孔121，各个弹性体130的一部分可被容纳于多个圆柱孔121中的相应的一个中。

弹性体130可在圆柱孔121内被按压或伸展，减摩构件180可减小弹性体130与圆柱孔121的内表面之间发生的摩擦。例如，减摩构件180可包括直线套管(bushing)。

减摩构件180可被设置在弹性体130与圆柱孔121的内表面之间，并且可被配置为围绕弹性体130。

减摩构件180可基于弹性体130的压缩级别来形成。例如，当转子120没有旋转，即，处于静止状态时，转子120和加压部分160可被设置为通过弹性体130的方式彼此分离。因此，当转子120处于静止状态时，减摩构件180可被配置为与加压部分160接触并且与圆柱孔121的末端分离。

当弹性体130被按压并且响应于此，转子120和加压部分160彼此接触时，减摩构件180可与圆柱孔121的端部接触。即，减摩构件180可被形成为与弹性体130的最大压缩长度对应。

由于上述结构，减摩构件180可减小弹性体130与圆柱孔121的内表面之间的摩擦，而不会阻碍正被按压的弹性体130。

作为另一示例，减摩构件180的长度可被配置为通过采用滑动结构响应于弹性体130的压缩或伸展而变化。

凸轮轮廓111可指示膨胀圈110的内表面的形状。响应于沿着凸轮轮廓111移动的辊170，弹性体130可被按压并且可存储与凸轮轮廓111对应的弹性势能。将在下面进一步描述凸轮轮廓111。

关节组件10可包括固定圈140。例如，固定圈140可被固定到固定模块20以固定关节组件10的位置。膨胀圈110可相对于固定圈140旋转。

固定圈140可选择性地与膨胀圈110耦合(将在下面描述)。当固定圈140选择性地与膨胀圈110耦合时，转子120可独自相对于膨胀圈110旋转。

可选地，膨胀圈110可选择性地与转子120耦合。当膨胀圈110选择性地与转子120耦合时，膨胀圈110和转子120可相对于固定圈140执行刚体运动。

固定圈140、膨胀圈110和转子120之间的耦合关系将在下面进一步描述。

图3A和图3B示出根据至少一个示例实施例的凸轮轮廓的示例。图3A示出凸轮轮廓具有逐渐减小的直径的形式，图3B示出凸轮轮廓不对称的形式。

参照图3A和图3B，可基于转子120的旋转角度、据此的转矩、从转子120的旋转中心到辊170的距离等来确定凸轮轮廓111的形状。

例如，可基于根据转子120的旋转角度的离心力、由转子120与凸轮轮廓111之间的接触引起的反作用力以及由弹性体130引起的弹力来确定凸轮轮廓111的形状。可根据转子120是否在设定的可移动范围内操作以及转子120是否提供足够的辅助力来确定凸轮轮廓111的形状。

可基于用户、使用目的等来设计凸轮轮廓111的形状，例如，可基于期望的关节组件10提供的弹性势能量来设计形状。

以下，尽管将利用示例描述凸轮轮廓111的形状，但是凸轮轮廓111的形状不限于此，而且可通过考虑上述事项而不同地设计。

参照图3A，凸轮轮廓111可被形成为使得一侧的直径大于另一侧的直径。

在转子120没有旋转的状态为初始状态并且从转子120的旋转中心C到凸轮轮廓111的距离为中心距离D1的示例中，中心距离D1可被配置为大于或等于从已旋转的转子120的旋转中心C到辊170的端部的距离D2和/或D3。

即，从转子120的旋转中心C到辊170的端部的距离可被配置为在初始状态下最大。

由于从转子120的旋转中心C到辊170的端部的距离在初始状态下最大，所以弹性体130可响应于转子120的旋转而被按压，因此，弹性势能可被存储在弹性体130中。

在从转子120的旋转中心C到辊170的端部的距离当中，在转子120和加压部分160由于弹性体130的收缩而接触的状态下距离D3可小于距离D2。

即，凸轮轮廓111的直径的一部分可被形成为小于从旋转中心C到辊170的端部的最小距离，从而防止转子120旋转超过预设角度或更多。上述配置可防止转子120超过正常操作范围而发生故障。

