具有可穿戴传感器的人机工程学改进系统和相关方法与流程

1.本公开一般涉及可穿戴传感器，并且更具体地，涉及具有可穿戴传感器的人机工程学改进系统和相关方法。


背景技术：

2.仓库和制造业用户执行各种体力和/或重复性任务。此类体力任务可以包括在长时间段举起和/或握住相对较重的物体和/或需要大量重复性运动的操作(例如，通过在圆形方向上反复多次移动打磨工具来手动打磨结构)。执行体力任务有时可能导致高度应变的活动。


技术实现要素：

3.本文中公开的示例人机工程学改进系统包括编码器传感器系统，以耦合到身体的肢体。该示例编码器传感器系统是为了响应于肢体相对于身体的移动而生成第一输出，以确定肢体相对于身体的位置。该系统包括负载传感器以生成代表身体所携带的负载的第二输出。该示例系统进一步包括位置传感器以生成代表身体的右脚的位置相对于身体的左脚的位置的第三输出。
4.本文中公开的用于跟踪身体的肢体的移动的另一个示例系统包括被构造成附接到身体的肢体的上半身传感器系统，其中上半身传感器系统包括响应于肢体的移动而生成第一输出的编码器。该示例系统包括下半身传感器系统，以生成代表身体所携带的负载的第二输出和代表身体的右脚相对于身体的左脚的定位的第三输出。该示例系统还包括处理器以基于第一输出确定肢体相对于身体的位置。处理器还基于第二输出确定测量的负载。处理器还基于第三输出确定身体的右脚相对于身体的左脚的位置。处理器还将确定的肢体位置与位置阈值进行比较，该位置阈值与测量的负载和右脚相对于左脚的检测位置相关联。处理器还响应于确定检测的位置超过与测量的负载和右脚相对于左脚的检测位置相关联的位置阈值而生成警告信号。
5.本文中公开的跟踪身体的肢体的示例方法包括从耦合到肢体的编码器系统接收第一输出。该示例系统还基于接收到的第一输出确定肢体相对于身体的位置。该示例系统还从身体携带的负载传感器接收第二输出；基于接收到的第二输出确定身体的负载。该示例系统还从身体携带的压力传感器接收第三输出。该示例系统还通过基于来自压力传感器的第三输出检测身体的左脚的位置相对于身体的右脚的位置，来确定脚位置。该示例系统还将确定的肢体位置与位置阈值进行比较，该位置阈值与确定的负载和确定的脚位置相关联。该示例系统还确定所确定的位置是否超过位置阈值，并如果所确定的位置超过位置阈值，则生成警告信号。
附图说明
6.图1是根据本文中公开的教导的示例人机工程学改进系统。
7.图2a是图1的示例人机工程学改进系统的示例上半身传感器系统。
8.图2b是本文中公开的另一个示例上半身传感器系统，其可用于实施图1的示例人机工程学改进系统。
9.图3是展示图2a的示例上半身传感器系统的示例输出的示例图。
10.图4a是图1的示例人机工程学改进系统的示例下半身传感器系统。
11.图4b是本文中公开的另一个示例下半身传感器系统，其可用于实施图1的示例人机工程学改进系统。
12.图5a和图5b是图4a的示例下半身传感器系统的示例输出的示意图。
13.图6是图1的示例人机工程学改进系统的示例控制器的框图。
14.图7是代表示例方法的流程图的示例，该示例方法可由图6的示例控制器执行，以分析传感器数据并激活图1的示例人机工程学改进系统的示例警告装置。
15.图8是代表示例方法的流程图的示例，该示例方法校准图1的示例人机工程学改进系统的示例上半身传感器系统和下半身传感器系统。
16.图9是代表本文中公开的可用于实施图8的示例校准的示例传感器校准位置的示例图。
17.图10是代表示例方法的流程图的示例，该示例方法实施图1的示例人机工程学改进系统。
18.图11是示例处理平台的框图，该示例处理平台被构造成执行图7和图8的指令以实施本文中公开的示例人机工程学改进系统的示例控制器。
19.附图不按比例绘制。相反，层或区的厚度在附图中可以放大。一般来说，在整个附图和所附的书面描述中，将使用相同的参考号来指代相同或相似的部分。如本专利中所用，任何部分(例如层、膜、区域、区或板)以任何方式在另一部分上(例如定位在其上、位于其上、设置在其上或形成在其上等)的陈述指示所指的部分与另一部分接触，或所指的部分在另一部分之上，一个或多个中间部分位于其间。连接参考(例如，附接、耦合、连接和接合)应被广义地理解，并可包括元件集合之间的中间构件和元件之间的相对移动，除非另有指示。因此，连接参考不一定推断出两个元件是直接连接的并且彼此之间有固定关系。任何部分与另一个部分“接触”的陈述意味着这两个部分之间没有中间部分。尽管附图示出具有清晰线条和边界的层和区，但这些线条和/或边界中的一些或全部可能是理想化的。在现实中，边界和/或线条可能是不可察觉的、混合的和/或不规则的。
20.当识别可单独提及的多个要素或部件时，在本文中使用描述符“第一”、“第二”、“第三”等。除非另有规定或基于其使用情境的理解，否则此类描述符并不旨在赋予优先权、物理顺序或在列表中的布置或在时间上的排序的任何含义，而只是用作用于单独提及多个要素或部件的标签，以便于理解所公开的示例。在一些示例中，描述符“第一”可以用来指代详细描述中的要素，而同一要素在权利要求中可以用不同的描述符，诸如“第二”或“第三”来指代。在此类情况下，应该理解此类描述符仅仅是为了便于参考多个要素或部件而使用。
具体实施方式
21.制造操作往往需要用户执行各种类型的重复性体力任务和/或举起相对较重的物体。在某些制造操作期间执行重复性体力任务可能会给执行此类重复性体力任务的操作者
带来不期望的风险。例如，重复性地执行体力任务可能导致肌肉和/或肌腱随时间推移而疲劳。肌肉疲劳可能降低肌肉的强度和/或肌腱疲劳可能降低肌腱的结构能力。
22.为了改进人机工程学意识，已开发了人机工程学改进系统，以监测和/或量化重复执行体力任务或制造操作期间的肌肉骨骼表现。一般来说，现有技术侧重于收集用于治疗伤害的姿势和/或移动信息。例如，一些已知的系统使用传感器监测肌肉骨骼表现，以捕捉重复运动期间的数据。人在多个周期内执行体力任务的一种已知的系统模拟由计算机系统使用该人的肌肉骨骼模型与任务表现数据和任务描述数据中的至少一个运行。计算机模拟模型可用于跟踪运动和/或分析检测到的运动。为了捕捉数据供模拟模型使用，一些已知的人机工程学改进系统采用了一个或多个传感器。传感器可以感测力和/或运动。然而，这些已知的人机工程学改进系统的传感器并不检测或感测应用于用户执行体力任务的一个或多个关节(例如，肩关节、肘关节、腕关节等)的应力和/或应变。
23.本文中公开的示例人机工程学改进系统采用移动、负载测量和/或脚定位来确定当用户在执行一个或多个任务(例如，涉及重复运动的体力任务)时，肢体、肢体的关节和/或身体正在承受的应力和/或应变。为了跟踪肢体的移动，检测肢体的关节相对于身体(例如，躯干)的角度和/或以其他方式检测当用户执行重复性身体任务时肢体的关节所承受的应力和/或应变，本文中公开的示例人机工程学改进系统采用一个或多个可穿戴传感器。本文中公开的示例可穿戴传感器与人机工程学改进系统组合，提供跟踪肢体移动的跟踪系统。在一些示例中，本文中公开的可穿戴传感器可以包括示例上半身传感器系统、下半身传感器系统和/或上半身和下半身传感器系统的组合。来自本文中公开的示例可穿戴传感器(例如，上半身传感器系统和/或示例下半身传感器系统)的数据可用于(例如，汇总或单独地)测量肢体相对于身体的位置、关节相对于身体的角度、肢体相对于身体的旋转位置(例如扭转)、整个肢体相对于身体的移动，和/或肢体、身体部分(例如，上背部、下背部等)和/或关节相对于身体的任何其他移动或角度。
24.本文中公开的示例可穿戴传感器包括一个或多个编码器。在一些示例中，本文中公开的一个或多个示例编码器可以包括弦线编码器。在一些示例中，本文中公开的一个或多个示例编码器可以包括角度或旋转编码器。在一些示例中，本文中公开的示例可穿戴传感器可以包括任何其他类型的编码器。在一些示例中，本文中公开的人机工程学改进系统可以采用不同类型的可穿戴传感器和/或编码器(例如，弦线编码器和角度旋转编码器)来跟踪肢体移动和/或获得肢体位置数据。在一些示例中，本文中公开的示例编码器可以附接到身体的一个或多个肢体，和/或可以跨一个或多个关节定位，以测量肢体位置、关节角度和/或肢体相对于身体的旋转位置中的一个或多个。例如，可穿戴传感器或编码器可以附接到用户的手臂，以检测用户的肩部和/或肘部的应力。在一些示例中，可穿戴传感器或编码器可以附接到服装、可以形成为服装(例如，衬衫)，和/或成为服装的一部分(例如，袖子等)。在一些示例中，可穿戴传感器或编码器可以附接到用户的腿部、臀部和/或下背部，以分别检测在膝盖、臀部和/或下背部处的应力和/或应变。在一些示例中，本文中公开的示例编码器可以在肢体的每个关节处以两个或更多个分组(例如，成对)的方式采用，以测量或检测与两个或更多个分组的编码器相关联的关节(例如，肩关节、腕关节等)的位置和/或关节角度。
25.为了测量用户携带的负载并检测用户的脚定位，本文中公开的示例人机工程学改
进系统采用下半身传感器系统。为了测量负载，本文中公开的示例下半身传感器系统可以采用负载单元、压力传感器和/或用于测量负载和/或重量的任何其他传感器。为了检测体力任务期间的脚定位，本文中公开的示例下半身传感器系统可以采用lidar传感器、压力垫和/或压力扫描传感器，和/或任何其他合适的定位传感器。本文中公开的示例下半身传感器系统可以由鞋类(例如，鞋、工作靴等)携带和/或容纳，以由执行体力任务的用户佩戴。在一些示例中，本文中公开的示例下半身传感器可以被放置在鞋底上和/或鞋底内。来自本文中公开的示例下半身传感器的数据可与从本文中公开的示例上半身传感器系统收集的数据汇总使用，以确定肢体的移动和/或位置。然而，在一些示例中，本文中公开的人机工程学改进系统可以采用本文中公开的示例上半身传感器系统，而不采用本文中公开的示例下半身传感器系统来检测肢体相对于身体的位置和/或关节的关节角度。
26.为了处理来自本文中公开的示例可穿戴传感器(例如，示例上半身和下半身传感器系统)的数据，本文中公开的示例人机工程学改进系统采用控制器。在操作中，例如，本文中公开的示例控制器可以接收来自可穿戴传感器的输出。在一些示例中，本文中公开的示例控制器可以将来自示例可穿戴传感器的数据与用户基线阈值进行比较。例如，基线可以是基于用户的第一条件和第二条件的预定值。例如，第一条件可以是人携带的负载量，并且第二条件可以是检测携带负载时用户脚的站立位置。例如，在支撑位置站立时携带五十磅重量(例如，用户的脚处于支撑位置，如图5a所示)的人的基线阈值将不超过基线阈值。然而，如果响应于检测到用户的脚处于非支撑位置时携带五十磅重量(例如，见图5b)，基线阈值可以被超过。在一些示例中，响应于确定可穿戴传感器的数据超过用户基线阈值，本文中公开的示例控制器可以激活警报。本文中公开的示例警报包括但不限于视觉警报(例如，光)、音频警报(例如，扬声器)、触觉反馈(例如，振动)、其组合和/或任何其他警报。在一些示例中，(多个)警报的类型可以基于用户的环境(例如，工业或制造环境)来选择。例如，在环境可能是嘈杂的、繁忙的，或者正在执行的任务不应该被突然或惊吓的警报打断的情况下，所选择的警报类型(例如，触觉反馈)可以在上面讨论的选项和/或其他类型的警报之间变化。
