CN104619251A - 外骨骼设备的安全气囊 - Google Patents
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Abstract
一种协助用户行动的机动外骨骼系统，该系统包括：机动外骨骼设备；一个或多个传感器，该传感器用于检测指示所述机动外骨骼设备的用户处在正在跌倒状态中的一个或多个参数；以及安全气囊装置，该安全气囊装置包括一个或多个配置为响应检测到的状态而展开的安全气囊。
Description
技术领域
本发明通常涉及用于恢复和/或协助下肢受损的个人之间直立移动的机动外骨骼。特别地，本发明涉及在机动外骨骼中包含一个或多个安全气囊。
背景技术
安全气囊通常用在车辆中，但是也已经被开发用于其他交通工具（例如，摩托车），甚至用在其他用途（例如，骑马的骑手）。
除了车辆安全气囊，已经开发出穿在普通人，通常是老人，身上的个人安全气囊，以便在跌倒时起到缓冲的作用。在一些应用中，安全气囊已经被开发用于可能需要在较高的高度施工的工人。在一些应用中，安全气囊已经被开发用于滑雪者，特别是用在雪崩的情况中。
通常，在安全气囊装置中，可能发送信号到与安全气囊控制装置通信的充气机中。在一些实施例中，充气机可能发起快速的氮气产生化学反应。在一些安全气囊中，压缩氮气或氩气可能与烟火式控制阀，或其他推进剂，联合起来使用。通常，其他推进剂可能包括亚硝胍、相稳定硝酸铵（NH4NO3）或其他非金属氧化剂，以及富氮燃料的结合。
安全气囊可能还包括消耗速度改性剂，该消耗速度改性剂包括碱金属硝酸盐（NO3-）或亚硝酸盐（NO2-）、二氰胺或其盐、或硼氢化钠（NaBH4）等。安全气囊还包括冷却剂和造渣剂。该冷却剂和造渣剂可能是粘土、硅土、玻璃或其他已知的物质。
在奔发明的一些实施例中，安全气囊可能包括其他推进剂，例如，基于硝化纤维的推进剂，其具有高的气体产率但是相对较差储存稳定性，或者带有无机氧化剂的高氧无氮有机化合物，其包括二羧酸、氯酸盐（ClO3-）或高氯酸盐（ClO4-）的三羧酸。
个人安全气囊可能被捆绕在个体的身上，例如，捆绕在头部和/或腰部位置。通常，个人安全气囊当控制装置检测到安全气囊（或该安全气囊所保护的个体）加速冲向地面时可能在0.1秒左右时间充气。
在美国，大约有两百万人都坐在轮椅上，轮椅充当他们唯一的移动手段。因此，他们的生活充满障碍，如楼梯、崎岖的路面和狭窄的通道。此外，许多残疾人缺乏长时间的保持站立姿势的能力，并且经常仅有有限的上身动作。
通常，残疾人保持长时间站立的尝试经常造成危害健康的并发症。为了防止快速的健康恶化，除了足够的理疗/水疗，必须经常使用昂贵的仪器，如站立支架和训练器材。
通常，在康复服务机构中，坐在轮椅上的残疾人的康复器械和可用设备只是用于训练目的。
发明内容
本发明通常涉及方便用户行动的机动外骨骼系统，该系统包括机动外骨骼设备、一个或多个传感器和安全气囊装置，其中，该传感器检测一个或多个表明该机动外骨骼设备的用户处在下跌状态中的参数，该安全气囊装置包括一个或多个安全气囊，所述安全气囊配置为响应检测到的状态而展开。
附图说明
以下参照下面的附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
图1为根据本发明的一个实施例的采用机动外骨骼设备连接到个体上的安全气囊的示意图；
图2a为根据本发明的一个实施例的采用机动外骨骼设备连接到个体上的安全气囊的示意图；
图2b为根据本发明的一个实施例的连接到机动外骨骼设备上的安全气囊的示意图。
图3为根据本发明的一个实施例的连接到机动外骨骼设备中的一个或多个传感器上的安全气囊装置的示意图；
图4为根据本发明的一个实施例的采用机动外骨骼设备连接到个体上，并且连接到机动外骨骼设备中的传感器上的安全气囊的示意图；
图5为根据本发明的一个实施例的方法的流程图。
应该理解，图中所示的组件是为了简化和清楚而例示的，没有必要按比例绘制。例如，为清楚起见，这些组件中的一些的尺寸可能相对于其他组件被放大。此外，在适当的情况下，参考标号可能在图中重复，以表示相应或类似的组件。
具体实施方式