参照图3B，凸轮轮廓111的两侧可基于初始位置不对称。

如上所述，由于弹性体130根据凸轮轮廓111存储弹性势能，所以可基于转子120的旋转方向所需的动力来确定凸轮轮廓111。因此，要存储的弹性势能的大小可基于转子120的旋转方向而变化。

例如，当关节组件10被应用于辅助用户的下半身运动的运动辅助装置1时，用户的各个行走阶段所需的功率可能不同。

在此示例中，当用户的设置有关节组件10的腿向前移动并且与地面接触时，转子120可朝着内圈的一侧旋转并且可基于腿与地面之间的接触点开始转动用户的身体的运动。

这里，用户的设置有关节组件10的腿可在用户的腿伸开的状态下生成旋转动力。同时，用户的另一条腿可弯曲并且朝着身体的后方移动。

当用户的身体向前移动时，用户的另一条腿也可向前移动并且可与地面接触。同时，用户的设置有关节组件10的腿可在弯曲状态下朝着身体的后方移动。

在此过程中，转子120可朝着内圈的另一侧旋转，并且弹性势能可增加，从而使用户的腿的运动减速。

当用户的腿基于初始位置转动时，弹性势能可被存储。当用户的腿朝着初始位置移动时，弹性势能可提供辅助力。

这里，当用户的腿位于用户身体的后方时，与用户的腿位于用户身体的前方的情况相比，可能需要相对大的辅助力。可选地，当用户的腿位于用户身体的后方时，与用户的腿位于用户身体的前方的情况相比，旋转角度相对大，因此可存储相对大的弹性势能。

通过考虑上述特征将凸轮轮廓111的两侧形成为不对称，弹性势能可被确定为基于转子120的旋转方向而不同。

例如，参照图3B，基于包括转子120的旋转中心C的轴线测量的凸轮轮廓111的一侧的倾斜T₁可被形成为小于凸轮轮廓111的另一侧的倾斜T₂。

因此，从旋转中心C到位于转子120朝着一侧旋转预设角度的位置的辊170的端部的距离D4可大于从旋转中心C到位于转子120朝着另一侧旋转预设角度的位置的辊170的端部的距离D5。

与图3A和图3B的示例不同，凸轮轮廓111在转子120朝着中心距离D1的两侧旋转预设角度的位置的直径可等于中心距离D1。在此配置中，尽管转子120在初始位置旋转预设角度，但是弹性体130的弹性势能可不变化。因此，在需要自由运动或者不需要辅助力的区段中，用户可在不使用弹力的情况下移动。

作为另一示例，可针对各个行走阶段提供不同的辅助力，或者凸轮轮廓111的两侧可通过使凸轮轮廓111弯曲被配置为具有不同的长度。

图4是示出根据至少一个示例实施例的关节组件的侧面剖视图。

如上所述，可利用从外部供应的动力来驱动转子120。例如，旋转轴43可连接在转子120的中心处，旋转轴43可连接至驱动模块40以将动力传送至转子120。

另选地，旋转轴43可连接至驱动齿轮42，驱动齿轮42可连接至致动器41。这样，可将动力从致动器41传送至转子120。

动力可被选择性地供应给转子120。即，转子120可利用从外部供应的功率来驱动，或者可代替使用外部功率，仅随用户的运动而旋转。

转子120可相对于膨胀圈110旋转，膨胀圈110可相对于固定圈140旋转。为了辅助转子120和膨胀圈110的旋转，可在膨胀圈110与固定圈140之间设置轴承191，可在膨胀圈110与转子120之间设置轴承192。

捆缚器150可选择性地将膨胀圈110固定到转子120和固定圈140中的一个。例如，可在转子120、膨胀圈110和固定圈140上形成止动台阶。捆缚器150可与形成在膨胀圈110与转子120之间的止动台阶结合或者与形成在膨胀圈110与固定圈140之间的止动台阶结合。这里，使用捆缚器150的结合方法不限于此，可使用各种方法。

当捆缚器150将膨胀圈110固定到固定圈140时，关节组件10可按照上述方式操作。即，响应于转子120的旋转，弹性势能可被存储在弹性体130中，从而向外部供应辅助力。

当捆缚器150将膨胀圈110固定到转子120时，代替沿着凸轮轮廓111移动，转子120可与膨胀圈110一起移动。因此，尽管转子120旋转，弹性体130的弹性势能可不变化。因此，可不向外部供应由弹力带来的辅助力。