27.在一些示例中，本文中公开的示例控制器对来自可穿戴传感器的输出进行编译，并将数据传输到远离控制器和/或用户定位的中央处理系统。在一些此类示例中，示例中央处理系统汇总从控制器接收到的数据并将数据与用户基线阈值进行比较。响应于确定来自可穿戴传感器的数据超过用户基线阈值，示例中央处理系统指示(例如，向控制器发送警告信号)以启动示例警报。为了向控制器和/或可穿戴装置供电，本文中公开的示例人机工程学改进系统采用了电源。在一些示例中，示例电源和/或能量生成系统可以包括电池。在一些示例中，示例电源可以包括智能布和/或其他发电装置。如本文中所用，术语“智能布”可以包括(多种)运动动力织物、包括可从汗水和/或摩擦(例如移动)发电的集成电路的织物、人类生物能量的摩擦形式，和/或用于生成能量以向可穿戴装置和/或控制器中的一个或多个供电的任何其他织物或装置(例如，将人类机械运动采集为能量的织物压电纳米发电机)。
28.本文中公开的示例人机工程学改进系统可以跟踪上半身(例如，肩部、肘部、手腕/手、前臂、下背部等)的移动和/或下半身(例如，臀部、膝盖、脚等)的移动。例如，为了跟踪腿部的移动，一个或多个示例可穿戴传感器(例如，编码器)可以附接到(例如，跨越)髋关节、
膝关节、踝关节、下背部、踝关节等。在一些示例中，本文中公开的人机工程学改进系统可以跟踪腿部、手臂、腿部和手臂、双臂、双腿、双臂和双腿、上背部、下背部和/或身体的任何其他肢体或部分(例如，颈部、下背部、上背部等)的移动，以确定当用户执行体力任务和/或活动时身体承受的应力和/或应变。本文中公开的示例人机工程学改进系统采用一个或多个传感器(例如，编码器)，其可邻近或跨越肢体(例如，手臂)的关节定位，以测量肢体或关节角度、肢体旋转和/或绘制用户运动的完整轮廓。在一些示例中，一个或多个传感器可用于指示肢体旋转，诸如，例如，肩部到手臂或前臂到手腕的旋转。在一些示例中，一个或多个传感器可以组合使用，以检测例如肩部到手的运动和/或位置。本文中公开的传感器可以包括弦线编码器、旋转编码器、角度编码器和/或任何组合和/或可以检测肢体的关节的移动和/或角度的任何其他编码器。
29.图1是根据本文中公开的教导的示例人机工程学改进系统100。所示示例的人机工程学改进系统100可以检测身体在执行包括重复性体力任务的特定工作任务时承受的应变和/或应力。为了检测身体(例如，或身体的关节)的应变和/或压力，所示示例的人机工程学改进系统100跟踪和/或以其他方式检测肢体102(例如，手臂102a)和/或肢体102的关节(例如，关节角度、肩关节、腕关节、肘关节)相对于身体106(例如，身体106的躯干106b)的移动。
30.所示示例的人机工程学改进系统100包括示例控制器108、示例肢体传感器110、示例负载传感器112、示例位置传感器114、示例警告装置116和示例电源装置118。肢体传感器110、负载传感器112、位置传感器114和警告装置116经由例如总线、物理线、无线通信协议、蓝牙和/或任何其他合适的通信协议通信地耦合到控制器108。
31.为了跟踪和/或检测肢体102和/或关节的移动，所示示例的人机工学改进系统100采用肢体传感器110(例如，跟踪系统或上半身传感器)。图1的肢体传感器110是跟踪系统，其可以耦合(例如，直接附接)到肢体102和/或身体106的关节，以在用户106a正在执行一个或多个体力任务(例如，涉及重复性运动的体力任务)时获得与肢体102和/或关节的移动相关联的数据。人机工程学改进系统100包括肢体传感器110，也被称为编码器系统，其耦合到身体106的肢体102，并响应于肢体102相对于身体106的移动而生成用于确定肢体102相对于身体106的位置的第一输出(例如，图3的第一应变输出300)。在所示示例中，肢体传感器110是附接到身体106的手臂102a的上半身传感器系统111a。然而，在其他示例中，肢体传感器110可以耦合到腿部、肩关节、腕关节、肘关节、膝关节、髋关节、下背部和/或身体106的任何其他部分。例如，肢体传感器110可以耦合或附接到手臂102a、腿部、臀部、膝盖、颈部、下背部部分、上背部部分和/或其任何组合，以在用户106a正在执行体力活动时跟踪身体106的一个或多个肢体和/或关节的移动。在一些示例中，可以使用多个肢体传感器110(例如，跟踪系统、上半身传感器等)来在用户106a正在执行体力活动时检测身体106的多个肢体或关节的移动。
32.为了检测和/或测量身体106的负载，所示示例中的人机工程学改进系统100包括负载传感器112。负载传感器112用于生成代表身体106所携带的载荷的第二输出。图1的负载传感器112可以是负载单元、压力传感器、压力垫和/或用于测量身体106的负载和/或重量的任何其他传感器。
33.为了检测和/或以其他方式确定执行体力任务的用户106a的姿态(例如，脚定位)，图1的人机工程学改进系统100采用位置传感器114。位置传感器114用于生成代表身体106
的右脚的位置相对于身体106的左脚的位置的第三输出(例如，图5a的第三输出500或图5b的第三输出500)。图1的位置传感器114可以检测和/或以其他方式确定用户106a在执行(多个)体力任务时是站在稳定或支撑位置(例如，其中一只脚间隔开并在其另一只脚前面)还是非稳定或非支撑位置(例如，用户106a站立，其中左脚与右脚间隔开，与右脚基本上在一条线上)。在一些示例中，通过经由位置传感器114确定用户106a的每只脚的位置，图1的人机工程学改进系统100可以确定用户106a的姿态对于携带检测到的负载(物体119(例如，箱子))是否稳定或最佳。所示示例的负载传感器112和位置传感器114提供了人机工程学改进系统100的下半身传感器系统111b。
34.为了确定肢体102(例如，人的肢体)、关节和/或身体106(例如，上背部、下背部等)在体力任务期间承受的应力和/或应变，人机工程学改进系统100包括控制器108。图1的控制器108被配置为基于控制器108接收到的一个或多个肢体传感器输出120、负载传感器输出122和/或位置传感器输出124，来确定用户106a执行的一个或多个身体任务或动作是否以较不期望或不适当的运动来执行。
35.为了在控制器108确定检测到用户106a的不适当或较不期望的移动(例如，非人机工程学的移动)时警告用户106a，所示示例的人机工程学改进系统100采用警告装置116。基于由肢体传感器110、负载传感器112和/或位置传感器114提供给控制器108的数据，控制器108控制警告装置116的操作(例如，经由警告信号126)。所示示例中的警告装置116可以包括但不限于光、声音警报、触觉反馈和/或任何其他警报和/或信号。警告装置116可以由控制器108(例如，控制器108的外壳)、用户106a的衣服携带，附接到身体106，可以由用户106a穿的鞋类携带或与其集成，和/或可以由工作帽、手套和/或用户106a可以使用的任何其他工具携带。
36.可替代地，在一些示例中，图1的控制器108可被配置为接收一个或多个肢体传感器输出120、负载传感器输出122和/或位置传感器输出124，并将数据(例如，经由发射器)传输或通信到远程位置。(例如，远程服务器、中央处理计算机、控制室等)。在远程位置的计算机可以处理由肢体传感器110、负载传感器112和/或位置传感器114提供的数据，以确定该数据是否代表超过活动阈值的用户活动。然后，远程计算机可向控制器108通信(例如，发送)指令，以在远程计算机确定活动超过阈值的情况下激活警告装置116。
37.为了向控制器108和/或可穿戴装置提供电力，本文中公开的示例人机工程学改进系统100采用了电源装置118。图1的电源装置118向控制器108、肢体传感器110、负载传感器112、位置传感器114和/或警告装置116供电。在一些示例中，电源装置118仅向控制器108和/或警告装置116供电。例如，控制器108、电源装置118、肢体传感器110、负载传感器112、位置传感器114和警告装置116可以经由一条或多条电线电耦合。在一些示例中，肢体传感器110、负载传感器112和位置传感器114用独立于电源装置118和/或控制器108的专用电源装置(例如，电池)供电。在一些示例中，肢体传感器110、负载传感器112和/或位置传感器114由电源装置118通过与控制器108的(多个)连接间接供电。例如，电源装置118(例如，电池)可以与肢体传感器110、负载传感器112、位置传感器114、控制器108和/或警告装置116电耦合(例如，以向它们供电)。在一些示例中，肢体传感器110、负载传感器112和位置传感器114具有专用电池并且不需要来自电源装置118的电力。
38.所示示例的电源装置118是电池。在一些示例中，术语电源装置118可以包括智能
布和/或发电的其他装置。如本文中所用，“智能布”可以包括(多种)运动动力织物、包括可从汗水和/或摩擦移动发电的集成电路的织物、人类生物能量的摩擦形式，和/或用于生成能量以向人机工程学改进系统100(例如，肢体传感器110、负载传感器112、位置传感器114、警告装置116和/或控制器108中的一个或多个)供电的任何其他织物或装置。
39.图2a是图1的示例人机工程学改进系统100的肢体传感器110(例如，上半身传感器系统111a)的透视图。所示示例的肢体传感器110是编码器系统，其耦合(例如，附接)到身体106的手臂102a(或肢体)。在所示示例中，肢体传感器110包括多个传感器组件200，其生成第一输出以跟踪肢体102或手臂102a的移动。
40.图2a的所示示例的传感器组件200包括与肩部204相邻或相近地耦合的第一传感器组件200a(例如，第一编码器组件和/或第一弦线编码器组件)，与肘部206相邻或相近地耦合的第二弦线编码器组件200b(例如，第二编码器组件)，以及与手腕208相邻或相近地耦合的第三弦线编码器组件200c(例如，第三编码器组件)。传感器组件200中的每个检测用户106a的移动并获得(例如，测量或计算)移动数据。尽管图2a的示例肢体传感器110包括传感器组件200，但在一些示例中，肢体传感器110可以仅包括一个传感器组件(例如，第二弦线编码器组件200b)、两个传感器组件、三个以上的传感器组件和/或任何其他数量的传感器组件200。