在下面的详细描述中，许多具体细节的提出是为了对本发明的方法和装置提供一个完整的认识。然而，本领域技术人员应当理解的是，即使没有这些具体细节也可实施本发明的方法和装置。在其他情况下，没有详细描述已知的方法、步骤和部件，以免细节淡化对本发明的方法和装置的描述。
虽然这里公开和讨论的本发明的实施例不局限于此，这里使用的术语“多个”和“几个”可能包括，例如，“多个的”或“两个或两个以上的”。可能在整个说明书中使用术语“多个”或“几个”来描述两个或两个以上部件、设备、组件、装置、参数等等。除非有特殊说明，这里描述的方法实例不受特定的顺序或序列的约束。此外，其中描述的一些方法实例或组件可以同时发生或实施。
除非另有特别说明，从以下讨论显而易见地可以理解在整个说明书中采用的术语，如“增加”、“关联”、“估值”、“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“指明”、“分配”等，指的是计算机、计算机处理器、计算机系统或类似的电子计算设备的操作和/或处理，其中，所述电子计算设备操作、执行和/或将表现为在计算机系统的寄存器和/或存储器中的物理（如电子的）量的数据转换为其他相似地表现为计算机系统的存储器、寄存器或其他类似信息存储、传输或显示设备中的数据。
在下面的详细描述中，许多具体细节的提出是为了对以下本发明的实施例提供一个完整的认识。然而，本领域技术人员应当理解的是，即使没有这些具体细节也可实施本发明。在其他情况下，没有详细描述已知的方法、步骤和部件，以免细节淡化对本发明的实施例的描述。
机动外骨骼装置可能是下身和下肢机动支撑系统，其通常连接到用户的身体，在一些实施例中，在衣服下面。在本发明的一些实施例中，机动的外骨骼设备可能在衣服的最上层连接到用户的身体。
通常，机动外骨骼设备可能在促进用户运动中是有用的。
在一些实施例中，机动外骨骼设备的使用可能使得用户能够恢复他们部分或全部的日常活动，尤其是站立和通常由于残疾导致丧失或减少的能力。
在本发明的一些实施例中，机动外骨骼设备可能使得健全的用户能够施加大于他们的肌肉当前可以提供的力。在一些实施例中，机动外骨骼设备可能使得健全的用户能够在努力程度小的情况下施加标准的力。
除了站立和行走，机动外骨骼设备可能支持其他移动功能，如直立位置到坐下位置的转变和上下楼梯。
机动外骨骼设备通常可能适合有残疾的用户，如截瘫、四肢瘫痪、偏瘫、脊髓灰质炎造成的瘫痪，并且，在一些应用中，该机动外骨骼设备适合带有其他难以治愈的严重性移动问题的用户。
在本发明的一些实施例中，机动外骨骼设备借助于独立设备允许竖直站立和行走，该独立设备一般包括可拆卸的轻型支撑结构，以及推进和控制装置。
通常，机动外骨骼设备的使用可以用来缓解姿势紧张的机能不全，以及恢复足的支撑和行走的生理机制。因此，在一些实施例中，该设备在残疾人群体中减少了轮椅的需要。机动外骨骼设备可能为用户提供更好的独立性，和克服障碍，如楼梯和/或其他现有技术中已知的障碍，的能力。
图1为机动外骨骼设备连接到用户身上的示意图。该用户可能连接到安全气囊。该示意图为根据本发明的一个实施例的用户的正视图和侧视图。
机动外骨骼设备10可能包括一对肢体部件和/或支架，在某些情况下，用于连接到用户双腿的两侧。在本发明的一些实施例中，可能只有一个肢体部件连接到用户的一个下肢。
机动外骨骼设备10可能包括控制装置110，该控制装置110安装在用户5的身体上，在一些实施例中，安装在人身上。在一些实施例中，控制装置110可能安装、连接或插入到背包130中。
控制装置110可能用于通过包含的处理器执行程序和算法，其中一些为现有技术已知的程序和算法。在本发明的一些实施例中，控制装置110可能与其他设备（包括传感器等）相互作用。该传感器可能是机动外骨骼设备10的组成部分，或者在外骨骼设备10的外部。
在一些实施例中，并入的处理器可能不断地，或不时地，与身体上部的活动相互作用。随着并入的处理器不断地或不时地与身体上部的活动相互作用，可以在用户5的帮助下实现步行活动和稳定平衡。
在本发明的一些实施例中，控制装置10可能通过功率驱动器控制机动外骨骼设备10。通常，控制装置110可能包含，或者在一些实施例中，连接到专用电路。