由于上述配置，可向用户选择性地供应由弹力带来的辅助力。另选地，捆缚器150可被自动地控制，如果需要附加辅助力则可供应由弹力带来的辅助力。例如，第二致动器(未示出)可连接至捆缚器150以将捆缚器150在第一位置与第二位置之间切换，其中，在第一位置，捆缚器150将膨胀圈110结合至转子120，在第二位置，捆缚器150将膨胀圈110结合至固定圈140。

图5是示出根据至少一个示例实施例的确定运动辅助装置的操作模式的处理的示图，图6A、图6B、图6C和图6D是描述在根据至少一个示例实施例的运动辅助装置的操作模式下关节组件的操作形式的剖视图。

参照图5以及图6A至图6D，可基于捆缚器150的控制和存在/不存在外部功率来确定操作模式。

当捆缚器150被设置在固定圈140和膨胀圈110之间以将膨胀圈110与固定圈140结合时，可供应由弹力带来的辅助力。

这里，当从致动器41供应功率时，运动辅助装置1可在由弹力带来的辅助力T_p和致动器41的功率T_a被全部使用的混合辅助模式下操作。图6A示出在混合辅助模式下操作的关节组件10。

当没有从致动器41供应动力时，运动辅助装置1可在仅供应由弹力带来的辅助力T_p的无源辅助模式下操作。图6B示出在无源辅助模式下操作的关节组件10。

当捆缚器150被设置在膨胀圈110和转子120之间以将膨胀圈110与固定圈140结合时，可不供应由弹力带来的辅助力T_p。

当从致动器41供应动力时，运动辅助装置1可在仅供应致动器41的动力T_a的有源辅助模式下操作。图6C示出在有源辅助模式下操作的关节组件10。

当没有从致动器41供应动力时，运动辅助装置1可在运动辅助装置1仅利用用户的运动来操作的自由模式下操作。图6D示出在自由模式下操作的关节组件10。

图7是示出根据至少一个示例实施例的混合辅助模式下的操作处理的示图。

参照图7，混合辅助模式可以是致动器41的动力和由弹力带来的辅助力全部被使用的模式。

例如，当运动辅助装置1辅助用户的行走时，设置在用户的关节部分处的关节组件10可随着关节部分的运动而操作。

在混合辅助模式下，可基于转子120的旋转角度或旋转速度来确定由弹力提供的辅助力和由致动器41提供的动力。

最初，可基于旋转角度来确定由弹力带来的辅助力和致动器41带来的动力的操作区段。

由于在混合辅助模式下使用弹力，所以在转子120随着用户的行走而旋转的同时可存储弹性势能。可基于旋转角度来确定弹性势能，并且弹性势能的大小可基于弹性体130的类型和膨胀圈110的形状而变化。

可在行走辅助轮廓的需要相对大的辅助力的区段中供应致动器41的动力。例如，用户正在做大量正功的步态循环的一部分。

例如，基于转子120的初始位置，致动器41的动力可不在相对小的旋转角度区段中工作，并可响应于旋转角度的增加而工作。

另选地，弹性势能可根据旋转角度的增加而增加，并且因此，由于通过弹力的旋转可能需要相对大的力，所以致动器41可提供动力以辅助用户的运动。

随后，可基于旋转速度确定致动器41的动力的大小。在用户缓慢行走时以及在用户快速行走时可能需要不同的动力级别。因此，可基于用户的行走速度来控制致动器41的动力的大小。

另外，致动器41的力的操作区段可基于旋转速度来确定。例如，致动器41的动力可在用户快速行走时(而非用户缓慢行走时)的相对宽的区段中工作。

混合辅助模式下的致动器41的动力的大小和速度可基于上述因素来确定。致动器41的动力和由弹性体130带来的动力可一起工作，由此关节组件10可驱动支撑模块30。

图8A、图8B、图8C和图8D是示出根据至少一个示例实施例的关节组件的俯视图。

图8A示出关节组件的结合状态，图8B示出内部转子的形状，图8C示出膨胀圈的形状，图8D示出固定圈的形状。

相似的名称表示包括在上述示例实施例中的相似的构成元件以及具有共同功能的构成元件。除非另外描述，否则以上利用示例实施例进行的描述可适用于以下示例实施例，这里将省略与其有关的进一步描述。