41.所示示例的示例传感器组件200(例如，编码器传感器系统)包括弦线编码器210a-g、弦线230a-g和锚220a-g。例如，每根弦线230(例如，电线、电缆、导电线、基于线的传感器、金属线、纱线、绳索等)定位在弦线编码器210中的相应一个和锚220中的相应一个之间。例如，弦线230的第一端可移动地耦合到弦线编码器210，并且弦线230的与第一端相对的第二端经由锚220附接到身体106和/或手臂102a。为了引导和/或保持弦线230a-g相对于手臂102a的取向，所示示例的传感器组件200包括套筒240a-h。当弦线230的第一端相对于编码器210移动(例如，滑动)时，套筒240可滑动地接收弦线230a-g中的相应弦线中的至少一部分。
42.例如，图2a的肢体传感器110包括第一传感器组件200a，其定位在肩部204附近，以响应于肩部204的移动而生成第一输出(例如，肢体传感器输出120)中的第一种，该第一输出可被用于检测肩部204相对于身体106的位置。例如，第一传感器组件200a可以在手臂102a相对于身体106移动时检测肩部204的关节的角度。为了生成第一输出中的第一种，所示示例的第一传感器组件200a包括第一弦线编码器210a和第二弦线编码器210b。第一弦线编码器210a和第二弦线编码器210b附接到手臂102a的接近(例如，邻近或跨越)肩部204的第一部分，以检测或跟踪肩部204的移动。
43.为了引起和/或检测相应的第一弦线编码器210a和第二弦线编码器210b的输出，第一传感器组件200a分别包括第一弦线230a和第二弦线230b。为了锚定第一弦线230a，第一传感器组件200a包括第一锚220a。所示示例的第一弦线230a定位在第一弦线编码器210a和第一锚220a之间。类似地，为了锚定第二弦线230b，第一传感器组件200a包括第二锚220b。所示示例的第二弦线230b定位在第二弦线编码器210b和第二锚220b之间。
44.例如，第一弦线230a的第一端(例如，可移动地或可滑动地)耦合到第一弦线编码器210a，并且第一弦线230a的与第一端相对的第二端经由第一锚220a耦合(例如，固定)到身体106和/或手臂102a。第一锚220a附接到身体106和/或手臂102a。同样，第二弦线230b的
第一端(例如，可移动地或可滑动地)耦合到第二弦线编码器210b，并且第二弦线230b的与第一端相对的第二端经由第二锚220b耦合(例如，固定)到身体106和/或臂102a。例如，第二锚220b附接到身体106和/或手臂102a。换句话说，在手臂102a的移动期间，第一弦线230a的第一端相对于第一弦线编码器210a移动(例如，拉动)，同时第一弦线230a的第二端经由第一锚220a保持固定到身体106，以输出第一弦线编码器210a的信号(例如电压、电流等)，并且第二弦线230b的第一端相对于第二弦线编码器210b移动(例如，拉动)，同时第二弦线230b的第二端经由第二锚220b保持固定到身体106，以输出第二弦线编码器210b的信号(例如，电压、电流等)。在一些示例中，输出信号可以与要测量的运动(例如，数量)的变化成比例(例如，手臂102a的移动)。在一些示例中，输出信号的类型或量可以由无源传感器和/或有源传感器生成。例如，有源传感器包括外部电源装置(例如，电源装置118)和激励信号(例如，应变仪)，其产生输出信号。例如，无源传感器不需要额外的电源装置(例如，电源装置118)。代替地，无源传感器响应于外部刺激而生成输出信号。
45.在所示示例中，第一传感器组件200a以互相交叉的取向或模式(例如，“x”形式)定位，使得第一弦线230a与第二弦线230b交叉。为了保持或确保第一弦线230a和第二弦线230b的形式，第一传感器组件200a包括第一引导件或第一套筒240a和第二引导件或第二套筒240b。在一些示例中，套筒240a-h可以形成为保护罩和/或稳定罩(例如，因此弦线230a-g不会移动和/或移位)。在一些示例中，第一套筒240a和/或第二套筒240b可以是可附接的布、由保护罩和/或任何其他套筒装置或盖等制成的套筒。在一些示例中，第一套筒240a和/或第二套筒240b可以由布、尼龙、网、塑料、丝线、橡胶、类橡胶聚合物、绝缘管和/或任何其他材料制成。
46.第一套筒240a接收第一弦线230a中的至少一部分，并使第一弦线230a能够在肢体102移动期间在第一套筒240a内滑动。第二套筒240b接收第二弦线230b中的至少一部分，并使第二弦线230b能够在肢体102移动期间在第二套筒240b内滑动。所示示例中的第一套筒240a和第二套筒240b间隔开并附接到肢体102(例如，接近肩部204的手臂102a)。在所示示例中，第一套筒240a定位在第一锚220a和第一弦线编码器210a之间，并且第二套筒240b定位在第二锚220b和第二弦线编码器210b之间。
47.在一些示例中，第一传感器组件200a可以包括不同的形式。例如，第一弦线230a和第二弦线230b可以以平行、一个以上的交叉形式(例如，双相互交叉形式)和/或任何其他取向进行定位。在一些示例中，使用平行、交叉形式和/或任何其他取向允许传感器组件200a-c收集关于肢体102在各种位置和各种移动期间的移动的不同类型的数据。在一些示例中，第一弦线编码器210a、第二弦线编码器210b、第一弦线230a、第二弦线230b、第一锚220a、第二锚220b、第一套筒240a和/或第二套筒240b中的一个或多个可以位于或定位在肩部204的前部和/或肩部204的后部上。第一传感器组件200a不限于图2a所示的示例。在一些示例中，第一传感器组件200a可以包括单个传感器组件(例如，包括第一弦线编码器210a、第一弦线230a、第一锚220a、第一套筒240a的第一弦线编码器组件)或两个或更多个弦线编码器组件。
48.第二弦线编码器组件200b(例如，第二编码器组件和/或第二弦线编码器组件)定位在肢体102的肘部206附近(例如，附接到该肘部)。第二弦线编码器组件200b响应于肘部206的移动而生成第一输出中的第二种(例如，图1的肢体传感器输出120)，以检测肘部206
相对于身体106的位置和/或关节角度。例如，第二弦线编码器组件200b可以检测肘部206的弯曲角度。第二弦线编码器组件200b包括第三弦线编码器210c、第三锚220c和第三弦线230c。所示示例的第三弦线230c具有耦合到第三弦线编码器210c的第一端(例如，可移动地或可滑动地)，以及经由第三锚220c附接(例如，固定)到身体106和/或手臂102a的第二端。第三弦线230c耦合到第三弦线编码器210c并相对于第三弦线编码器210c移动(例如，拉动)，同时第三弦线230c的第二端经由第三锚220c固定到手臂102a，以输出第三弦线编码器210c的信号(例如，电压、电流等)。此外，为了引导和/或固定第三弦线230c，第二弦线编码器组件200b包括第三引导件或第三套筒240c和第四引导件或第四套筒240d。第三套筒240c位于肘部206上方(例如，邻近二头肌)，并且第四套筒240d位于肘部206下方(例如，邻近前臂)。第三套筒240c和第四套筒240d附接到用户106a的手臂102a。第三套筒240c和第四套筒240d可滑动地接收第三弦线230c，以在手臂102a的移动期间保持或引导第三弦线230c相对于手臂102a的位置。
49.图2a示出了位于手臂102a的后部(例如，在肘部206或手臂102a的背面后面)上的第二弦线编码器组件200b。第三弦线230c至少部分地延伸跨越肘部206(例如，跨越肘部的关节)。例如，第三锚220c定位在肘部206的第一侧上(例如，邻近手臂102a的三头肌)，并且第三弦线编码器210c邻近肘部206的第二侧定位(例如，邻近手臂102a的前臂)。在所示示例中，第三弦线编码器组件200c(例如，第三弦线230c)以直线跨越用户106a的肘部206对准。然而，第二弦线编码器组件200b不限于图2a所示的位置或定位。例如，第二弦线编码器组件200b可以位于手臂102a的一侧和/或肘部206的前部上(例如，在手臂102a的前侧上)。弦线编码器组件200a-c可以放置在不同的位置和/或定位，以收集包括不同角度、来自不同的肌肉组、用于不同类型的移动的数据，否则将无法以其他方式从传感器组件200a-c的某些位置监测。例如，一个或多个传感器200a-c可以定位在下背部上，以测量下背部、上背部、颈部、脚、脚踝、膝盖等的移动或应变。
50.第三弦线编码器组件200c(例如，第三编码器组件和/或第三弦线编码器组件)响应于手腕208的移动而生成第一输出中的第三种(例如，图1的肢体传感器输出120)，以检测手腕208相对于身体106的位置或角度。为了生成或检测第一输出中的第三种，所示示例的第三弦线编码器组件200c包括第四弦线编码器210d、第五弦线编码器210e、第六弦线编码器210f和第七弦线编码器210g。具体而言，第四弦线编码器210d和第五弦线编码器210e被布置为双编码器。同样，第六弦线编码器210f和第七弦线编码器210g被布置为双编码器。换句话说，第四弦线编码器210d附接或耦合到第五弦线编码器210e，并且第六弦线编码器210f附接或耦合到第七弦线编码器210g。
51.为了操作弦线编码器210d-g，第三弦线编码器组件200c包括耦合到弦线编码器210d-g中的相应一个的第四弦线230d、第五弦线230e、第六弦线230f和第七弦线230g。例如，第四弦线230d定位在第四弦线编码器210d和第四锚220d之间。例如，第四弦线230d的第一端(例如，可移动地或可滑动地)耦合到第四弦线编码器210d，并且第四弦线230d的第二端经由第四锚220d耦合(例如，固定)到手臂102a。第五弦线230e定位在第五弦线编码器210e和第五锚220e之间。例如，第五弦线230e的第一端(例如，可移动地或可滑动地)耦合到第五弦线编码器210e，并且第五弦线230e的第二端经由第五锚220e耦合(例如，固定)到手臂102a。类似地，第六弦线230f定位在第六弦线编码器210f和第六锚220f之间。例如，第六
