CN109965472A - 一种行走辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种行走辅助装置。本发明的行走辅助装置包括：手柄，管身，多脚底座，以及电机控制及驱动板卡；所述手柄设置在所述管身的一端，所述手柄内设置有手柄传感器；所述管身内设置有管身电机，并可被所述管身电机驱动进行管身的伸缩；所述多脚底座设置在所述管身末端，所述多脚底座包括：机械手，多脚底座电机以及传动机构；所述多脚底座电机可驱动所述传动机构以使所述机械手进行动作；所述电机控制及驱动板卡与所述管身电机以及多脚底座电机电连接，并可对所述管身电机和多脚底座电机进行控制。本发明公开的行走辅助装置设置有机械手，不仅能够为行动不便的人士抓取周围的轻质物品提供极大的便利，也能够为他们的行走提供更好的辅助功能。

Description

一种行走辅助装置

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别涉及一种行走辅助装置。

背景技术

随着我国人口老龄化问题的严重和独生子女家庭数量的逐渐增加，独生子女的生活压力越来越大，老年人的生活自理能力已经对家庭生活的和谐性以及老年人的身心健康造成了严重的负面影响。此外，随着我国机动车使用数量的快速增长，交通事故的发生率也在逐渐增加，受伤人群的医疗康复以及生活自理问题也给医疗行业以及伤者家属带来了巨大的压力。因此，养老领域以及医疗康复领域需要收到社会各界的重视，也给社会的和谐发展带来了严峻的考验。

在老年人以及伤残人士的日常生活中，机器人产品的出现不仅极大的改善了他们的生活质量，也给他们的亲属带来了极大的便利，对他们家庭生活的和睦将会产生积极的促进作用。但就目前而言，市场上并没有太多成熟的机器人产品能够满足以上需求。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种行走辅助装置。所述行走辅助装置包括：手柄，管身，多脚底座，以及电机控制及驱动板卡；

所述手柄设置在所述管身的一端，所述手柄内设置有手柄传感器；

所述管身内设置有管身电机，并可被所述管身电机驱动进行管身的伸缩；

所述多脚底座设置在所述管身末端，所述多脚底座包括：

机械手，多脚底座电机以及传动机构；

所述多脚底座电机可驱动所述传动机构以使所述机械手进行动作；

所述电机控制及驱动板卡与所述管身电机以及多脚底座电机电连接，并可对所述管身电机和多脚底座电机进行控制；

所述手柄传感器与所述电机控制及驱动板卡电连接，并可向所述电机控制及驱动板卡发送指令。

在一些实施例中，所述机械手的末端设置有机械手力传感器，所述机械手力传感器与所述电机控制及驱动板卡电连接。

在一些实施例中，所述机械手为三爪机械手。

在一些实施例中，所述管身电机为直线电机或者电动缸。

在一些实施例中，所述管身电机为直线电机或者电动缸。

在一些实施例中，所述多脚底座电机为直流电机。

在一些实施例中，所述电机控制及驱动板卡包括：电源模块、电机驱动模块、控制模块、通信模块；

所述电源模块，为所述通讯模块，电机驱动模块、控制模块提供稳定的直流电压；

所述通讯模块，用于传输行走辅助装置的实时工作状态；

所述电机驱动模块，用于驱动所述管身电机和所述多脚底座电机；

所述控制模块，用于将接收到的指令与检测到的反馈值进行处理以及计算，对所述管身电机和所述多脚底座电机的运行状态进行控制。

在一些实施例中，所述通讯模块用于与终端设备进行通讯；

所述通讯模块包括有线通信模块和无线通信模块；

所述有线通信模块，可接收终端设备发出的指令，将指令传输到电机控制及驱动板卡，使所述管身电机和所述多脚底座电机执行对应的动作；

所述无线通讯模块，可将所述管身电机和所述多脚底座电机以及电机控制及驱动板卡的状态实时反馈到终端设备中，也可以将终端设备发出的指令传送到电机控制及驱动板卡，对所述行走辅助装置进行控制和选择。