参照图8A至图8D，关节组件200可被配置为使得响应于转子220相对于膨胀圈210的旋转，线缆231缠绕在凸轮轮廓211上，弹性体232的弹性势能响应于线缆231的缠绕而变化。

转子220可包括旋转体220a以及从旋转体220a的一侧延伸的延伸体220b。

尽管未示出，旋转体220a可连接至驱动模块40，延伸体220b可连接至支撑模块30。旋转体220a可通过旋转轴43和驱动齿轮42的方式连接至致动器41，并且可选择性地被供应外部功率。

转子220可相对于膨胀圈210旋转。

防松弛狭槽222可形成在转子220上，引导狭槽212可形成在膨胀圈210上。防松弛狭槽222可沿着转子220的外周方向形成，引导狭槽212可沿着膨胀圈210的外周方向形成。引导狭槽212可包括第一引导狭槽212a和第二引导狭槽212b。

防松弛狭槽222和引导狭槽212可形成在对应位置。例如，在旋转体220a的中心和膨胀圈210的中心匹配的状态下，防松弛狭槽222和引导狭槽212可被形成为部分地交叠。

引导狭槽212的长度可大于防松弛狭槽222的长度。在初始状态下，引导狭槽212可被配置为从防松弛狭槽222的两侧延伸。

关节组件200可包括线缆231和弹性体232。线缆231可响应于转子220的旋转而缠绕在凸轮轮廓211上，并且可按压或伸展连接至线缆231的弹性体232，从而改变弹性体232的弹性势能。

线缆231的一侧可连接至延伸体220b的一侧，线缆231的另一侧可连接至线缆支架250。线缆支架250可被设置为穿过防松弛狭槽222和引导狭槽212。

用于调节线缆231的张力的惰轮233可被设置在延伸体220b的一侧。惰轮233可以是旋转滑轮。线缆231可被设置在延伸体220b与惰轮233之间。

由于惰轮233的位置可变，所以线缆231的张力可通过朝着延伸体220b移动惰轮233而增大，线缆231的张力可通过背离延伸体220b移动惰轮233而减小。

弹性体232可被设置在转子220的两侧，以使得弹性体232可存储弹性势能而不管转子220的旋转方向如何。

例如，弹性体232可包括第一弹性体232a和第二弹性体232b。第一弹性体232a和第二弹性体232b可被分别设置在延伸体220b的两侧。

线缆231可包括连接至第一弹性体232a的第一线缆231a和连接至第二弹性体232b的第二线缆231b。另外，线缆支架250可包括连接至第一线缆231a的第一线缆支架250a和连接至第二线缆231b的第二线缆支架250b。另外，惰轮233可包括第一惰轮233a和第二惰轮233b。第一惰轮233a和第二惰轮233b可分别被设置在延伸体220b的两侧。

第一线缆支架250a和第二线缆支架250b可被设置为分别与防松弛狭槽222的两端接触。第一线缆支架250a和第二线缆支架250b可连接至弹性体232，从而保持线缆支架250的位置。

引导狭槽212的长度可大于防松弛狭槽222的长度。因此，尽管第一线缆支架250a和第二线缆支架250b分别位于防松弛狭槽222的两端，但是第一线缆250a和第二线缆支架250b可分别与引导狭槽212的两端分离。

通过上述配置，可防止线缆231和弹性体232变松弛。

例如，尽管第二弹性体232b响应于转子220的顺时针旋转而伸展，第一线缆支架250a可位于防松弛狭槽222的一端，因此，可维持从第一线缆支架250a到延伸体220b的一侧的最小距离。因此，可防止第一线缆231a和第一弹性体232a变松弛。

如图8C所示，第一引导狭槽212a和第二引导狭槽212b可通过分离物212c来彼此分离。第一线缆支架250a和第二线缆支架250b可分别被设置到第一引导狭槽212a和第二引导狭槽212b。

