CN108114414A - 运动辅助设备 - Google Patents

Abstract

公开一种运动辅助设备，所述运动辅助设备包括：第一支撑件，被配置为支撑用户的腰；侧架，连接到第一支撑件并被配置为覆盖腰的侧面的至少一部分；关节组件，连接到侧架，使得关节组件的位置沿侧架的纵向方向是可调节的，并被配置为位于用户的髋关节的一部分。

Description

运动辅助设备

本申请要求于2016年11月29日提交到韩国知识产权局的第10-2016-0160846号韩国专利申请的权益，该申请的全部内容通过整体引用包含于此。

技术领域

至少一个示例实施例涉及一种运动辅助设备。

背景技术

使具有关节问题的老人和/或病人能够用更少的力气步行的运动辅助设备已被开发。增加人体的肌肉力量的运动辅助设备出于军事目的也被期望。

发明内容

一些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：第一支撑件，被配置为支撑用户的腰；侧架，连接到第一支撑件，侧架被配置为覆盖腰的侧面的至少一部分；关节组件，被配置为：沿侧架的纵向方向移动，以将关节组件定位在用户的髋关节的一部分。

在一些示例实施例中，关节组件可滑动地连接到侧架，关节组件的滑动方向的角度处于当用户处于直立状态时，相对于地面50度(°)与70°之间的范围中。

在一些示例实施例中，侧架被配置为：基于与虚直线垂直的第一旋转轴相对于第一支撑件旋转，其中，虚直线与关节组件的关节旋转轴平行。

在一些示例实施例中，所述运动辅助设备被配置为：通过在侧架上滑动关节组件来调节关节旋转轴，使得关节旋转轴和第一旋转轴具有单一的交点。

在一些示例实施例中，所述运动辅助设备被配置为：调节第一旋转轴，使得当用户处于直立状态时，第一旋转轴与垂直连接髋关节和地面的直线相交。

在一些示例实施例中，侧架被配置为：相对于第一支撑件沿用户的水平方向滑动，以调节第一旋转轴。

在一些示例实施例中，所述运动辅助设备被配置为：调节关节旋转轴和第一旋转轴，使得所述单一的交点位于当用户处于直立状态时的髋关节。

在一些示例实施例中，第一支撑件包括：支撑板，被配置为支撑用户的腰的后侧；基板，连接到侧架，基板被配置为：相对于支撑板旋转，以调节第一旋转轴。

在一些示例实施例中，所述运动辅助设备可包括：旋转组件，被配置为相对于第一支撑件旋转侧架。

在一些示例实施例中，旋转组件包括：致动器，被配置为：提供旋转动力，以使侧架相对于第一支撑件而旋转，其中，致动器是电机和弹性体之一。

在一些示例实施例中，致动器是具有第一端和第二端的弹性体，其中，弹性体的第一端连接到侧架，弹性体的第二端连接到第一支撑件。

一些其他示例实施例也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：第一支撑件，被配置为支撑用户的第一部分；侧架，被配置为覆盖用户的侧面的至少一部分；关节组件，连接到侧架，关节组件被配置为沿侧架的纵向方向调节关节组件的位置。

在一些示例实施例中，关节组件被配置为沿滑动方向滑动，其中，滑动方向是沿侧架的纵向方向。

在一些示例实施例中，所述运动辅助设备被配置为调节关节组件的滑动方向的角度。

在一些示例实施例中，侧架被配置为基于与虚直线垂直的轴旋转，其中，虚直线与关节组件的滑动方向平行。

在一些示例实施例中，侧架包括：旋转连杆，连接到第一支撑件，旋转连杆被配置为基于穿过第一支撑件的第一旋转轴旋转；侧连杆，连接到旋转连杆，侧连杆被配置为基于位于与第一旋转轴垂直的平面上的第二旋转轴旋转。

在一些示例实施例中，第一旋转轴与第二旋转轴正交。

在一些示例实施例中，所述运动辅助设备还可包括：阻挡器，被配置为：设置侧连杆相对于旋转连杆的旋转角度。

在一些示例实施例中，侧架可滑动地连接到第一支撑件，以调节侧架相对于第一支撑件的位置。

在一些示例实施例中，第一支撑件可包括：基板，被配置为支撑用户的第一部分；导向轨，被设置在基板上；导向构件，被配置为：连接到侧架，并沿导向轨滑动，以调节侧架相对于第一支撑件的位置。

在一些示例实施例中，关节组件被配置为基于关节旋转轴旋转，侧架被配置为基于穿过第一支撑件的第一旋转轴旋转，所述运动辅助设备被配置为：调节关节旋转轴和第一旋转轴，使得第一旋转轴和关节旋转轴具有单一的交点。

在一些示例实施例中，所述运动辅助设备还可包括：第二支撑，被配置为支撑用户的第二部分；力发送器，被配置为连接关节组件和第二支撑，其中，所述单一的交点位于连接用户的第一部分和用户的第二部分的关节处。

在一些示例实施例中，第一支撑件还包括：支撑板，在用户的第一部分与基板之间，基板连接到支撑板，基板被配置为：相对于支撑板旋转，以调节基板与支撑板之间的角度。

示例实施例的额外的方面将在下面的描述中部分阐述，并且部分从该描述将是清楚的，或者可通过本公开的实践而获知。

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，其中：

图1A至图1C示出用户的髋关节的运动的示例；

图2是示出穿戴运动辅助设备的用户的示例的侧视图；

图3是示出穿戴运动辅助设备的用户的示例的后视图；

图4示出基于对身体尺寸的调查的髋关节位置分布的示例；

图5示出调节关节旋转轴的位置的示例；

图6示出调节第一旋转轴的位置的示例；

图7示出辅助用户的髋关节的运动的运动辅助设备的示例；

图8是示出运动辅助设备的示例的立体图；

图9示出旋转连杆和侧连杆的示例；

图10示出基于用户的身体的髋关节位置分布的示例；

图11示出调节关节旋转轴的位置的示例；

图12示出调节第一旋转轴的位置的示例；

图13是示出辅助用户的步态的运动辅助设备的示例的侧视图；

图14是示出辅助用户的步态的运动辅助设备的示例的后视图；

图15和图16示出在运动辅助设备中调节第一旋转轴的斜率的示例；

图17和图18示出侧架的示例；

图19是示出运动辅助设备的示例的立体图；

图20是示出辅助用户的肩关节的运动辅助设备的示例的侧视图。

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，在任何可能的情况下，即使相同的元件在不同的附图中被示出，它们也将由相同的参考标号表示。此外，在实施例的描述中，当认为与公知相关的结构或功能的详细描述将导致本公开的解释模糊时，将省略这样的描述。

然而，应理解，不意在将本公开限制为所公开的具体示例实施例。相反，示例实施例将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，这里可使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语来描述组件。这些术语中的每个术语不用于限定相应组件的本质、顺序或次序，而仅用于将相应组件与其他组件进行区分。应注意，如果在说明书中描述了一个组件“连接”、“结合”或“接合”至另一组件，则尽管第一组件可直接连接、结合或接合到第二组件，但第三组件可“连接”、“结合”或“接合”在第一组件与第二组件之间。

在此使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，不意在限制。除非上下文另外明确地指示，否则如在此使用的单数形式也意在包括复数形式。还将理解，当在此使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在叙述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是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，在一些可选择的实施方式中，提出的功能/动作可不按附图中示出的顺序发生。例如，连续示出的两个附图实际上可基本同时执行或有时可以以相反的顺序执行，这取决于所包含的功能/动作。

现在将参照示出一些示例实施例的附图更充分地描述各种示例实施例。在附图中，为了清楚，夸大了层和区域的厚度。

图1A至图1C示出用户的髋关节的运动的示例。图1A示出用户的髋关节的内收/外展运动，图1B示出用户的髋关节的伸展和屈曲运动，图1C示出用户的髋关节的内旋和外旋运动。

参照图1A至图1C，用户的髋关节可被理解为能够三自由度旋转运动的球关节。用户可通过髋关节的三自由度旋转运动来相对于腰移动大腿。轴X1、轴X2和轴X3可分别是处于直立状态的用户的髋关节的内收/外展运动、伸展/屈曲运动和内旋/外旋运动的旋转轴。在下文中，轴X1、轴X2和轴X3还可分别被称为内收/外展轴X1、伸展/屈曲轴X2和内旋/外旋轴X3。髋关节的三个旋转运动可同时发生。例如，髋关节可做出内收/外展和伸展/屈曲同时发生的环绕运动。当髋关节基于轴X1、轴X2和轴X3之一旋转时，其余轴的位置和角度可改变。因此，为了合适地辅助用户的髋关节的运动，可能期望响应于环绕运动来改变轴X1、轴X2和轴X3中的每一轴的位置和角度。

图2是示出穿戴运动辅助设备的用户的示例的侧视图，图3是示出穿戴运动辅助设备的用户的示例的后视图。

参照图2和图3，为了辅助用户的运动，运动辅助设备1可由用户穿戴。用户可以是人类、动物、机器人或任何其他移动的结构或存在物。然而，示例实施例不限于此。此外，虽然图2和图3示出运动辅助设备1辅助用户的髋关节的运动的示例，但运动辅助设备1还可辅助上肢的另一部分(例如，用户的腰、肘和肩)的运动或下肢的另一部分(例如，用户的踝或膝盖)的运动。运动辅助设备1可辅助用户的一部分的运动。在下文中，将作为示例描述运动辅助设备1辅助人类的髋关节的运动的情况。

运动辅助设备1可包括：第一支撑件10、侧架11、旋转组件12、关节组件13、力发送器14和第二支撑件15。

第一支撑件10可支撑用户的第一部分。第一部分可以是基于用户的髋关节相对靠近身体的中心的近端部分(例如，用户的腰)。第一支撑件10可包括：基板101、导向轨102、导向构件103和附着构件104。

基板101可位于第一部分(例如，用户的腰的后侧)上。例如，基板101可被形成为包括与腰的后侧相应的曲面。通过这样，基板101可以与腰的后侧紧密接触，因此可减小随身体运动的用户不便。

导向构件103可被配置为连接侧架11和第一支撑件10，并连接到基板101，使得导向构件103的位置是可调节的。导向构件103可沿导向轨102滑动，其中，导向轨102沿基板101的横向方向形成。导向构件103可使用固定器(诸如，螺钉等)附着在导向轨102上的期望的(或者，可选地，预定的)位置。基于这样的结构，侧架11的位置可相对于第一支撑件10被调节。例如，侧架11可相对于第一支撑件10沿用户的侧面方向滑动。响应于导向构件103的运动，侧架11与基板101的中心间隔的距离可被调节。因此，运动辅助设备1可被使用，而不考虑用户的体型。

附着构件104可连接到基板101，并被配置为将基板101附着于用户的第一部分。如在图2中所示，附着构件104可以是完全覆盖用户的腰的可拆卸带。

侧架11可连接到第一支撑件10，并被形成为覆盖用户的侧面(例如，用户的腰的侧面)的至少一部分。侧架11可如在图2和图3中所示被设置在用户的两侧，侧架11还可被设置在用户的一侧。侧架11可位于关节(例如，用户的髋关节)的侧面上。如在图2中所示，从用户的侧面角度观察，侧架11可具有当用户处于直立状态时侧架11向下朝地面倾斜的纵向方向。例如，侧架11可从腰的后侧朝腰的侧面弯曲。此外，侧架11可延伸以覆盖用户的髋关节部分。

例如，旋转组件12可辅助髋关节的内收/外展运动。旋转组件12可相对于第一支撑件10旋转侧架11。例如，旋转组件12可位于用户的髋的上部。旋转组件12可包括：旋转构件121和致动器122。

旋转构件121可连接侧架11和第一支撑件10。例如，旋转构件121可附着于侧架11的一侧，并可旋转地被设置在导向构件103中。在这样的结构中，侧架11可基于穿过基板101的第一旋转轴A1相对于第一支撑件10旋转。这里，第一旋转轴A1被理解为垂直于与关节组件13的关节旋转轴J平行的虚拟直线。还将参照图5描述第一旋转轴A1和关节旋转轴J。

例如，如在图5中所示，第一旋转轴A1可被设置为沿从髋关节朝后的向上的方向。基于这样的结构，侧架11可做出与用户的髋关节的内收/外展运动相似的运动。

致动器122可提供用于旋转旋转构件121的动力。通过这样，致动器122可将力矩提供给侧架11，使得侧架11基于第一旋转轴A1将是可旋转的。例如，致动器122可以是如在图2和图3中所示的被配置为将动力主动地提供给旋转构件121的电机。致动器122还可以是基于势能将动力被动地提供给旋转构件121的弹性体。例如，响应于当用户步行时重心偏离与地面接触的一条腿的现象，致动器122可沿这条腿做出内收/外展运动的方向提供合适的辅助力。

关节组件13可辅助髋关节的伸展/屈曲运动。关节组件13可连接到侧架11，使得关节组件13的位置沿侧架11的纵向方向是可调节的。例如，关节组件13可沿侧架11的纵向方向滑动。关节组件13可移动到与用户的关节相应的位置。如在图2中所示，当沿设置在用户的侧面的侧架11的纵向方向移动时，关节组件13可位于用户的髋关节部分。

关节组件13可包括：旋转体131和被配置为将动力提供给旋转体131的驱动源132。

旋转体131可从驱动源132接收动力，并在基于穿过侧架11的关节旋转轴J旋转的同时使力发送器14旋转。当关节组件13位于用户的侧面上时，旋转体131可以与用户的髋关节的伸展/屈曲运动相似地旋转。例如，旋转体131可具有包括太阳轮、行星轮和齿圈的行星齿轮结构。通过这样，旋转体131可在小的空间中实现高的减速比。

驱动源132可随着旋转体131沿侧架11的纵向方向滑动。在这个示例中，与旋转体131从外部驱动源接收动力的情况比较，稳定且恒定的动力可从驱动源132被传递到旋转体131，而不需要使用包括在连接旋转体131和外部驱动器的动力发送构件中以维持恒定的拉力的拉紧器。

第二支撑件15可支撑用户的第二部分。第二部分可以是距离身体的中心比髋关节更远的远端部分(例如，用户的大腿)。例如，第二支撑件15可被设置为基于将由运动辅助设备1辅助的用户的关节而与第一支撑件10相对。第二支撑件15可通过力发送器14接收在关节组件13和/或旋转组件12中产生的力矩，并移动用户的第二部分。

力发送器14可以是从关节组件13延伸到第二支撑件15的纵向构件。例如，纵向构件可以是如在图2中所示的框架，或者诸如线缆和橡筋的构件。

图4示出基于对身体尺寸的调查的髋关节位置分布的示例。

参照图4，图4示出表示来源于根据韩国国家标准技术研究所的尺寸韩国(SizeKorea)的第六次人体尺寸调查的数据的曲线图。在图4的曲线图中，水平轴表示用户的髋部厚度，垂直轴表示当用户处于直立状态时从地面测量的髋关节的高度。从曲线图中可知，年龄在35至49岁的韩国男性的髋关节的位置分布在大约1.7589的斜率的线上。线的斜率可被计算为大约tan(60°)，因此线与地面之间的角度可为大约60°。

作为结果，用户的髋关节的位置可分布在相对于地面具有设置的(或者，可选地，预定的)斜率的线上。该结果可相似地应用于其他群体。例如，用户的髋关节的位置的分布可遵循在基于可通过研究经验地确定的条件(诸如，种族、国家、性别等)而设置的范围中相对于地面具有设置的(或者，可选地，预定的)斜率的线。该结果还可被应用于运动辅助设备的关节辅助机构。

如参照图2和图3所述，关节组件13的位置可沿当用户处于直立状态时倾斜于地面的方向被调节。因此，可通过设置关节组件13的位置被调节为期望的(或者，可选地，预定的)角度(例如，60°)的方向将关节组件13的关节旋转轴J与伸展/屈曲轴X2匹配。然而，示例实施例不限于此。

图5示出调节关节旋转轴的位置的示例，图6示出调节第一旋转轴的位置的示例。

参照图5，关节旋转轴J的位置可沿侧架11的纵向方向被调节。关节组件13可沿侧架11的纵向方向滑动。在这个示例中，当用户处于直立状态时，关节组件13的滑动方向可以与髋关节的伸展/屈曲轴X2垂直。关节旋转轴J可以与髋关节的伸展/屈曲轴X2平行。当用户处于直立状态时，关节组件13可沿从用户的前面到用户的后面的方向相对于地面向上滑动。基于图4的身体尺寸数据，当从用户的侧面观察时，确定关节组件13的滑动方向的侧架11可重叠用户的髋关节，并具有相对于地面以50°与70°之间的角度倾斜的纵向方向。

关节旋转轴J可被调节为穿过用户的髋关节。关节组件13的位置可被调节，使得关节旋转轴J穿过用户的髋关节。当关节组件13的位置被调节时，关节组件13可有效辅助运动(例如，在用户的步态期间的髋关节的伸展/屈曲运动)。如在图5中所示，当关节旋转轴J与髋关节的伸展/屈曲轴X2匹配时，关节组件13可以以与髋关节的伸展/屈曲运动的角度相同的角度旋转。通过这样，可减少(或者，可选地，最小化)从关节组件13和旋转组件12提供给髋关节的力矩的消耗。此外，运动辅助设备1可不太可能(或者，可选地，防止)由于未匹配的轴而导致被扭转，并且可提升用户可穿戴性。

参照图6，第一旋转轴A1的位置可相对于第一支撑件10被调节。侧架11可相对于第一支撑件10沿用户的水平方向滑动。第一旋转轴A1可沿与关节旋转轴J平行的方向滑动。

第一旋转轴A1可被调节为穿过用户的髋关节，而不考虑用户的腰的尺寸。旋转组件12的位置可被调节，使得第一旋转轴A1穿过用户的髋关节。当旋转组件12的位置被调节时，旋转组件12可有效辅助用户的内收/外展运动。

如上面进一步讨论的，关节组件13可沿侧架11的纵向方向移动，使得关节旋转轴J被调节为穿过用户的髋关节。此外，侧架11可相对于第一支撑件10沿水平方向移动，使得第一旋转轴A1被调节为穿过髋关节。第一旋转轴A1可被调节为与内旋/外旋轴X3相交，其中，内旋/外旋轴X3是当用户处于直立状态时垂直连接髋关节和地面的直线。

在一些示例实施例中，关节组件13可被配置为当用户步行时沿侧架11持续滑动以调节关节旋转轴J的位置。在其他示例实施例中，运动辅助设备1可包括用于在沿侧架11的当关节旋转轴J与用户的髋关节对齐时的位置锁定关节组件13的第一锁定装置。同样，在一些示例实施例中，侧架11可被配置为沿第一支撑件10持续滑动，以调节第一旋转轴A1穿过髋关节并与内旋/外旋轴X3相交。在其他示例实施例中，运动辅助设备1可包括用于在沿第一支撑件10的当第一旋转轴A1穿过髋关节并与内旋/外旋轴X3相交时的位置锁定侧架11的第二锁定装置。

图7示出辅助用户的髋关节的运动的运动辅助设备的示例。

参照图7，关节组件13和旋转组件12可分别辅助髋关节的伸展/屈曲运动和内收/外展运动。第二支撑件15可具有基于关节旋转轴J和第一旋转轴A1的两个自由度。运动辅助设备1可在辅助用户的步态的同时使用户能够自然地移动。在图7的示例中，伸展/屈曲运动、内收/外展运动和内旋/外旋运动可在用户正在步行的同时在髋关节中同时发生。当关节旋转轴J和第一旋转轴A1被调节为穿过用户的髋关节时，基于关节旋转轴J和第一旋转轴A1操作的运动辅助设备1可不太可能干涉(或者，可选地，防止干涉)髋关节的内旋/外旋运动。当第二支撑件15被配置为覆盖用户的大腿时，第二支撑件15可保持被穿戴在大腿上，而不考虑用户的步态。因此，即使当大腿在第二支撑件15中基于内旋/外旋轴X3旋转时，也可减少(或者，可选地，最小化)用户不便和阻力。运动辅助设备1的旋转组件12可位于髋的上部，以便允许用户坐下而不受旋转组件12的干涉。

图8是示出运动辅助设备的示例的立体图，图9示出旋转连杆和侧连杆的示例。

参照图8和图9，运动辅助设备2可包括：第一支撑件20、侧架21、阻挡器26、旋转组件22和关节组件23。此外，如下面参照图11所详细讨论的，运动辅助设备2还可包括：力发送器24和第二支撑25。

侧架21可相对于第一支撑件20旋转。侧架21可包括：旋转连杆211以及连接到旋转连杆211并位于用户的侧面的侧连杆212。

旋转连杆211可连接到基于第一旋转轴A1将是可旋转的第一支撑件20。例如，旋转连杆211可连接到基板201，使得第一旋转轴A1穿过第一支撑件20。旋转连杆211可被连接，使得旋转连杆211的位置相对于第一支撑件20是可调节的。例如，旋转连杆211可连接到导向构件203，并可沿在基板201的水平方向上形成的导向轨202滑动。旋转连杆211可垂直延伸到第一旋转轴A1。

侧连杆212可以可旋转地连接到旋转连杆211，并可被配置为覆盖用户的侧面的至少一部分。第二旋转轴A2(侧连杆212相对于旋转连杆211的旋转轴)可以在垂直于第一旋转轴A1的平面上。第二旋转轴A2可匹配旋转连杆211的纵向方向。例如，第二旋转轴A2可垂直于第一旋转轴A1。侧连杆212的纵向方向D1可以与第二旋转轴A2垂直。例如，侧连杆212的纵向方向可垂直于旋转连杆211的纵向方向。

阻挡器26可设置侧连杆212相对于旋转连杆211的旋转角度。如在图8中所示，例如，阻挡器26可以是被配置为连接旋转连杆211与侧连杆212的固定螺钉。阻挡器26还可以是位于侧连杆212的相对于旋转连杆211的第二旋转轴A2的快速释放(QR)杆。在这个示例中，侧连杆212相对于旋转连杆211的旋转角度可通过选择性地打开或合上QR杆被设置。

关节组件23的位置可沿侧连杆212的纵向方向D1被调节。关节组件23可包括：被配置为沿侧连杆212的纵向方向滑动的连接构件和被配置为设置连接构件的位置的固定构件。侧连杆212可包括沿纵向方向彼此间隔的多个孔。关节组件23相对于侧连杆212的位置可通过将固定螺钉插入到与连接构件的位置相应的孔中被设置。

旋转组件22可包括被配置为使用势能将力矩被动地提供给旋转连杆211的被动致动器。被动致动器可包括：弹性体221和定滑轮222。

弹性体221可基于髋关节的运动存储弹性势能，从而基于存储的力将动力提供给旋转连杆211。弹性体221可连接第一支撑件20和侧架21的旋转连杆211。当旋转连杆211沿一个方向旋转时，弹性体221可在被压缩或被拉伸的同时存储弹性能量。此外，弹性体221可经由动力发送构件将恢复到正常状态期间获得的能量发送到旋转连杆211。通过这样，弹性体221可沿相反的方向旋转旋转连杆211。定滑轮222可形成动力发送构件的移动路线。

定滑轮222可附着于导向构件203的一侧。弹性体221的一端可连接到侧架21的旋转连杆211。弹性体221的另一端可连接到第一支撑件20的基板201。在这个示例中，弹性体221的初始长度可根据导向构件203与基板201的中心之间的距离的增加而增加，因此，提供给旋转连杆211的弹性力也可增加。当具有大的腰的用户穿戴运动辅助设备2时，与当具有小的腰的用户穿戴运动辅助设备2时相比，可提供更大的弹性力。

旋转组件22还可包括用于调节弹性体221的弹性力的弹性力调节器。例如，弹性力调节器可通过改变弹性体221与基板201之间的连接点来调节弹性力。

弹性体221的一端可连接到侧架21的旋转连杆211，弹性体221的另一端可连接到第一支撑件20的导向构件203。在这个示例中，不考虑导向构件203的位置，可提供基于旋转连杆211的旋转角度持续增加或减小的弹性力。

如前述示例，旋转组件22可以是使用电机的主动型致动器。根据示例，在运动辅助设备2中可不提供旋转组件22。运动辅助设备2可响应于用户的内收/外展运动而操作，而不考虑旋转组件22的存在，因此可增强用户可穿戴性。

图10示出基于用户的身体的髋关节位置分布的示例，图11示出调节关节旋转轴的位置的示例。

参照图10和图11，关节旋转轴J可被调节为穿过用户的髋关节。在图10的示例中，关节旋转轴J可基于极坐标系统被调节。当侧连杆212的第二旋转轴A2是原点时，第二旋转轴A2与关节旋转轴J之间的直线距离可被理解为极坐标系统的距离成分(ingredient)，关节旋转轴J的基于第二旋转轴A2的旋转角度可被理解为极坐标系统的角度成分。关节旋转轴J的位置可通过调节在侧连杆212上的关节组件23的位置和侧连杆212相对于旋转连杆211的旋转角度而被调节。

当从用户的侧面观察时，通过相对于旋转连杆211旋转侧连杆212，侧连杆212可被调节为穿过用户的髋关节。例如，侧连杆212可基于第二旋转轴A2以与伸展/屈曲轴X2的旋转角度相应的角度旋转，以便在极坐标系统上匹配关节旋转轴J和伸展/屈曲运动轴X2的角度成分。在这个示例中，阻挡器26可被用于设置侧连杆212与第二旋转轴A2之间的角度。

关节组件23可相对于侧连杆212移动，使得关节旋转轴J被调节为穿过用户的髋关节。例如，关节组件23可按照第二旋转轴A2与伸展/屈曲轴X2之间的直线距离移动，以便在极坐标系统上匹配关节旋转轴J和伸展/屈曲轴X2的距离成分。在这个示例中，固定构件可用于在侧连杆212上设置关节组件23的位置。

在图10和图11中，关节旋转轴J和伸展/屈曲轴X2的角度成分被匹配，之后距离成分被匹配。根据示例，距离成分可被匹配，之后角度成分可被匹配。

图12示出调节第一旋转轴的位置的示例。

参照图12，第一旋转轴A1的位置可相对于第一支撑件20被调节。例如，旋转连杆211可相对于第一支撑件10沿用户的水平方向滑动。第一旋转轴A1可沿与关节旋转轴J平行的方向滑动。第一旋转轴A1可被调节为穿过用户的髋关节，而不考虑用户的身体尺寸。

如参照图10至图12所述，关节旋转轴J和第一旋转轴A1可被调节为在穿过用户的髋关节的同时具有单个交叉点。通过这样，运动辅助设备可做出与髋关节的伸展/屈曲运动和内收/外展运动相似的运动。因此，运动辅助设备可不太可能(或者，可选地，防止)由于未匹配的轴而导致被扭转，并且可提升用户可穿戴性。

图13是示出辅助用户的步态的运动辅助设备的示例的侧视图，图14是示出辅助用户的步态的运动辅助设备的示例的后视图。

参照图13和图14，当关节旋转轴J和第一旋转轴A1被调节为穿过用户的髋关节时，运动辅助设备2可有效辅助髋关节的运动。第二旋转轴A2的角度可基于第一旋转轴A1的角度而改变。关节旋转轴J的角度可基于第一旋转轴A1的角度和第二旋转轴A2的角度而改变。因为第一旋转轴A1和关节旋转轴J穿过用户的髋关节，所以运动辅助设备2可被允许辅助在髋关节的至少两个旋转轴中发生改变的环绕运动。在图13的示例中，当关节旋转轴J穿过用户的髋关节时，关节组件23可以以与髋关节的伸展/屈曲运动的旋转角度相同的角度旋转。同样，在图14的示例中，当第一旋转轴A1穿过用户的髋关节时，旋转连杆211可以以与髋关节的内收/外展运动的旋转角度相同的角度旋转。通过这样，可减少(或者，可选地，最小化)从关节组件23和旋转组件22提供给髋关节的力矩的消耗，运动辅助设备2可以与用户的步态运动相似地操作，这可增强用户的可穿戴性。此外，关节旋转轴J和第一旋转轴A1可在用户的髋关节与内旋/外旋轴X3相交，以便允许髋关节做出内旋/外旋运动而不受限制。

图15和图16示出在运动辅助设备中调节第一旋转轴的斜率的示例。

参照图15和图16，运动辅助设备2'可包括：第一支撑件20、侧架21、关节组件23、旋转组件22、力发送器24和第二支撑25。

第一支撑件20可包括：支撑板205、基板201、角度调节构件206和可穿戴构件204。

支撑板205可位于基板201与第一部分(例如，用户的腰的后侧)之间。支撑板205可包括与用户的腰相应的曲面。支撑板205可使用可穿戴构件204附着于用户的第一部分。基板201可连接到支撑板205，以便角度是可调节的。例如，基板201的上部可铰接到支撑板205。

角度调节构件206可通过设置基板201与支撑板205之间的角度来允许基板201旋转。角度调节构件206可包括从支撑板205朝基板201延伸的连接器2061和被配置为将连接器2061和基板201固定的固定器2062。

在前述结构中，第一旋转轴A1与地面之间的角度可通过调节基板201与支撑板205之间的角度而被调节。因此，当从用户的侧面观察时，第一旋转轴A1可通过调节基板201与支撑板205之间的角度被调节为穿过用户的髋关节。

虽然图15和图16示出角度调节构件206手动调节基板201与支撑板205之间的角度的示例，但是示例实施例不限于此。例如，角度调节构件206可包括致动器和接口，其中，致动器基于经由接口接收的信息电调节基板201与支撑板205之间的角度。

在其他示例实施例中，运动辅助设备2'可发出与关节旋转轴J和第一旋转轴A1的位置相应的信号(例如，红外光)，角度调节构件206可包括传感器，该传感器被配置为感测信号并自动调节第一旋转轴A1与地面之间的角度，使得第一旋转轴A1穿过用户的髋关节。

图17和图18示出侧架的示例。

参照图17和图18，侧架21可包括：旋转连杆211和211'以及侧连杆212和212'。旋转连杆211和211'以及侧连杆212和212'可以以各种形式被提供。例如，旋转连杆211'和侧连杆212'中的至少一个可以以弯曲的形式被提供。在这个示例中，第二旋转轴A2可位于与第一旋转轴A1垂直的平面上，关节旋转轴J可与第二旋转轴A2平行。例如，关节旋转轴J的轴向方向可与第一旋转轴A1的轴向方向垂直，因此，关节旋转轴J和第一旋转轴A1可被调节为在单一点上彼此相交。

如此，例如，旋转连杆211和211'以及侧连杆212和212'可以以基于用户的体侧、运动辅助设备的设计等的各种形式被提供。

图19是示出运动辅助设备的示例的立体图。

参照图19，运动辅助设备3可包括：第一支撑件30、相对于第一支撑件30可旋转的侧架31、被配置为设置侧架31与第一支撑件30之间的角度的阻挡器36、被配置为相对于侧架31滑动的关节组件33和被配置为设置关节组件33在侧架31上的位置的固定构件37。

侧架31可基于垂直于与关节组件33的滑动方向D1平行的虚直线的轴来旋转。如参照图10所述，关节旋转轴J可基于极坐标系统被调节为穿过髋关节。

图20是示出辅助用户的肩关节的运动辅助设备的示例的侧视图。

参照图20，运动辅助设备4可包括：第一支撑件40、侧架41、关节组件43、旋转组件42、力发送器44和第二支撑45。

第一支撑件40可位于基于用户的肩关节的近端部分(例如，在用户的背上)。侧架41可被提供以覆盖用户的侧面的至少一部分(例如，肩)。

侧架41可包括：连接到第一支撑件40并基于第一旋转轴A1将是可旋转的旋转连杆411和连接到旋转连杆411并基于第二旋转轴A2将是可旋转的侧连杆412。

第二支撑45可通过力发送器44连接到关节组件43，并可被配置为基于用户的肩关节支撑远端部分(例如，上臂)。

在这个示例中，第一旋转轴A1和关节旋转轴J1可被调节为穿过用户的肩关节。通过这样，运动辅助设备4可辅助用户的肩关节的内收/外展运动和伸展/屈曲运动。

上面已描述了一些示例实施例。然而，应理解，可对这些示例实施例做出各种修改。例如，如果描述的技术以不同的顺序被执行，和/或如果描述的系统、构架、装置或电路中的组件以不同的方式被组合和/或被其他组件或它们的等同物替换或补充，则可获得合适的结果。因此，其他实施方式在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种运动辅助设备，包括：

第一支撑件，被配置为支撑用户的腰；

侧架，连接到第一支撑件，侧架被配置为覆盖腰的侧面的至少一部分；

关节组件，连接到侧架，关节组件被配置为沿侧架的纵向方向移动，以将关节组件定位在用户的髋关节的一部分。

2.如权利要求1所述的运动辅助设备，其中，关节组件可滑动地连接到侧架，

关节组件的滑动方向的角度处于当用户处于直立状态时相对于地面50°与70°之间的范围中。

3.如权利要求1所述的运动辅助设备，其中，侧架被配置为基于与虚直线垂直的第一旋转轴相对于第一支撑件旋转，其中，所述虚直线与关节组件的关节旋转轴平行。

4.如权利要求3所述的运动辅助设备，其中，所述运动辅助设备被配置为：通过在侧架上滑动关节组件来调节关节旋转轴，使得关节旋转轴和第一旋转轴具有单一的交点，其中，所述单一的交点位于当用户处于直立状态时的髋关节处。

5.如权利要求3所述的运动辅助设备，其中，所述运动辅助设备被配置为调节第一旋转轴，使得当用户处于直立状态时，第一旋转轴与垂直连接髋关节和地面的直线相交。

6.如权利要求3所述的运动辅助设备，其中，侧架被配置为相对于第一支撑件沿用户的水平方向滑动，以调节第一旋转轴。

7.如权利要求3所述的运动辅助设备，其中，第一支撑件包括：

支撑板，被配置为支撑用户的腰的后侧；

基板，连接到侧架，基板被配置为相对于支撑板旋转，以调节第一旋转轴。

8.如权利要求1所述的运动辅助设备，还包括：

旋转组件，被配置为使侧架相对于第一支撑件而旋转，其中，旋转组件包括：致动器，被配置为提供旋转动力以使侧架相对于第一支撑件而旋转，其中，致动器是电机和弹性体之一。

9.如权利要求8所述的运动辅助设备，其中，致动器是具有第一端和第二端的弹性体，其中，弹性体的第一端连接到侧架，弹性体的第二端连接到第一支撑件。

10.一种运动辅助设备，包括：

第一支撑件，被配置为支撑用户的第一部分；

侧架，被配置为覆盖用户的侧面的至少一部分；

关节组件，连接到侧架，关节组件被配置为沿侧架的纵向方向调节关节组件的位置。

11.如权利要求10所述的运动辅助设备，其中，关节组件被配置为沿滑动方向滑动，其中，滑动方向是沿侧架的纵向方向。

12.如权利要求11所述的运动辅助设备，其中，所述运动辅助设备被配置为调节关节组件的滑动方向的角度。

13.如权利要求11所述的运动辅助设备，其中，侧架被配置为基于与虚直线垂直的轴旋转，其中，所述虚直线与关节组件的滑动方向平行。

14.如权利要求12所述的运动辅助设备，其中，侧架包括：

旋转连杆，连接到第一支撑件，旋转连杆被配置为基于穿过第一支撑件的第一旋转轴旋转；

侧连杆，连接到旋转连杆，侧连杆被配置为基于位于与第一旋转轴垂直的平面上的第二旋转轴旋转。

15.如权利要求14所述的运动辅助设备，其中，第一旋转轴与第二旋转轴正交。

16.如权利要求14所述的运动辅助设备，还包括：

阻挡器，被配置为设置侧连杆相对于旋转连杆的旋转角度。

17.如权利要求10所述的运动辅助设备，其中，侧架可滑动地连接到第一支撑件，以调节侧架相对于第一支撑件的位置。

18.如权利要求17所述的运动辅助设备，其中，第一支撑件包括：

基板，被配置为支撑用户的第一部分；

导向轨，被设置在基板上；

导向构件，被配置为连接到侧架并沿导向轨滑动，以调节侧架相对于第一支撑件的位置。

19.如权利要求10所述的运动辅助设备，其中，所述运动辅助设备还包括：

第二支撑件，被配置为支撑用户的第二部分；

力发送器，被配置为连接关节组件和第二支撑件，其中，

关节组件被配置为基于关节旋转轴旋转，

侧架被配置为基于穿过第一支撑件的第一旋转轴旋转，

所述运动辅助设备被配置为调节关节旋转轴和第一旋转轴，使得第一旋转轴和关节旋转轴具有单一的交点，

所述单一的交点位于连接用户的第一部分和用户的第二部分的关节处。

20.如权利要求18所述的运动辅助设备，其中，第一支撑件还包括：

支撑板，在用户的第一部分与基板之间，

基板连接到支撑板，基板被配置为相对于支撑板旋转，以调节基板与支撑板之间的角度。