在一些实施例中，所述无线通讯模块可以是蓝牙模块、Wifi模块或者3G/4G模块。

在一些实施例中，行走辅助装置还包括音频模块，所述音频模块通过所述电源模块进行供电，且所述音频模块可在所述控制模块的指令下发出报警求救信号。

本发明的技术效果：本发明公开的行走辅助装置的多脚底座上设置有机械手，不仅能够为行动不便的人士抓取周围的轻质物品提供极大的便利，也能够为他们的行走提供更好的辅助功能，并能够让他们能够独自的进行下蹲和站起动作，提高了他们生活的自理能力，减少了家人的负担。

附图说明

图1示意性示出根据本发明一个实施例的行走辅助装置的结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例的电机控制及驱动板卡的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

参考图1至图2所示，示意出了根据本发明一个实施例的行走辅助装置100。所述行走辅助装置100包括：

手柄10，管身20，多脚底座30，以及电机控制及驱动板卡40；

所述手柄10设置在所述管身20的一端，所述手柄10内设置有手柄传感器101；

所述管身20内设置有管身电机201，并可被所述管身电机201驱动进行管身20的伸缩；

所述多脚底座30设置在所述管身20末端，所述多脚底座30包括：

机械手303，多脚底座电机301以及传动机构302；

所述多脚底座电机301可驱动所述传动机构302以使所述机械手303进行动作；

所述电机控制及驱动板卡40与所述管身电机201以及多脚底座电机301电连接，并可对所述管身电机201和多脚底座电机301进行控制；

所述手柄传感器101与所述电机控制及驱动板卡40电连接，并可向所述电机控制及驱动板卡40发送指令。

管身电机201，可以进行管身20的长度的调整，可根据不同使用需求自行调整管身20长度，管身电机201可通过物理按键发送指令进行控制，粗略地调整管身20长度，也可以通过终端设备50发送指定指令，对管身20的长度进行精确的调整；

多脚底座电机301，可通过多个电机可以协同工作，使行走辅助装置100的底部多脚同时工作，具备机械手功能，可以实现轻小物体的抓取；也可以对每个脚进行单独调节，在不平稳的路面可以为使用者提供更平稳的辅助行走功能。

在一些实施例中，所述机械手303的末端设置有机械手力传感器3031，所述机械手力传感器3031与所述电机控制及驱动板卡40电连接。

在一些实施例中，所述机械手303为三爪机械手。

多脚底座30的每个支架可看做一个两关节手指，三个支架构成“三爪机械手，每个手指的姿态可单独控制，每个手指的两个关节也可单独控制，可根据实际情况，实现抓取物品和辅助行走功能。

每个机械手303的“手指”末端装有机械手力传感器3031，在进行物品抓取时，用于向控制模块提供是否抓取到物品的反馈信息；在实现辅助行走功能时，可用于反馈路面信息，以便能够调整机械手303每个关节的姿态。

多脚底座电机301与传动机构302均安装在管身20的壳体内部，外形美观，结构紧凑，实现多功能拐杖的一体化。

在一些实施例中，所述管身电机201为直线电机或者电动缸。

在一些实施例中，所述管身电机201为直线电机或者电动缸。

在一些实施例中，所述多脚底座电机301为直流电机。

在一些实施例中，所述电机控制及驱动板卡40包括：电源模块、电机驱动模块、控制模块、通信模块；

所述电源模块，为所述通讯模块，电机驱动模块、控制模块提供稳定的直流电压；

所述通讯模块，用于传输行走辅助装置100的实时工作状态；

所述电机驱动模块，用于驱动所述管身电机201和所述多脚底座电机301；

所述控制模块，用于将接收到的指令与检测到的反馈值进行处理以及计算，对所述管身电机201和所述多脚底座电机301的运行状态进行控制。

在一些实施例中，所述通讯模块用于与终端设备50进行通讯；

所述通讯模块包括有线通信模块和无线通信模块；

所述有线通信模块，可接收终端设备50发出的指令，将指令传输到电机控制及驱动板卡40，使所述管身电机201和所述多脚底座电机301执行对应的动作；

所述无线通讯模块，可将所述管身电机201和所述多脚底座电机301以及电机控制及驱动板卡40的状态实时反馈到终端设备50中，也可以将终端设备50发出的指令传送到电机控制及驱动板卡40，对所述行走辅助装置100进行控制和选择。