引导狭槽212的长度可指示包括第一引导狭槽212a、第二引导狭槽212b和分离物212c的长度。

由于引导狭槽212、线缆支架250和防松弛狭槽222由于转子220的旋转而彼此相互作用，所以可限制转子220的旋转。例如，第一引导狭槽212a和第二引导狭槽212b可被形成为具有不同的长度，使得旋转角度可被限制为基于转子220的旋转方向而不同。与其有关的描述将在下面进行。

凸轮轮廓211可形成在膨胀圈210的一侧。在转子220形成在膨胀圈210的前表面上的示例中，凸轮轮廓211可形成在膨胀圈210的后表面上。另选地，膨胀圈210可包括多个表面，凸轮轮廓211可被设置在这多个表面之间。

随着线缆231缠绕在凸轮轮廓211上，弹性体232的弹性势能可变化。即，可基于凸轮轮廓211的形状确定弹性势能。类似于参照图3A和图3B描述的凸轮轮廓111，凸轮轮廓211可不对称或者可包括曲线。

固定圈240可被固定到固定模块20，从而固定关节组件200的位置。膨胀圈210可相对于固定圈240旋转。

固定圈240可包括被配置为干扰膨胀圈210或转子220的旋转的止动件241。当膨胀圈210或转子220的旋转达到预设(或者另选地，期望的)角度时，可通过止动件241来限制膨胀圈210或转子220的旋转。

例如，止动件241可从固定圈240突出，膨胀圈210和转子220的至少一部分可向外突出，以使得膨胀圈210和转子220可干预止动件241。

冲击吸收构件213可被形成在膨胀圈210或转子220干预止动件241的表面上。冲击吸收构件213可包括类似海绵的材料，例如橡胶材料。

冲击吸收材料213可防止膨胀圈210或转子220由于与止动件241接触而被损坏。图8C示出冲击吸收构件213形成在膨胀圈210上的示例。

图9是根据至少一个示例实施例的关节组件的侧面剖视图。

参照图9，捆缚器260可选择性地将膨胀圈210固定到转子220和固定圈240中的一个。

图10A和图10B是描述根据至少一个示例实施例的响应于捆缚器的操作，关节组件的操作形式的俯视图。

图10A示出在捆缚器260将膨胀圈210固定到固定圈240的状态下关节组件200的操作，图10B示出在捆缚器260将膨胀圈210固定地转子220的状态下关节组件200的操作。

参照图8A和图10A，当膨胀圈210通过捆缚器260被固定地固定圈240时，转子220可相对于膨胀圈210旋转。以下，将描述转子220顺时针旋转的示例。

如图8A所示，最初，线缆支架250可位于防松弛狭槽222的两侧。

如图10A所示，转子220可开始旋转，并且在这种情况下，第二线缆支架250b和转子220可一起旋转，直至第二线缆支架250b变得与第二引导狭槽212b的一端e1接触。因此，第二弹性体232b可不伸展。

即，上述区段对应于自由旋转区段，在自由旋转区段中，不管转子220的旋转如何，第二弹性体232b的弹性势能没有变化。

由于第一线缆支架250a的位置被固定于防松弛狭槽222的末端e2处，所以第一线缆231a和/或第一弹性体232a不会变松弛。

当在第二线缆支架250b位于第二引导狭槽212b的一端e1的状态下转子220进一步旋转时，膨胀圈210不会旋转，因此，转子220可在第二线缆支架250b的位置被固定到第二引导狭槽212b的末端e1的状态下旋转。因此，第二弹性体232b可伸展，从而增大第二弹性体232b的弹性势能。

转子220的最大旋转角度可基于第一引导狭槽212a或止动件241来确定。例如，当转子220的一部分与止动件241接触时，转子220的旋转可被限制。

另选地，当转子220旋转并且第一线缆支架250a相应地与分离物212c接触时，转子220的旋转可通过固定的膨胀圈210受到干预。因此，转子220的旋转可被限制。

因此，可通过调节止动件241或引导狭槽212的长度来限制转子220的旋转半径。

如上配置的关节组件200可在上述混合辅助模式或无源辅助模式下使用。

参照图10B，当膨胀圈210通过捆缚器260被固定到转子220时，转子220可随膨胀圈210一起旋转。

例如，转子220和膨胀圈210可根据用户的关节的运动相对于固定圈240一起旋转。以下，将描述转子220顺时针旋转的示例。

当转子220和膨胀圈210一起旋转时，线缆231的长度和弹性体232的长度不会变化。即，由于不管转子220旋转如何，保持线缆231的长度和弹性体232的长度，所以弹性体232的弹性势能不会变化。可通过止动件241来限制转子220的旋转角度。

