本實用新型涉及人機工程學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及外骨骼服。

背景技術(shù)：

外骨骼服在軍事、工程、勘探、醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。當(dāng)前，外骨骼服是針對特定用途而專門制造的，制造完成后難以用于其他領(lǐng)域。而且，當(dāng)需要更豐富的功能時，只能將外骨骼服制造得越發(fā)復(fù)雜，而且制造成本高昂。另外，現(xiàn)有的外骨骼服的功能隨著制作完成而定型，并且難以擴展。

另外，在對人的軀體進(jìn)行仿真和動作捕捉時，通常需要通過綁帶或緊身衣之類的手段將大量傳感器緊貼在人的軀體上。在此情況下，用戶難以為自己系上綁帶或穿上緊身衣，只能求助于其他人的幫助，這對用戶獲取軀體姿態(tài)信息造成了很大妨礙。同時，穿戴大量傳感器導(dǎo)致仿真系統(tǒng)的成本提升，操作繁瑣。而且，獲得用戶的肢體尺寸數(shù)據(jù)只能通過人工測量，非常繁瑣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)問題，本實用新型提出外骨骼服。

根據(jù)本實用新型的第一方面，提供一種外骨骼服，所述外骨骼服包括多個外骨骼部件和設(shè)置于所述多個外骨骼部件上的多個附加裝置，其中：

所述多個附加裝置包括至少一個擴展接口模塊和至少一個測量裝置；

其中，每一擴展接口模塊均供外接擴展裝置連接，當(dāng)將外接擴展裝置連接到相應(yīng)的擴展接口模塊時，所述外接擴展裝置可拆卸地固定在所述擴展接口模塊上；

其中，所述至少一個測量裝置用于測量所述外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸。

可選地，所述外骨骼服還包括電源線路，所述電源線路連接到設(shè)置于所述外骨骼服內(nèi)部或外部的電源，所述多個附加裝置中的一部分或全部通過所述電源線路連接到所述電源。

可選地，所述外骨骼服還包括通信線路，所述通信線路連接到設(shè)置于所述外骨骼服內(nèi)部或外部的處理裝置，所述多個附加裝置中的一部分或全部通過所述通信線路與所述處理裝置連接。

可選地，所述外骨骼服還包括電源及通信線路，所述電源及通信線路連接到設(shè)置于所述外骨骼服內(nèi)部或外部的電源和設(shè)置于所述外骨骼服內(nèi)部或外部的處理裝置，所述多個附加裝置中的一部分或全部通過所述電源及通信線路連接到所述電源和所述處理裝置。

可選地，當(dāng)所述至少一個擴展接口模塊是多個擴展接口模塊時，所述多個擴展接口模塊包括兩種尺寸不同的擴展接口模塊，其中，第一種擴展接口模塊的尺寸小于第二種擴展接口模塊的尺寸。

可選地，所述測量裝置包括測量通信模塊，用于發(fā)送測量出的所述外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸。

可選地，各個外骨骼部件相互連接處為外骨骼關(guān)節(jié)，其中，所述測量裝置安裝于所述外骨骼關(guān)節(jié)處，并與所述外骨骼關(guān)節(jié)處的至少一個外骨骼部件結(jié)合以測量所述外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸。

可選地，至少一個外骨骼部件在所述測量裝置所在的外骨骼關(guān)節(jié)處伸縮，以與所述測量裝置結(jié)合來測量所述外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸。

可選地，所述外骨骼服還包括上肢外骨骼，所述上肢外骨骼包括以下多個外骨骼部件：肩部外骨骼部件和分別與所述肩部外骨骼部件連接的兩條手臂外骨骼部件，每條手臂外骨骼部件均包括前臂外骨骼部件和與所述前臂外骨骼部件的后端連接的上臂外骨骼部件，

其中，所述上肢外骨骼中的各個外骨骼部件相互連接處為外骨骼關(guān)節(jié)，在至少一個外骨骼關(guān)節(jié)處安裝所述測量裝置。

可選地，所述外骨骼服還包括下肢外骨骼，所述下肢外骨骼包括以下多個外骨骼部件：髖部外骨骼部件和分別與所述髖部外骨骼部件連接的兩個腿部外骨骼部件，每個腿部外骨骼部件均包括小腿外骨骼部件和與所述小腿外骨骼部件的上端連接的大腿外骨骼部件，