弦线230f的第一端(例如，可移动地或可滑动地)耦合到第六弦线编码器210f，并且第六弦线230f的第二端经由第六锚220f耦合(例如，固定)到手臂102a。第七弦线230g定位在第七弦线编码器210g和第七锚220g之间。例如，第七弦线230g的第一端(例如，可移动地或可滑动地)耦合到第七弦线编码器210g，并且第七弦线230g的第二端经由第七锚220g耦合(例如，固定)到手臂102a。
52.因此，第四弦线编码器210d和第五弦线编码器210e作为双编码器操作，并基于第四弦线230d和第五弦线230e的位置输出求和信号(例如，电压、电流等)。因此，所示示例的第四弦线编码器210d和第五弦线编码器210d输出单个输出。类似地，第六弦线编码器210f和第七弦线编码器210g作为双编码器操作，并基于第六弦线230f和第七弦线230g的位置输出求和信号(例如，电压、电流等)。因此，所示示例的第六弦线编码器210f和第七弦线编码器210g输出单个输出。
53.为了保持和/或引导第四弦线230d，第三弦线编码器组件200c包括第五套筒240e。所示示例的第五套筒240e可滑动地接收第四弦线230d的至少一部分，和/或保持第四弦线230d相对于手臂102a的位置或取向。第五套筒240e定位在第四弦线编码器210d和第四锚220d之间。为了保持和/或引导第五弦线230e，第三弦线编码器组件200c包括第六套筒240f。所示示例的第六套筒240f可滑动地接收第五弦线230e中的至少一部分，和/或保持第五弦线230e相对于手臂102a的位置或取向。第六套筒240f定位在第五编码器210e和第五锚220e之间。为了保持和/或引导第六弦线230f，第三弦线编码器组件200c包括第七套筒240g。所示示例的第七套筒240g可滑动地接收第六弦线230f中的至少一部分，和/或保持第六弦线230f相对于手臂102a的位置或取向。第七套筒240g定位在第六弦线编码器210f和第六锚220f之间。为了保持和/或引导第七弦线230g，第三弦线编码器组件200c包括第八套筒240h。所示示例的第八套筒240h可滑动地接收第七弦线230g中的至少一部分，和/或保持第七弦线230g相对于手臂102a的位置或取向。第八套筒240h定位在第七弦线编码器210g和第七锚220g之间。
54.第三弦线编码器组件200c定位在双交叉“u”形中。例如，第四弦线230d与第六弦线230f交叉或重叠，并且第五弦线230e与第七弦线230g交叉或重叠。套筒240e-h在手臂102a、手腕208和/或前臂的移动期间保持弦线230f-g相对于手臂102a的取向。在一些示例中，第三弦线编码器组件200c也可包括不同的形成，使得弦线230f-g相对于彼此和/或任何其他形式平行地取向。而且，在所示示例中，第三弦线编码器组件200c定位在手臂102a、手腕208和/或前臂的前面或前部部分上。然而，在一些示例中，第三弦线编码器组件200c可以定位在手臂102a的后部上和/或可以在手臂102a、手腕208和/或前臂的前部和后部之间延伸。在一些示例中，第三弦线编码器组件200c的第一部分(例如，第五弦线编码器210e、第五弦线230e、第五锚220e、第七弦线编码器210g、第七弦线230g、第七锚220g)可以位于手臂102a、手腕208和/或前臂的后侧上，并且第三弦线编码器组件200c的第二部分(例如，第四弦线编码器210d、第四弦线230d、第四锚220d、第六弦线编码器210f、第六弦线230f、第六锚220f)可以位于手臂102a、手腕208和/或前臂的前部上。
55.示例传感器组件200(例如，弦线编码器210a-g、锚220a-g和/或套筒240a-h)可以经由粘合剂(例如，直接)附接到身体106。在一些示例中，粘合剂可以包括塑料、胶带、胶水、乳胶条和/或任何其他粘合剂。在一些示例中，(多种)粘合剂可以在一个点处附接到用户
106a的身体106。在一些示例中，(多种)粘合剂可以在另一个点处附接到传感器组件200。在一些示例中，传感器组件200可以在布、编织织物或可以由用户106a穿戴的其他材料或服装上实施。例如，传感器组件200可以附接到可由用户106a可移除地穿戴的袖子或可穿戴装置。可穿戴装置的示例可以包括但不限于袖子、衬衫、可附接的布、袖子、橡胶或柔性袖子。传感器组件200可以永久地附接到布或一件衣服，和/或其可以被移除和重新附接。在其他示例中，传感器组件200经由可移除的粘合剂直接附接到用户106a的手臂102a。
56.图2b是另一个示例肢体传感器201(例如，编码器组件)，其可用于实施图1的示例人机工程学改进系统100的肢体传感器110(例如，上半身传感器系统111a)。所示示例的肢体传感器201是耦合(例如，附接)到身体106的手臂102a的编码器系统。在所示示例中，肢体传感器201包括生成第一输出的多个传感器组件201a-e(例如，编码器组件)。传感器组件201a-e可以邻近或跨越肢体102的关节定位，以测量肢体或关节角度、肢体旋转，和/或获得用户106a的运动的完整轮廓。图2b的传感器组件201a-e包括邻近或接近肩部204耦合的第一传感器组件201a、邻近或接近肘部206耦合的第二传感器组件201b，以及邻近或接近手腕208耦合的第三传感器组件201c。在所示示例中，肢体传感器201包括邻近或接近上臂(例如，二头肌或三头肌)耦合的第四传感器组件201d和邻近或接近前臂耦合的第五传感器组件201e。例如，第四传感器组件201d定位在肩部204和肘部206之间，并且第五传感器组件201e定位在手腕208和肘部206之间。然而，在一些示例中，肢体传感器201不包括第四传感器组件201d和/或第五传感器组件201e。传感器组件201a-e中的每个检测用户106a的肢体102的移动，并获得(例如，测量或计算)移动数据。尽管图2b的示例肢体传感器201包括传感器组件201a-e，但在一些示例中，肢体传感器201可以仅包括传感器组件201a-e中的一个(例如，第二传感器组件201b)和/或任何其他数量的传感器组件201a-e。
57.图2b的第一传感器组件201a接近肩部定位，以响应于肩部204的移动而生成第一输出中的第一种，该第一输出可用于检测肩部204相对于身体106的位置。例如，当手臂102a相对于身体106移动时，第一传感器组件201a可以检测肩部204的关节角度。为了生成第一输出中的第一种，所示示例的第一传感器组件201a包括第一旋转编码器257a和第二旋转编码器257b。第一旋转编码器257a附接到肩部204的第一部分(例如，肩部204的侧面或前部)，第二旋转编码器257b附接到肩部204的第二部分(例如，肩部204的后面或身体106的上背部)，以跟踪肩部204的移动或旋转。为了将旋转编码器257a-b耦合到身体106，第一传感器组件201a包括第一锚255a和第二锚259a。所示示例的第一旋转编码器257a定位在锚255a、259a之间。第二旋转编码器257b经由第三锚255b和第四锚259b附接到身体106。所示示例的第二旋转编码器257b定位在锚255b、259b之间。
58.图2b的第二传感器组件201b相对于身体106接近肢体的肘部206定位(例如，附接到该肘部)。第二传感器组件201b响应于肘部206的移动而生成第一输出中的第二种，以检测肘部206相对于身体106的位置和/或关节角度。例如，第二传感器组件201b可以检测肘关节的弯曲角度和/或旋转。第二传感器组件201b包括经由第五锚255c和第六锚259c附接到身体106的第三旋转编码器257c。第三旋转编码器257c接近(例如，邻近或跨越)肘部206附接到手臂102a的第三部分，以跟踪肘部206的移动或旋转。图2b示出位于手臂102a的后部(例如，在肘部206或手臂102a的背面后面)上的第二传感器组件201b。第五锚255c位于肘部206上方，并且第六锚259c位于肘部206下方。第三旋转编码器257c定位在第五锚255c和第
六锚259c之间。第二传感器组件201b不限于图2b所示的位置或定位。例如，第二传感器组件201b可以位于手臂102a的内侧和/或肘部206的前部上(例如，在手臂的前侧上)。
59.图2b的第三传感器组件201c用于响应于手腕208的移动而生成第一输出中的第三种，以检测手腕208相对于身体106的位置或角度。为了生成或检测第一输出中的第三种，所示示例的第三传感器组件201c包括第七锚255d、第四旋转编码器257d和第八锚259d。第四旋转编码器257d邻近(例如，邻近或跨越)手腕208附接到手臂102a的第四位置，以跟踪手腕208的移动或旋转。而且，在所示示例中，第三传感器组件201c定位在手臂102a、手腕208和/或前臂的前面或前部部分上。然而，在一些示例中，第三传感器组件201c可以位于手臂102a的后部上，和/或可以在手臂102a、手腕208和/或前臂的前部和后部之间延伸。
60.此外，图2b的锚255a-c和锚259a-c可以为相应的旋转编码器257a-c提供参考，以检测手臂102a相对于参考或初始位置(例如，零校准位置)的旋转角度。例如，臂102a的旋转可以引起附接到相应的旋转编码器257a-c的相应锚255a-c、259a-c的第一端移动，而相应锚255a-c、259a-c的第二端保持固定到身体106。锚255a-c、259a-c的第一端相对于锚255a-c、259a-c的第二端的此种旋转移动使得相应旋转编码器257a-c能够检测臂102a的角度位置。
61.第四传感器组件201d响应于上臂102c(例如，二头肌和/或三头肌)的移动而生成第一输出中的第四种，以检测上臂102c相对于身体106的位置或角度(例如，扭转角度)。为了生成或检测第一输出中的第四种，所示示例的第四传感器组件201d包括第五旋转编码器257e。第五旋转编码器257e接近(例如，邻近或跨越)上臂102c附接到手臂102a的第四部分，以跟踪上臂102c的移动或角度。第五旋转编码器257e经由第九锚255e和第十锚259e附接到手臂102a。此外，为了给第五旋转编码器257e提供参考和/或使第五旋转编码器257e能够检测手臂102a的上部的扭转角度，图2b的第四传感器组件201d包括第一延伸杆261a和第二延伸杆263a。例如，第一延伸杆261a定位在第五旋转编码器257e和第九锚255e之间，并且第二延伸杆263a定位在第五旋转编码器257e和第十锚259e之间。换句话说，第五旋转编码器257e位于第一延伸杆261c和第一延伸杆263c之间。例如，延伸杆261a、263a使得第五旋转编码器257e能够检测手臂102a(例如，上臂)相对于身体106的移动、扭转或旋转移动(例如，具有更大的准确度)。而且，在所示示例中，第四传感器组件201d定位在手臂102a的前面或前部部分上。然而，在一些示例中，第四传感器组件201d可以位于手臂102a的后部上。