在一些实施例中，控制装置110可能连接到一个或多个传感器装置，该传感器装置可能包括一个或多个传感器，例如，倾斜传感器。在一些实施例中，该传感器包括和/或可能类似于现有技术已知的其他传感器。在本发明的一些实施例中，传感器装置可能监测机动外骨骼设备10的参数。在一些实施例中，传感器检测一个或多个表明机动外骨骼设备的用户处在下跌状态中的参数。机动外骨骼设备10监测的参数可能包括躯干倾斜角、关节角度、电机负载、用户和/或外骨骼设备10的速度和方向、警告和其他参数。
在本发明的一些实施例中，传感器装置120可能通过反馈接口传输关于外骨骼设备10的监测参数的信息到控制装置110和/处理器。该反馈接口对于现有技术是已知。在一些实施例中，传感器装置120可能传输关于机动外骨骼设备10的监测参数到其他设备，如下所示。
在本发明的一些实施例中，机动外骨骼设备可能包括一个或多个关节。在机动外骨骼设备10中的一个或多个关节可能包括，例如，踝关节20、膝关节30或髋关节40。在本发明的一些实施例中，机动外骨骼设备10可能还设置有一个或多个用于检测的角度传感器，在一些实施例中，节段间的相对角通过一个或多个关节：踝关节20、膝关节30或髋关节40，连接。
在一些实施例中，来自传感器装置120中的至少一个传感器的输出信号可能传达到控制装置110。输出信号可能包括当前连接的节段间的相对角。
在本发明的一些实施例中，传感器装置120可能安装在用户5或支架上，如下所述。传感器装置120可能位于机动外骨骼设备10的任何组件上，它的倾斜角度反应机动外骨骼设备10的躯干支撑的倾斜角度。在一些实施例中，来自传感器装置120的输出信号可能表示整个外骨骼和地面的垂直方向之间的角度。
在一些实施例中，机动外骨骼设备10可能包括一个或多个额外的辅助传感器。该辅助传感器可能包括一个或多个压敏感测器。通常，压敏感测器可能测量施加在机动外骨骼设备10上的蹬地力量。在一些实施例中，蹬地力量传感器可能包含在设计用于连接到用户的脚的底部的表面中。
控制装置110可能位于机动外骨骼设备10的背包（例如，背包130）中。可选地，控制装置的组件可能合并到机动外骨骼设备10的各自组件中。在一些实施例中，控制装置110可能包括多个互相通信的电子设备。控制装置110和多个相互通信的电子设备间的相互通信可能是有线或无线的。
在本发明的一些实施例中，控制装置110和机动外骨骼设备10的组件，如膝运动装置90和/或臀运动装置100和传感器，和/或机动外骨骼设备10的其他组件，之间的通信可能是有线或无线的。
机动外骨骼设备10可能包括人机接口，MMI。在本发明的一些实施例中，该MMI可能是，例如，遥控装置140，通过该遥控装置140，用户控制机动外骨骼设备10的工作模式和参数。在一些实施例中，通过人机接口或遥控装置140控制的机动外骨骼设备10的工作模式和参数可能包括模式、就坐模式、站立模式，或现有技术已知的其他模式。
遥控装置140可能包括一个或多个按钮、开关、触摸板或其他接口。在本发明的一些实施例中，遥控装置140可能包括用户可能操作的其他类似的人工操作的控制。通常，遥控装置140的工作可能生成用于与控制装置110通信的输出信号或现有技术已知的其他信号。
当接收到合适的传感器信号，遥控装置140和控制装置110之间的交流信号可能包括启动步行的命令，或者，在一些实施例中，为继续向前步行的命令，或者现有技术已知的其他操作。在本发明的一些实施例中，遥控装置140和控制装置110之间的交流信号可能包括打开或关闭机动外骨骼设备10的控制。在一些实施例中，遥控装置140和控制装置110之间的交流信号可能包括将机动外骨骼设备切换为待命阶段的控制。
在一些实施例中，遥控装置140可能被设计为安装在用户5容易接触到的位置。例如，用带或条将遥控装置140放置和/或固定在特定的位置。
在一些实施例中，遥控装置140可能包括若干分离控制，遥控装置140中的每个分离控制都可能配置为单独与控制装置110通信，并且遥控装置140中的每个分离控制都可能配置为安装在用户5或机动外骨骼设备10上的单独位置。
在本发明的一些实施例中，用户5可能通过MMI接收各种指示，或者通过其他接口，例如，计算机键盘，根据他的意志传递用户命令并对电机齿轮进行调档。
