技術(shù)領(lǐng)域

至少一個示例實(shí)施例涉及一種關(guān)節(jié)組件和/或包括該關(guān)節(jié)組件的運(yùn)動輔助設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著快速老齡化社會的來臨，許多人可能經(jīng)歷由關(guān)節(jié)問題帶來的不便和病痛，并且對使得有關(guān)節(jié)問題的老人或患者能夠更省力地行走的運(yùn)動輔助裝置的興趣可增加。另外，用于增強(qiáng)人體的肌肉力量的運(yùn)動輔助設(shè)備可用于軍事目的。

通常，用于輔助下半身的運(yùn)動的運(yùn)動輔助設(shè)備可包括布置在用戶的軀干上的主體框架、結(jié)合至主體框架的下側(cè)以覆蓋用戶的骨盆的骨盆框架、布置在用戶的大腿上的大腿框架、布置在用戶的小腿上的小腿框架以及布置在用戶的腳上的足部框架。骨盆框架和大腿框架可通過髖關(guān)節(jié)部分可旋轉(zhuǎn)地連接，大腿框架和小腿框架可通過膝關(guān)節(jié)部分可旋轉(zhuǎn)地連接，小腿框架和足部框架可通過踝關(guān)節(jié)部分可旋轉(zhuǎn)地連接。

運(yùn)動輔助設(shè)備可包括活動關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)(包括液壓系統(tǒng))和驅(qū)動關(guān)節(jié)部分的驅(qū)動電機(jī)以提高用戶的腿部的肌肉力量。例如，用于輸送驅(qū)動力的單獨(dú)的電機(jī)可分別被設(shè)置在左髖關(guān)節(jié)部分和右髖關(guān)節(jié)部分處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一些示例實(shí)施例涉及一種關(guān)節(jié)組件。

在一些示例實(shí)施例中，該關(guān)節(jié)組件包括：多個框架，每個框架包括設(shè)置在彼此相對的方向上的多個接觸器以及被配置為連接所述多個接觸器的中間部分；以及連接構(gòu)件，被配置為維持所述多個框架中的兩個鄰近框架的接觸器之間的接觸。

在一些示例實(shí)施例中，與所述多個框架中的各個框架關(guān)聯(lián)的多個接觸器利用在接觸器之間的所述多個框架中的所述各個框架的中間部分彼此面對。

在一些示例實(shí)施例中，中間部分包括按照U形延伸的兩個對稱形狀的腿部。

在一些示例實(shí)施例中，接觸器包括接觸面，并且所述兩個鄰近框架經(jīng)由接觸面進(jìn)行接觸。

在一些示例實(shí)施例中，接觸面中包括多個輪齒。

在一些示例實(shí)施例中，與所述兩個鄰近框架的接觸面關(guān)聯(lián)的輪齒被配置為彼此嚙合。

在一些示例實(shí)施例中，所述多個接觸器中的每個接觸器包括：第一接觸器，與中間部分成一體；多個第二接觸器，在第一接觸器的兩端上；以及插入構(gòu)件，在第一接觸器與所述多個第二接觸器中的每個第二接觸器之間。

在一些示例實(shí)施例中，第一接觸器和所述多個第二接觸器中的每一個接觸器具有外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面，并且外側(cè)面中包括多個輪齒。

在一些示例實(shí)施例中，插入構(gòu)件包括：多個插入體；以及線，被配置為沿著所述多個框架中的各個框架的中間部分連接插入體。

在一些示例實(shí)施例中，每個插入體被配置為接觸第一接觸器的內(nèi)側(cè)和第二接觸器的內(nèi)側(cè)。

在一些示例實(shí)施例中，第一接觸器和第二接觸器中的每一個接觸器包括溝槽以接納各個插入體。

在一些示例實(shí)施例中，插入體被配置為在所述多個接觸器中的各個接觸器的溝槽中縱向地滑動。

在一些示例實(shí)施例中，所述多個接觸器中的每個接觸器中具有溝槽，使得溝槽的深度在所述多個接觸器中的各個接觸器的中心處最大化，并且朝著所述各個接觸器的末端減小。

在一些示例實(shí)施例中，當(dāng)所述多個框架中的至少一個框架移動時，所述至少一個框架被配置為使所述多個插入體中的第一個插入體在第一方向上移動，線被配置為使所述多個插入體中的第二個插入體在與第一方向相反的第二方向上移動。

在一些示例實(shí)施例中，所述多個接觸器中的每個接觸器還包括：鉸鏈，被配置為將所述多個第二接觸器活動地連接至中間部分。

在一些示例實(shí)施例中，連接構(gòu)件還包括：側(cè)條帶，被配置為穿過所述多個框架中的每一個框架的多個接觸器；以及中間條帶，被配置為穿過所述多個框架中的每一個框架的中間部分。

在一些示例實(shí)施例中，所述多個框架被配置為相對于連接構(gòu)件在縱向方向上彼此對準(zhǔn)。

在一些示例實(shí)施例中，連接構(gòu)件包括彈性材料，所述彈性材料被配置為當(dāng)所述多個框架脫離初始狀態(tài)時提供恢復(fù)力以迫使所述多個框架朝著初始狀態(tài)返回。

在一些示例實(shí)施例中，關(guān)節(jié)組件還包括：覆蓋框架，在所述多個框架的頂部并且在覆蓋框架的底部具有接觸面；以及底部框架，在所述多個框架下面并且在底部框架的頂部具有接觸面。

一些示例實(shí)施例涉及一種運(yùn)動輔助設(shè)備。

在一些示例實(shí)施例中，該運(yùn)動輔助設(shè)備包括附接至用戶的固定裝置、被配置為相對于固定裝置而移動的支撐件、被配置為向支撐件傳遞力的力傳遞裝置以及包括多個框架的關(guān)節(jié)組件，其中，每個框架包括：中間部分，被配置為覆蓋用戶的部分；以及布置在中間部分的兩端上的多個接觸器；以及連接構(gòu)件，被配置為將所述多個框架布置成一排以連接固定裝置和支撐件。

