CN106473903B - 骨盆固定装置和包括骨盆固定装置的运动辅助设备 - Google Patents

Abstract

提供一种骨盆固定装置和包括骨盆固定装置的运动辅助设备。所述骨盆固定装置包括：后固定模块，包括驱动模块安装部分，后固定模块被构造为围住用户的腰部的侧表面和后表面；前固定模块，包括软层和硬层，被构造为围住用户的腰部的前表面，其中，硬层连接到后固定模块，以在用户的腰部周围形成闭环。

Description

骨盆固定装置和包括骨盆固定装置的运动辅助设备

本申请要求于2015年8月26日提交到韩国知识产权局的第10-2015-0119962号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的全部内容通过引用完整地包含于此。

技术领域

至少一个示例实施例涉及骨盆固定装置和/或包括骨盆固定装置的运动辅助设备。

背景技术

随着快速老龄化社会的来临，许多人在经受关节问题的不便和/或疼痛。因此，对能够使具有关节问题的老年人和/或患者更轻松地行走的运动辅助设备的兴趣日益增长。此外，增强人体的肌肉力量的运动辅助设备可被军事目的所需要。

发明内容

一些示例实施例涉及一种骨盆固定装置。

在一些示例实施例中，所述骨盆固定装置可包括：后固定模块，包括驱动模块安装部分，后固定模块被构造为围住用户的腰部的侧表面和后表面；前固定模块，包括软层和硬层，被构造为围住用户的腰部的前表面。硬层可连接到后固定模块，以在用户的腰部周围形成闭环。

硬层可以在相对于用户的腰部的垂直方向上是刚性的而在前后方向上是柔性的。

后固定模块可包括：背部支撑部分，被构造为支撑用户的背部；一对刚性框架，均包括驱动模块安装部分，并被构造为将背部支撑部分的两端连接到硬层的两端。

软层可包括第一软带和第二软带，第一软带和第二软带中的每个软带的一侧可附着于后固定模块，并且第一软带和第二软带中的一个软带的另一侧可从第一软带和第二软带中的另一个软带的另一侧拆卸。

硬层可包括：固定板，布置在软层的中央；单向柔性板，用于连接到固定板或与固定板分开。

单向柔性板可基于用户直立的状态在垂直于地面的方向上是刚性的而在水平于地面的方向上是柔性的。

单向柔性板可包括：柔性板体，一端连接到后固定模块，另一端被构造为沿软层纵向延伸；柔性板肋，被构造为在垂直于柔性板体的纵向方向的方向上拉伸。

硬层还可包括：长度调整部分，设置于固定板中，用于调整单向柔性板的固定长度。

单向柔性板可包括被布置为在柔性板体的纵向方向上彼此隔开的多个柔性板肋，长度调整部分可包括用于连接到至少一个柔性板肋的悬挂部分，单向柔性板的固定长度可基于悬挂部分所连接的位置被调整。

所述骨盆固定装置还可包括：电池，布置在固定板的前表面上。

固定板可包括：座空间，容纳电池；电池附着与拆卸部分，设置于座空间的一侧上。电池可以以按扣的方式附着于池附着与拆卸部分并从电池附着与拆卸部分拆卸。

前固定模块还可包括固定板，并且电池可从固定板拆卸。

固定板可被形成为布置在用户的前表面的中央。

硬层可包括用于插在软层中的单向柔性板。

所述骨盆固定装置还可包括：柔性板支撑部分，被构造为支撑单向柔性板以使单向柔性板在软层的纵向方向上滑动。

柔性板支撑部分可包括：织物通道，沿软层的纵向设置；多个加强杆，被布置为沿织物通道的纵向彼此隔开。单向柔性板可插到织物通道中。

软层可包括：衬层，用于与用户的前表面紧密接触；外层，被构造为围住衬层，并且使用柔性小于衬层的材料形成；电池固定部分，设置于外层上。电池可以用电池固定部分来固定。

外层可包括用于插入单向柔性板的第一插槽，并且第一插槽可连接到织物通道的入口部分。

外层还可包括连接到织物通道的出口部分的第二插槽，并且所述骨盆固定装置还可包括附加固定部分，被构造为通过第二插槽将单向柔性板连接到后固定模块。

所述骨盆固定装置还可包括连接在后固定模块和前固定模块之间的髂骨垫。

髂骨垫可包括：垫体，用于与用户的髂骨紧密接触；第一连接部分，铰链连接到驱动模块安装部分；第二连接部分，可从前固定模块拆卸。

其他的示例实施例涉及一种运动辅助设备。

在一些示例实施例中，所述运动辅助设备可包括：驱动模块，被构造为产生力以辅助用户的运动；支撑模块，连接到驱动模块以支撑用户的部分；骨盆固定装置，包括：后固定模块，包括将安装驱动模块的驱动模块安装部分；前固定模块，包括连接到后固定模块的两端的软层和硬层，软层和硬层具有不同的刚度。硬层可连接到后固定模块以在用户的腰部周围形成闭环。

硬层可包括：单向柔性板，基于用户直立的状态在垂直于地面的方向上是刚性的而在水平于地面的方向上是柔性的。

至少一个示例实施例涉及一种固定装置。

在一些示例实施例中，所述固定装置可包括：两片式腰带，被构造为围住用户的腰部并支撑安装于两片式腰带上的至少一个驱动器，两片式腰带包括：前腰带，具有包括内软层和外硬层的双层结构，内软层被构造为接触穿戴者，外硬层被构造为抑制因响应于由所述至少一个驱动器产生的扭矩而导致的前腰带的变形；后腰带，被构造为连接到外硬层以在用户的腰部周围形成闭环。

在一些示例实施例中，后腰带包括：背部支撑体，被构造为支撑用户的背部；至少两个刚性框架，被构造为将背部支撑的第一端和第二端分别连接到硬外层的第一端和第二端以在用户的腰部周围形成闭环。