在本发明的一些实施例中，机动外骨骼设备10可能包括动力装置190。在本发明的一些实施例中，动力装置190可能配置为位于背包130中，或连接到背包130。动力装置190可能包括可充电的电池和/或相关的电路。在一些实施例中，动力装置190可能具有可替代电源。在本发明的一些实施例中，动力装置190可能通过可充电的电池供电。在一些实施例中，动力装置190可能是太阳能供电的。在一些实施例中，动力装置190可能向外围设备供电。
在一些实施例中，支架部分可能毗邻用户5的身体部分穿戴。
在本发明的一些实施例中，支架可能包括骨盆支撑150。骨盆支撑150可能穿在用户5的躯干上。在一些实施例中，支架可能包括大腿支撑160。大腿支撑160可能毗邻用户的大腿穿戴。在一些实施例中，该支架可能包括腿部支撑170。腿部支撑170可能毗邻用户的小腿穿戴。在一些实施例中，该支架可能包括脚部支撑175。脚部支撑175可能配置为连接到用户5的脚部。稳定的鞋支撑可能被连接到腿部支撑170和脚部支撑175的底部。其他支撑配置为连接到用户5的其他部位，还可以如现有技术已知的所使用。
机动外骨骼设备10可能包括带180。在本发明的一些实施例中，带180可能确保以上所述的机动外骨骼设备10的每个组件支撑能够连接到合适的用户5的身体的对应部位。在一些实施例中，还可以使用现有技术已知的其他方法连接上述组件支撑。在本发明的一些实施例中，带180可能由柔性材料或现有技术已知的纤维制成。
通常，组件支撑的运动可以移动连接的身体部分。在一些实施例中，机动外骨骼设备10的支撑或其他组件可能是可调节的，从而使得机动外骨骼设备10能够最适合于特定用户的身体。在一些实施例中，移动的连接的身体部分可能不能够自己移动。在本发明的一些实施例中，移动的连接的身体部分可能能够自己移动。
在本发明的一些实施例中，机动的外骨骼设备可能用在与其他设备协同工作。其他设备可能提供额外的支撑和/或移动性。在一些实施例中，其他设备可能提供现有技术已知的其他功能。
在一些实施例中，机动外骨骼系统可能包括可能用于与如下所述的安全气囊装置200协同工作的机动外骨骼设备。安全气囊装置200可能连接到用户5。在一些实施例中，安全气囊装置200可能连接到机动外骨骼设备10。
在本发明的实施例中，安全气囊装置300连接到机动外骨骼设备10，致使系统可能不需要安装和有资质的人参与。
在一些实施例中，连接到机动外骨骼设备10的安全气囊装置和/或用户5所穿的安全气囊装置配置为被动系统，该系统可能无需通过用户5的自觉动作就能够展开安全气囊。
连接到用户5和/或机动外骨骼设备10的，包含安全气囊装置的机动外骨骼系统为灵活的系统，在一些实施例中，它可能被设计为展开一个或多个安全气囊，不依赖于任务和环境。
连接到用户5和/或机动外骨骼设备10的，包含安全气囊装置200的机动的外骨骼系统配置为相对简单的系统，它可能不需要具有专门知识或培训过的用户5来操作。
图2a为根据本发明的一个实施例的连接到用户的安全气囊装置的示意图。
安全气囊装置200可能通过带210连接到用户。在本发明的一些实施例中，还可能使用将安全气囊装置200连接到用户的其他方法。安全气囊装置200可能是可以连接到用户5的背包或类似的包。在一些实施例中，安全气囊装置可能是背心或用户5穿着的其他形式的衣服。在一些实施例中，安全气囊装置200可能具有其他用户，并且可能除了展开安全气囊250外不能用于携带物品。
在本发明的一些实施例中，安全气囊装置200可能是服装辅件，包括腰带。在本发明的一些实施例中，安全气囊装置200可能包括多个机械连接的、彼此之间有线、无线或以其他方式通信的装置。该多个装置可能也与其他设备通信。
安全气囊装置200可能包括跌倒检测装置215。跌倒检测装置215可能包括加速计220，该加速计220通常配置为提供数据以估计用户5是否跌倒。跌倒检测装置215可能还包括角速度传感器和/或陀螺传感器245。在一些实施例中，跌倒检测装置215可能还包括处理器255，该处理器用于确定用户5潜在的跌倒方向和速度。
在本发明的一些实施例中，安全气囊装置可能包括手动充气控制装置235，该手动充气控制装置配置为允许用户5使一个或多个安全气囊充气而不依赖于传感器数据。
在一些实施例中，安全气囊装置200包括其他传感器。这些传感器可能配置为提供数据以估计用户5是否跌倒，并且在一些实施例中，为确定如何展开一个或多个安全气囊250提供数据。安全气囊250可能包含在安全气囊装置200中，这样，安全气囊250可以快速展开。安全气囊250可能是垫式、管式或现有技术已知的其他类型。