其中，所述下肢外骨骼中的各個外骨骼部件相互連接處為外骨骼關(guān)節(jié)，在至少一個外骨骼關(guān)節(jié)處安裝所述測量裝置。

本實用新型提出的外骨骼服，該外骨骼服可以通過在外骨骼部件上提供至少一個擴展接口模塊，使得外骨骼服能夠連接不同的外接擴展裝置，從而使外骨骼服方便地適用于各種不同的領(lǐng)域，因此，極大地擴展了外骨骼服的用途。另外，不將具備各種功能的裝置直接安裝在外骨骼服上，而是采用擴展接口模塊與不同功能的外接擴展裝置連接，即，將具備各種功能的裝置與外骨骼服分開制造，可以有效降低外骨骼服的制造成本。當(dāng)不需要某些功能時，外骨骼服可以不連接具有相應(yīng)功能的外接擴展裝置，因此，可以有效降低外骨骼服的使用成本。通過測量裝置，根據(jù)本實用新型的外骨骼服可以對外骨骼服的穿戴者的肢體尺寸進(jìn)行測量，而無需人工測量，從而節(jié)省了工作量。而且，本實用新型的外骨骼服能夠在對穿戴者的肢體尺寸進(jìn)行測量的同時通過安裝在擴展接口模塊的外接擴展裝置提供豐富的功能，使得外骨骼服能夠應(yīng)用于各種領(lǐng)域。采用本實用新型的方案的外骨骼服用途廣泛，當(dāng)連接有不同的外接擴展裝置時，外骨骼服可以適用于人機交互、影視制作、醫(yī)療保健、游戲娛樂、野外勘探、生產(chǎn)活動等各個領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實用新型一實施例的外骨骼服的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服中的測量裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖7是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服的結(jié)構(gòu)框圖；

圖8是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服中的上肢外骨骼的結(jié)構(gòu)框圖；

圖9是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服中的下肢外骨骼的結(jié)構(gòu)框圖；

圖10是根據(jù)本實用新型另一實施例的軀體仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)本實用新型的外骨骼服可以是各種形式的外骨骼裝置，只要能夠穿戴到用戶的軀體上即可，而非僅限于類似于服裝形式的外骨骼裝置。而且，根據(jù)本實用新型的外骨骼服可以僅包括上肢外骨骼，也可以僅包括下肢外骨骼。而且，根據(jù)本實用新型的外骨骼服同時可以包括上肢外骨骼和下肢外骨骼，二者可以是一體的也可以是分離的。另外，在根據(jù)本實用新型的其他實施例中，外骨骼服還可以包括頭戴式裝置，例如，智能眼鏡、智能頭盔等等。另外，根據(jù)本實用新型的外骨骼服可以是動力外骨骼服，或無動力外骨骼服，或局部有動力外骨骼服。在本實用新型實施例中，外骨骼服的外骨骼部件可以以現(xiàn)有技術(shù)中的方式實現(xiàn)，在本實用新型的說明書中將省略相關(guān)描述。

圖1是根據(jù)本實用新型一實施例的外骨骼服的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖1所示，外骨骼服100包括多個外骨骼部件110和設(shè)置于多個外骨骼部件110上的多個附加裝置。多個附加裝置包括至少一個擴展接口模塊1110和至少一個測量裝置1120。每一擴展接口模塊1110均供外接擴展裝置連接，當(dāng)將外接擴展裝置連接到相應(yīng)的擴展接口模塊1110時，外接擴展裝置可拆卸地固定在擴展接口模塊1110上。至少一個測量裝置1120用于測量外骨骼服100的穿戴者的肢體的尺寸。

如圖1所示，一個外骨骼部件110上可以既安裝有擴展接口模塊1110，又安裝有測量裝置1120，還可以僅安裝擴展接口模塊1110和測量裝置1120中的一種?？蛇x地，一個外骨骼部件110上可以僅安裝一個擴展接口模塊1110，或者不安擴展接口模塊1110。可選地，一個外骨骼部件110上可以僅安裝一個測量裝置1120，或者不安裝測量裝置1120。

例如，在外骨骼服100的外骨骼部件110的多個擴展接口模塊1110上安裝的外接擴展裝置是測量裝置，可用于對外骨骼服的穿戴者的軀體進(jìn)行測量，因此可跟蹤穿戴者的動作。在這種情況下，擴展接口模塊1110上安裝的外接測量裝置和測量裝置1120配合，使得外骨骼服100能夠提供準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

又例如，在外骨骼服100的外骨骼部件110的多個擴展接口模塊1110上安裝上的外接擴展裝置是通信裝置時，通信裝置將測量裝置1120測得的穿戴者的肢體的尺寸發(fā)送到外部，使得無需人工操作即可將外骨骼服100的穿戴者的肢體尺寸發(fā)送到相關(guān)裝置，例如，軀體仿真系統(tǒng)，以便對穿戴者的軀體進(jìn)行仿真。

又例如，在外骨骼服100的外骨骼部件110的多個擴展接口模塊1110上安裝上的外接擴展裝置是游戲手柄、游戲槍械和游戲球拍中的至少之一時，擴展接口模塊1110上安裝上的外接擴展裝置與測量裝置1120配合，使得當(dāng)外骨骼服的穿戴者進(jìn)行游戲時，準(zhǔn)確地獲取外骨骼服100的穿戴者的肢體尺寸，即，通過對穿戴者的肢體尺寸進(jìn)行測量使穿戴者獲得更好的游戲體驗。