62.图2b的第五传感器组件201e响应于前臂102e的移动(例如，肘部206和手腕208之间的空间)而生成第一输出中的第五种。例如，第五传感器组件201e包括接近(例如，邻近或跨越)前臂102e附接到手臂102a的第五部分的第六旋转编码器257f，其生成第一输出中的第五种，以跟踪或检测前臂102e相对于身体106的移动、扭转和/或旋转。第六旋转编码器257f经由第十一锚255f和第十二锚259f耦合到手臂102a。第二延伸杆261b定位在第六旋转编码器257f与第十一锚255f之间，并且第二延伸杆263b定位在第六旋转编码器257f与第十二锚259f之间。而且，在所示示例中，第五传感器组件201e定位在手臂102a的前面或前部部分上。然而，在一些示例中，第五传感器组件201e可以位于手臂102a的后部上。
63.示例肢体传感器201(例如，旋转编码器257a-f、锚255a-f、259a-f、延伸杆261a-b、263a-b)可以经由粘合剂附接到身体106。在一些示例中，粘合剂可以包括编织织物、塑料、胶带、胶水、乳胶条和/或任何其他类型的粘合剂。在一些示例中，粘合剂可以包括可释放的
紧固件，诸如，例如，钩环紧固件、牌紧固件、带子和/或任何其他可释放的紧固件。在一些示例中，肢体传感器201可以在布、衬衫、袖子或其他服装件上实施。旋转编码器257a-f是旋转编码器、旋转传感器、旋转的编码器、旋转的传感器和/或测量肢体102旋转的任何其他传感器。
64.图3是展示图2a的示例传感器组件200的示例输出的示例图300。在操作中，第一传感器组件200a提供第一输出中的第一种(例如，肢体传感器输出120)。具体地说，在肩部204的移动期间，第一弦线编码器210a基于第一弦线230a的位置(例如，绷紧状况)生成第一应变输出302，并且第二弦线编码器210b基于第二弦线230b的位置(例如，绷紧状况)生成第二应变输出304。基于肘部206的位置(例如，弯曲或伸直)，第三弦线编码器210c基于第三弦线230c的位置(例如，绷紧状况)生成第三应变输出306。基于手的位置(例如，在手腕处弯曲或伸直)和前臂的位置(例如，相对于沿前臂的纵向轴线的扭转位置或旋转位置)，所示示例的第四弦线编码器210d和第五弦线编码器210e(例如，双编码器)基于第四弦线230d和第五弦线230e的位置(例如，绷紧状况)生成第四应变输出308(例如，第四弦线编码器210d和第五弦线编码器的输出的总和)，并且所示示例的第六弦线编码器210f和第七弦线编码器210g(例如，双编码器)基于第六弦线230f和第七弦线230g的位置(例如，绷紧状况)生成第五应变输出(例如，第六弦线编码器210f和第七弦线编码器210g的输出的总和)。
65.每个示例应变输出302-310代表手臂102a相对于初始位置(例如，手臂102a抵靠身体106的侧面定位，其中手掌抵靠身体106)的移动。示例应变输出302-310代表和/或可用于检测移动期间给予手臂102a的应变的量，因为肩部202相对于身体106旋转，肘部206在肘关节处弯曲，手在手腕处弯曲，手臂102a相对于肩部202旋转，前臂相对于肘部和/或肩部扭转，和/或手臂102a相对于身体106的任何其他位置。其他位置可以包括各种位置(例如，向外旋转手臂102a、将手臂102a举过用户的头顶、将手臂102a旋转一圈，等等)。
66.图2b的示例肢体传感器201产生类似的输出。例如，图2a的传感器组件200可以生成应变输出302-310，并且图2b的肢体传感器201可以生成应变输出302-312。例如，第一旋转编码器257a可以生成第一应变输出300中的第一应变输出302，第二旋转编码器257b可以生成第一应变输出300中的第二应变输出304，第三旋转编码器257c可以生成第一应变输出300中的第三应变输出306。第四旋转编码器257d可以生成第一应变输出300中的第四应变输出308，第五旋转编码器257e可以生成第一应变输出300中的第五应变输出310，并且第六旋转编码器257f可以生成第一应变输出300中的第六应变输出312。应变输出302-312可以是电压、电流和/或任何其他类型的信号。
67.图4a是图1的示例人机工程学改进系统100的示例下半身传感器系统400。所示示例的下半身传感器系统400实施了图1的负载传感器112和位置传感器114。负载传感器112包括负载单元402，并且位置传感器114包括压力传感器404(例如，压力垫、传感器等)。负载单元402和压力传感器404位于可由用户106a(图1)穿着的一双鞋406中(例如，嵌入在其鞋底中)。负载单元402测量用户106a的负载或重量，以确定用户106a所持或所提的重量的量。所示示例的压力传感器404可以检测和/或确定用户106a执行体力任务的姿态(例如，脚定位)。例如，压力传感器404可以检测和/或以其他方式确定用户在执行体力任务时是站在稳定或支撑位置(例如，其中人的重量均匀地分布在脚中)还是非稳定或非支撑位置(例如，用户站立时其重量全部向前集中在脚趾上或全部向后集中在脚跟上)。在一些示
例中，压力传感器404可用于确定用户的重量分布(例如，重量分布是否集中)。例如，用户106的重量朝向用户106的脚跟偏移，这可指示用户106失去平衡和/或有跌倒或受伤的风险。在一些示例中，通过经由传感器组件200确定手臂102a的位置、经由位置传感器114确定用户106a的每只脚的位置以及经由负载传感器112确定用户106a携带的负载，人机工程学改进系统100可以确定用户的姿态对于携带检测到的负载(例如，图1的物体119)是否稳定(例如，或最佳)。
68.图4b是本文中公开的另一个示例下半身传感器系统401d，其可用于实施图1的示例人机工程学改进系统100。所示示例的下半身传感器系统400实施了图1的负载传感器112和位置传感器114。负载传感器112包括负载单元402，并且位置传感器114包括光检测和测距(lidar)传感器408(例如，压力垫、传感器等)。负载单元402和lidar传感器408结合到要用户106a穿着的一双鞋410中(例如，由鞋携带、附接或以其他方式嵌入在鞋中)。为了检测用户脚的位置，lidar传感器408向周围环境发射脉冲波。当用户双脚并拢站立时，脉冲从相对的鞋反弹并返回到传感器。传感器使用每个脉冲返回传感器的时间差来计算其行进的距离。当第一只脚相对另一只脚向前和/或向后踏出时，脉冲波投射到周围环境中，而不是投射到另一只相对的鞋，指示用户脚是分开的。因此，lidar传感器408发射的脉冲可用于确定用户106a在执行体力任务时是站在稳定或支撑位置(例如，一只脚间隔开并在其另一只脚前面)还是站在非稳定或非支撑位置(例如，用户以其脚间隔开站立，但左脚与右脚基本平齐)。
69.图5a和图5b是图4a的示例下半身传感器系统400的示例第三输出500的示意图。图5a展示第三输出500中的第一个501，并且图5b展示第三输出500的第二个503。例如，第三输出500的第一个501代表用户106a使他/她的双脚间隔开，但左脚505与右脚507基本平齐。图5b的第三输出500中的第二个503代表用户106a的右脚507与左脚505间隔开并在前面。压力传感器404生成或压力输出，诸如图5a和图5b所示。压力传感器404的第三输出500可以检测跨越用户106a的脚的压力分布。例如，图5a和图5b中的白色区域502指示低压区域，图5a和图5b中的灰色区域504指示中等压力，并且图5a和图5b中的黑色区域506指示高压。在图5a中，用户在他/她的右脚上507有更多的压力，如更多的灰色区域504和更多的黑色区域506所指示，相比之下，左脚505有更多的白色区域502。图5b展示了用户106a的重量集中在右脚507的后跟中，并集中在左脚505的垫子或中间区域上。
70.图6是图1的示例人机工程学改进系统100的示例控制器108的框图。控制器108包括传感器管理器602、数据监视器604、警告装置管理器606和校准器608。传感器管理器602、数据监视器604、警告装置管理器606和校准器608经由总线610进行通信耦合。
71.传感器管理器602从肢体传感器110、负载传感器112或/和位置传感器114接收输入。例如，传感器管理器602接收肢体传感器输出120、负载传感器输出122和/或位置传感器输出124。例如，传感器管理器602接收应变输出302-312、来自负载单元402的输出，以及来自压力传感器404和/或lidar传感器408的输出。在一些示例中，传感器管理器602接收作为电流、电压等的输出。在一些示例中，传感器管理器602可以调节信号以供数据监视器604处理。在一些示例中，传感器管理器602将输入转换为二进制值(例如，开/关)、数字值和/或模拟值。例如，传感器管理器602可以将位置传感器114的信号转换为二进制值。
72.例如，传感器管理器602可以响应于输出信号不超过与弦线编码器210a-g中的相应弦线编码器相关联的阈值(例如，电流)，为弦线编码器210a-g的应变输出302-310中的相应应变输出提供二进制值“1”，并且可以响应于输出信号超过与弦线编码器210a-g中的相应弦线编码器相关联的阈值(例如电流)，为弦线编码器210a-g的应变输出302-310中的相应应变输出提供二进制值“0”。例如，当位置传感器114提供代表用户106a处于稳定姿态的信号时，传感器管理器602可以提供二进制值“1”，并且当位置传感器114提供代表用户106a处于非稳定姿态的信号时，传感器管理器602可以提供二进制值“0”。在一些示例中，传感器管理器602可以响应于负载传感器112提供代表大于阈值(例如，50磅)的重量的信号，提供二进制值“1”，并且响应于负载传感器112提供代表小于阈值的重量的信号，提供二进制值“0”。