在一些示例實(shí)施例中，連接構(gòu)件包括：側(cè)條帶，被配置為穿過所述多個框架中的每一個框架的多個接觸器，其中，側(cè)條帶包括彈性材料，所述彈性材料被配置為向所述多個框架提供壓力，使得所述多個框架彼此緊密接觸；以及中間條帶，被配置為穿過所述多個框架中的每一個框架的中間部分，其中，中間條帶是連接至力傳遞裝置的線。

在一些示例實(shí)施例中，所述多個接觸器包括多個輪齒，使得所述多個框架中的兩個鄰近框架的接觸器的輪齒被配置為彼此嚙合。

在一些示例實(shí)施例中，關(guān)節(jié)組件還包括在所述多個框架的頂部的覆蓋框架以及在所述多個框架下面的底部框架，并且所述多個接觸器中的每個接觸器還包括：第一接觸器，連接至中間部分；第二接觸器，經(jīng)由鉸鏈活動地連接至第一接觸器；以及插入構(gòu)件，在第一接觸器和第二接觸器之間。

在一些示例實(shí)施例中，插入構(gòu)件包括：多個插入體，每個插入體被配置為被插入第一接觸器和第二接觸器中；以及線，被配置為沿著中間部分連接插入體。

在一些示例實(shí)施例中，第一接觸器和第二接觸器中的每一個接觸器包括溝槽，所述溝槽具有使得溝槽的深度在中心處為最深并且朝著溝槽的末端減小的形狀，并且插入體被配置為穿過溝槽。

在一些示例實(shí)施例中，當(dāng)與關(guān)節(jié)組件的第一側(cè)關(guān)聯(lián)的多個接觸器被外力推壓時，關(guān)節(jié)組件的第二側(cè)的第一接觸器和第二接觸器之間的距離增大。

在一些示例實(shí)施例中，插入體被配置為朝著溝槽的中心移動以使第一接觸器和第二接觸器之間的距離增大。

一些示例實(shí)施例涉及一種關(guān)節(jié)組件。

在一些示例實(shí)施例中，該關(guān)節(jié)組件包括：被力傳遞線纜穿過的多個層疊鏈接件，所述多個層疊鏈接件被配置為響應(yīng)于施加到力傳遞線纜的驅(qū)動力而執(zhí)行轉(zhuǎn)動運(yùn)動。

在一些示例實(shí)施例中，所述多個層疊鏈接件中的每一個層疊鏈接件具有被配置為卷繞用戶的踝部的馬蹄鐵形狀。

在一些示例實(shí)施例中，所述多個層疊鏈接件中的每一個層疊鏈接件的末端中包括一體地形成第一接觸器的多個齒以及經(jīng)由鉸鏈與第一接觸器連接的第二接觸器。

在一些示例實(shí)施例中，所述多個層疊鏈接件中的第一個層疊鏈接件的第一接觸器被配置為嚙合與所述多個層疊鏈接件中的第一個層疊鏈接件相鄰的所述多個層疊鏈接件中的第二個層疊鏈接件的第二接觸器。

在一些示例實(shí)施例中，所述多個層疊鏈接件的末端使得第一支撐線纜和第二支撐線纜中的各個支撐線纜穿過該處的第一接觸器和第二接觸器。

在一些示例實(shí)施例中，所述多個層疊鏈接件的每個末端上的第一接觸器中具有第一溝槽，第一溝槽面向與經(jīng)由鉸鏈與第一接觸器連接的第二接觸器關(guān)聯(lián)的第二溝槽。

在一些示例實(shí)施例中，關(guān)節(jié)組件還包括引導(dǎo)線纜，該引導(dǎo)線纜具有經(jīng)由線進(jìn)行連接的第一楔和第二楔，其中，第一楔被配置為置于與所述多個層疊鏈接件的第一端關(guān)聯(lián)的第一溝槽和第二溝槽中的各個溝槽中，第二楔被配置為置于與所述多個層疊鏈接件的第二端關(guān)聯(lián)的第一溝槽和第二溝槽中的各個溝槽中。

在一些示例實(shí)施例中，第一楔和第二楔被配置為生成彈力以補(bǔ)償所述多個層疊鏈接件之間的未對準(zhǔn)。

示例實(shí)施例的附加方面將在以下描述中部分地闡述，并且部分地將從該描述顯而易見，或者可從本公開的實(shí)踐而學(xué)習(xí)。

附圖說明

這些和/或其他方面將從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的示例實(shí)施例的描述變得顯而易見并且更容易理解，其中：

圖1示出用戶所穿戴的運(yùn)動輔助設(shè)備的示例；

圖2A是示出運(yùn)動輔助設(shè)備的示例的透視圖；

圖2B是示出運(yùn)動輔助設(shè)備的示例的側(cè)視圖；

圖3是示出關(guān)節(jié)組件的示例的正面透視圖；

圖4是示出關(guān)節(jié)組件的示例的背面透視圖；

圖5是示出關(guān)節(jié)組件的示例的正面分解透視圖；

圖6是示出關(guān)節(jié)組件的示例的背面分解透視圖；

圖7A至圖7C示出中間框架的示例；

圖8A示出操作以輔助跖屈運(yùn)動的關(guān)節(jié)組件的示例；

圖8B示出操作以輔助背屈運(yùn)動的關(guān)節(jié)組件的示例；

圖9A至圖10B示出關(guān)節(jié)組件的變形的示例；以及

圖11A至圖11D示出包括響應(yīng)于用戶的行走運(yùn)動而彎曲的關(guān)節(jié)組件的運(yùn)動輔助設(shè)備的示例。

具體實(shí)施方式

以下，將參照附圖詳細(xì)描述一些示例實(shí)施例。關(guān)于指派給圖中的元件的標(biāo)號，應(yīng)該注意的是，只要可能，相同的元件將由相同的標(biāo)號指定，即使它們被示出于不同的圖中。另外，在描述實(shí)施例時，當(dāng)認(rèn)為公知的相關(guān)結(jié)構(gòu)或功能的詳細(xì)描述將導(dǎo)致本公開的含糊解釋時，將省略這樣的描述。

