智能型肩部及智能型可穿戴式上体支撑辅助系统的制作方法_3

文档序号:9555353阅读:来源:国知局
端5。控制终端5收到负荷传感器36反馈的实际支撑力大小,与设定值进行对比后,及时调整支撑垫133对肩下腋窝的支撑力大小。本实施例中,负荷传感器36为测力
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[0057]请结合参照图4,本实施例中,驱动构件3还包括与控制终端5连接的霍尔传感器37,其用来探测从动轮34逼近和离去的轮齿。通过控制终端5来累积霍尔传感器37的计数,从而可以计算出支撑垫133距离最低位置的距离。如:已知从动轮34上的齿数,螺纹丝杆111的螺距,支撑垫133距离最低位置的距离=(霍尔传感器37累积的齿数计数+从动轮34的齿数)X螺纹丝杆111的螺距。
[0058]请结合参照图1,支撑组件1还包括基座15及安装支架17。基座15可安装于人体上、衣服、口袋或其它锚定支撑,如地面、桌椅上、床上、车上等。安装支架17通过一枢轴171枢转地安装于基座15,安装支架17可相对于基座15转动,即是前后摆动。传动轴11、支撑垫组合13及驱动构件3均安装于安装支架17,从而和安装支架17 —起相对于基座15转动。安装支架17也可以是铰接于基座15。霍尔传感器37安装于安装支架17,且正对从动轮34的齿。需要说明的是,在其它实施方案中,霍尔传感器37可用其它接近传感器(proximitysensors)代替,比如磁电传感器(magnetic pickup)、光电传感器。编码器(encoder)也可用来感测该转轴的转角及累积的转数而代替霍尔传感器37,但安装位置有不同要求。
[0059]支撑组件1还包括安装于安装支架17上的回位传感器19,且回位传感器19正对推杆套管131下端缘下行最低点,当本发明的肩部支撑辅助系统处于启始状态,即是下面描述的第一状态时,推杆套管131远离支撑垫133的下端缘(此时,推杆套管131的下端缘处于远离肩下腋窝的最低点)。回位传感器19连接于控制终端5。当推杆套管131的下端缘经过时,回位传感器19产生信号,并反馈给控制终端5。此时,控制终端5以此确定支撑垫133回落至最低位置,即是本发明的肩部支撑辅助系统复位至启始状态。需要说明的是,回位传感器19可用多种接近传感器(proximity sensors)实现,比如光电传感器及霍尔传感器等。
[0060]本发明的肩部支撑辅助系统还包括安装于基座15,且靠近枢轴171处的旋转位置传感器6。旋转位置传感器6连接于控制终端5,且用于侦测传动轴11相对于基座15的摇摆转角。只有当摇摆转角在控制终端5中预设值以内时,控制终端5才会容许驱动构件3向传动轴11提供动力,从而带动支撑垫组合13运动至抵顶于肩下腋窝,为肩部提供支撑力。[0061 ] 请结合参照图5和图6,本发明实施例中的肩部支撑辅助系统的控制终端5为专用控制计算机及其驱动电路附件,也可以是手机,平板或者是集成控制器。且控制终端5和上述电机31、负荷传感器36、回位传感器19及霍尔传感器37均通过有线或无线连接。请结合参照图5和图6,控制终端5包括按钮选择端面51及触摸显示屏53。按钮选择端面51设置有电源开关按钮511及若干用于控制电机31进行不同运动的按钮。本实施例中,用于控制电机31进行不同运动的按钮包括切断按钮512、切换按钮513、上移按钮514、下移按钮515、加力按钮516及减力按钮517。触摸显示屏53用于显示电机31或支撑垫组合13的工作状况。触摸显示屏53上也会有一些虚拟按钮及指令输入界面,以供使用者由触摸屏输入指令。通过切断按钮512、切换按钮513、上移按钮514、下移按钮515、加力按钮516及减力按钮517来输入命令。控制终端5根据这些输入命令,按照控制终端5中预设的程序控制驱动构件3驱动支撑组件1运动,使得支撑组件1在控制终端5的预设程序中按照设定的方式运动。需要说明的是,在其它实施方式,按钮选择端面51和触摸显示屏53可以合并成一个人机交互界面,并在人机交互界面上通过触摸虚拟按钮输入指令。
[0062]请结合参照图7,控制终端5还包括控制器50及均与控制器50连接的数据采集模块54、数据输入接口 55、设置模块56、比较模块57、电机控制模块58和显示模块59。数据采集模块54与上述负荷传感器36、回位传感器19及霍尔传感器37均连接,且用于接收上述负荷传感器36、回位传感器19及霍尔传感器37反馈的数值。上述的数据输入接口 55与上述切断按钮512、切换按钮513、上移按钮514、下移按钮515、加力按钮516、减力按钮517及LED显示屏53均连接,用于接收上述各种按钮输入及触摸屏输入的指令。控制器50的程序预设了支撑组件1的各状态及配合切断按钮512、切换按钮513、上移按钮514、下移按钮515、加力按钮516、减力按钮517、设置模块56及比较模块57需要达到的目的及效果。通过切断按钮512、切换按钮513、上移按钮514、下移按钮515、加力按钮516及减力按钮517,可以出发控制器50,使得控制器50按设置模块56中预设的程序控制驱动件3驱动支撑垫组合13做相应的运动。
[0063]设置模块56用于设置本发明的肩部支撑辅助系统中的各种设定或理想值,比如:不同情况下,支撑垫133对肩下腋窝的理想推力;支撑垫133对肩下腋窝的最大推力值;支撑垫133的运行范围值;传动轴11相对于的基座15的允许摇摆转角等。此外,设置模块56还用于设置每按一次加力按钮516或减力按钮517,对应增加或减少的推力值。电机控制模块58连控制器50及电机31,控制器50控制电机控制模块58根据设置模块56和比较模块57的信号指令,控制电机31运作。显示模块59连接触摸显示屏53,从而将控制器50中预设的本发明实施例中的肩部支撑辅助系统的使用状态显示出来。需要说明的是,在其他实施方式中,可以无需设置电机控制模块58,而是使电机31直接连接控制器50,由控制器50控制其做相应的运动。
[0064]本发明实施例中的肩部支撑辅助系统在使用的过程中,在上述控制器50的控制及电机31的驱动下,本发明的肩部支撑辅助系统可选择地处于第一状态、第二状态、第三状态及第四状态,分别如下:
[0065]处于第一状态时,即是本发明的肩部支撑辅助系统接通电源4而处于原启始状态。此时,电源4接通,驱动构件3接通电源4,但不动,即是控制器50控制驱动构件3启动但不主动给支撑垫组合13提供驱动动力。且此时,支撑垫组合13在其远离肩部的最低位置,也就是说推杆套管131的下端缘处于远离肩下腋窝的最低点。
[0066]处于第二状态时,控制器50控制驱动构件3驱动支撑垫组合13朝向肩部运动直至与肩下腋窝接触,但不提供支撑力,并跟随肩部上下运动。
[0067]处于第三状态时,控制器50控制驱动构件3驱动支撑垫组合13按照控制终端5中预设的顶推值顶推支撑肩下腋窝。
[0068]处于第四状态时,控制器50控制驱动构件3停止给支撑垫组合13提供动力,且支撑垫组合13不在其远离肩部的最低位置(即是:支撑垫组合13在远离肩部的最低位置的上方)。此时,支撑垫组合13可能在自身重力的作用下回落运动。
[0069]需要说明的是,本发明的肩部支撑辅助系统在使用的过程中,上述的第一状态、第二状态、第三状态及第四状态并非是依次自动实现的。而是通过控制终端5选择或输入指令,使得控制器50控制本发明的肩部支撑辅助系统可选择地实现上述的第一状态、第二状态、第三状态及第四状态。并且,在控制器50的控制下,本发明的肩部支撑辅助系统可以分别在第一状态与第四状态、第二状态与第三状态、第二状态与第四状态之间相互切换;且本发明的肩部支撑辅助系统还可以从第一状态切换至第二状态,从第三状态切换至第四状态。具体操作过程如下:
[0070]当本发明的肩部支撑辅助系统的扳动电源开关按钮511到“0N”位置时,驱动构件4接通电源4而处于启始状态,也即是本发明的肩部支撑辅助系统处于第一状态。此时,推杆套管131的下端缘处于最低点。具体地,扳动电源开关按钮511到“0N”位置,数据输入接口 55接收开机命令,并将该开机命令发送至控制器50。控制器50接到该开机命令后触发电机控制模块58发出指令使得电机31导通,电机31启动但不主动给支撑垫组合13提供动力,支撑垫组合13处于最低位置。当本发明的肩部支撑辅助系统处于第一状态时,下移按钮515、加力按钮516及减力按钮517均无效;即是:当按下移按钮515、加力按钮516及减力按钮517中的任一个,数据输入接口 55接收该信号,并将该信号通过控制器50发送至设置模块56。设置模块56接收该信号后,经过分析处理,判断为无效信号,从而发送给显示模块59。显示模块59收到该失效信号后,在触摸显示屏53上显示错误操作、无效操作等提示性的语言;在其它实施方式,甚至还伴随有报警声,以提示用户出现了错误的操作。
[0071]当本发明的肩部支撑辅助系统处于上述第一状态时,按下切断按钮512,本发明的肩部支撑辅助系统进入第四状态。具体地,按下切断按钮512,数据输入接口 55接收命令,并将该命令发送至控制器50。控制器50接到该命令后控制电机控制模块58发出指令,使得电机31保持通电启动状态,但停止对支撑垫组合13提供驱动力且本发明的肩部支撑辅助系统处于上述第一状态时,按下上移按钮514,可使得支撑垫133按照设定的上移一个单位距离。如果是一直按着上移按钮514,支撑垫133可迅速上移直至与肩下腋窝接触,本发明的肩部支撑辅助系统转换成第二状体。具体地,按下上移按钮514,数据输入接口 55接收命令,并将该命令发送至控制器50。控制器50收到命令后控制电机控制模块58。电机控制模块58接到命令后,结合设置模块56中设定控制程序,发出指令使得电机31按照设定的程序控制支撑垫133移动。
[0072]当本发明的肩部支撑辅助系统处于第一或第四状态时,按下切换按钮513,当本发明的肩部支撑辅助系统进入第二状态。具体地,按下切换按钮513,数据输入接口 55接收工作命令,并将该工作命令发送至控制器50。控制器50接到该工作命令后控制电机控制模块58发出指令,使得电机31开始工作。这样,电机31的驱动力依次通过主动轮33、从动轮34及空心输出轴341后,带动丝杆螺母113随空心输出轴341转动。此时,由于丝杠原理,螺纹丝杆111向上运动,从而带动支撑垫133运动至与肩下腋窝接触但不产生支撑力,只是跟随肩膀的上下运
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