73.数据监视器604存储和处理来自传感器管理器602的(多个)信号。数据监视器604可以将来自传感器管理器602的(多个)信号与阈值进行比较。在一些示例中，阈值可以由数据监视器604从存储器获得、检索或以其他方式访问。例如，数据监视器604经由比较器可以将来自传感器管理器602的信号与表格进行比较，以基于由肢体传感器输出120、负载传感器输出122和/或位置传感器输出124提供的数据确定用户106a是否正在执行非人机工程学的或不适当的活动。例如，数据监视器604可以将来自传感器管理器602的信号与阈值进行比较，该阈值存储在与针对肢体传感器输出120、负载传感器输出122和/或位置传感器输出124中的相应输出的相应阈值相关联的查找表中。例如，数据监视器604可以将肢体102的确定的位置与位置阈值进行比较，该位置阈值与由负载传感器112提供的用户106a携带的测量负载和右脚507相对于左脚505的确定的位置相关联。数据监视器604可以响应于确定肢体102的检测位置超过位置阈值(例如，来自查找表)，向警告装置管理器606通信警告激活信号，该位置阈值与来自负载传感器112的测量负载和/或右脚507相对于左脚505的检测位置相关联或对应。例如，如果用户106a携带的负载超过阈值负载和/或用户106a的姿态是非稳定姿态(例如，图5a所示的姿态)，则图3的应变输出302-310可指示肢体102的非人机工程学的或不适当的移动或位置。在一些情况下，如果用户106a携带的负载不超过阈值负载和/或用户106a的姿态是稳定姿态(例如，图5b所示的姿态)，则图3的应变输出302-310可指示肢体102的非人机工程学的或不适当的移动或位置。
74.例如，查找表可以具有对应于来自弦线编码器210a-g的输出的多个第一阈值。基于对来自弦线编码器210a-g的输出和与存储在查找表中的弦线编码器210a-g的相应阈值对应的阈值、由负载传感器112提供的重量和由位置传感器114提供的脚姿态进行的比较，数据监视器604确定用户106a正在进行人机工程学上适当还是人机工程学上不适当的活动(例如，基于肢体移动或位置)。如果来自传感器管理器602的一个或多个信号或信号组合与肢体传感器输出120、负载传感器122和位置传感器输出124相比超过一个或多个阈值或阈值组合，那么警告装置管理器606触发警告信号126以触发警报(例如，指示非人机工程学活动或运动)。
75.如果来自传感器管理器602的信号超过阈值，则警告装置管理器606可以从数据监视器604接收信号。警告装置管理器606可以发送警告信号126和/或警报。本文中公开的示例警报包括但不限于视觉警报(例如，光)、音频警报(例如，扬声器)、触觉反馈(例如，振动)、其组合和/或任何其他警报。在一些示例中，(多个)警报的类型可以基于用户的环境
(例如，工业或制造环境)来选择。例如，在环境可能是嘈杂的、繁忙的，或者正在执行的任务不应该被突然或惊吓的警报打断的情况下，所选择的警报类型(例如，触觉反馈)可以在上面讨论的选项和/或其他类型的警报之间变化。
76.校准器608指示用户完成校准的运动，诸如图9所示的那些。校准器608还存储来自校准的各种位置的移动数据，并且可以处理移动数据以用作数据监视器604的阈值。校准器608为肢体传感器110、负载传感器112和位置传感器114设置零或参考值。
77.可替代地，所示示例的控制器108可以被配置为将来自上半身传感器系统111a和/或下半身传感器系统111b的输出(例如，输出120、122、124、302-312等)通信到远程电子装置，诸如，例如，服务器、计算机、控制室、移动装置、移动电话和/或可通信地耦合到人机工程学改进系统100的控制器108的任何其他计算装置。例如，控制器108和/或传感器管理器602可以传输或通信由传感器(例如，肢体传感器110、负载传感器112、位置传感器114、弦线编码器210a-g、旋转编码器257a-e、负载单元402、压力传感器404、lidar传感器408和/或任何其他传感器)提供的一个或多个输出。远程电子装置可以被配置为基于控制器108提供的数据来模拟用户106a(例如，用户106a的手臂102a)的移动。远程电子装置可以被配置为检测该模型代表的移动可以指示可以是人机工程学的或可接受的移动，还是可能是非人机工程学的或不可接受的移动。如果远程电子装置确定用户106a的移动是可接受的，则远程电子装置不与控制器108通信。如果远程电子装置确定用户106a的移动是不可接受的，则远程电子装置向控制器108通信指令以使警告装置管理器606启动警告信号126以激活警告装置116。
78.尽管在图6中展示了实施图1的控制器108的示例方式，但是图6所示的要素、过程和/或装置中的一个或多个可以被组合、划分、重新布置、省略、消除和/或以任何其他方式实施。此外，传感器管理器602、数据监视器604、警告装置管理器606和校准器608，和/或更一般来说，图1的示例控制器可以通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实施。因此，例如，传感器管理器602、数据监视器604、警告装置管理器606和校准器608中的任一个，和/或更一般来说，图1的示例控制器108中的任一个可以由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、可编程处理器、可编程控制器、图形处理单元(gpu)、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、可编程逻辑装置(pld)和/或现场可编程逻辑装置(fpld)实施。当阅读本专利的设备或系统权利要求中的任一个以覆盖纯粹的软件和/或固件实施方式时，传感器管理器602、数据监视器604、警告装置管理器606和校准器608中的至少一个，和/或更一般来说，图1的示例控制器108据此明确定义为包括非暂时性计算机可读存储装置或存储盘，诸如存储器、数字多功能光盘(dvd)、紧凑光盘(cd)、蓝光光盘等，其包括软件和/或固件。此外，除了图6所示的那些要素、过程和/或装置之外或代替那些要素、过程和/或装置，图1的示例控制器108可以包括一个或多个要素、过程和/或装置，和/或可以包括一个以上的任何或所有所示的要素、过程和装置。如本文中所用，短语“通信中”，包括其变体，涵盖直接通信和/或通过一个或多个中间部件的间接通信，并且不需要直接的物理(例如，有线)通信和/或持续通信，而是另外包括在定期间隔、预定间隔、非定期间隔和/或一次性事件下的选择性通信。
79.图7、图8和图10中示出了用于实施图1的人机工程学改进系统100的示例硬件逻辑、机器可读指令、硬件实施的状态机和/或其任何组合的流程图。机器可读指令可以是一
个或多个可执行程序或可执行程序的(多个)部分，用于由计算机处理器执行，诸如下面结合图1讨论的示例处理器平台1100中所示的处理器1112。程序可以体现在非临时性计算机可读存储介质上存储的软件中，该介质诸如cd-rom、软盘、硬盘驱动器、dvd、蓝光光盘或与处理器1112相关联的存储器，但全部程序和/或其部分可以可替代地由处理器1112以外的装置执行和/或体现在固件或专用硬件中。此外，尽管参考图7、图8和图10所示的流程图描述了示例程序，但可以可替代地使用实施示例人机工程学改进系统100的许多其他方法。例如，各框的执行顺序可以改变，和/或所描述的框中的一些可以改变、取消或组合。此外或可替代地，任何或所有的框可以由一个或多个硬件电路(例如，分立和/或集成的模拟和/或数字电路系统、fpga、asic、比较器、运算放大器(运放)、逻辑电路等)实施，其被构造成在不执行软件或固件的情况下执行对应操作。
80.本文中描述的机器可读指令可以以压缩格式、加密格式、碎片格式、编译格式、可执行格式、打包格式等中的一种或多种存储。如本文中描述的机器可读指令可以存储为数据(例如，指令的部分、代码、代码的表示等)，可以利用该数据来创建、制造和/或产生机器可执行指令。例如，机器可读指令可被分割并存储在一个或多个存储装置和/或计算装置(例如，服务器)上。机器可读指令可能需要安装、修改、适配、更新、组合、补充、配置、解密、解压、解包、分发、重新分配、编译等中的一项或多项，以使其可被计算装置和/或其他机器直接读取、解释和/或执行。例如，机器可读指令可以存储在多个部分中，这些部分被单独压缩、加密并存储在不同的计算装置上，其中这些部分在解密、解压和组合时形成一组可执行指令，其实施诸如本文中描述的程序。
81.在另一个示例中，机器可读指令可被存储在其可被计算机读取的状态中，但是需要添加库(例如，动态链接库(dll))、软件开发套件(sdk)、应用编程接口(api)等，以在特别计算装置或其他装置上执行指令。在另一个示例中，在机器可读指令和/或(多个)对应程序可以全部或部分执行之前，机器可读指令可能需要被配置(例如，存储的设置、输入数据、记录的网络地址等)。因此，所公开的机器可读指令和/或(多个)对应程序旨在涵盖此类机器可读指令和/或(多个)程序，而不考虑机器可读指令和/或(多个)程序在存储或以其他方式静止或传送时的特别格式或状态。
82.本文中描述的机器可读指令可以通过任何过去、现在或未来的指令语言、脚本语言、编程语言等表示。例如，机器可读指令可以使用以下语言中的任一种表示：c、c++、java、c#、perl、python、javascript、超文本标记语言(html)、结构化查询语言(sql)、swift等。
83.如上所述，图7、图8和图10的示例过程可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质上的可执行指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实施，该介质诸如硬盘驱动器、ssd、闪存、只读存储器、紧凑光盘、数字多功能光盘、高速缓存、随机访问存储器和/或任何其他存储装置或存储盘，其中信息在任何持续时间(例如，延长的时间段、永久、短暂、临时缓冲和/或高速缓存信息)存储。如本文中所用，术语非暂时性计算机可读介质被明确定义为包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储盘，并排除传播信号和排除传输介质。
[0084]“包括(including)”和“包括(comprising)”(以及其所有形式和时态)在本文中用作开放式术语。因此，每当权利要求采用任何形式的“包括(include)”或“包括(comprise)”(例如，包括(comprises)、包括(includes)、包括(comprising)、包括(including)、具有等)作为序言或在任何种类的权利要求叙述内，应理解额外的要素、术语等可以存在而不落在