在一些实施例中，所述无线通讯模块可以是蓝牙模块、Wifi模块或者3G/4G模块。多种无线通讯模块能够支持多种手持设备，方便不同人群的使用选择。终端设备50能够对行走辅助装置100的工作状态有实时监控的功能，方便日常使用时的维护和维修。所述终端设备200可以包括平板，手机等手持设备。

在一些实施例中，所述行走辅助装置100，还包括音频模块，所述音频模块通过所述电源模块进行供电，且所述音频模块可在所述控制模块的指令下发出报警求救信号。

所述电机控制及驱动板卡40上的各模块均由集成芯片构成。因为行走辅助装置100的所有电源转换模块、控制模块、驱动模块、通信模块都集成在一个板卡上面，方便结构设计，便于维护和更换。

使用者可通过手柄10处的物理开关按键进行功能的选择，控制模块将开关按键转换为处理器可以接收的I/O信号，当处理器接收到指令信号后，即可开启对应的功能。当通过物理按键开启机械手303功能后，通过手柄10上面的力传感器来以及拐杖底部多脚支架末端的力传感器共同对机械手303进行控制。使用者通过手柄10处的力传感器来控制机械手303的张开和收缩，通过机械手303末端的力传感器来反馈是否已抓取到物品，并锁定机械手303，使用者即可拿到物品，之后继续通过物理按键便可选择关闭机械手303功能。

本发明的技术效果：本发明公开的行走辅助装置的多脚底座上设置有机械手，不仅能够为行动不便的人士抓取周围的轻质物品提供极大的便利，也能够为他们的行走提供更好的辅助功能，并能够让他们能够独自的进行下蹲和站起动作，提高了他们生活的自理能力，减少了家人的负担。因为行走辅助装置的所有电源转换模块、控制模块、驱动模块、通信模块都集成在一个板卡上面，方便结构设计，便于维护和更换。管身可伸缩，使行走辅助装置携带方便。多种无线通讯模块能够支持多种手持设备，方便不同人群的使用选择。终端设备能够对行走辅助装置的工作状态有实时监控的功能，方便日常使用时的维护和维修。

下面结合具体的实施例对本发明提供的行走辅助装置100进行详细的说明。

实施例1：

如图1-2所示，是本发明一个具体实施例提供的行走辅助装置100。所述行走辅助装置100的工作原理：行走辅助装置100底部的多脚底座30支架由伺服电机进行控制，能够进行张开和收缩、伸长和缩短操作，且对每个支架即可以单独操作，也可以同时操作，即上设置有机械手303；管身20的长度可以通过安装在管身20内部的伺服电机进行调整。当使用者需要使用抓取功能时，首先根据自己与物品的实际距离，然后通过行走辅助装置100的终端设备50，向控制模块发出指令，通过电机来调整管身20的长度，管身20长度调整完毕后，就可以通过拐杖底部多脚支架的机械手，对物品进行抓取。除抓取物品外，当路面不平整时，可以通过调整机械手303的姿态，使行走辅助装置100的底部多脚支架能够与地面充分接触，更好的为使用者提供行走辅助的功能。当路面不平坦时，通过行走辅助装置100的终端设备50，将行走辅助装置100切换到行走辅助模式，在该模式下，通过机械手303末端的机械手传感器3031将路面平整度信息反馈到处理器中，由处理器调节机械手303的姿态；使用者也可以通过终端设备50，主动调整机械手303的姿态，使行走辅助装置100能够更平稳的辅助使用者行走。此外，当使用者需要进行下蹲或者站起动作时，可以根据自身需要，自行调节管身20的长度，来辅助使用者完成下蹲或者站起动作，也可以让管身20缓慢伸长或者缩短，为使用者提供下蹲或者站起的辅助力。

行走辅助装置100还可以包括LED灯，所述LED灯能够在光线昏暗的情况下，提供照明功能。此外，在行走辅助装置100的电池电量较低时，LED灯可用作低电量提示灯，为使用者提供充电提示。