在根據(jù)本公開實施例的外骨骼服中，外接擴展裝置可以包括測量裝置、定位裝置、傳感器裝置、通信裝置、游戲裝置、探測裝置、施工裝置、計算裝置中的一種或多種。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，外骨骼服100的外骨骼部件110的擴展接口模塊1110可以僅僅是用于可拆卸地固定外接擴展裝置。在另一實施例中，外骨骼服100的外骨骼部件110的附加裝置(包括擴展接口模塊1110和測量裝置1120)還可以連接到外骨骼服內(nèi)部或外部的電源，從而為外接擴展裝置供電。在另一實施例中，外骨骼服100的外骨骼部件110的附加裝置(包括擴展接口模塊1110和測量裝置1120)之間還可以通過通信線路互聯(lián)并且/或者通過通信線路連接到外骨骼服內(nèi)部或外部的處理裝置，使得外接擴展裝置之間能夠通信，并且/或者附加裝置可以與處理裝置通信。在另一實施例中，外骨骼服100的外骨骼部件110的附加裝置可以既連接到外骨骼服內(nèi)部或外部的電源，又連接到外骨骼服內(nèi)部或外部的處理裝置，使得附加裝置被供電，又與另一外接控制裝置或處理裝置通信。

圖2是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖2所示，根據(jù)本公開另一實施例的外骨骼服200還包括電源線路。電源線路連接到設(shè)置于外骨骼服200內(nèi)部或外部的電源120。多個附加裝置中的一部分或全部通過電源線路連接到電源120，從而電源120為附加裝置供電。如圖2所示，一部分?jǐn)U展接口模塊1110和一部分測量裝置1120通過電源線路連接到電源120，從而被電源120供電。而且，連接到與電源線路連接的擴展接口模塊1110的外接擴展裝置也可以被電源120供電。另外，在一個示例中，全部擴展接口模塊1110可以不與電源120連接，同時測量裝置1120中的一部分或全部與電源120連接。另外，在一個示例中，全部測量裝置1120可以不與電源120連接，同時擴展接口模塊1110中的一部分或全部與電源120連接。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，電源120可以內(nèi)置在外骨骼服200中，也可以位于外骨骼服200之外。在一個示例中，電源120可以作為一個外接擴展裝置連接到擴展接口模塊1110，并且通過擴展接口模塊1110以及電源線路為其他附加裝置供電。更進(jìn)一步地，可以為擴展接口模塊1110所連接的外接擴展裝置供電。

圖3是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖3所示，根據(jù)本公開另一實施例的外骨骼服300還包括通信線路。通信線路連接到設(shè)置于外骨骼服300內(nèi)部或外部的處理裝置130。多個附加裝置中的一部分或全部通過通信線路與處理裝置130連接以與處理裝置130通信。如圖3所示，一部分?jǐn)U展接口模塊1110和一部分測量裝置1120通過通信線路連接到處理裝置130以與處理裝置130通信。進(jìn)一步地，連接到在與通信線路連接的擴展接口模塊1110的外接擴展裝置通過通信線路與處理裝置130通信。另外，在一個示例中，全部擴展接口模塊1110可以不與處理裝置130連接，同時測量裝置1120中的一部分或全部與處理裝置130連接。另外，在一個示例中，全部測量裝置1120可以不與處理裝置130連接，同時擴展接口模塊1110中的一部分或全部與處理裝置130連接。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，處理裝置130可以是內(nèi)置在外骨骼服300中的，也可以是位于外骨骼服300之外的。例如，處理裝置130可以是置于外骨骼服300內(nèi)部的處理器，也可以是外骨骼服300外部的一臺計算機。在一個示例中，處理裝置130可以作為一個外接擴展裝置連接到擴展接口模塊1110，并且通過擴展接口模塊1110以及通信線路與測量裝置1120和/或固定在其他擴展接口模塊1110的外接擴展裝置通信，并且進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

圖4是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖4所示，根據(jù)本公開另一實施例的外骨骼服400還包括電源及通信線路。電源及通信線路連接到設(shè)置于外骨骼服400內(nèi)部或外部的電源120和設(shè)置于外骨骼服400內(nèi)部或外部的處理裝置130。多個附加裝置中的一部分或全部通過電源及通信線路連接到電源120和處理裝置130，從而接受電源120供電并且通過通信線路與處理裝置130通信。如圖4所示，一部分?jǐn)U展接口模塊1110和一部分測量裝置1120通過電源及通信線路連接到電源120和處理裝置130，從而被電源120供電并與處理裝置130通信。進(jìn)一步地，連接到與電源及通信線路連接的擴展接口模塊1110的外接擴展裝置接受電源120供電并且通過通信線路與處理裝置130通信。另外，在一個示例中，全部擴展接口模塊1110可以不與電源120和處理裝置130連接，同時測量裝置1120中的一部分或全部與電源120和處理裝置130連接。另外，在一個示例中，全部測量裝置1120可以不與電源120和處理裝置130連接，同時擴展接口模塊1110中的一部分或全部與電源120和處理裝置130連接。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在圖2至圖4所示的實施例中，示出了不與其他附加裝置、電源120或處理裝置130連接的獨立的附加裝置，包括，獨立的擴展接口模塊1110和獨立的測量裝置1120。在此情況下，獨立的測量裝置1120可以無需用電，或者自帶電源，以完成測量。在不與電源120或處理裝置130連接的情況下，獨立的擴展接口模塊1110僅起到將外接擴展裝置可拆卸地固定到外骨骼服的作用。根據(jù)本公開的實施例的外骨骼服可以具有獨立的附加裝置，也可以不具有獨立的附加裝置。