如上配置的关节组件200可在上述有源辅助模式或自由模式下使用。

图11A、图11B和图11C是描述根据至少一个示例实施例的缺少捆缚器的关节组件的操作形式的俯视图。

图11A示出转子220旋转的示例，图11B示出转子220和膨胀圈210一起旋转的示例，图11C示出转子220旋转从而改变弹性体232的弹性势能的示例。

参照图11A、图11B和图11C，关节组件200可包括转子220、膨胀圈210和固定圈240。转子220可相对于膨胀圈210旋转，膨胀圈210可相对于固定圈240旋转。

根据转子220的旋转水平，转子220可独自旋转，转子220和膨胀圈210可一起旋转，或者转子220可独自旋转从而改变弹性体232的弹性势能。

以下将描述转子220顺时针旋转的示例。

参照图8A和图11A，转子220可从图8A的初始位置旋转。由于弹力，第一线缆支架250a和第二线缆支架250b可分别位于防松弛狭槽222的两侧。第一线缆支架250a和第二线缆支架250b的位置可由于弹力而被固定。

转子220可独自旋转，直至第二线缆支架250b与引导狭槽212的末端接触。在这种状态下，弹性势能不会变化。图11A示出转子220旋转并且第二线缆支架250b位于第二引导狭槽212b的末端e1处的状态。在这种情况下，第二引导狭槽212b的末端e1可位于与防松弛狭槽222的末端相同的线上。

参照图11B，转子220可从图11A的位置进一步旋转。第二线缆支架250b可在第二引导狭槽212b的端部e1处按压膨胀圈210，由此转子220可随膨胀圈210一起旋转。

即，第二线缆支架250b的位置可由于弹力而被固定在防松弛狭槽222的端部处。当防松弛狭槽222的端部和第二引导狭槽212b的端部e1位于同一条线上时，第二线缆支架250b可使膨胀圈210旋转。

如图11B所示，止动件241可接触膨胀圈210以干扰膨胀圈210的旋转。即，止动件241可限制膨胀圈210的旋转角度。

参照图11C，转子220可从图11B的位置进一步旋转，由此第二弹性体232b可伸展并且弹性势能可变化。

详细地讲，第二线缆支架250b可位于第二引导狭槽212b和防松弛狭槽222的端部e1处，膨胀圈210的位置通过止动件241被固定，因此，第二线缆支架250b的位置可被固定在第二引导狭槽212b的端部e1处。

当在这种状态下转子220进一步旋转时，从第二线缆支架250b到延伸体220b的一侧的距离可增大，由此弹性体232可伸展并且弹性势能可增大。

如图11C所示，当第二线缆231b最大地伸展时，第一线缆支架250a可与分离物212c接触并且转子220的一部分可与止动件241接触，使得转子220被限制进一步旋转。

如图11A至图11C所示，在转子220顺时针旋转的同时，第一线缆支架250a可一直位于防松弛狭槽222的端部处。因此，可防止第一线缆231a或第一弹性体232a变松弛。

图12示出根据示例实施例的控制器。

参照图12，控制器1200可包括存储器1220、处理器1230、输入/输出(I/O)装置1210以及将它们连接的总线1240。控制器1200可被安装在例如固定模块20上。

I/O装置1210可包括发送器和/或接收器。发送器可包括硬件和任何必要的软件以用于向驱动器40和/或关节组件10发送信号(包括例如数据信号和/或控制信号)。接收器可包括硬件和任何必要的软件以用于从一个或更多个传感器接收信号(包括例如数据信号和/或控制信号)。

存储器1220可以是非易失性存储器。易失性存储器、硬盘、光盘以及上述装置中的两个或更多个的组合。存储器可以是非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质还可以是分布式网络，以使得程序指令以分布式方式存储和执行。非易失性存储器可以是只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)或者闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM)。

处理器1230可通过设置在印刷电路板上的至少一个半导体芯片来实现。处理器1230可以是算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或者能够以定义的方式对指令作出响应并执行的任何其它装置。