安全气囊250可能配置为展开在用户250的背包和/或围绕在用户的腰部。安全气囊250也可能使用在现有技术已知的展开的其他区域中。
在一些实施例中，安全气囊装置200包括控制装置230。该控制装置可能配置为在安全气囊装置200上提供控制功能。在一些实施例中，安全气囊装置200包括动力装置240。动力装置240可能是已知的电池、燃料电池或太阳能电池。在本发明的一些实施例中，动力装置240可能考虑到与外部能源来源连接。
在一些实施例中，安全气囊装置200可能包括充气装置260。在本发明的一些实施例中，安全气囊装置200包括一个或多个充气装置，每个装置配置为连接到一个或多个安全气囊250。
在本发明的一些实施例中，充气装置260包括压缩气体，例如，CO2贮气瓶。在一些实施例中，可能采用触发机制，例如，机械的、电子的或其他已知的技术，来触发压缩气体的释放。压缩气体可能包含在贮气瓶或其他容器中。在一些实施例中，贮气瓶是可二次填充的。压缩气体的释放可能通过刺穿贮气瓶或容器，或者通过小的，受控爆炸或其他方式。
在一些实施例中，充气装置260包括使用电子触发机制产生作为已知技术的化学反应导致的气体的技术。在本发明的一些实施例中，安全气囊250可能包含NaN3、KNO3和SiO2混合物。该混合物可能通过电脉冲点燃。在某些情况下，点燃的混合物可能产生氮气，该气体会填充安全气囊。在一些实施例中，可能使用KNO3 和SiO2 将金属钠转化为无害物质来去除金属钠。
图2b为根据本发明的一个实施例的连接到外骨骼的安全气囊的示意图。
安全气囊装置200可能通过带210连接到机动外骨骼设备10。在一些实施例中，还了能使用其他方法将安全气囊装置200连接到机动外骨骼设备10。安全气囊装置200通常是容器，例如，可以连接到机动外骨骼设备10上的包。在本发明的一些实施例中，安全气囊装置200可能连接到上述所述的背包130，或背包130的部分。
在一些实施例中，安全气囊装置200可能包括多个机械连接的，彼此之间有线、无线或以其他方式通信的装置。
安全气囊装置200可能包括跌倒检测装置215。跌倒检测装置215可能包括加速计220，该加速计220通常配置为提供数据以估计用户5是否跌倒。跌倒检测装置215可能还包括角速度传感器和/或陀螺传感器245。在一些实施例中，跌倒检测装置215可能还包括处理器255，该处理器用于确定用户5潜在的跌倒方向和速度。
在本发明的一些实施例中，跌倒检测装置215可能通过无线或有线连接方式连接到一个或多个传感器装置120，例如，机动外骨骼设备10上的倾斜传感器，该倾斜传感器配置为为估计用户5是否跌倒提供数据。在一些实施例中，倾斜传感器可能确定用户5是否跌倒。
在本发明的一些实施例中，安全气囊装置可能包括手动充气控制装置235，该手动充气控制装置配置为允许用户5使一个或多个安全气囊充气而不依赖于传感器数据。
在一些实施例中，安全气囊装置200包括其他传感器。在某些情况下，这些传感器可能配置为提供数据以估计用户5是否跌倒，并且在一些实施例中，为确定如何展开一个或多个安全气囊250提供数据。安全气囊250可能包含在安全气囊装置200中，这样，安全气囊250可以快速使用。安全气囊250可能是垫式、管式或现有技术已知的其他类型。
在一些实施例中，安全气囊250可能展开为使用在用户250的背包和/或围绕在用户的腰部。安全气囊250也可能使用在现有技术已知的展开的其他区域中。
在本发明的一些实施例中，安全气囊装置200包括控制装置230。该控制装置可能配置为通常通过算法，根据数据，估计用户是否跌倒，该数据包括来自加速计220或其他传感器的数据。在一些实施例中，安全气囊装置200包括动力装置240。动力装置240可能是已知的电池、燃料电池或太阳能电池。在一些实施例中，动力装置240可能考虑到与外部能源来源连接。
安全气囊装置200可能包括充气装置260。在一些实施例中，安全气囊装置200包括一个或多个充气装置，每个装置配置为连接到一个或多个安全气囊250。