在一些示例实施例中，前腰带的外硬层包括：两条带子，每条带子具有第一端和第二端，所述两条带子中的每条带子的第一端连接到后腰带，所述两条带子中的每条带子的第二端中具有在纵向方向上彼此隔开的多个柔性肋。

在一些示例实施例中，前腰带还包括：固定件，被构造为连接到所述两条带子中的每条带子中的所述多个柔性肋中的一个，使得两片式腰带的周长基于所述多个柔性肋中的哪个柔性肋连接到固定件而改变。

在一些示例实施例中，固定件被构造为将电池装在固定件的表面上以使电池在用户的腰部的前面，电池被构造为向所述至少一个驱动器提供电力。

示例实施例的另外的方面将在下面描述中部分进行阐述，部分从该描述将是清楚的，或者可以通过本公开的实施获知。

附图说明

从以下结合附图对示例实施例进行的描述，这些和/或其他方面将变得清楚和更容易理解，在附图中：

图1是示出根据至少一个示例实施例的运动辅助设备的前视图；

图2是示出根据至少一个示例实施例的运动辅助设备的侧视图；

图3是示出根据至少一个示例实施例的骨盆固定装置的透视图；

图4是示出根据至少一个示例实施例的电池与骨盆固定装置分开的状态的示图；

图5是示出根据至少一个示例实施例的从骨盆固定装置拆卸前固定模块的状态的示图；

图6是示出根据至少一个示例实施例的从骨盆固定装置除去硬层的状态的示图；

图7示出根据至少一个示例实施例的骨盆固定装置的构造；

图8示出根据至少一个示例实施例的修改的骨盆固定装置；

图9是示出根据至少一个示例实施例的骨盆固定装置的透视图；

图10是示出根据至少一个示例实施例的从另一角度观看的骨盆固定装置的透视图；

图11是示出根据至少一个示例实施例的从骨盆固定装置拆卸前固定模块的状态的示图；

图12示出根据至少一个示例实施例的骨盆固定装置的构造；

图13是示出根据至少一个示例实施例的骨盆固定装置的前固定模块的部分的分解透视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述一些示例实施例。关于分配给附图中的元件的参考标号，应注意，无论何处，相同的元件即使在不同的附图中被示出也仍将由相同的参考标号指定。此外，在实施例的描述中，当认为对公知的相关结构或功能的详细描述会造成本公开的解释不清楚时，这样的描述将被省略。

然而，应该理解，并不意图将本公开限于所公开的特定的示例实施例。相反，示例实施例是为涵盖落入示例实施例的范围内的所有修改、等同物和替代物。贯穿附图的描述，相同的标号表示相同的元件。

此外，诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的术语可在这里使用以描述组件。这些术语中的每个术语不用于限定相应组件的本质、次序或顺序，而仅用于将相应组件与其他组件区分。应注意，如果在说明书中描述一个组件“连接”、“结合”或“接合”到另一组件，则虽然第一组件可能直接连接、结合或接合到第二组件，但是第三组件可“连接”、“结合”或“接合”在第一组件与第二组件之间。

这里使用的术语仅为描述特定实施例的目的而非意图限制。如在这里使用的，除非上下文明确地另有指示，否则单数形式也意图包括复数形式。还将理解，当在这里使用术语“包括”和/或“包含”时，指定陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

还应注意，在一些可选的实施例中，示出的功能/动作可以不按照附图中示出的顺序发生。例如，根据涉及的功能/动作，连续示出的两幅图实际上可被基本同时执行，或者有时可以以相反顺序被执行。

除非另有定义，否则这里使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)具有与示例实施例所属的领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非在这里明确地定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与它们在相关领域和/或本公开的上下文中的含义一致的含义，而不应被解释为理想化或过于正式的意义。

可参照结合在下面更详细讨论的单元和/或装置被实施的操作的动作和符号表示(例如，以流程图、数据流程图、结构图、框图等方式)来描述示例实施例。虽然以特定的方式被讨论，但是在具体方框中指定的功能或操作可以以不同于在流程图等中所指定的流程被执行。例如，被示出为在两个连续的方框中被顺次执行的功能或操作可实际上被同时执行，或者在一些情况下可以以相反的顺序被执行。

根据一个或多个示例实施例的单元和/或装置可使用硬件、软件和/或它们的组合被实施。例如，硬件装置可使用处理电路(诸如，但不限于，处理器、中央处理器(CPU)、控制器、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器)或能够以限定的方式响应并执行指令的任何其他装置被实施。

软件可包括用于独立地或共同地指示或配置硬件装置以如所期望的进行操作的计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合。计算机程序和/或程序代码可包括能够被一个或多个硬件装置(诸如以上提到的一个或多个硬件装置)实施的程序或计算机可读指令、软件组件、软件模块、数据文件、数据结构等。程序代码的示例包括由编译器产生的机器代码和使用解释器执行的更高级程序代码二者。

例如，当硬件装置是计算机处理装置(例如，处理器、中央处理器(CPU)、控制器、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微型计算机、微处理器等)时，根据程序代码，计算机处理装置可被配置为通过执行算术、逻辑和输入/输出操作来运行程序代码。一旦程序代码被加载到计算机处理装置中，则计算机处理装置可被编程以执行程序代码，从而将计算机处理装置转变为专用计算机处理装置。在更具体的示例中，当程序代码被加载到处理器中时，处理器变为编程的以执行程序代码和与程序代码相应的操作，从而将处理器转变为专用处理器。

软件和/或数据可在能够将指令或数据提供给硬件装置或由硬件装置解释的任意类型的机器、组件、物理或虚拟设备或计算机存储介质或装置中被永久地或临时地实现。软件也可被分布在联网的计算机系统上，使得软件按照分布式方式被存储并被执行。具体地，例如，软件和数据可由包括这里讨论的有形的或非暂时性的计算机可读存储介质的一个或多个计算机可读记录介质进行存储。

根据一个或多个示例实施例，计算机处理装置可被描述为包括执行各种操作和/或功能的各种功能单元以增加描述的清晰性。然而，计算机处理装置不意图被限制为这些功能单元。例如，在一个或多个示例实施例中，功能单元的各种操作和/或功能可被其他功能单元执行。此外，计算机处理装置可在不将计算机处理单元的操作和/或功能细分为这些各种功能单元的情况下执行各种功能单元的操作和/或功能。

根据一个或多个示例实施例的单元和/或装置还可包括一个或多个存储装置。所述一个或多个存储装置可以是有形的或非暂时性的计算机可读存储介质(诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM))、永久大容量存储装置(诸如磁盘驱动器)、固态(例如，NAND闪存)装置和/或能够存储并记录数据的任意其他类似的数据存储机制。所述一个或多个存储装置可被配置为存储用于一个或多个操作系统和/或用于实现这里描述的示例实施例的计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合。所述计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合还可使用驱动机制从单独的计算机可读存储介质被加载到一个或多个存储装置和/或一个或多个计算机处理装置。这种单独的计算机可读存储介质可包括通用串行总线(USB)闪存驱动器、记忆棒、蓝光/DVD/CD‐ROM驱动器、存储卡和/或其他类似的计算机可读存储介质。所述计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合可通过网络接口(而非经由本地计算机可读存储介质)从远程数据存储装置被加载到一个或多个存储装置和/或一个或多个计算机处理装置。此外，所述计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合可通过网络从被配置为传输和/或分布所述计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合的远程计算系统被加载到一个或多个存储装置和/或一个或多个处理器。远程计算系统可通过有线接口、空中接口和/或任意其他类似的介质来传输和/或分布所述计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合。

所述一个或多个硬件装置、所述一个或多个存储装置和/或所述计算机程序、程序代码、指令或它们的一些组合可针对示例实施例的目的被专门设计和构造，或者它们可以是针对示例实施例的目的而改变和/或修改的已知装置。

硬件装置(诸如计算机处理装置)可运行操作系统(OS)以及运行在OS上的一个或多个软件应用。计算机处理装置也可响应于软件的执行来访问、存储、操控、处理和创建数据。为了简单起见，一个或多个示例实施例被举例为一个计算机处理装置；然而，本领域技术人员将理解，硬件装置可包括多个处理元件和多种类型的处理元件。例如，硬件装置可包括多个处理器或包括一个处理器和一个控制器。此外，其他的处理配置是可行的(诸如，并行处理器)。

现在将参照示出了一些示例实施例的附图来更加充分地描述各种示例实施例。在附图中，为清楚起见，层的厚度和区域被夸大。

图1是示出根据至少一个示例实施例的运动辅助设备的前视图，图2是示出根据至少一个示例实施例的运动辅助设备的侧视图。

参照图1和图2，运动辅助设备1可被用户穿戴以辅助用户的运动。

用户可对应于人、动物或机器人。然而，用户不限于此。运动辅助设备1可辅助用户的部分的运动。例如，如图1所示，在一些示例实施例中，运动辅助设备1可辅助用户的大腿的运动。然而，示例实施例不限于此，除了辅助用户的大腿以外(或者替代于辅助用户的大腿)，运动辅助设备1还可辅助用户身体的其他部分。例如，运动辅助设备1可辅助用户的上身(例如，手部、上臂和/或下臂)的运动。此外，运动辅助设备1可辅助用户的下身的除了大腿以外的另一部分(例如，足部和/或小腿)的运动。

在下文中，将描述运动辅助设备1辅助人的大腿的运动的情况。但是，示例实施例不限于此。

运动辅助设备1可包括固定装置10、驱动模块3、支撑模块5、被配置为控制驱动模块3的控制器以及被配置为向驱动模块3提供电力的电池。在一些示例实施例中，固定装置10可以是骨盆固定装置10。

骨盆固定装置10可被固定于用户的腰部的一个或多个侧，并且包括与用户的接触部分相应的曲面。骨盆固定装置10可包括被构造为围住用户的腰部的侧表面和后表面的后固定模块110和被构造为围住用户的腰部的前表面的前固定模块120。

驱动模块3可提供用于传送至支撑模块5的力。驱动模块3可包括被构造为从电池接收电压或电流并产生力的激励器3b和布置在与髋关节相应的位置上的用于将由激励器3b产生的力传送到支撑模块5的接头组件3a。

例如，激励器3b可被布置在接头组件3a的横向，具体地，使得激励器3b的旋转轴与接头组件3a的旋转轴隔开。在这个示例中，当与激励器3b和接头组件3a共享旋转轴的情况相比时，可减小从用户凸起的高度。不同于附图，激励器3b可与接头组件3a隔开得更远。例如，激励器3b可被布置在后固定模块110的一侧上。在这个示例中，可另外提供力传输模块来将力从激励器3b传送到接头组件3a。力传输模块可以是旋转体(诸如，例如齿轮)或纵向构件(诸如，例如线、线缆、绳子、橡皮筋、弹簧、带子和链子)。

支撑模块5可支撑用户的下肢(例如，用户的大腿)并辅助下肢的运动。支撑模块5可使用驱动模块3的扭矩进行旋转。支撑模块5可包括连接构件5a、力传输框架5b、施加构件5c和支撑构件5d。

例如，连接构件5a可铰链连接到接头组件3a。连接构件5a的铰链轴可被布置在与接头组件3a的旋转轴相交(例如，正交)的方向上。在这个示例中，支撑模块5可执行针对骨盆固定装置10的二级自由度(DOF)运动。

力传输框架5b可将力传输到用户的部分。力传输框架5b的第一端部可旋转地连接到连接构件5a，力传输框架5b的第二端部可连接到施加构件5c以将力传输到用户的部分。例如，力传输框架5b可推或拉用户的大腿。力传输框架5b可在用户的大腿的纵向方向上延伸，并弯曲以围住用户的大腿的圆周的部分。力传输框架5b的第一端部可被布置在用户的大腿的侧表面上，力传输框架5b的第二端部可被布置在用户的大腿的前表面上。具体地，力传输框架5b的第一端部的所述侧的表面可与力传输框架5b的第二端部的所述侧的表面正交。

力传输框架5b可被可移动地连接到连接构件5a。通过力传输框架5b和连接构件5a的相对运动，从接头组件3a到施加构件5c的总长可以是可变的。在这个示例中，支撑模块5可执行针对骨盆固定装置10的三DOF运动。

施加构件5c可连接到力传输框架5b的第二端部，以将力施加到用户的部分。例如，施加构件5c可沿用户的大腿的前表面被布置，或者在用户的大腿的圆周方向上被布置，以推或拉用户的大腿。施加构件5c可包括与用户的大腿相应的曲面，并被构造为从力传输框架5b的第二端部向力传输框架5b的两侧延伸。

支撑构件5d可连接到施加构件5c的一侧。例如，支撑构件5d可被布置为围住用户的大腿的圆周，从而防止用户的大腿从力传输框架5b分离。

同时，可另外提供驱动模块和/或支撑模块。例如，在一些示例实施例中，支撑模块5可延伸到膝盖，并且可在支撑模块5中与膝关节相应的位置提供另外的接头组件。此外，另外的支撑模块可连接到另外的接头组件。另外的支撑模块可支撑用户的小腿，从而辅助小腿的运动。这里，被构造为驱动另外的接头组件的激励器可被布置在另外的接头组件的一侧上，或者可被布置在例如后固定模块110中，以与另外的接头组件隔开。

控制器(未示出)可包括存储器和处理器。

存储器可以是非易失性存储器、易失性存储器、硬盘、光盘以及上述装置的两个或多个的组合。存储器可以是非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质还可以是分布的网络，使得程序指令以分布方式被存储和被执行。非易失性存储器可以是只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM)。

处理器可被布置在印制电路板上的至少一个半导体芯片实现。处理器可以是算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或能够以限定的方式响应并执行指令的任何其他装置。处理器可使用将处理器配置为专用计算机以控制驱动模块3来辅助用户行走的指令被编程。

图3是示出根据至少一个示例实施例的骨盆固定装置的透视图。

参照图3，骨盆固定装置10可包括被构造为围住用户的腰部的侧表面和后表面的后固定模块110、被构造为围住用户的腰部的前表面的前固定模块120、电池160和连接在后固定模块110和前固定模块120之间的髂骨垫170。

后固定模块110可包括被构造为支撑用户的背部的背部支撑部分112、第一刚性框架114和第二刚性框架115。第一刚性框架114和第二刚性框架115可连接到背部支撑部分112并且被构造为从背部支撑部分112向沿用户的腰部的侧表面和后表面的两侧延伸。在下文中，除非另外说明，否则关于第一刚性框架114的描述可应用于第二刚性框架115。

在一些示例实施例中，背部支撑部分112可使用软材料形成以紧密接触用户的背部的周围，从而，例如增加可穿戴性。

第一刚性框架114可连接到背部支撑部分112，并使用刚性材料形成。例如，第一刚性框架114可包括杆状纵向构件。可以以空心管的形式提供纵向构件。在上述结构中，骨盆固定装置10可在骨盆固定装置10的重量可能减小的同时具有充分的刚度。第一刚性框架114可包括驱动模块安装部分1142和铰链部分1144。

运动辅助设备1的驱动模块3可被布置在驱动模块安装部分1142中。例如，驱动模块安装部分1142可被设置于与用户的髋关节的位置相应的部分中。例如，驱动模块安装部分1142可被布置在由杆状纵向构件所包围的空间中。

铰链部分1144可将第一刚性框架114旋转地连接到前固定模块120。铰链部分1144的一侧可被固定于第一刚性框架114，铰链部分1144的另一侧可被旋转地连接到前固定模块120。

铰链部分1144的旋转轴可被布置在与驱动模块3的旋转轴正交的方向上。此外，铰链部分1144的旋转轴可被布置为与驱动模块3的旋转轴隔开以使铰链部分1144的旋转轴的延伸线可不与驱动模块3的旋转轴的延伸线相交。在上述布置中，驱动模块3的运动可与铰链部分1144和前固定模块120之间的相对运动分离。因此，可防止前固定模块120响应于驱动模块3的操作而针对铰链部分1144的旋转。

铰链部分1144的旋转轴可基于穿戴骨盆固定装置10的用户直立的状态而对应于与地面垂直的方向(例如，图3中的垂直方向)。在上述布置中，前固定模块120的至少一部分的形状可针对用户的身体形状而被适当变形。具体地，当身形庞大或大肚子的用户穿戴骨盆固定装置10时，前固定模块120可向前凸，由此可增加用户的可穿戴性。

前固定模块120可包括硬层130、用于与用户的腰部的前表面紧密接触的软层140和被构造为将硬层130与软层140进行固定的层固定部分150。

软层140的两端可连接到后固定模块110并且软层140的中央部分可连接到硬层130。软层140可以是可拆卸的，以增加用户的可穿戴性。软层140的长度可以是可调整的，以使软层140可针对用户的身体形状适当地与用户的腰部的前表面紧密接触。软层140可包括可从彼此拆卸的第一软带141和第二软带142。

硬层130可在垂直方向上是刚性的而在相对于用户的腰部的前后方向上是柔性的。硬层130和后固定模块110可在用户的腰部周围形成闭环。在上述结构中，可防止由驱动模块3产生的扭矩所导致的后固定模块110的变形。具体地，当用户执行行走运动时，设置于运动辅助设备1的两侧上的驱动模块3可以沿相反方向旋转。后固定模块110的两端可交替地上下移动。因此，后固定模块110的每端可承受能够导致变形的力。然而，由于后固定模块110和前固定模块120的硬层130在如上所述的闭环结构中，因此传输到后固定模块110的两端的扭矩在硬层130的中央部分可相互抵消。因此，可防止后固定模块110的变形，并且可增加用户的可穿戴性。

硬层130的两端可连接到后固定模块110，硬层130的部分可连接到软层140。通过将硬层130连接到软层140，可减少后固定模块110的变形。例如，硬层130的中央部分可连接到软层140。当与硬层130的其余部分相比时，硬层130的中央部分可基于与驱动模块3的旋转轴垂直的方向被布置在距离驱动模块3的旋转轴最远的位置。具体地，由驱动模块3产生的扭矩的力臂的长度可在硬层130的中央部分被最大化。由施加到一个对象的扭矩所施加到另一对象的力可与这两个对象之间的力臂的长度成反比。因此，通过将距驱动模块的旋转轴的力臂的长度被最大化的硬层130的中央部分连接到软层140，可最小化由驱动模块3产生的并且通过软层140施加到用户的身体的不必要的力。

硬层130可包括第一单向柔性板131、第二单向柔性板132、前固定板135、第一长度调整部分136和第二长度调整部分137。

第一单向柔性板131和第二单向柔性板132可在用户的腰部的圆周方向上具有柔性，具体地，在从用户的腰部中央向外的半径方向上具有柔性，而在其他方向上可不具有柔性。具体地，第一单向柔性板131和第二单向柔性板132可基于用户直立的状态在垂直于地面的方向上是刚性的而在水平于地面的方向上是柔性的。在上述结构中，第一单向柔性板131和第二单向柔性板132可基于用户的身体形状而变形，从而增加用户的可穿戴性。此外，第一单向柔性板131和第二单向柔性板132在其他方向上可不变形，从而防止因响应于驱动模块3的操作而导致的骨盆固定装置10的变形。

第一单向柔性板131的一侧可连接到第一刚性框架114，第一单向柔性板131的另一侧可连接到前固定板135。第一长度调整部分136可被设置于(或可选地，连接到)前固定板135以调整第一单向柔性板131的固定长度。在上述结构中，通过基于用户的身体形状调整第一单向柔性板131的固定长度，可增加骨盆固定装置10的通用利用率。

类似地，第二单向柔性板132的一侧可连接到第二刚性框架115，第二单向柔性板132的另一侧可连接到前固定板135。第二长度调整部分137可被设置于(或可选地，连接到)前固定板135以调整第二单向柔性板132的固定长度。当在前固定板135的两侧设置第一长度调整部分136和第二长度调整部分137时，可防止骨盆固定装置10的单侧重心，由此增加用户的可穿戴性。

层固定部分150可将软层140与硬层130进行固定。层固定部分150可被布置在硬层130的中央部分的内侧表面和软层140的中央部分的外侧表面之间。例如，层固定部分150可使用钩环扣(hook and loop fastener)的结构将软层140附着于硬层130并将软层140从硬层130拆卸。

电池160可提供用于驱动驱动模块3的电力。例如，电池160可被布置在前固定模块120的中央。通常，电池160可具有相对大的重量。因此，电池160的重量可对骨盆固定装置10的重心具有很大影响。作为使用实际肌肉模型(例如，盖尔神经肌肉模型(GeyerNeuromuscular Model))来执行仿真的结果，当与电池160被布置在后固定模块110的情况相比时，在电池被布置在前固定模块120的情况下用户的代谢消耗降低了大约1％至1.2％。

此外还验证了对真人执行测试的结果与仿真结果一致，如表1所示。

[表1]

类别	以4km/h行走	以6km/h行走
			代谢消耗	降低1.03％	降低1.08％

这种降低代谢消耗的效果类似于当运动辅助设备1的总重量减轻大约1千克(kg)时达到的效果。

实际上，对总共10个对象进行的调查结果显示，，当与电池160被布置在后固定模块110的情况相比时，在电池160被如上所述布置在前面部分的情况下可穿戴性和重量相对优秀。

电池和用于连接到电池的电子组件就稳定性问题(例如，分离)而言可需要布置在刚性材料上。在示例实施例中，可通过将硬层130布置在用户的前表面上来将电池160和用于连接到电池160的电子组件布置在硬层130中。因此，在将电池160布置在用户的前面部分的同时可保持稳定性。

髂骨垫170可与用户的髂骨紧密接触，从而提高骨盆固定装置10的稳定性。髂骨垫170的一侧可连接到后固定模块110的侧表面，髂骨垫170的另一侧可连接到前固定模块120，髂骨垫170的中央可与用户的髂骨紧密接触。髂骨是位于髋关节周围的骨骼。与骨盆的其他部分相比，用户的髂骨周围的皮肤层可相对薄，因此髂骨可以是合适的支撑体。髂骨垫170可大幅增加前固定模块120的刚度。

例如，髂骨垫170的一侧可连接到驱动模块安装部分1142，髂骨垫170的另一侧可连接到软层140。在前述的结构中，髂骨垫170可使直接接受驱动模块3的扭矩的驱动模块安装部分1142能够与髂骨紧密接触，从而大幅减小驱动模块3对骨盆固定装置10的稳定性的影响。

图4是示出根据至少一个示例实施例的电池160与骨盆固定装置10分离的状态的示图。

参照图4，第一单向柔性板131可包括柔性板体131a和在柔性板槽131c之间的柔性板肋131b。

柔性板体131a的一端可连接到后固定模块110，柔性板体131a的另一端可沿软层140纵向延伸。柔性板体131a可被设置为刚性材料的薄板的形式。柔性板体131a的宽度方向可与驱动模块3的旋转轴正交。上述形状可防止在允许第一单向柔性板131在用户的腹部的圆周方向上弯曲的同时，第一单向柔性板131在由驱动模块3产生的扭矩的方向上弯曲。

柔性板肋131b可在柔性板体131a的宽度方向上拉伸，并且在垂直于柔性板体131a的纵向方向的方向上凸出。柔性板肋131b可增加第一单向柔性板131的刚度，以防止第一单向柔性板131在由驱动模块3产生的扭矩的方向上弯曲。

柔性板槽131c可在柔性板体131a的宽度方向上纵向凹陷。柔性板槽131c可增加第一单向柔性板131的柔性，以使第一单向柔性板131在用户的腹部的圆周方向上顺畅地弯曲。

柔性板槽131c可被布置在两个相邻的柔性板肋131b之间。反之，柔性板肋131b可以是两个相邻的柔性板槽131c之间的凸起。

第一长度调整部分136可包括用于连接到多个柔性板肋131b和/或多个柔性板槽131c中的至少一个的悬挂部分。在本示例中，基于悬挂部分连接的位置，可调整第一单向柔性板131的固定长度。具体地，柔性板肋131b和/或柔性板槽131c可被用作长度调整装置。

前固定板135可被布置在用户的前表面的中央。前固定板135可包括固定板体135a、将容纳电池160的电池座空间135b和被构造为附着或拆卸电池160的电池附着和拆卸部分135c。

固定板体135a可被布置在软层140的前面部分的中央。固定板体135a和软层140可通过使用钩环扣的结构而可附着和可拆卸。第一长度调整部分136可被设置于固定板体135a中。第一长度调整部分136可调整固定板体135a和第一单向柔性板131的固定长度。电池座空间135b可以是固定板体135a的前表面上的空间。

电池附着和拆卸部分135c可被设置于固定板体135a中，以将电池160固定于电池160被容纳在电池座空间135b中的状态。例如，电池附着和拆卸部分135c可包括被构造为以按扣的方式附着或拆卸电池160的弹性体(例如，弹簧)。

图5是示出根据至少一个示例实施例的从骨盆固定装置10拆卸前固定模块的状态的示图。

参照图5，用户可从骨盆固定装置10拆卸前固定模块120。例如，用户可通过从前固定板135拆卸第一单向柔性板131和/或第二单向柔性板132来拆卸前固定模块120的硬层130。此外，用户可通过将第一软带141和第二软带142从彼此拆卸来拆卸前固定模块120的软层140。通过上述两步拆卸过程，用户可容易地移除骨盆固定装置10。反之，用户可通过在图5所示的状态下连接软层140并连接硬层130来方便地穿戴骨盆固定装置10。

图6是示出根据至少一个示例实施例的从骨盆固定装置10除去硬层130的状态的示图。

参照图6，髂骨垫170可包括用于与用户的髂骨紧密接触的垫体170a、连接到驱动模块安装部分1142的第一连接部分170b和可从软层140拆卸的第二连接部分170c。例如，第一连接部分170b可具有铰链的结构，第二连接部分170c可具有钩环扣的结构。在上述结构中，髂骨垫170所附着的角度和位置可被调整为适于用户的身体形状。

图7示出根据至少一个示例实施例的骨盆固定装置10的构造，图8示出根据至少一个示例实施例的修改的骨盆固定装置20。

参照图7和图8，软层140的两个端部均可固定于后固定模块110。例如，所图7所示，骨盆固定装置10的软层140的一个端部可连接到第一刚性框架114，骨盆固定装置10的软层140的另一个端部可连接到第二刚性框架115。在另一示例中，软层140的两个端部可分别连接到两个驱动模块安装部分。此外，如图8所示，骨盆固定装置20的软层240的两个端部均可直接连接到背部支撑部分112。然而，图7和图8仅示出软层140所连接的位置的示例，而示例实施例不限于此。

图9是示出根据至少一个示例实施例的骨盆固定装置30的透视图，图10是示出根据至少一个示例实施例的从另一角度观看的骨盆固定装置30的透视图。

图11是示出根据至少一个示例实施例的从骨盆固定装置30拆卸前固定模块的状态的示图，图12示出根据至少一个示例实施例的骨盆固定装置30的构造，图13是示出根据至少一个示例实施例的骨盆固定装置30的前固定模块的部分的分解透视图。

参照图9至图13，骨盆固定装置30可包括后固定模块110、前固定模块、电池390、髂骨垫170和180。前固定模块可包括硬层330、软层340和层固定部分350。

后固定模块110可包括背部支撑部分112、第一刚性框架114和第二刚性框架115。

硬层330的至少一部分可插入软层340。在本示例中，用户可通过图11所示的附着软层340或拆卸软层340的过程来穿戴骨盆固定装置30或移除骨盆固定装置30。

硬层330可包括第一单向柔性板331和第二单向柔性板332。

软层340可包括第一软带341和第二软带342。第一单向柔性板331可插入第一软带341，第二单向柔性板332可插入第二软带342。可在第一软带341和第二软带342之间设置带固定部分352。例如，带固定部分352可通过钩环扣的结构将第一软带341附着于第二软带342并且将第一软带341从第二软带342拆卸。在上述结构中，硬层330和后固定模块110可在用户的腰部周围形成闭环。

第一软带341可包括用于与用户的前表面紧密接触的衬层(lining)341a、被构造为围住衬层341a的外层(upper)341b和布置在外层341b上的电池固定部分341c。

衬层341a可使用例如软材料来形成，从而增大接触度。外层341b可使用柔性小于衬层341a的材料来形成。例如，外层341b可使用柔性很小的材料形成，从而增加电池390和用于连接到电池390的电子组件的稳定性。

可在衬层341a和外层341b之间设置插入第一单向柔性板331的插入空间。可在外层341b中形成插槽341ba。第一单向柔性板331可插入插槽341ba。第一单向柔性板331的至少一部分可通过插槽341ba插入以置于插入空间中。两个插槽341ba中的第一插槽可连接到织物通道354a的入口部分，两个插槽341ba中的第二插槽可连接到织物通道354a的出口部分。第一单向柔性板331可通过第一插槽插入织物通道354a，并通过第二插槽连接到附加固定部分358。

电池390可附着于电池固定部分341c并从电池固定部分341c拆卸。具体地，电池390可通过电池固定部分341c附着于骨盆固定装置30的前面部分。电池固定部分341c可被设置为钩环扣的结构。然而，示例实施例不限于此。

第二软带342可具有与第一软带341的结构类似的结构。因此，为了简明，其具体描述将被省略。

层固定部分350可包括被构造为将第一软带341与第二软带342固定的带固定部分352、被构造为将第一单向柔性板331支撑于第一软带341中的第一柔性板支撑部分354、被构造为将第二单向柔性板332支撑于第二软带342中的第二柔性板支撑部分356以及被构造为将第一单向柔性板331固定于后固定模块110的附加固定部分358。

第一柔性板支撑部分354可支撑插入到衬层341a和外层341b之间的第一单向柔性板331。第一柔性板支撑部分354可包括织物通道354a和加强杆354b。

第一单向柔性板331可插入织物通道354a中。例如，织物通道354a可使用非柔性材料形成。织物通道354a可使用比衬层341a柔性更小的材料来形成。织物通道354a可被布置在衬层341a和外层341b之间的空间中，并被构造为在第一软带341的纵向方向上拉伸。在上述结构中，第一单向柔性板331可在织物通道354a的纵向方向上滑动，并且可在用户的腹部的圆周方向上弯曲。然而，第一单向柔性板331可不在与织物通道354a的纵向方向垂直的方向上弯曲或移动。

不同于附图，织物通道354a可以是形成于衬层341a和外层341b之间的空间，而不使用单独的材料形成。此外，可使用相同材料将衬层341a、外层341b和织物通道354a形成为一个整体。

加强杆354b可增大织物通道354a的支撑力。加强杆354b可使用比织物通道354a刚性更大的材料(例如，塑性材料)形成。多个加强杆354b可被布置为在织物通道354a的纵向方向上彼此隔开。

第二柔性板支撑部分356可具有与第一柔性板支撑部分354的结构类似的结构。因此，为了简明，将省略它的具体描述。

附加固定部分358可将第一单向柔性板331连接到第二刚性框架115。附加固定部分358可包括一对可拆卸搭扣和连接到搭扣的长度可调带。

可使用硬件组件和软件组件来实现这里所描述的单元和/或模块。例如，硬件组件可包括麦克风、放大器、带通滤波器、音频数字转换器和处理装置。可使用一个或多个被配置为通过执行算术、逻辑和输入/输出的操作来运行和/或执行程序代码的硬件装置来实现处理装置。处理装置可包括处理器、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微型处理器或能够以限定的方式响应并执行指令的任意其他装置。处理装置可运行操作系统(OS)以及运行在OS上的一个或多个软件应用。处理装置也可响应于软件的执行来访问、存储、操控、处理和创建数据。为了简单起见，使用单数来描述处理装置。然而，本领域技术人员将理解，处理装置可包括多个处理元件和多种类型的处理元件。例如，处理装置可包括多个处理器或包括一个处理器和一个控制器。此外，不同的处理配置是可行的(诸如，并行处理器)。

软件可包括用于独立地或共同地指示和/或配置处理装置以如所期望的进行操作的计算机程序、一段代码、指令或它们的一些组合，从而使处理装置转变为专用处理器。软件和数据可在任何类型的机器、组件、物理或虚拟设备、计算机存储介质或装置中、或在能够将指令或数据提供给处理装置或由处理装置解释的传播信号波中被永久地或临时地实现。软件也可被分布在联网的计算机系统上，使得软件按照分布式方式被存储并被执行。软件和数据可由一个或多个非暂时性计算机可读记录介质进行存储。

根据上述示例实施例的方法可被记录在包括用于实现上述示例实施例的各种操作的程序指令的非暂时性计算机可读介质中。所述介质还可包括单独的或与程序指令组合的数据文件、数据结构等。记录在所述介质上的程序指令可以是为了示例实施例的目的而专门设计并构建的，或者它们可以是对在计算机软件领域的技术人员是已知并可用的类型。非暂时性计算机可读介质的示例包括磁介质(诸如硬盘、软盘和磁带)、光学介质(诸如CD‐ROM盘、DVD和/或蓝光盘)、磁光介质(诸如光盘)和专门被配置用于存储并执行程序指令的硬件装置，诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存(例如，USB闪存驱动器、存储卡、记忆棒等)等。程序指令的示例包括机器代码(诸如由编译器产生的机器代码)和包含可由计算机使用解释器来执行的更高级代码的文件二者。上述装置可被配置用于充当一个或多个软件模块，以便执行上述示例实施例的操作，或者反之亦然。

以上已经描述了一些示例实施例。然而，应该理解，可对这些示例实施例作出各种修改。例如，如果以不同的顺序执行描述的技术和/或如果描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式组合和/或由其他组件或其等同物替换或补充，则可得到合适的结果。因此，其他实施方式在权利要求的范围内。

Claims (27)

1.一种骨盆固定装置，包括：

后固定模块，被构造为围住用户的腰部的侧表面和后表面，后固定模块包括驱动模块安装部分，驱动模块安装部分被构造为支撑安装到驱动模块安装部分的驱动模块；

前固定模块，被构造为围住用户的腰部的前表面，前固定模块包括软层和硬层，硬层被构造为连接到后固定模块，以在用户的腰部周围形成闭环，

其中，硬层包括单向柔性板，

其中，在前固定模块与后固定模块形成所述闭环的状态下，单向柔性板在软层中，

其中，所述骨盆固定装置还包括：柔性板支撑部分，被构造为支撑单向柔性板以使单向柔性板在软层的纵向方向上滑动，

其中，柔性板支撑部分设置在软层内。

2.如权利要求1所述的骨盆固定装置，其中，硬层在相对于用户的腰部的垂直方向上是刚性的而在相对于用户的腰部的前后方向上是柔性的。

3.如权利要求1所述的骨盆固定装置，其中，后固定模块包括：

背部支撑部分，被构造为支撑用户的背部；

至少两个刚性框架，每个刚性框架包括驱动模块安装部分中的一个驱动模块安装部分，所述至少两个刚性框架被构造为将背部支撑部分的第一端和第二端分别连接到硬层的第一端和第二端，以形成所述闭环。

4.如权利要求1所述的骨盆固定装置，其中，软层包括：

第一软带和第二软带，均具有第一侧和第二侧，第一软带和第二软带中的每个软带的第一侧附着于后固定模块，并且第一软带的第二侧能从第二软带的第二侧拆卸。

5.如权利要求1所述的骨盆固定装置，其中，硬层还包括：

固定板，位于软层的中央；

其中，单向柔性板被构造为能拆卸地连接到固定板。

6.如权利要求5所述的骨盆固定装置，其中，单向柔性板基于用户直立的状态在针对地面垂直的方向上是刚性的而在针对水平于地面的方向上是柔性的。

7.如权利要求6所述的骨盆固定装置，其中，单向柔性板包括：

柔性板体，具有第一端和第二端，柔性板体的第一端连接到后固定模块，柔性板体的第二端被构造为沿软层纵向延伸；

柔性板肋，从柔性板体延伸，柔性板肋被构造为在垂直于柔性板体的纵向方向的方向上拉伸。

8.如权利要求7所述的骨盆固定装置，其中，硬层还包括：

长度调整部分，设置于固定板中，用于调整单向柔性板的固定长度。

9.如权利要求8所述的骨盆固定装置，其中，

单向柔性板包括在柔性板体的纵向方向上彼此隔开的多个柔性板肋，

长度调整部分包括被构造为连接到至少一个柔性板肋的悬挂部分，以使单向柔性板的固定长度基于柔性板肋中的哪一个柔性板肋连接到悬挂部分而改变。

10.如权利要求8所述的骨盆固定装置，还包括：

电池，布置在固定板的前表面上，电池被构造为至少向驱动模块提供电力。

11.如权利要求10所述的骨盆固定装置，其中，固定板包括：

座，容纳电池；

电池附着部分，在座的一侧上，

其中，电池通过按扣而能拆卸地连接到电池附着部分。

12.如权利要求11所述的骨盆固定装置，其中，前固定模块还包括：

固定板，被构造为将电池能拆卸地连接到固定板。

13.如权利要求12所述的骨盆固定装置，其中，固定板位于用户的腰部的前表面的中央，以使电池被构造为附着于用户的腰部的前表面。

14.如权利要求1所述的骨盆固定装置，其中，柔性板支撑部分包括：

织物通道，沿软层的纵向设置，织物通道被构造为使单向柔性板插入织物通道中；

多个加强杆，沿织物通道的纵向彼此隔开。

15.如权利要求14所述的骨盆固定装置，其中，软层包括：

衬层，被构造为与用户的腰部的前表面接触；

外层，被构造为围住衬层，外层包括具有小于衬层的柔性的材料；

电池固定部分，在外层上，电池固定部分被构造为将电池固定于其上，

其中，柔性板支撑部分在衬层与外层之间的空间中。

16.如权利要求15所述的骨盆固定装置，其中，外层包括：

第一插槽，被构造为接收单向柔性板，第一插槽连接到织物通道的入口部分。

17.如权利要求16所述的骨盆固定装置，其中，外层还包括连接到织物通道的出口部分的第二插槽，并且所述骨盆固定装置还包括：

附加固定部分，被构造为通过第二插槽将单向柔性板连接到后固定模块。

18.如权利要求1所述的骨盆固定装置，还包括：

髂骨垫，在后固定模块和前固定模块之间。

19.如权利要求18所述的骨盆固定装置，其中，髂骨垫包括：

垫体，被构造为与用户的髂骨紧密接触；

第一连接部分，铰链连接到驱动模块安装部分；

第二连接部分，能从前固定模块拆卸。

20.一种运动辅助设备，包括：

驱动器，被构造为产生力以辅助用户的运动；

支撑件，连接到驱动模块，支撑件被构造为支撑用户的部分；

骨盆固定装置，包括：

后固定模块，包括被构造为支撑驱动器的驱动器安装部分；

前固定模块，连接到后固定模块的两端，前固定模块包括具有不同的刚度的软层和硬层，硬层被构造为连接到后固定模块，使得在用户的腰部周围形成闭环，

其中，硬层包括单向柔性板，

其中，在前固定模块与后固定模块形成所述闭环的状态下，单向柔性板在软层中，

其中，所述骨盆固定装置还包括：柔性板支撑部分，被构造为支撑单向柔性板以使单向柔性板在软层的纵向方向上滑动，

其中，柔性板支撑部分设置在软层内。

21.如权利要求20所述的运动辅助设备，还包括：

电池，在前固定模块中。

22.如权利要求20所述的运动辅助设备，其中，单向柔性板基于用户直立的状态在垂直于地面的方向上是刚性的而在水平于地面的方向上是柔性的。

23.一种固定装置，包括：

两片式腰带，被构造为围住用户的腰部并支撑安装于两片式腰带上的至少一个驱动器，两片式腰带包括：

前腰带，具有包括内软层和外硬层的双层结构，内软层被构造为接触穿戴者，外硬层被构造为抑制因响应于由所述至少一个驱动器产生的扭矩而导致的前腰带的变形；

后腰带，被构造为连接到外硬层以在用户的腰部周围形成闭环，

其中，外硬层包括带子，

其中，在前腰带与后腰带形成所述闭环的状态下，所述带子在内软层中，

其中，所述固定装置还包括：柔性板支撑部分，被构造为支撑所述带子以使所述带子在内软层的纵向方向上滑动，

其中，柔性板支撑部分设置在内软层内。

24.如权利要求23所述的固定装置，其中，后腰带包括：

背部支撑体，被构造为支撑用户的背部；

至少两个刚性框架，被构造为将背部支撑体的第一端和第二端分别连接到外硬层的第一端和第二端，以在用户的腰部周围形成所述闭环。

25.如权利要求23所述的固定装置，其中，所述带子包括两条带子，每条带子具有第一端和第二端，所述两条带子中的每条带子的第一端连接到后腰带，所述两条带子中的每条带子的第二端中具有在纵向方向上彼此隔开的多个柔性肋。

26.如权利要求23所述的固定装置，其中，前腰带还包括：

固定件，被构造为连接到所述两条带子中的每条带子中的所述多个柔性肋中的一个，使得两片式腰带的周长基于所述多个柔性肋中的哪个柔性肋连接到固定件而改变。

27.如权利要求23所述的固定装置，其中，固定件被构造为将电池装在固定件的表面上以使电池在用户的腰部的前面，电池被构造为向所述至少一个驱动器提供电力。

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