处理器1230可利用指令来编程，所述指令将处理器1230配置成专用计算机以执行下面所讨论的图13和图14中的一个或更多个中所示的操作，使得处理器1230被配置为切换运动辅助装置1的操作模式。

例如，处理器1230可基于传感器所提供的信息经由I/O装置1210来发送控制指令以控制驱动器40和/或关节组件10。例如，处理器1230可基于例如一个或更多个传感器所提供的信号和/或由用户接收的输入来向关节组件10和/或驱动模块40发送控制指令以在无源辅助模式、有源辅助模式、混合辅助模式和自由模式之间切换运动辅助装置1的操作模式。

另外，在一些示例实施例中，处理器1230可经由I/O装置1210从一个或更多个传感器接收包括与穿戴者的移动关联的信息的信号。例如，传感器可以是设置在穿戴者的脚底上的压力传感器、感测关节角度或关节角速度的电位计、或者在用户走动的同时测量加速度信息的惯性测量单元(IMU)传感器。处理器1230可基于来自传感器的信息确定穿戴者行走困难(例如，穿戴者移动得比穿戴者所关联的正常步速慢)，并且如果用户正经历行走困难，则向关节组件10和/或驱动模块40发送控制指令以将操作模式从自由模式和无源辅助模式中的一个切换为有源辅助模式、混合辅助模式中的一个。

图13示出根据示例实施例的控制运动辅助设备的方法。

参照图13，在操作1310中，控制器1200可初始化。

在操作1320中，控制器1200可从一个或更多个传感器接收数据。例如，控制器1200可经由I/O装置1210从传感器接收数据。

在操作1330中，控制器1200可分析所述数据以确定关节组件10和/或驱动模块40的期望的操作模式。关于确定期望的操作模式的细节在下面参照图14来讨论。

在操作1340中，控制器1200可基于期望的操作模式发送一个或更多个指令以控制关节组件10和/或驱动模块40。例如，控制器1200可经由I/O装置1210基于期望的操作模式向关节组件10和/或驱动模块40发送指令以将运动辅助装置1设定为无源辅助模式、有源辅助模式、混合辅助模式和自由模式中的一个。

图14示出根据示例实施例的控制运动辅助设备的方法。

参照图14，在操作1431中，控制器1200可基于来自传感器的信息确定用户的步态周期的当前步态相位和/或用户的行走速度。

在操作1432中，控制器1200可基于在操作1320中从传感器接收的数据、当前步态相位和/或用户的行走速度来确定用户是否行走困难。

如果在操作1432中，控制器1200确定用户没有行走困难，则在操作1433中，控制器1200可确定期望的操作模式是无源辅助模式和自由模式中的一个，使得功耗由于控制器1200不驱动致动器41而降低。

如果在操作1432中，控制器1200确定用户行走困难，则在操作1434中，控制器1200可确定期望的操作模式是有源辅助模式和混合辅助模式中的一个，使得弹性辅助力T_p、或者弹性辅助力T_p和来自致动器41的电力T_a二者分别被供应给关节组件10。

在操作1435中，控制器1200可基于例如用户的行走速度来确定在有源辅助模式或混合辅助模式下致动器41所供应的动力的大小。

在操作1440中，控制器1200可基于期望的操作模式和/或用户的行走速度来向关节组件10和/或驱动模块40发送一个或更多个指令。

响应于来自控制器1200的指令，致动器41可选择性地发送电力，和/或连接至捆缚器150的致动器可将捆缚器150设定至第一位置或第二位置以将运动辅助设备置于期望的操作模式。

当在无源辅助模式或混合辅助模式下操作时，由于凸轮轮廓的设计，弹性辅助力T_p的大小可基于转子120的旋转而变化，使得例如，弹性辅助力与用户的关节的伸展和/或弯曲的量成比例地增大。另外，当在有源辅助模式或混合辅助模式下操作时，由致动器41供应的动力的大小可基于用户的行走速度而变化。

上面描述了多个示例实施例。然而，应该理解，可对这些示例实施例进行各种修改。例如，如果所描述的技术按照不同的顺序执行和/或如果所描述的系统、架构、装置或电路中的组件按照不同的方式组合和/或由其它组件或其等同物代替或补充，则可实现合适的结果。因此，其它实现方式在权利要求书的范围内。