在一些实施例中，充气装置260包括压缩气体技术。在某些情况下，该压缩气体技术可能包括CO2贮气瓶。在一些实施例中，可能采用触发机制，例如，机械的、电子的或其他已知的技术，来触发压缩气体的释放，如上所述。在本发明的一些实施例中，充气装置260包括产生现有技术已知的由化学反应导致的气体的技术，如上所述，通常采用电子触发机制。
图3为根据本发明的一个实施例的连接到机动外骨骼设备中的传感器上的安全气囊的示意图。
在本发明的一些实施例中，如上所述，安全气囊200可能连接到机动外骨骼设备10上。安全气囊装置200可能是容器，例如，可以连接到机动外骨骼设备10上的包。
在一些实施例中，安全气囊装置200可能通过带210连接到用户5。在一些实施例中，还可能使用其他方法将安全气囊装置200连接到用户5。在本发明的一些实施例中，安全气囊装置200可能是背包、双肩背包或可以连接到用户5或穿在用户5上的类似的包。在本发明的一些实施例中，安全气囊装置可能是背心或者穿在用户5上的其他形式的衣物。在一些实施例中，安全气囊装置200可能具有其他用户，并且可能除了展开安全气囊250外不能携带物品。
在一些实施例中，安全气囊装置200可能包括多个机械连接的、彼此之间有线、无线或以其他方式通信的装置。
安全气囊装置200可能与机动外骨骼设备10中的多个传感装置120和控制装置110机械地有线和/或无线地连接，如上所述。
在一些实施例中，安全气囊装置200可能通过有线或无线的连接方式与一个或多个传感器装置120，例如，机动外骨骼设备上的倾斜传感器，连接，该倾斜传感器配置为为估计用户是否跌倒提供数据。在一些实施例中，该倾斜传感器可能确定用户5是否跌倒。
在本发明的一些实施例中，安全气囊装置200可能包括手动充气控制装置235，该手动充气控制装置配置为允许用户5使一个或多个安全气囊充气而不依赖于传感器数据。
安全气囊250可能包含在安全气囊装置200中，这样，安全气囊250可以快速使用。安全气囊250可能是垫式、管式或现有技术已知的其他类型。
在某些情况下，安全气囊250可能配置为展开在用户250的背包和/或围绕在用户的腰部。安全气囊250也可能使用在现有技术已知的展开的其他区域中。
在本发明的一些实施例中，安全气囊装置200包括通信装置，该通信装置可能配置为与机动外骨骼设备10中的控制装置110和/或传感器装置120通信。
在一些实施例中，安全气囊装置200包括动力装置240。动力装置240可能是已知的电池、燃料电池或太阳能电池。在一些实施例中，动力装置240可能考虑到与外部能源来源连接。在一些实施例中，动力装置240可能具有连接280来接收来自动力装置190的能量，该动力装置如上所述，并连接到机动外骨骼设备10。在本发明的一些实施例中，可能通过物理连接传输能量。在一些实施例中，可能无线地传输能量。
在本发明的一些实施例中，安全气囊装置200包括充气装置260。在一些实施例中，安全气囊装置200包括一个或多个充气装置，每个充气装置配置为连接到一个或多个安全气囊250。
触发机制可能与控制装置110通信以便确定何时对一个或多个安全气囊250充气。
在本发明的一些实施例中，充气装置260包括压缩气体技术，如上所述。在一些实施例中，充气装置260包括气体产生技术，如上所述。
图4为根据本发明的一个实施例的带有多余安全气囊相关装置的机动外骨骼设备的示意图。
如上所述，安全气囊装置200可能如上所述连接到用户5。如上所述，安全气囊装置200可能能如上所述连接到机动外骨骼设备10。
在一些实施例中，安全气囊装置200机械地有线和/或无线地与机动外骨骼设备10中的一个或多个传感器装置120和控制装置110连接，如上所述。
在一些实施例中，安全气囊装置200包括控制装置230，该控制装置可能配置为通常通过算法，根据数据，估计用户5是否跌倒，该数据包括来自加速计220和其他传感器的数据。
安全气囊装置可能还包括跌倒检测装置215。跌倒检测装置215可能包括加速计220，该加速计220通常配置为提供数据以估计用户5是否跌倒。跌倒检测装置215可能还包括角速度传感器和/或陀螺传感器245。在一些实施例中，跌倒检测装置215可能还包括处理器255，该处理器用于确定用户5潜在的跌倒方向和速度。
在本发明的一些实施例中，传感器120、控制装置110、跌倒检测装置215中的传感器和/或处理器255可能是互相冗余的。