然而，應(yīng)該理解，并非意在將本公開限于所公開的特定示例實(shí)施例。相反，示例實(shí)施例將涵蓋落入示例實(shí)施例的范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替換物。貫穿附圖的描述，相同的數(shù)字表示相同的元件。

另外，本文中可使用諸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的術(shù)語來描述組件。這些術(shù)語中的每一個并非用于限定對應(yīng)組件的本質(zhì)、次序或順序，而是僅用于將對應(yīng)組件與其他組件相區(qū)分。應(yīng)該注意的是，如果在說明書中描述了一個組件“連接”、“結(jié)合”或“接合”至另一組件，則第三組件可“連接”、“結(jié)合”或“接合”在第一組件和第二組件之間，雖然第一組件可直接連接、結(jié)合或接合至第二組件。

本文中所使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施例的目的，而非意在限制。如本文所用，除非上下文另外清楚地指示，否則單數(shù)形式意在也包括復(fù)數(shù)形式。還將理解，術(shù)語“包括”和/或“包含”當(dāng)用在本文中時，指明存在所提及的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組的存在或添加。

還應(yīng)該注意的是，在一些另選實(shí)現(xiàn)方式中，所稱的功能/行為可不按圖中所示的順序發(fā)生。例如，根據(jù)所涉及的功能/行為，連續(xù)示出的兩個圖可事實(shí)上基本上同時被執(zhí)行，或者可有時按照相反的順序被執(zhí)行。

可參照可結(jié)合下面更詳細(xì)討論的單元和/或裝置實(shí)現(xiàn)的操作的行為和符號表示(例如，以流程圖、數(shù)據(jù)流圖、結(jié)構(gòu)圖、框圖等的形式)來描述示例實(shí)施例。盡管以特定方式被討論，但是特定方框中所指定的功能或操作可與流程圖等中所指定的流程不同地執(zhí)行。例如，被示出為在兩個連續(xù)方框中依次地執(zhí)行的功能或操作可實(shí)際上被同時執(zhí)行，或者在一些情況下按照相反的順序被執(zhí)行。

根據(jù)一個或多個示例實(shí)施例的單元和/或裝置可利用硬件、軟件和/或它們的組合來實(shí)現(xiàn)。例如，硬件裝置可利用處理電路(諸如(但不限于)處理器、中央處理單元(CPU)、控制器、算術(shù)邏輯單元(ALU)、數(shù)字信號處理器、微型計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、片上系統(tǒng)(SoC)、可編程邏輯單元、微處理器)或者能夠以限定的方式響應(yīng)并執(zhí)行指令的任何其他裝置來實(shí)現(xiàn)。

例如，當(dāng)硬件裝置是計(jì)算機(jī)處理裝置(例如，處理器、中央處理單元(CPU)、控制器、算術(shù)邏輯單元(ALU)、數(shù)字信號處理器、微型計(jì)算機(jī)、微處理器等)時，計(jì)算機(jī)處理裝置可被配置為通過根據(jù)程序代碼執(zhí)行算術(shù)、邏輯和輸入/輸出操作來運(yùn)行程序代碼。一旦程序代碼被載入計(jì)算機(jī)處理裝置中，計(jì)算機(jī)處理裝置就可被編程以執(zhí)行該程序代碼，從而將計(jì)算機(jī)處理裝置變換成專用計(jì)算機(jī)處理裝置。在更具體的示例中，當(dāng)程序代碼被載入處理器中時，處理器變?yōu)楸痪幊桃詧?zhí)行程序代碼以及與其對應(yīng)的操作，從而將處理器變換成專用處理器。

根據(jù)一個或更多個示例實(shí)施例，計(jì)算機(jī)處理裝置可被描述為包括執(zhí)行各種操作和/或功能的各種功能單元，以增加描述的清晰性。然而，計(jì)算機(jī)處理裝置并非意在限于這些功能單元。例如，在一個或多個示例實(shí)施例中，所述功能單元的各種操作和/或功能可由其他一些功能單元執(zhí)行。另外，計(jì)算機(jī)處理裝置可執(zhí)行各種功能單元的操作和/或功能，而無需將計(jì)算機(jī)處理單元的操作和/或功能再分到這些各種功能單元中。

根據(jù)一個或多個示例實(shí)施例的單元和/或裝置還可包括一個或多個存儲裝置。所述一個或多個存儲裝置可以是有形或非暫時性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(諸如隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM))、永久大容量存儲裝置(諸如磁盤驅(qū)動器)、固態(tài)(例如，NAND閃速)裝置和/或能夠存儲和記錄數(shù)據(jù)的任何其他類似數(shù)據(jù)存儲機(jī)制。所述一個或多個存儲裝置可被配置為存儲計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或者它們的一些組合，以用于一個或多個操作系統(tǒng)和/或用于實(shí)現(xiàn)本文所述的示例實(shí)施例。計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或者它們的一些組合還可利用驅(qū)動機(jī)制從單獨(dú)的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)被載入所述一個或多個存儲裝置和/或一個或多個計(jì)算機(jī)處理裝置中。這樣的單獨(dú)的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)可包括通用串行總線(USB)閃存驅(qū)動器、記憶棒、藍(lán)光/DVD/CD-ROM驅(qū)動器、存儲卡和/或其他類似的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或者它們的一些組合可通過網(wǎng)絡(luò)接口(而非經(jīng)由本地計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì))從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲裝置被載入一個或多個存儲裝置和/或一個或多個計(jì)算機(jī)處理裝置中。另外，計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或者它們的一些組合可通過網(wǎng)絡(luò)從被配置為傳送和/或分布計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或者它們的一些組合的遠(yuǎn)程計(jì)算系統(tǒng)被載入一個或多個存儲裝置和/或一個或多個處理器中。遠(yuǎn)程計(jì)算系統(tǒng)可經(jīng)由有線接口、空中接口和/或任何其他類似介質(zhì)傳送和/或分布計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或者它們的一些組合。

一個或多個硬件裝置、一個或多個存儲裝置和/或計(jì)算機(jī)程序、程序代碼、指令或者它們的一些組合可為了示例實(shí)施例的目的而專門地設(shè)計(jì)和構(gòu)造，或者它們可以是為了示例實(shí)施例的目的而被改變和/或修改的已知裝置。

諸如計(jì)算機(jī)處理裝置的硬件裝置可運(yùn)行操作系統(tǒng)(OS)以及在OS上運(yùn)行的一個或多個軟件應(yīng)用。計(jì)算機(jī)處理裝置還可響應(yīng)于軟件的執(zhí)行來訪問、存儲、操縱、處理和創(chuàng)建數(shù)據(jù)。為了簡單起見，一個或多個示例實(shí)施例可被舉例為一個計(jì)算機(jī)處理裝置；然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，硬件裝置可包括多個處理元件以及多種類型的處理元件。例如，硬件裝置可包括多個處理器或者一個處理器和一個控制器。另外，其他的處理配置是可以的，諸如并行處理器。

現(xiàn)在將參照示出了一些示例實(shí)施例的附圖更充分地描述各種示例實(shí)施例。在附圖中，為了清晰，夸大了層和區(qū)域的厚度。

圖1是示出運(yùn)動輔助設(shè)備的透視圖，圖2A是示出運(yùn)動輔助設(shè)備的的透視圖，圖2B是示出運(yùn)動輔助設(shè)備的側(cè)視圖。

參照圖1至圖2B，運(yùn)動輔助設(shè)備1可被用戶穿戴以便輔助用戶的運(yùn)動。用戶可以是人、動物、機(jī)器人或者任何其他移動的結(jié)構(gòu)或生物。然而，示例實(shí)施例不限于此。另外，盡管圖1示出運(yùn)動輔助設(shè)備1輔助用戶的踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動的情況，但是運(yùn)動輔助設(shè)備1可輔助用戶的另一部位(例如，腕關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié))的運(yùn)動。簡明地講，運(yùn)動輔助設(shè)備1可輔助用戶的部位的運(yùn)動。以下，將描述運(yùn)動輔助設(shè)備1輔助人的踝關(guān)節(jié)的運(yùn)動的情況作為示例。

運(yùn)動輔助設(shè)備1可包括腰部穿戴部分10、固定模塊30、驅(qū)動模塊40、支撐模塊50和力傳遞構(gòu)件60以及關(guān)節(jié)組件100。

參照圖2A和圖2B，固定模塊30可附接至用戶的第一部位，并且被形成為覆蓋用戶的外表面。例如，固定模塊30可被形成為覆蓋用戶的脛部，并且可包括與用戶的接觸部分對應(yīng)的彎曲表面。

支撐模塊50可被配置為支撐與用戶的第一部位鄰近的第二部位，并且可利用從力傳遞構(gòu)件60接收的力來相對于固定模塊30旋轉(zhuǎn)。支撐模塊50可覆蓋用戶的足部的一部分(例如，足底或足背)和踝部。在示例中，支撐模塊50可包括：底板51，被配置為支撐足底；足背支撐件52，被配置為支撐足背；以及連接器53，被配置為連接底板51和關(guān)節(jié)組件100。

例如，連接器53可包括：足跟框架531，被配置為支撐足跟；以及側(cè)框架532，被配置為支撐足側(cè)。連接器53的數(shù)量和連接器53的形狀可不受限制，連接關(guān)節(jié)組件100和底板51的任何形式適用于連接器53。作為示例，底板51的部分可與關(guān)節(jié)組件一體地形成。在此示例中，底板51的所述部分可被理解為連接器53。

側(cè)框架532可為垂直于底板51的形式。側(cè)框架532可被布置在底板51的側(cè)表面上以連接側(cè)表面的上端的部分和關(guān)節(jié)組件100的側(cè)表面的下端的部分。足跟框架531可為用戶的足跟的形式以及覆蓋跟腱的部分的形式。足跟框架531可被配置為連接底板51的尾部的上端和關(guān)節(jié)組件100的中間部分的下端。

驅(qū)動模塊40可基于從控制器(未示出)接收的指令提供將要傳遞給支撐模塊50的力。

控制器可包括存儲器和處理器。

存儲器可以是非易失性存儲器、易失性存儲器、硬盤、光盤以及上述裝置中的兩個或更多個的組合。存儲器可以是非暫時性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。非暫時性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可以是分布式網(wǎng)絡(luò)，以使得程序指令以分布式方式被存儲和執(zhí)行。非易失性存儲器可以是只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)或者閃存。易失性存儲器可以是隨機(jī)存取存儲器(RAM)。

處理器可通過布置在印刷電路板上的至少一個半導(dǎo)體芯片來實(shí)現(xiàn)。處理器可以是算術(shù)邏輯單元、數(shù)字信號處理器、微型計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場可編程陣列、可編程邏輯單元、微處理器或者能夠以限定的方式響應(yīng)并執(zhí)行指令的任何其他裝置。

處理器可利用指令來編程，所述指令將處理器配置為專用計(jì)算機(jī)以基于來自例如一個或多個傳感器(未示出)的信息控制驅(qū)動模塊40。

驅(qū)動模塊40可包括被配置為改變力傳遞構(gòu)件60的速度、轉(zhuǎn)矩或移動方向的離合器模塊。驅(qū)動模塊可被安裝在與用戶的近心端(proximal part)對應(yīng)的位置上。近心端可被理解為用戶的身體的中部，例如背部、腰部和軀干。在示例中，如圖1所示，驅(qū)動模塊40可被布置在腰部穿戴部分10上。在此示例中，當(dāng)與驅(qū)動模塊40被附接到用戶的身體的末端部分(例如，手和腳)的示例相比時，由于驅(qū)動模塊40的重量而導(dǎo)致的用戶的能耗可降低。在另一示例中，驅(qū)動模塊40可被布置在固定模塊30上，因此，驅(qū)動模塊40的位置不限于示例實(shí)施例。

力傳遞構(gòu)件60可被配置為從驅(qū)動模塊40向支撐模塊50傳遞力。力傳遞構(gòu)件60可穿過關(guān)節(jié)組件100以與支撐模塊50連接。力傳遞模塊60可包括諸如齒輪等的旋轉(zhuǎn)體或者諸如線、線纜、繩、橡皮筋、彈簧、帶、鏈等的縱長構(gòu)件。力傳遞構(gòu)件60可通過驅(qū)動模塊40來卷繞或散開。

關(guān)節(jié)組件100可輔助連接用戶的第一部位和用戶的第二部位的關(guān)節(jié)(例如，用戶的踝關(guān)節(jié))的運(yùn)動。關(guān)節(jié)組件100可利用力傳遞構(gòu)件60來與驅(qū)動模塊40連接。關(guān)節(jié)組件100可在力傳遞構(gòu)件通過驅(qū)動模塊40向上移動時輔助伸展踝部的運(yùn)動，并且在力傳遞構(gòu)件60向下移動時輔助彎曲踝部的運(yùn)動。

圖3是示出關(guān)節(jié)組件100的正面透視圖，圖4是示出關(guān)節(jié)組件100的背面透視圖。

參照圖3和圖4，關(guān)節(jié)組件100可按照多個框架彼此連接的多關(guān)節(jié)鏈接機(jī)構(gòu)(multi-joint link mechanism)的結(jié)構(gòu)來設(shè)置。關(guān)節(jié)組件100可包括可按照從上至下的順序布置的覆蓋框架110、至少一個中間框架130和底部框架120。底部框架120可連接至支撐模塊50。

多個中間框架130可被布置在覆蓋框架110和底部框架120之間。根據(jù)中間框架130的數(shù)量的增加，可向關(guān)節(jié)組件100提供各種曲率，以基于用戶的踝部的復(fù)雜旋轉(zhuǎn)來改變。盡管圖3和圖4示出依次布置的四個中間框架130作為示例，但是中間框架130的數(shù)量可基于用戶的踝部的大小和關(guān)節(jié)組件100的自由度(DOF)而變化。另外，關(guān)節(jié)組件100的活動角度可基于中間框架130的接觸器131的曲率或者中間框架130的數(shù)量而變化。

中間框架130可包括中間部分132以及布置在中間部分132的兩端的接觸器131。在示例中，中間部分132可形成為從用戶的踝部的背面向前延伸以覆蓋足跟的部分的U形。與示例附圖當(dāng)前所示的不同，中間部分132也可形成為各種形狀，例如多邊形和半球形。

圖3和圖4示出基于踝部以對稱形式設(shè)置的中間部分132作為示例，因此，中間部分132也可按照不對稱形式設(shè)置以與踝部的形狀對應(yīng)。為了增加用戶的舒適性，用于沖擊吸收的織物墊可附著到中間部分132的內(nèi)側(cè)面。

接觸器131可與鄰近中間框架130的另一接觸器131嚙合。例如，接觸器131可具有包括多個齒的齒輪的形式。接觸器131可包括第一接觸器1311和第二接觸器1312。例如，第二接觸器1312可在第一接觸器1311和中間部分132的連接點(diǎn)處相對于第一接觸器1311旋轉(zhuǎn)。在第一接觸器1311的下端，可設(shè)置鉸鏈133以將第二接觸器1312與中間部分132連接以使其能夠相對于中間部分132旋轉(zhuǎn)。

插入構(gòu)件150可被布置在第一接觸器1311和第二接觸器1312之間。插入構(gòu)件150可包括將被插入接觸器131的兩端中的插入體151以及被配置為連接插入體151的線152。

關(guān)節(jié)組件100可包括連接構(gòu)件以防止覆蓋框架110、多個中間框架130和底部框架120彼此分離。例如，連接構(gòu)件可被配置為穿過覆蓋框架110、多個中間框架130和底部框架120。連接構(gòu)件可包括：側(cè)條帶140，由彈性材料形成并且被配置為穿過多個中間框架130的接觸器131以提供允許所述多個中間框架130彼此緊密接觸的壓力；以及中間條帶160，被配置為穿過多個中間框架130的中間部分132。

中間條帶160可連接至與運(yùn)動輔助設(shè)備1的驅(qū)動模塊40連接的力傳遞構(gòu)件60。中間條帶160的端部可固定到圖1的底部框架120或支撐模塊50。中間條帶160的剩余部分可活動地附接至覆蓋框架110和中間框架130?；谏鲜鼋Y(jié)構(gòu)，底部框架120或支撐模塊50可利用從力傳遞構(gòu)件60傳遞來的力而相對于固定模塊30旋轉(zhuǎn)。另外，響應(yīng)于底部框架120或支撐模塊50的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，關(guān)節(jié)組件100可總體上操作。作為示例，中間條帶160可與力傳遞構(gòu)件60一體地形成。

側(cè)條帶140可在從中間框架130外部向內(nèi)的方向上對中間框架130持續(xù)地施加壓力。由此，側(cè)條帶140可維持多個框架中的兩個鄰近框架的接觸器彼此接觸。側(cè)條帶140可包括維持帽141，設(shè)置在覆蓋框架110和底部框架120的外側(cè)面上并且被配置為維持側(cè)條帶140的繃緊狀態(tài)。

圖5是示出關(guān)節(jié)組件100的正面分解透視圖，圖6是示出關(guān)節(jié)組件100的背面分解透視圖。

參照圖5和圖6，布置成一排的覆蓋框架110、底部框架120和多個中間框架130中的每一個可形成為U形。

覆蓋框架110可在底部包括接觸面111，底部框架120可在頂部包括接觸面121。接觸面111和121可基于期望的(或者另選地，預(yù)設(shè)的)曲率來形成。接觸面111和121中的每一個可具有按照期望的(或者另選地，預(yù)設(shè)的)尺寸重復(fù)地設(shè)置的輪齒。預(yù)設(shè)的曲率可被應(yīng)用作為輪齒的基圓。

中間框架130的第一接觸器1311和第二接觸器1312中的每一個可包括形成在外側(cè)面上并且具有期望的(或者另選地，預(yù)設(shè)的)曲率的接觸面。接觸面可包括按照與覆蓋框架110的接觸面111相同的尺寸設(shè)置的輪齒。預(yù)設(shè)的曲率可被應(yīng)用作為輪齒的基圓。

形成在覆蓋框架110的接觸面111上的輪齒和形成在第一接觸器1311的接觸面上的輪齒可彼此嚙合，形成在底部框架120的接觸面121上的輪齒和形成在第二接觸器1312的接觸面上的輪齒可彼此嚙合。

在多個中間框架130中，布置在上部中的中間框架130的第二接觸器1312的輪齒可與布置在下部中的中間框架130的第一接觸器1311的輪齒嚙合。因此，多個中間框架130可基于一個中間框架130的第二接觸器1312的輪齒與另一中間框架130的第一接觸器1311的輪齒嚙合的模式來設(shè)置。因此，第二接觸器1312和第一接觸器1311的組合可被重復(fù)地設(shè)置。

插入構(gòu)件150的插入體151的部分可被配置為接觸中間框架130的第一接觸器1311的內(nèi)側(cè)。插入體151的另一部分可被配置為接觸第二接觸器1312的內(nèi)側(cè)。連接兩個插入體151的線152可被包括在沿著中間框架130的中間部分132的外側(cè)面形成的導(dǎo)線槽1321中。

圖7A至圖7C示出中間框架的示例。圖7A是示出中間框架130的示例的正面分解透視圖，圖7B是示出中間框架130的另一示例的分解透視圖，圖7C是示出接觸器131的截面圖。

參照圖7A至圖7C，溝槽1313和1314可形成在第一接觸器1311和第二接觸器1312中的每一個的內(nèi)側(cè)面上。溝槽1313和1314可被配置為接納插入構(gòu)件150的插入體151。溝槽1313和1314中的每一個可包括深度被最大化的中間部分以及深度從中間部分朝著末端減小的端部。溝槽1313和1314中的每一個可向內(nèi)凹陷以形成為楔形。

參照圖7C，當(dāng)?shù)谝唤佑|器1311和第二接觸器1312的內(nèi)側(cè)面彼此接觸時，形成在第二接觸器1312上的溝槽1313和形成在第一接觸器1311上的溝槽1314可為菱形。

圖8A示出輔助跖屈運(yùn)動(plantar flexion motion)的關(guān)節(jié)組件100的運(yùn)動的示例，圖8B示出輔助背屈運(yùn)動(dorsiflexion motion)的關(guān)節(jié)組件100的運(yùn)動的示例。

參照圖8A，當(dāng)中間條帶160被牽拉時，覆蓋框架110可在順時針方向上相對于被布置在覆蓋框架110正下方的中間框架130旋轉(zhuǎn)，并且底部框架120可在逆時針方向上相對于被布置在底部框架120正上方的中間框架130旋轉(zhuǎn)，使得關(guān)節(jié)組件100的后部的長度減小。由此，關(guān)節(jié)組件100可輔助用戶的跖屈運(yùn)動。

參照圖8B，當(dāng)牽拉中間條帶160的力被釋放或者對中間條帶160施加推力時，覆蓋框架110可在逆時針方向上相對于被布置在覆蓋框架110正下方的中間框架130旋轉(zhuǎn)，并且底部框架120可在逆時針方向上相對于被置在底部框架120正上方的中間框架130旋轉(zhuǎn)，使得關(guān)節(jié)組件100的后部的長度增大。由此，關(guān)節(jié)組件100可輔助用戶的背屈運(yùn)動。

多個中間框架130可在覆蓋框架110和底部框架120的旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)。響應(yīng)于覆蓋框架110和底部框架120之間的距離增大，多個中間框架130可在逆時針方向上旋轉(zhuǎn)。響應(yīng)于覆蓋框架110和底部框架120之間的距離減小，多個中間框架130可在順時針方向上旋轉(zhuǎn)。

框架(例如，覆蓋框架110和底部框架120、多個中間框架130)可在外側(cè)面上包括輪齒，所述輪齒可彼此嚙合。因此，可基于將框架的接觸面的位置形成為旋轉(zhuǎn)軸來執(zhí)行轉(zhuǎn)動接觸運(yùn)動。另外，關(guān)節(jié)組件100可具有基于多個中間框架130的多個自由度(DOF)，因此，關(guān)節(jié)組件100的旋轉(zhuǎn)中心可基于踝部的狀態(tài)而改變。由此，可防止簡單的基于鉸鏈的關(guān)節(jié)組件中可能發(fā)生的未對準(zhǔn)。

框架可基于框架的接觸面執(zhí)行上下運(yùn)動。響應(yīng)于框架的中間部分之間的距離的減小，框架的端部之間的距離可增大。響應(yīng)于框架的中間部分之間的距離增大，框架的端部之間的距離可減小。

因此，關(guān)節(jié)組件100的形狀可響應(yīng)于用戶的背屈運(yùn)動或跖屈運(yùn)動而改變。在此示例中，關(guān)節(jié)組件100的彎曲角度可支持用戶的踝部的總體運(yùn)動，因此，關(guān)節(jié)組件100可基于身體的踝關(guān)節(jié)平滑地對準(zhǔn)。另外，由于框架具有彼此嚙合的輪齒，所以可對關(guān)節(jié)組件100施加高強(qiáng)度的轉(zhuǎn)矩，并且關(guān)節(jié)組件100可自主地支持大的重量。

圖9A至圖10B示出關(guān)節(jié)組件100的變形的示例。

用戶的踝部的運(yùn)動可包括踝部向前或向后彎曲的背屈/跖屈運(yùn)動、足部基于從足跟向足尖延伸的旋轉(zhuǎn)軸而扭曲的內(nèi)翻/外翻運(yùn)動以及基于脛骨作為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。因此，可基于X軸、Y軸和Z軸進(jìn)行運(yùn)動。

圖9A和圖9B示出響應(yīng)于內(nèi)翻/外翻運(yùn)動而彎曲的關(guān)節(jié)組件100的示例。圖9A是示出當(dāng)框架的左側(cè)部分彼此分離而框架的右側(cè)部分彼此接觸時，包括例如覆蓋框架110和底部框架120、多個中間框架130的框架的正視圖。圖9B示出圖9A的示例中的插入體151的移動。

當(dāng)用戶將關(guān)節(jié)組件100穿戴在右腳上時，并且當(dāng)右腳的踝部向內(nèi)彎曲時，用戶可處于如圖9A和圖9B所示的情況下。在此示例中，與踝部的外側(cè)相鄰布置的框架之間的距離d2可增大，與踝部的內(nèi)側(cè)相鄰布置的框架之間的距離d1可減小。

相反，當(dāng)用戶將關(guān)節(jié)組件100穿戴在左腳上時，并且當(dāng)左腳的踝部向外扭時，用戶可處于如圖9A和圖9B所示的情況下。在此示例中，與踝部的內(nèi)側(cè)相鄰布置的框架之間的距離d2可增大，與踝部的外側(cè)相鄰布置的框架之間的距離d1可減小。

框架可由剛性材料形成。因此，為了觸發(fā)上述移動，框架可能需要傾斜，因此，接觸面之間可能發(fā)生未對準(zhǔn)?？蚣艿姆蛛x部分可朝著框架的未分離部分形成弧。同時，框架的未分離部分也可形成弧?？蚣艿姆蛛x部分可具有與框架的未分離部分的長度不同的長度，并且形成具有同心的弧。

關(guān)節(jié)組件100的左側(cè)的插入體151被示出為大于關(guān)節(jié)組件100的右側(cè)的插入體151。這是因?yàn)楫?dāng)基于左側(cè)的插入體151的中心提供關(guān)節(jié)組件100的橫截面時可顯示與右側(cè)的插入體151的中心未對準(zhǔn)的部分。插入體151的這種不對稱布置可參照圖9B容易地理解。

參照圖9B，插入體151可在形成在兩側(cè)的第二接觸面1312上的溝槽1313中不對稱地移動。

響應(yīng)于在一側(cè)上的插入體151的移動，在另一側(cè)上的插入體151可通過線152在與所述一側(cè)上的插入體151相反的方向上移動。在圖9B中，左側(cè)的插入體151可朝著足跟移動，而右側(cè)的插入體151可朝著足尖移動。

圖10A示出在與圖9相同的情況下的設(shè)置在右側(cè)的處于平坦?fàn)顟B(tài)或者被推壓的狀態(tài)的覆蓋框架110以及與覆蓋框架110接觸的中間框架130。圖10B示出在與圖9相同的情況下的設(shè)置在右側(cè)的覆蓋框架110以及與覆蓋框架110接觸的中間框架130。

參照圖10B，當(dāng)右腳向內(nèi)彎曲時，插入體151可沿著線向深度在分離框架(例如，覆蓋框架110、底部框架120和中間框架130)的方向上減小的溝槽1313或1314的部分移動。由此，第一接觸面1311和第二接觸面1312可彼此分離，并且框架分離的距離(例如，距離d2)可增大。

參照圖10A，當(dāng)插入體151在線的相對側(cè)向溝槽1313或1314的深度減小的另一部分移動時，第一接觸面1311和第二接觸面1312之間的距離d1不會增大。響應(yīng)于一側(cè)的踝關(guān)節(jié)的長度增大，另一側(cè)的踝關(guān)節(jié)的長度可相對減小。在此示例中，當(dāng)踝關(guān)節(jié)的長度減小時，框架的上端可被推壓。因此，推壓第一接觸面1311和第二接觸面1312的線的力可偏移。

因此，關(guān)節(jié)組件100可基于上述示例響應(yīng)于踝關(guān)節(jié)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的長度改變來平滑地操作。

圖11A至圖11D示出響應(yīng)于用戶的行走運(yùn)動而彎曲的關(guān)節(jié)組件100的示例。在圖11A至圖11D中，可忽略用戶的踝部基于足尖在向左或向右的方向上扭曲的示例，并且可提供踝部向前或向后彎曲的示例。

圖11A示出包括在用戶站立的同時變直的關(guān)節(jié)組件100的運(yùn)動輔助設(shè)備1的示例。圖11B示出當(dāng)踝部響應(yīng)于腳向前邁的運(yùn)動而向后彎曲時操作的運(yùn)動輔助設(shè)備1的示例。圖11C示出當(dāng)踝部向前彎曲使得邁出的腳從地面回彈時操作的運(yùn)動輔助設(shè)備1的示例。圖11D示出響應(yīng)于用戶使腳脫離地面的抬腳運(yùn)動而操作的運(yùn)動輔助設(shè)備1的示例。

圖11A示出在用戶沒有移動的同時覆蓋框架110、中間框架130和底部框架120被維持彼此平行的示例。在此示例中，驅(qū)動模塊40可不使力傳遞構(gòu)件60向上或向下移動。

圖11B示出在用戶用一條腿向前邁出而用另一條腿站立的同時踝部向后彎曲的示例。如圖8B所示，中間部分132之間的距離可減小，覆蓋框架110和底部框架120之間的距離可增大。

圖11C示出用戶在向前邁出之后積蓄能量來施加力以推壓地面的示例。在此示例中，踝部可向前彎曲。如圖8A所示，中間部分132之間的距離可增大，覆蓋框架110和底部框架120之間的距離可減小。

圖11D示出腳從地面回彈并且足跟脫離地面的示例。在此示例中，力傳遞構(gòu)件60可抬起關(guān)節(jié)組件100。因此，支撐模塊50的部分可與地面接觸，并且支撐模塊50可彎曲。為了維持身體平衡，足底可向后彎曲，踝部可在與足底相反的方向上彎曲。如圖11B所示，在關(guān)節(jié)組件100中，中間部分132之間的距離可減小，覆蓋框架110和底部框架120之間的距離可增大。

本文所描述的單元和/或模塊可利用硬件組件和軟件組件來實(shí)現(xiàn)。例如，硬件組件可包括麥克風(fēng)、放大器、帶通濾波器、音頻至數(shù)字轉(zhuǎn)換器和處理裝置。處理裝置可利用一個或多個硬件裝置來實(shí)現(xiàn)，所述一個或多個硬件裝置被配置為通過執(zhí)行算術(shù)、邏輯和輸入/輸出操作來運(yùn)行和/或執(zhí)行程序代碼。處理裝置可包括處理器、控制器和算術(shù)邏輯單元、數(shù)字信號處理器、微型計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場可編程陣列、可編程邏輯單元、微處理器或者能夠按照限定的方式響應(yīng)和執(zhí)行指令的任何其他裝置。處理裝置可運(yùn)行操作系統(tǒng)(OS)以及在OS上運(yùn)行的一個或多個軟件應(yīng)用。處理裝置還可響應(yīng)于軟件的執(zhí)行來訪問、存儲、操縱、處理和創(chuàng)建數(shù)據(jù)。為了簡明的目的，處理裝置的描述用作單數(shù)；然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，處理裝置可包括多個處理元件以及多種類型的處理元件。例如，處理裝置可包括多個處理器或者一個處理器和一個控制器。另外，不同的處理配置是可能的，諸如并行處理器。

軟件可包括計(jì)算機(jī)程序、一段代碼、指令或者它們的一些組合，以獨(dú)立地或者共同地指示和/或配置處理裝置根據(jù)期望來操作，從而將處理裝置變換為專用處理器。軟件和數(shù)據(jù)可被永久地或暫時地實(shí)現(xiàn)于任何類型的機(jī)器、組件、物理或虛擬設(shè)備、計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)或裝置中，或者能夠?qū)⒅噶罨驍?shù)據(jù)提供給處理裝置或由處理裝置解釋的傳播信號波中。軟件還可分布于聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，以使得軟件以分布式方式被存儲和被執(zhí)行。軟件和數(shù)據(jù)可通過一個或多個非暫時性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)來存儲。

根據(jù)上述示例實(shí)施例的方法可被記錄在非暫時性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，非暫時性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括程序指令以實(shí)現(xiàn)上述示例實(shí)施例的各種操作。所述介質(zhì)還可包括(單獨(dú)的或者與程序指令組合的)數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。記錄在介質(zhì)上的程序指令可以是為了示例實(shí)施例的目的而專門設(shè)計(jì)和構(gòu)造的程序指令，或者它們可以是計(jì)算機(jī)軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知并且可用的類型。非暫時性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括：磁介質(zhì)(諸如硬盤、軟盤和磁帶)；光學(xué)介質(zhì)(諸如CD-ROM盤、DVD和/或藍(lán)光盤)；磁光介質(zhì)(諸如光盤)；以及被專門地配置為存儲和執(zhí)行程序指令的硬件裝置(諸如只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、閃速存儲器(例如，USB閃速驅(qū)動器、存儲卡、記憶棒等)等)。程序指令的示例包括機(jī)器代碼(諸如由編譯器生成的)以及包含可由計(jì)算機(jī)利用解釋器執(zhí)行的更高級代碼的文件二者。上述裝置可被配置為充當(dāng)一個或多個軟件模塊以便執(zhí)行上述示例實(shí)施例的操作，或者反之亦然。

上面已經(jīng)描述了多個示例實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解，可對這些示例實(shí)施例進(jìn)行各種修改。例如，如果所描述的技術(shù)按照不同的順序執(zhí)行和/或如果所描述的系統(tǒng)、架構(gòu)、裝置或電路中的組件按照不同的方式組合和/或由其他組件或其等同物代替或補(bǔ)充，則可實(shí)現(xiàn)合適的結(jié)果。因此，其他的實(shí)現(xiàn)方式在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。