对应的权利要求或叙述的范围之外。如本文中所用，当短语“至少”在例如权利要求的序言中用作过渡术语时，它是开放式的，其方式与术语“包括(including)”和“包括(comprising)”是开放式的相同。术语“和/或”在例如以形式诸如a、b和/或c使用时，是指a、b、c的任何组合或子集，诸如(1)仅a，(2)仅b，(3)仅c，(4)a与b，(5)a与c，(6)b与c，以及(7)a与b及与c。如本文中在描述结构、部件、项目、物体和/或事物的上下文中所用，短语“a和b中的至少一个”意指包括以下中的任一个的实施方式：(1)至少一个a，(2)至少一个b，以及(3)至少一个a和至少一个b。类似地，如本文中在描述结构、部件、项目、物体和/或事物的上下文中所用，短语“a或b中的至少一个”意指包括以下中的任一个的实施方式：(1)至少一个a，(2)至少一个b，以及(3)至少一个a和至少一个b。如本文中在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的执行或实行的上下文中所用，短语“a和b中的至少一个”意指包括以下中的任一个的实施方式：(1)至少一个a，(2)至少一个b，以及(3)至少一个a和至少一个b。类似地，如本文中在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的执行或实行的上下文中所用，短语“a或b中的至少一个”意指包括以下中的任一个的实施方式：(1)至少一个a，(2)至少一个b，以及(3)至少一个a和至少一个b。
[0085]
如本文中所用，单数引用(例如，“一个”、“一件”、“第一”、“第二”等)并不排除多个。如本文中所用的术语“一个”或“一件”实体，是指该实体的一个或多个。术语“一个”(或“一件”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可以互换使用。此外，尽管单独列出，但多个手段、要素或方法动作可由例如单个单元或处理器实施。此外，尽管单独特征可被包括在不同的示例或权利要求中，但这些可能被组合，而且被包括在不同的示例或权利要求中并不意味着特征的组合不是可行的和/或有利的。
[0086]
图7的方法700是用于实施图1的人机工程学改进系统100的示例方法。方法700在框702处开始，其中传感器管理器602接收从(多个)传感器收集的数据。(多个)传感器可以包括肢体传感器110、负载传感器112、位置传感器114、弦线编码器210a-g、旋转编码器257a-f、负载单元402、压力传感器404、lidar传感器408和/或任何其他传感器。
[0087]
在框704处，数据监视器604将来自传感器管理器602数据的数据(例如，(多个)信号)与阈值进行比较。该阈值可以从可以存储在控制器108的数据库或存储器中的查找表获得。
[0088]
在框706处，数据监视器604确定在框704处是否超过了阈值。如果数据监视器604在框706处确定超过了阈值，那么过程继续到框708。在框708处，警告装置管理器606启动警告信号(例如，警告信号126)以激活警报和/或警告装置116。如果数据监视器604在框706处确定没有超过阈值，那么过程返回到框702。
[0089]
参考图8，方法800是校准图1的示例人机工程学改进系统100的上半身传感器系统111a和下半身传感器系统111b的示例方法。例如，校准可以使用校准器608来实施。例如，图1的示例人机工程学改进系统100的校准可以在系统初始开启时和/或在系统使用时的任何其他时间发生。在一些示例中，校准可以被自动设置为在预定的时间间隔或在某些事件发生，诸如当控制器108检测到由图1的人机工程学改进系统的一个或多个传感器输出的离群值时。
[0090]
在框802处，图1的示例人机工程学改进系统100可以经由传感器管理器602检测上半身传感器系统111a(例如，弦线编码器210a-g、旋转编码器257a-e)和下半身传感器系统
111b(例如，负载单元402、压力传感器404、lidar传感器408等)。在框804处，示例校准器608指示用户106a启动传感器校准。示例的传感器校准位置在本文中公开并在图9中展示和讨论。
[0091]
在框806处，示例校准器608记录与不同的传感器校准相关联的(多个)传感器输出。例如，传感器(例如，肢体传感器110、负载传感器112和/或位置传感器114)中的每个的校准值是零值或参考值。
[0092]
图9是代表本文中公开的可用于实施图8的示例方法800的示例校准位置900的示例图。可以使用用户界面向用户106a指示传感器校准位置，该用户界面可以包括例如显示器、扬声器、其组合和/或由控制器108携带的任何其他通信装置。示例校准位置900可用于在传感器被携带或耦合到用户106a之后校准弦线编码器210a-g和/或旋转编码器257a-e中的一个或多个。例如，可以使用图9的示例校准位置900校准弦线编码器210a-f中的每个和/或旋转编码器257a-e中的每个。例如，校准位置900包括针对肩部204、肘部206和手腕208中的每个的三组校准位置(即，位置1、位置2、位置3)。然而，校准位置不限于图9所示的位置，并且可以包括未在图9中示出的一个或多个其他位置。
[0093]
在肩部校准902的位置1，用户106a被指示在向前位置(例如，在用户106a前面的方向上完全向前伸展的位置)和向后位置(例如，在用户106a后面的方向上完全向后伸展的位置)移动其手臂(即，手臂102a)。当手臂102a移动到向前位置和向后位置时，控制器108记录传感器(例如，弦线编码器210a-b、旋转编码器257a-b和/或第五旋转编码器257e)的输出。
[0094]
在肩部校准904的位置2，用户106a被指示在向上位置(例如，在用户的头部上方完全抬起的位置)和向下位置(例如，在用户身体的侧面上完全伸展的位置)移动其手臂。当手臂102a移动到向上位置和向下位置时，控制器108记录传感器(例如，弦线编码器210a-b、旋转编码器257a-b和/或第五旋转编码器257e)的输出。
[0095]
在肩部校准906的位置3，用户106a被指示将其手臂向外和向侧面延伸(例如，翼展形式)，并且在第一旋转位置(例如，在第一旋转位置扭转或旋转)和第二旋转位置(例如，在与第一方向相反的第二旋转方向上扭转或旋转)之间以圆形运动旋转/扭转其手臂。当手臂102a移动到第一旋转位置和第一旋转位置时，控制器108记录传感器(例如，弦线编码器210a-b、旋转编码器257a-b和/或第五旋转编码器257e)的输出。
[0096]
在肘部校准908的位置1，用户106a被指示向侧面移动其手臂，并将其手臂移动到卷曲位置(例如，其中手接近肩部204的完全卷曲位置)和伸展位置(例如，完全伸展位置)。当手臂102a移动到卷曲位置和伸展位置时，控制器108记录与肘部206相关联的传感器(例如，第三弦线编码器210c、旋转编码器257c和/或257e-f)的输出。
[0097]
在肘部校准910的位置2，用户106a被指示弯曲其肘部并且在弯曲位置时将其肘部移动到向上弯曲位置和向下弯曲位置。当手臂102a移动到向上弯曲位置和向下弯曲位置时，控制器108记录传感器(例如，第三弦线编码器210c、旋转编码器257c和/或257e-f)的输出。
[0098]
在肘部校准912的位置3，用户106a被指示在第一旋转位置和与第一旋转位置相对的第二旋转位置之间旋转其肘部弯曲的手臂。当具有弯曲肘部206的手臂102a移动到第一旋转位置和第二旋转位置时，控制器108记录传感器(例如，第三弦线编码器210c、旋转编码器257c和/或257e-f)的输出。
[0099]
在手腕/手部校准914的位置1，用户106a被指示将其手围绕手腕移动或弯曲到向上的位置(例如，完全向上位置)和向下的位置(例如，完全向下位置)。当手移动到第一旋转位置和第二旋转位置时，控制器108记录传感器(例如，弦线编码器210d-g、旋转编码器257d和/或257f)的输出。
[0100]
在手腕/手部校准916的位置2，用户106a被指示将其手围绕手腕向侧面移动到第一侧面位置(例如，完全右侧位置)和第二侧面位置(例如，完全左侧位置)。当手移动到第一侧面位置和第二侧面位置时，控制器108记录传感器(例如，弦线编码器210d-g、旋转编码器257d和/或257f)的输出。
[0101]
在手腕/手部校准918的位置3，用户106a被指示将其手围绕手腕向侧面扭转到第一旋转位置(例如，在第一旋转方向上的完全旋转位置)和第二旋转位置(例如，在第二旋转方向上的完全旋转位置)。当手移动到第一旋转位置和第二旋转位置时，控制器108记录传感器(例如，弦线编码器210d-g、旋转编码器257d和/或257f)的输出。
[0102]
图10是代表实施图1的示例人机工程学改进系统100的示例方法1000的流程图的示例。图10的方法1000是用于实施图1的人机工程学改进系统100的示例方法。
[0103]
方法1000在框1002处开始，其中传感器管理器602从耦合到肢体102的编码器系统(例如，肢体传感器110)接收第一输出。肢体传感器110用于跟踪和/或检测肢体102和/或关节的移动。在框1004处，传感器管理器602基于从位置传感器114接收到的第一输出，确定肢体102相对于身体106的位置。
[0104]
在框1006处，传感器管理器602从身体106携带的负载传感器112接收第二输出。负载传感器112用于检测和/或测量由身体106携带的载荷。在框1008处，传感器管理器602基于接收到的第二输出确定身体106的负载。
[0105]
在框1010处，传感器管理器602从身体106携带的压力传感器(例如，负载传感器112)接收第三输出。在框1012处，传感器管理器602基于来自压力传感器(例如，负载传感器112)的第三输出，通过检测身体106的左脚505的位置相对于身体106的右脚507的位置来确定用户的姿态。位置传感器114用于检测和/或以其他方式确定用户的姿态(例如，脚定位)。
[0106]
在框1014处，数据监视器604将肢体102的确定的位置和与确定的负载和确定的脚位置相关联的位置阈值进行比较。在框1016处，数据监视器604确定该确定的位置是否超过位置阈值。数据监视器604可以将来自传感器管理器602的(多个)信号与位置阈值进行比较。
[0107]
在框1018处，如果确定的位置超过位置阈值，则警告装置管理器606生成警告信号。如果来自传感器管理器602的信号超过位置阈值，则警告装置管理器606可以从数据监视器604接收信号。警告装置管理器606可以发送警告信号126和/或警报。本文中公开的示例警报包括但不限于视觉警报(例如，光)、音频警报(例如，扬声器)、触觉反馈(例如，振动)、其组合和/或任何其他警报。