行走辅助装置100的音频模块(即报警器)可以在使用者发生意外事故或者需要帮助时，向外界发出求助声音信号，以便能够得到及时的救助。

控制行走辅助装置100的管身20伸缩和多脚底座30机械手303行为动作的终端设备50可以是安装在拐杖手柄10或管身20顶部的物理按键，也可以是通过无线通信方式与行走辅助装置100连接的手持设备，包括手机、遥控器、pad等，物理按键对管身20以及机械手303进行功能上的控制和调节，手持设备对行走辅助装置100的管身20以及机械手303实现较精确的控制和调节，使用者可以根据自身需要，将两者相结合进行使用。手持设备不仅能够对行走辅助装置100的功能进行操作，还能够查看行走辅助装置100内部各模块的工作状态，行走辅助装置100通过无线通讯模块，将所有运行参数发送到手持设备中，方便对行走辅助装置100的维护和维修。控制行走辅助装置100的LED灯和报警器的终端设备50为物理开关，安装在控制行走辅助装置100的手柄10上，方便使用者的使用。

本领域内的技术人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种行走辅助装置，其特征在于，包括：手柄，管身，多脚底座，以及电机控制及驱动板卡；

所述手柄设置在所述管身的一端，所述手柄内设置有手柄传感器；

所述管身内设置有管身电机，并可被所述管身电机驱动进行管身的伸缩；

所述多脚底座设置在所述管身末端，所述多脚底座包括：

机械手，多脚底座电机以及传动机构；

所述多脚底座电机可驱动所述传动机构以使所述机械手进行动作；

所述电机控制及驱动板卡与所述管身电机以及多脚底座电机电连接，并可对所述管身电机和多脚底座电机进行控制；

所述手柄传感器与所述电机控制及驱动板卡电连接，并可向所述电机控制及驱动板卡发送指令。

2.如权利要求1所述的行走辅助装置，其特征在于，所述机械手的末端设置有机械手力传感器，所述机械手力传感器与所述电机控制及驱动板卡电连接。

3.如权利要求1所述的行走辅助装置，其特征在于，所述机械手为三爪机械手。

4.如权利要求1所述的行走辅助装置，其特征在于，所述管身电机为直线电机或者电动缸。

5.如权利要求1所述的行走辅助装置，其特征在于，所述管身电机为直线电机或者电动缸。

6.如权利要求1所述的行走辅助装置，其特征在于，所述多脚底座电机为直流电机。

7.如权利要求1所述的行走辅助装置，其特征在于，所述电机控制及驱动板卡包括：电源模块、电机驱动模块、控制模块、通信模块；

所述电源模块，为所述通讯模块，电机驱动模块、控制模块提供稳定的直流电压；

所述通讯模块，用于传输行走辅助装置的实时工作状态；

所述电机驱动模块，用于驱动所述管身电机和所述多脚底座电机；

所述控制模块，用于将接收到的指令与检测到的反馈值进行处理以及计算，对所述管身电机和所述多脚底座电机的运行状态进行控制。

8.如权利要求7所述的行走辅助装置，其特征在于，所述通讯模块用于与终端设备进行通讯；

所述通讯模块包括有线通信模块和无线通信模块；

所述有线通信模块，可接收终端设备发出的指令，将指令传输到电机控制及驱动板卡，使所述管身电机和所述多脚底座电机执行对应的动作；

所述无线通讯模块，可将所述管身电机和所述多脚底座电机以及电机控制及驱动板卡的状态实时反馈到终端设备中，也可以将终端设备发出的指令传送到电机控制及驱动板卡，对所述行走辅助装置进行控制和选择。

9.如权利要求8所述的行走辅助装置，其特征在于，所述无线通讯模块可以是蓝牙模块、Wifi模块或者3G/4G模块。

10.如权利要求7-9任一项所述的行走辅助装置，其特征在于，还包括音频模块，所述音频模块通过所述电源模块进行供电，且所述音频模块可在所述控制模块的指令下发出报警求救信号。