在一些实施例中，跌倒检测装置215可能通过无线或有线的连接方式连接到一个或多个传感器装置120，例如，机动外骨骼设备10上的倾斜传感器，该倾斜传感器配置为提供数据以估计用户5是否跌倒。在一些实施例中，倾斜传感器可能确定用户5是否跌倒。
安全气囊装置200可能包括充气装置260。在一些实施例中，安全气囊装置200包括一个或多个充气装置，每个充气装置都配置为连接到一个或多个安全气囊250。
在一些实施例中，充气装置260包括压缩气体技术，例如，CO2贮气瓶。在本发明的一些实施例中，采用触发机制，通常为机械的、电子的或其他已知的技术，来触发压缩气体的释放。
在某些情况下，触发机制可能与控制装置110通信以确定何时对一个或多个安全气囊250进行充气。该触发机制还与控制装置230通信。
安全气囊250可能通过压缩气体，和/或气体产生技术，进行充气，如上所述。
在一些实施例中，安全气囊装置200包括动力装置240。动力装置240可能是已知的电池、燃料电池或太阳能电池。在一些实施例中，动力装置240可能考虑到与外部能源来源连接。动力装置240可能具有连接280来接收来自动力装置190的能量，该动力装置如上所述，并连接到机动外骨骼设备10。
控制装置110可用于通过内含的处理器115执行程序和算法（其中一些程序和算法为现有技术已知的），当从传感器120，和/或传感器冲突，以及跌倒检测装置215返回冲突数据时，例如，当与多个安全气囊250中的一个相关的一个或多个传感器冲突时，该处理器用于执行算法来确定是否展开一个或多个安全气囊250。
图5为根据本发明的一个实施例的方法的流程图。通常，采用与外骨骼设备10的展开相关的一个或多个安全气囊250的方法包括：配置一个或多个传感器，该传感器可能要么在机动外骨骼设备10中，要么在安全气囊装置200中，或者同时在这两者中，以记录与机动外骨骼设备10的用户是否跌倒有关的参数，如框500所示。
框510描绘了配置处理器的步骤，该处理器255要么在安全气囊装置200中，要么在控制装置中或其部分中，或者同时在这两者中，以根据记录的参数确定外骨骼设备10的用户是否跌倒。在一些实施例中，跌倒为用户5提出了安全问题。
框520描绘了在安全气囊装置200中配置一个或多个安全气囊250的步骤，该安全气囊装置配置为位于用户5或机动外骨骼设备10上，或同时位于两者上，如上所述，如果处理器确定外骨骼设备10的用户5正在跌倒，则展开安全气囊250。
本发明的实施例可能包括执行本文所描述的操作的装置。这样的装置可能为所需目的被特定构建，或可能由存储在计算机中的计算机程序选择性激活或配置的计算机或处理器。这样的计算机程序可以被存储在计算机可读或处理器可读的非易失性存储介质中，例如，任何类型的盘，包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器（ROM）、 随机存取存储器（RAM）、电可编程序只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程序只读存储器（EEPROM）、磁或光卡、或适用于存储电子指令的其他类型的介质。应当理解的是，可以使用多种编程语言来实现本发明的教导和本文所公开的内容。本发明的实施例可能包括非易失计算机或处理器可读存储介质，如存储器、磁盘驱动器、或者USB闪速存储器编码，包括或存储指令，例如，计算机可执行指令，当处理器或控制器执行该指令时，处理器或控制器可以实施本发明所公开的方法。该指令可能致使处理器或控制器执行程序以实施本发明所公开的方法。
本文公开了本发明的不同实施例。特定实施例的特征可以与其他实施例的特征相结合，因此，特定实施例可以是多个实施例的特征的结合。以上所述的本发明的实施例只是出于说明和描述的目的，而不是为了将本发明限制到所公开的准确的形式。本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (19)
1.一种外骨骼系统，包括：
机动外骨骼设备；
一个或多个传感器，该传感器用于检测一个或多个参数，所述参数指示所述机动外骨骼设备的用户处在正在跌倒的状态；以及