[0108]
图11是示例处理平台的框图，该示例处理平台被构造成执行图7和图8的指令以实施本文中公开的示例人机工程学改进系统的示例控制器。
[0109]
图11是被构造成执行图7、图8和图10的指令以实施图1的人机工程学改进系统100的示例处理器平台1100的框图。处理器平台1100可以是例如服务器、个人计算机、工作站、自学习机器(例如，神经网络)、移动装置(例如，手机、智能电话、平板计算机诸如ipad
tm
)，或
任何其他类型的计算装置。
[0110]
所示示例的处理器平台1100包括处理器1112。所示示例的处理器1112是硬件。例如，处理器1112可以由一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器、gpu、dsp或来自任何期望系列或制造商的控制器实施。硬件处理器可以是基于半导体(例如，基于硅)的装置。在该示例中，处理器实施了传感器管理器602、数据监视器604、警告装置管理器606和校准器608。
[0111]
所示示例的处理器1112包括本地存储器1113(例如，高速缓存)。所示示例的处理器1112经由总线1118与包括易失性存储器1114和非易失性存储器1116的主存储器通信。易失性存储器1114可以由同步动态随机访问存储器(sdram)、动态随机访问存储器(dram)、动态随机访问存储器和/或任何其他类型的随机访问存储器装置来实施。非易失性存储器1116可以由闪存和/或任何其他期望类型的存储器装置实施。对主存储器1114、1116的访问由存储器控制器控制。
[0112]
所示示例的处理器平台1100还包括接口电路1120。接口电路1120可以由任何类型的接口标准实施，诸如以太网接口、通用串行总线(usb)、的接口标准实施，诸如以太网接口、通用串行总线(usb)、接口、近场通信(nfc)接口和/或pci express接口。
[0113]
在所示示例中，一个或多个输入装置1122连接到接口电路1120。(多个)输入装置1122允许用户将数据和/或命令输入到处理器1112中。(多个)输入装置可以通过例如音频传感器、麦克风、照相机(静态或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏和/或语音识别系统实施。
[0114]
一个或多个输出装置1124也连接到所示示例的接口电路1120。输出装置1124可以通过例如显示装置(例如，发光二极管(led)、有机发光二极管(oled)、液晶显示器(lcd)、阴极射线管显示器(crt)、原位开关(ips)显示器、触摸屏等)和/或扬声器实施。因此，所示示例的接口电路1120通常包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片和/或图形驱动器处理器。
[0115]
所示示例的接口电路1120还包括通信装置，诸如发射器、接收器、收发器、调制解调器、住宅网关、无线接入点和/或网络接口，以促进经由网络1126与外部机器(例如，任何种类的计算装置)交换数据。该通信可以经由例如以太网连接、数字订户线(dsl)连接、电话线连接、同轴电缆系统、卫星系统、现场线无线系统、蜂窝电话系统等。
[0116]
所示示例的处理器平台1100还包括用于存储软件和/或数据的一个或多个大容量存储装置1128。此类大容量存储装置1128的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器、紧凑光盘驱动器、蓝光光盘驱动器、独立磁盘冗余阵列(raid)系统和数字多功能光盘(dvd)驱动器。
[0117]
图7和图8的机器可执行指令1132可以存储在大容量存储装置1128中、易失性存储器1114中、非易失性存储器1116中和/或可移除的非暂时性计算机可读存储介质诸如cd或dvd上。
[0118]
人机工程学改进系统的前述示例可以是可穿戴装置。尽管上面公开的每个示例人机工程学改进系统具有某些特征，但应当理解，没有必要将一个示例的特别特征专门用于该示例。代替地，上面描述的和/或附图中描绘的特征中的任一个都可以与示例中的任一个组合，除了那些示例的其他特征中的任一个之外，或者代替该其他特征中的任一个。一个示例的特征不与另一个示例的特征相互排斥。代替地，本公开的范围涵盖特征中的任一个的任何组合。
[0119]
此外，本公开包括根据以下条款的示例：
[0120]
条款1。一种跟踪人类肢体的移动的可穿戴人机工程学改进系统，其包括：耦合到
身体的肢体的编码器系统，该编码器系统响应肢体相对于身体的移动而生成第一输出，以确定肢体相对于身体的位置；负载传感器，其生成代表身体携带的负载的第二输出，以及位置传感器，其生成代表身体的右脚的位置相对于身体的左脚的位置的第三输出。
[0121]
条款2。任何前述条款的系统，其中编码器系统包括：第一编码器组件，其响应于肩部的移动而生成第一输出中的第一种，以确定肩部相对于身体的第一位置；第二编码器组件，其响应于肘部的移动而生成第一输出中的第二种，以检测肘部相对于身体的第二位置；以及第三编码器组件，其响应于手的移动而生成第一输出中的第三种，以检测手相对于身体的位置。
[0122]
条款3。任何前述条款的系统，其中第一编码器组件要邻近肩部耦合，第二编码器组件要邻近肘部耦合，并且第三编码器组件要邻近手耦合。
[0123]
条款4。任何前述条款的系统，其中第一输出的第一种、第一输出的第二种和第一输出的第三种共同确定手臂相对于身体的位置。
[0124]
条款5。任何前述条款的系统，其中第一编码器组件是第一弦线编码器组件，其包括：第一弦线编码器、第一锚、第一弦线，该第一弦线具有耦合到第一弦线编码器的第一端和经由第一锚附接到身体的第二端，该第一弦线至少部分地延伸跨越身体的肩关节；第二弦线编码器、第二锚和第二弦线，该第二弦线具有耦合到第二弦线编码器的第一端和经由第二锚耦合到身体的第二端，该第二弦线至少部分地延伸跨越身体的肩关节，并且该第二弦线与该第一弦线交叉。
[0125]
条款6。任何前述条款的系统，其中第二编码器组件是第二弦线编码器组件，其包括：第三弦线编码器、第三锚和第三弦线，该第三弦线具有耦合到第三弦线编码器的第一端和经由第三锚附接到身体的第二端，该第三弦线至少部分地延伸跨越身体的肘关节。
[0126]
条款7。任何前述条款的系统，其中第三编码器组件是第三弦线编码器组件，其包括：第四弦线编码器、第四锚、第四弦线，该第四弦线具有耦合到第四弦线编码器的第一端和经由第四锚附接到身体的第二端，该第四弦线至少部分地延伸跨越身体的腕关节；第五弦线编码器、第五锚和第五弦线，该第五弦线具有耦合到第五弦线编码器的第一端和经由第五锚附接到身体的第二端，该第五弦线至少部分地延伸跨越身体的腕关节，并且该第五弦线与该第四弦线交叉。
[0127]
条款8。任何前述条款的系统，其中第一编码器组件包括第一旋转编码器组件，其包括：第一旋转编码器，其邻近身体的肩关节的第一部分耦合，该第一旋转编码器响应于肩部的移动而生成第一输出中的第一种，以及第二旋转编码器，其邻近身体的肩关节的不同于第一部分的第二部分耦合，该第二旋转编码器响应肩部的移动而生成第一输出中的第二种。
[0128]
条款9。任何前述条款的系统，其中第二编码器组件包括第三旋转编码器以邻近身体的肘关节耦合，该第三旋转编码器响应于肘关节的移动而生成第一输出中的第三种。
[0129]
条款10。任何前述条款的系统，其中第三编码器组件包括第四旋转编码器以邻近身体的腕关节耦合，该第四旋转编码器响应于腕关节的移动而生成第一输出中的第四种。
[0130]
条款11。任何前述条款的系统，进一步包括：第五编码器组件，其邻近身体的前臂耦合，该第五编码器组件响应于前臂的移动而生成第一输出中的第五种以检测前臂的位置或旋转中的至少一个，以及第五编码器组件，其邻近肘部和肩部之间的身体的上臂部分耦
合，该第五编码器响应于上臂的移动而生成第一输出中的第五种以检测上臂的位置或旋转中的至少一个。
[0131]
条款12。任何前述条款的系统，其中负载传感器是定位在要由用户穿着的鞋类中的负载单元。
[0132]
条款13。任何前述条款的系统，其中位置传感器包括要由用户穿着的鞋类携带的lidar传感器。
[0133]
条款14。任何前述条款的系统，其中位置传感器包括要由用户穿着的鞋类携带的压力传感器。
[0134]
条款15。任何前述条款的系统，进一步包括电池或能量生成系统中的至少一个。
[0135]
条款16。一种跟踪身体的肢体的移动的系统，该系统包括：上半身传感器系统，其被构造成附接到身体的肢体，该上半身传感器系统包括编码器，其响应于肢体的移动而生成第一输出；下半身传感器系统，该下半身传感器系统生成代表身体携带的负载的第二输出和代表身体的右脚相对于身体的左脚的定位的第三输出；以及处理器，以：基于第一输出确定肢体相对于身体的位置，基于第二输出确定测量的负载，基于第三输出确定身体的右脚相对于身体的左脚的位置，将肢体的确定的位置与位置阈值进行比较，该位置阈值与测量的负载和右脚相对于左脚的检测位置相关联，并响应于确定检测位置超过与测量的负载和右脚相对于左脚的检测位置相关联的位置阈值，生成警告信号。
[0136]
条款17。任何前述条款的系统，其中下半身传感器包括负载单元。
[0137]
条款18。任何前述条款的系统，其中下半身传感器包括压力传感器或lidar传感器中的至少一个。
[0138]
条款19。一种用于跟踪身体的肢体的移动的方法，该方法包括：从耦合到肢体的编码器系统接收第一输出，基于接收到的第一输出确定肢体相对于身体的位置，从身体携带的负载传感器接收第二输出，基于接收到的第二输出确定身体的负载，从身体携带的压力传感器接收第三输出，基于来自压力传感器的第三输出，通过检测身体的左脚的位置相对于身体的右脚的位置来确定脚位置，将肢体的确定的位置与位置阈值进行比较，该位置阈值与确定的负载和确定的脚位置相关联，确定该确定的位置是否超过位置阈值，以及如果确定的位置超过位置阈值，则生成警告信号
[0139]
条款20。任何前述条款的系统，其中生成警告信号包括生成声音信号、触觉信号或光信号中的至少一种。
[0140]
尽管本文中已描述了某些示例方法、设备和制品，但本公开的覆盖范围不限于此。相反，本公开覆盖了公平地落入权利要求的范围内的所有的方法、装置和制品。