本實用新型提出的外骨骼服，該外骨骼服可以通過在外骨骼部件上提供至少一個擴展接口模塊，使得外骨骼服能夠連接不同的外接擴展裝置，從而使外骨骼服方便地適用于各種不同的領(lǐng)域，因此，極大地擴展了外骨骼服的用途。另外，不將具備各種功能的裝置直接安裝在外骨骼服上，而是采用擴展接口模塊與不同功能的外接擴展裝置連接，即，將具備各種功能的裝置與外骨骼服分開制造，可以有效降低外骨骼服的制造成本。當(dāng)不需要某些功能時，外骨骼服可以不連接具有相應(yīng)功能的外接擴展裝置，因此，可以有效降低外骨骼服的使用成本。通過測量裝置，根據(jù)本實用新型的外骨骼服可以對外骨骼服的穿戴者的肢體尺寸進(jìn)行測量，而無需人工測量，從而節(jié)省了工作量。而且，本實用新型的外骨骼服能夠在對穿戴者的肢體尺寸進(jìn)行測量的同時通過安裝在擴展接口模塊的外接擴展裝置提供豐富的功能，使得外骨骼服能夠應(yīng)用于各種領(lǐng)域。采用本實用新型的方案的外骨骼服用途廣泛，當(dāng)連接有不同的外接擴展裝置時，外骨骼服可以適用于人機交互、影視制作、醫(yī)療保健、游戲娛樂、野外勘探、生產(chǎn)活動等各個領(lǐng)域。

在本公開的外骨骼服中，由于外接擴展裝置可以是任何一種裝置，因此，如果僅提供一種擴展接口模塊，則可能導(dǎo)致擴展接口模塊不適于對于某些外接擴展裝置。例如，當(dāng)外接擴展裝置僅僅是一個小型裝置，例如，測量裝置時，僅提供小型的擴展接口模塊就可以滿足固定測量裝置的需要。在此情況下，當(dāng)外接擴展裝置僅僅是一個較大型的裝置，例如，諸如電鉆之類的施工裝置時，適合于固定測量裝置的擴展接口模塊由于其尺寸和承重能力小，不適于固定施工裝置。因此，在某些情況下，需要在外骨骼服上設(shè)置不同尺寸的擴展接口模塊。

圖5是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服的結(jié)構(gòu)框圖。

在一個實施例中，多個擴展接口模塊1110可以包括兩種尺寸不同的擴展接口模塊。其中，第一種擴展接口模塊1111的尺寸小于第二種擴展接口模塊1112的尺寸。優(yōu)選地，第一種擴展接口模塊1111的承重性能可以低于第二種擴展接口模塊1112的承重性能。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，尺寸更大的第二種擴展接口模塊1112具有更強的承重性能能夠使得外骨骼服500上可以固定更重的外接擴展裝置。例如，設(shè)置有第一種擴展接口模塊1111的外骨骼部件110可以是上肢外骨骼，例如前臂外骨骼，前臂外骨骼上的第一種擴展接口模塊1111可以固定尺寸小且重量輕的外接擴展裝置。又例如，設(shè)置有第二種擴展接口模塊1112的外骨骼部件110可以是下肢外骨骼，例如大腿外骨骼，大腿外骨骼上的第二種擴展接口模塊1112可以固定尺寸大且重量重的外接擴展裝置。

優(yōu)選地，當(dāng)外骨骼服包括后背外骨骼和大腿外骨骼時，第二種擴展接口模塊被設(shè)置于后背外骨骼和大腿外骨骼中的至少之一上。優(yōu)選地，與設(shè)置于后背外骨骼的第二種擴展接口模塊連接的外接擴展裝置是承載裝置，所述承載裝置內(nèi)部具有容納物品的容納空間。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在外骨骼服中，相較于其他外骨骼部件，后背外骨骼和大腿外骨骼比較適合于固定較大尺寸或較大重量的外接擴展裝置，因此，可以將第二種擴展接口模塊設(shè)置于后背外骨骼和大腿外骨骼中的至少之一上。此外，后背外骨骼適合于放置一個背負(fù)式的承載裝置。例如，可以在外骨骼服的后背外骨骼放置背負(fù)式的承載裝置以容納一臺計算機，該計算機通過承載裝置所固定到的第二種擴展接口模塊與外骨骼服上的其他擴展接口模塊所連接的外接擴展裝置，例如，測量裝置和傳感器等，通信。這種具有可以容納計算機的承載裝置的外骨骼服適用于各種情景，例如，虛擬現(xiàn)實、勘探等。

圖6是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服中的測量裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖6所示，測量裝置6120包括測量通信模塊6121，用于發(fā)送測量出的外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸。

在本實施例中，當(dāng)測量通信模塊6121將測量裝置6120測量出的外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸發(fā)送到一個人體仿真設(shè)備時，該人體仿真設(shè)備能夠根據(jù)測量通信模塊6121發(fā)送的穿戴者的肢體的尺寸計算出相應(yīng)的軀體仿真數(shù)據(jù)，從而估算用戶的軀體各部分的尺寸、整體體型等信息?？梢岳斫猓诰哂卸鄠€測量裝置6120的情況下，外骨骼服可以提供更全面的肢體數(shù)據(jù)，用于對外骨骼服的穿戴者進(jìn)行仿真。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，測量裝置可以為各種類型。而且，當(dāng)采用多個測量裝置時，可以在根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服中結(jié)合各種類型的測量裝置。

例如，當(dāng)測量裝置是機械式測量裝置時，測量裝置可以包括一個卷尺，此時測量裝置可以安裝在外骨骼服的任意位置，例如，諸如肘部的關(guān)節(jié)處或諸如前臂的外骨骼部件上，通過抽出卷尺來測量相應(yīng)肢體長度。

例如，當(dāng)測量裝置是機械式測量裝置時，測量裝置可以包括一個齒輪機構(gòu)，結(jié)合一個外骨骼部件，例如，前臂外骨骼部件使用。在此情況下，前臂外骨骼在此齒輪機構(gòu)中伸縮使得齒輪機構(gòu)轉(zhuǎn)動，測量裝置還具有計數(shù)機構(gòu)，可以根據(jù)齒輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動讀取該前臂外骨骼部件伸縮后長度，由此確定該前臂外骨骼部件的長度。

例如，測量裝置還可以激光測距裝置、超聲波測距裝置、紅外測距裝置或無線電測距裝置等，這些測量裝置可以安裝到外骨骼服的任意位置。

優(yōu)選地，每一測量裝置均包括測量通信模塊。測量通信模塊可以是有線通信模塊或無線通信模塊。測量通信模塊可以將測量裝置測得的肢體信息發(fā)送到任何其他能夠與測量通信模塊通信的信息處理設(shè)備。例如，信息處理設(shè)備可以為簡單的信息處理設(shè)備，比如信息處理芯片，也可以是平板電腦、PAD、移動電話、計算機等復(fù)雜的信息處理設(shè)備，用戶可根據(jù)實際信息處理的要求選擇合適的信息處理設(shè)備。

該外骨骼服可以通過包括至少一個測量裝置，用于測量所述外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸，其中，所述測量裝置包括測量通信模塊，用于發(fā)送測量出的所述外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸，使得無需人工測量，即可獲得外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸，而且可通過測量通信模塊發(fā)送測得的肢體尺寸。這避免了現(xiàn)有技術(shù)中需要對用戶肢體進(jìn)行人工測量，并將測量收據(jù)人工輸入到系統(tǒng)的繁瑣。例如，在將外骨骼服用于對人體仿真時，可以無需人工測量人體尺寸并將測得的尺寸輸入的仿真系統(tǒng)，而是可以在用戶穿戴好外骨骼服之后，外骨骼服上的至少一個測量裝置即可測量好用戶的肢體尺寸并將肢體尺寸發(fā)送到仿真系統(tǒng)，這簡化了仿真系統(tǒng)的工作。另外，當(dāng)測量裝置結(jié)合擴展接口模塊上安裝的外接擴展裝置一起使用時，根據(jù)本實用新型的外骨骼服可以提供更多的功能。本實用新型的外骨骼服適用于人機交互、影視制作、醫(yī)療保健、游戲娛樂、野外勘探、生產(chǎn)活動等各個領(lǐng)域。

圖7是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖7所示，在根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服700中，各個外骨骼部件相互連接處為外骨骼關(guān)節(jié)710。其中，測量裝置7110安裝于外骨骼關(guān)節(jié)710處，并與外骨骼關(guān)節(jié)710處的至少一個外骨骼部件結(jié)合以測量外骨骼服700的穿戴者的肢體的尺寸。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服中，可以將外骨骼關(guān)節(jié)制造為單獨的外骨骼部件，例如，在前臂外骨骼部件和上臂外骨骼部件之間設(shè)置一個肘關(guān)節(jié)外骨骼部件將二者連接起來。在根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服中，還可以不制造單獨的外骨骼關(guān)節(jié)，而是將兩個相鄰的外骨骼部件的連接處稱為外骨骼關(guān)節(jié)。例如，將前臂外骨骼部件和上臂外骨骼部件的連接處稱為外骨骼關(guān)節(jié)。

在此實施例中，至少一個外骨骼部件(未示出)可以在測量裝置7110所在的外骨骼關(guān)節(jié)710處伸縮，以與測量裝置7110結(jié)合來測量外骨骼服700的穿戴者的肢體的尺寸。例如，當(dāng)測量裝置是機械式測量裝置時，外骨骼關(guān)節(jié)處的測量裝置可以包括一個齒輪機構(gòu)，結(jié)合一個外骨骼部件，例如，前臂外骨骼部件使用。在此情況下，前臂外骨骼在此齒輪機構(gòu)中伸縮使得齒輪機構(gòu)轉(zhuǎn)動，測量裝置還具有計數(shù)機構(gòu)，可以根據(jù)齒輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動讀取該前臂外骨骼部件伸縮后長度，由此確定該前臂外骨骼部件的長度。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本實施例中的測量裝置不限于機械式處理裝置，而是可以為激光測距裝置、超聲波測距裝置、紅外測距裝置或無線電測距裝置等。

在根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服中，外骨骼服還可以包括上肢外骨骼。上肢外骨骼可以包括以下多個外骨骼部件：肩部外骨骼部件和分別與肩部外骨骼部件連接的兩條手臂外骨骼部件，每條手臂外骨骼部件均包括前臂外骨骼部件和與前臂外骨骼部件的后端連接的上臂外骨骼部件。其中，上肢外骨骼中的各個外骨骼部件相互連接處為外骨骼關(guān)節(jié)，在至少一個外骨骼關(guān)節(jié)處安裝測量裝置。

圖8是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服的上肢外骨骼的結(jié)構(gòu)框圖。

在根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服中，上肢外骨骼800還可以包括多個定位裝置8110，在上肢外骨骼800的每個外骨骼部件810上均安裝有至少一個定位裝置8110，用于對相應(yīng)的外骨骼部件810的運動進(jìn)行定位。其中，定位裝置8110可以包括定位通信模塊(未示出)，用于發(fā)送對相應(yīng)的外骨骼部件310的運動進(jìn)行定位的定位信息。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，定位裝置8110可以直接安裝在外骨骼服的上肢外骨骼800上，也可以作為外接擴展裝置可拆卸地安裝到上肢外骨骼800上的各個擴展接口模塊上。

在根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服中，定位裝置可以是任何一種可用于定位的定位裝置。所述定位裝置包括各種傳感器、定位設(shè)備和圖像采集設(shè)備中的一種或多種。所述傳感器包括但不限于用于感測加速度數(shù)據(jù)的加速度傳感器、用于感測角速度數(shù)據(jù)的角速度傳感器、用于感測運動方向數(shù)據(jù)的方向傳感器等的運動數(shù)據(jù)傳感器；用于感測地磁場數(shù)據(jù)的磁阻式傳感器、用于感測氣壓數(shù)據(jù)的氣壓傳感器、用于感測溫度數(shù)據(jù)的溫度傳感器等的環(huán)境數(shù)據(jù)傳感器；用于感測接近阻擋數(shù)據(jù)的接近傳感器；用于感測動作捕捉目標(biāo)的血壓、心跳、脈搏、體表溫度等體征數(shù)據(jù)的體征數(shù)據(jù)傳感器。所述定位設(shè)備可以為GPS定位設(shè)備、WIFI定位設(shè)備、信標(biāo)定位設(shè)備、傳感器定位設(shè)備、北斗定位設(shè)備、格洛納斯(GLONASS)定位設(shè)備、伽利略定位設(shè)備等定位設(shè)備中的一個或多個。所述圖像采集設(shè)備可以為攝像頭等圖像采集設(shè)備。需要特別說明的是，上述定位裝置只是示例性的說明，并不用于限制本實用新型，任何可實現(xiàn)所需定位功能的組件均落入本實用新型的保護(hù)范圍。

優(yōu)選地，所述定位裝置為可穿戴式的，其可以包括多個慣性傳感器，所述多個慣性傳感器放置在用戶的一條手臂的肘關(guān)節(jié)至手掌之間的位置，以獲得該處的慣性傳感數(shù)據(jù)。其中，所述慣性傳感器為多軸傳感器，比如包括陀螺儀XYZ軸、加速度計XYZ軸和磁力計XYZ軸的九軸傳感器，這樣能夠獲得多維度的慣性傳感數(shù)據(jù)，從而能夠更準(zhǔn)確的確定人體姿態(tài)。

優(yōu)選地，每一定位裝置均包括定位通信模塊。定位通信模塊可以是有線通信模塊或無線通信模塊。定位通信模塊可以將定位裝置獲取的定位信息發(fā)送到任何其他能夠與定位通信模塊通信的信息處理設(shè)備。例如，信息處理設(shè)備可以為簡單的信息處理設(shè)備，比如信息處理芯片，也可以是平板電腦、PAD、移動電話、計算機等復(fù)雜的信息處理設(shè)備，用戶可根據(jù)實際信息處理的要求選擇合適的信息處理設(shè)備。

根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服可以通過位于上肢外骨骼的各個外骨骼部件上的定位裝置對外骨骼服的穿戴者的上肢運動進(jìn)行定位，并可將定位信息發(fā)送到外部。當(dāng)對穿戴者的運動進(jìn)行了定位并且已經(jīng)獲知用戶的肢體尺寸的情況下，可以更好地對用戶的體型和動作進(jìn)行仿真。本實用新型的外骨骼服適用于人機交互、影視制作、醫(yī)療保健、游戲娛樂、野外勘探、生產(chǎn)活動等各個領(lǐng)域。

在一個實施例中，上肢外骨骼可以包括兩個上肢前端定位裝置，其中：每一上肢前端定位裝置均設(shè)置在前臂外骨骼的前端。其中，當(dāng)用戶穿戴上上肢外骨骼時，每一上肢前端定位裝置均固定在用戶的一條手臂的肘關(guān)節(jié)至手掌之間的位置，該上肢前端定位裝置在空間中對肘關(guān)節(jié)至手掌之間的位置進(jìn)行定位，以獲取上肢前端位置信息。其中，每一上肢前端定位裝置均包括通信模塊，用于發(fā)送相應(yīng)的上肢前端位置信息。當(dāng)利用上肢前端位置信息對用戶的狀態(tài)進(jìn)行仿真時，可以采用反向動力學(xué)算法，基于上肢前端位置信息和測量裝置測得的外骨骼服穿戴者的肢體尺寸，計算所述穿戴者上肢的運動姿態(tài)，進(jìn)而對所述用戶的上肢姿態(tài)進(jìn)行仿真。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明了，反向動力學(xué)算法是一種通過先確定子骨骼的位置,然后反求推導(dǎo)出其所在骨骼鏈上n級父骨骼位置，從而確定整條骨骼鏈的方法。根據(jù)本實用新型的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將現(xiàn)有技術(shù)中的反向動力學(xué)算法應(yīng)用于本實用新型中。

在根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服中，外骨骼服還可以包括下肢外骨骼，下肢外骨骼包括以下多個外骨骼部件：髖部外骨骼部件和分別與髖部外骨骼部件連接的兩個腿部外骨骼部件，每個腿部外骨骼部件均包括小腿外骨骼部件和與小腿外骨骼部件的上端連接的大腿外骨骼部件。其中，下肢外骨骼中的各個外骨骼部件相互連接處為外骨骼關(guān)節(jié)，在至少一個外骨骼關(guān)節(jié)處安裝測量裝置。

圖9是根據(jù)本實用新型另一實施例的外骨骼服的下肢外骨骼的結(jié)構(gòu)框圖。

在根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服中，下肢外骨骼900還可包括多個定位裝置9110。在下肢外骨骼900的每個外骨骼部件910上均安裝有至少一個定位裝置9110，用于對相應(yīng)的外骨骼部件910的運動進(jìn)行定位。其中，定位裝置9110可以包括定位通信模塊(未示出)，用于發(fā)送對相應(yīng)的外骨骼部件910的運動進(jìn)行定位的定位信息。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，定位裝置9110可以直接安裝在外骨骼服的下肢外骨骼900上，也可以作為外接擴展裝置可拆卸地安裝到下肢外骨骼900上的各個擴展接口模塊上。

在根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服中，下肢外骨骼上的定位裝置可以和上肢外骨骼上的定位裝置系相同。

在根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服中，定位裝置為可穿戴式的，其可以包括多個慣性傳感器，所述多個慣性傳感器放置在用戶的一條手臂的肘關(guān)節(jié)至手掌之間的位置，以獲得該處的慣性傳感數(shù)據(jù)。其中，所述慣性傳感器為多軸傳感器，比如包括陀螺儀XYZ軸、加速度計XYZ軸和磁力計XYZ軸的九軸傳感器，這樣能夠獲得多維度的慣性傳感數(shù)據(jù)，從而能夠更準(zhǔn)確的確定人體姿態(tài)。

在根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服中，在每一定位裝置均包括定位通信模塊。定位通信模塊可以是有線通信模塊或無線通信模塊。定位通信模塊可以將定位裝置獲取的定位信息發(fā)送到任何其他能夠與定位通信模塊通信的信息處理設(shè)備。例如，信息處理設(shè)備可以為簡單的信息處理設(shè)備，比如信息處理芯片，也可以是平板電腦、PAD、移動電話、計算機等復(fù)雜的信息處理設(shè)備，用戶可根據(jù)實際信息處理的要求選擇合適的信息處理設(shè)備。

根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服可以通過位于下肢外骨骼的各個外骨骼部件上的定位裝置對外骨骼服的穿戴者的下肢運動進(jìn)行定位，并可將定位信息發(fā)送到外部。當(dāng)對穿戴者的運動進(jìn)行了定位并且已經(jīng)獲知用戶的肢體尺寸的情況下，可以更好地對用戶的體型和動作進(jìn)行仿真。本實用新型的外骨骼服適用于人機交互、影視制作、醫(yī)療保健、游戲娛樂、野外勘探、生產(chǎn)活動等各個領(lǐng)域。

在根據(jù)本實用新型實施例的外骨骼服中，上肢外骨骼還可以包括兩個下肢下端定位裝置，其中：每一下肢下端定位裝置均設(shè)置在小腿外骨骼的下端。其中，當(dāng)用戶穿戴上下肢外骨骼時，每一下肢下端定位裝置均固定在用戶的一條腿的膝關(guān)節(jié)至踝關(guān)節(jié)之間的位置，該下肢下端定位裝置在空間中對膝關(guān)節(jié)至踝關(guān)節(jié)之間的位置進(jìn)行定位，以獲取下肢下端位置信息，其中，每一下肢下端定位裝置均包括通信模塊，用于發(fā)送相應(yīng)的下肢下端位置信息。當(dāng)利用下肢下端位置信息對用戶的狀態(tài)進(jìn)行仿真時，可以采用反向動力學(xué)算法，基于下肢下端位置信息和測量裝置測得的外骨骼服穿戴者的肢體尺寸，計算所述穿戴者下肢的運動姿態(tài)，進(jìn)而對所述用戶的下肢姿態(tài)進(jìn)行仿真。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明了，反向動力學(xué)算法是一種通過先確定子骨骼的位置,然后反求推導(dǎo)出其所在骨骼鏈上n級父骨骼位置，從而確定整條骨骼鏈的方法。根據(jù)本實用新型的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將現(xiàn)有技術(shù)中的反向動力學(xué)算法應(yīng)用于本實用新型中。

圖10是根據(jù)本實用新型另一實施例的軀體仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖10所示，根據(jù)本實用新型另一實施例的軀體仿真系統(tǒng)10包括外骨骼服11和仿真裝置12。外骨骼服11可以包括多個外骨骼部件和設(shè)置于多個外骨骼部件上的多個附加裝置，其中：多個附加裝置包括至少一個擴展接口模塊和至少一個測量裝置。其中，每一擴展接口模塊均供外接擴展裝置連接，當(dāng)將外接擴展裝置連接到相應(yīng)的擴展接口模塊時，外接擴展裝置可拆卸地固定在擴展接口模塊上。其中，至少一個測量裝置用于測量所述外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸，測量裝置包括測量通信模塊，用于發(fā)送測量出的所述外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸。仿真裝置12從至少一個測量裝置獲取外骨骼服10的穿戴者的肢體的尺寸。其中，仿真裝置12采用外骨骼服10的穿戴者的肢體的尺寸，計算用戶整體的尺寸，進(jìn)而對用戶的軀體進(jìn)行仿真。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，圖10中的仿真系統(tǒng)中的外骨骼服可以包括以上參照圖1至圖9描述的外骨骼服。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，圖10中的仿真系統(tǒng)中的仿真裝置可以是現(xiàn)有技術(shù)中的仿真裝置，即，在獲得了外骨骼服上的測量裝置測得的肢體尺寸的情況下，仿真裝置即可基于現(xiàn)有程序、算法等對用戶的軀體等進(jìn)行仿真。進(jìn)一步地，當(dāng)仿真裝置獲得了外骨骼服上的定位裝置對外骨骼服的各個外骨骼部件的定位信息時，可以對外骨骼服的穿戴者的狀態(tài)進(jìn)行仿真。

在根據(jù)本實用新型實施例的軀體仿真系統(tǒng)的一個應(yīng)用場景中，外骨骼服上的具有測量通信模塊的測量裝置將測得的用戶肢體的尺寸發(fā)送到仿真裝置，仿真裝置對外骨骼服的穿戴者的身體進(jìn)行仿真。此時，外骨骼服的一個擴展接口模塊上安裝有游戲手柄，例如游戲網(wǎng)球拍，其他擴展接口安裝了定位裝置等外接擴展裝置。定位裝置將對外骨骼服穿戴者的動作的定位信息發(fā)送到仿真裝置，仿真裝置基于單位信息對已經(jīng)進(jìn)行了身體仿真的外骨骼服穿戴者進(jìn)行姿態(tài)仿真。在已經(jīng)進(jìn)行了身體仿真和姿態(tài)仿真的情況下，當(dāng)外骨骼服的穿戴者使用游戲網(wǎng)球拍進(jìn)行虛擬現(xiàn)實的網(wǎng)球比賽時，用戶的身體和動作姿態(tài)可以真實地虛擬出來，因此能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶軀體的高精度仿真，并且提升了此虛擬現(xiàn)實的網(wǎng)球比賽的真實感。

根據(jù)本實用新型實施例的軀體仿真系統(tǒng)，可以通過包括外骨骼服和仿真裝置：外骨骼服包括至少一個測量裝置，用于測量外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸，其中，測量裝置包括測量通信模塊，用于發(fā)送測量出的外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸；仿真裝置從至少一個測量裝置獲取外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸，其中，仿真裝置采用外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸，計算用戶整體的尺寸，進(jìn)而對所述用戶的軀體進(jìn)行仿真，使得無需人工測量，即可獲得外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸，而且可通過測量通信模塊發(fā)送測得的肢體尺寸，進(jìn)而實現(xiàn)對用戶整體的仿真。這避免了現(xiàn)有技術(shù)中需要對用戶肢體進(jìn)行人工測量，并將測量收據(jù)人工輸入到系統(tǒng)的繁瑣。此外，所述軀體仿真系統(tǒng)采用根據(jù)本公開實施例的外骨骼服測量并發(fā)送來的外骨骼服的穿戴者的肢體的尺寸，即可對用戶的身體進(jìn)行仿真，無需人工測量和輸入用戶的肢體尺寸，簡化了操作。根據(jù)本實用新型的軀體仿真系統(tǒng)可用于實現(xiàn)準(zhǔn)確高效的人機實時交互，當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明了，所述人機交互也可以是非實時的情況。本實用新型的外骨骼服和軀體仿真系統(tǒng)適用于人機交互、影視制作、醫(yī)療保健、游戲娛樂、野外勘探、生產(chǎn)活動等各個領(lǐng)域。

以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。