安全气囊装置，该安全气囊装置包括一个或多个安全气囊，所述安全气囊配置为响应检测到的状态而展开。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述安全气囊装置配置为由用户穿戴。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述安全气囊装置配置为连接到所述机动外骨骼设备。
4.根据权利要求1到3中任意一项所述的系统，其特征在于，所述一个或多个传感器配置在由所述用户穿戴的所述安全气囊装置中。
5.根据权利要求1到4中任意一项所述的系统，其特征在于，所述一个或多个传感器配置为连接到所述机动外骨骼设备。
6.根据权利要求1到5中任意一项所述的系统，其特征在于，用于处理所述信号的处理器配置在由所述用户穿戴的所述安全气囊装置中。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理器配置为连接到所述机动外骨骼设备。
8.根据权利要求1到7中任意一项所述的系统，其特征在于，所述一个或多个传感器中的第一组配置为由用户穿戴，所述一个或多个传感器中的第二组配置为连接到所述机动外骨骼设备。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述一个或多个传感器中的一组配置为相对于所述一个或多个传感器中的另一组而言是冗余的。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，当所述一个或多个传感器中的第一组与所述一个或多个传感器中的第二组冲突时，配置处理器以估计是否展开一个或多个安全气囊。
11.一种增强机动外骨骼设备的使用者的安全性的方法，该方法包括：
配置一个或多个传感器，以检测指示所述机动外骨骼设备的用户处在正在跌倒的状态的一个或多个参数；以及，
配置安全气囊装置，该安全气囊装置包括一个或多个安全气囊，所述安全气囊配置为响应检测到的状态而展开。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述配置一个或多个传感器、以检测指示所述机动外骨骼设备的用户处在正在跌倒状态的一个或多个参数的步骤包括，配置连接到所述用户的所述一个或多个传感器。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，配置一个或多个传感器、以检测指示所述机动外骨骼设备的用户处在正在跌倒状态的一个或多个参数的步骤包括，配置连接到所述机动外骨骼设备的所述一个或多个传感器。
14.根据权利要求11到13中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括配置由所述用户穿戴的所述安全气囊装置。
15.根据权利要求11到14中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括配置连接到所述机动外骨骼设备的所述安全气囊装置。
16.根据权利要求11到15中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括配置连接到所述机动外骨骼设备的处理器。
17.根据权利要求11到16中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括配置由所述用户穿戴的处理器。
18.根据权利要求11到17中任意一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括配置由所述用户穿戴的所述一个或多个传感器中的第一组，并配置连接到所述机动外骨骼设备的所述一个或多个传感器中的第二组，其中，所述一个或多个传感器中的一组配置为相对于所述一个或多个传感器中的另一组而言是冗余的。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，该方法还包括当所述一个或多个传感器中的第一组与所述一个或多个传感器中的第二组冲突时，配置处理器以估计是否展开一个或多个安全气囊。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |