CN111263626A - 外骨骼贴合度评估系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种对联接到用户的致动器单元执行贴合度测试的方法。所述方法包括：在所述致动器单元处于非致动状态时并且在所述用户处于贴合度测试姿势时确定所述致动器单元的第一构型；致动所述致动器单元；确定响应于所述致动所述腿致动器单元而产生的所述致动器单元的第二构型；至少部分基于所述第一构型与所述第二构型之间的差异而确定所述致动器单元的构型变化；以及确定所述构型变化对应于所述致动器单元相对于所述用户的不当贴合。

Description

外骨骼贴合度评估系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月29日提交的美国临时申请号62/551,664的权益，所述申请出于所有目的特此以引用的方式整体并入本文。

本申请还涉及2018年4月13日提交的美国专利申请号15/953,296，并且涉及2017年11月27日提交的美国专利申请号15/823,523，并且涉及2016年3月28日提交的美国专利申请号15/082,824，所述申请也出于所有目的特此以引用的方式整体并入本文。

背景技术

带动力的外骨骼装置的性能可能会直接受到其如何良好地贴合用户的影响。不良贴合的装置的性能可能会明显不如适当贴合的装置。用于解决这个问题的两种常规选项是专业人员配合和大量训练材料。专业人员配合无法用于超过严格控制的设定中，并且即使经过大量训练，普通用户也可能会遇到配合的难题。鉴于前述内容，需要一种用于自动地评定外骨骼装置对用户贴合的质量以便在不需要专业人员配合的情况下维持高级别性能的改进的装置。

附图说明

图1是由用户穿戴的外骨骼系统的实施方案的示例图示。

图2是由用户在滑雪时穿戴的外骨骼系统的另一个实施方案的示例图示。

图3是由用户在滑雪时穿戴的外骨骼系统的另一实施方案的示例图示。

图4a和图4b是穿戴在用户的腿上的外骨骼系统的又一个实施方案的示例图示。

图5是示出外骨骼系统的实施方案的框图。

图6a示出了在贴合度测试期间由用户穿戴的外骨骼系统，所述外骨骼系统处于未致动状态。

图6b示出了在贴合度测试期间处于致动状态的图6a的外骨骼系统，所述致动状态产生了外骨骼系统的上臂的位移。

图7a示出了在贴合度测试期间由用户穿戴的外骨骼系统，所述外骨骼系统处于未致动状态。

图7b示出了在贴合度测试期间处于致动状态的图7a的外骨骼系统，所述致动状态产生了外骨骼系统的上臂和下臂的位移。

图8示出了根据一个实施方案的一种执行静止贴合度测试的方法。

图9示出了根据一个实施方案的一种执行移动贴合度测试的方法。

应注意，附图未按比例绘制，并且出于说明目的，类似结构或功能的元件贯穿附图通常由相似附图标记表示。还应注意，附图仅意图有助于对优选实施方案的描述。附图并未示出所描述的实施方案的每个方面并且不限制本公开的范围。

具体实施方式

在一个方面，本申请公开了涉及穿戴式动力装置(例如，外骨骼)的使用的示例实施方案，所述穿戴式动力装置被配置成自动地评估装置对用户贴合的合适性。动力装置对其用户的性能可以取决于所述装置如何良好地贴合用户的身体。不当贴合可能会降低性能，并且当前不存在解决这一点的超越较好的训练材料和专家指导的选项。本公开提出了一种用于控制装置以自动地评估装置贴合的质量并向用户提出潜在问题和解决方案的系统和方法。

在一个方面，本公开教导了使用带动力的外骨骼装置来评估其自身对用户的贴合度的示例方法。例如，这可以通过解释传感器对用户身上的适当控制的机械动力的施加的响应来完成。下文详述了这类方法和实施这类贴合方法的系统的各种实施方案。出于本公开的目的，一些描述会考虑与带动力的膝盖外骨骼交互的用户场景。这样做是为了方便起见，并且决不限制本方法在人类或非人身体的其他部位上的其他穿戴式动力装置中的应用。

在其他方面，本公开涉及被设计用于评定外骨骼对用户的贴合度的系统和方法。各种实施方案被配置成在外骨骼装置和用户处于已知的形态时评估外骨骼装置响应于机械动力的系统输入而进行的运动。在一些实施方案中，这可以涉及在装置起动期间运行的计划中的贴合度测试或在装置操作期间的有意触发的测试。然而，其他实施方案可以针对本方法应用的定时使用设计思路。其他实施方案可以包括但不限于以下定时方法中的一者或多者：当所述装置进入在操作期间偶尔会遇到的一种特定状态时，在操作期间间歇地比较无动力行为与动力行为；在操作期间经常会遇到的装置构型下重复地比较无动力行为与动力行为；在相同的机械动力输入条件下，连续地比较先前的装置操作与当前的装置操作以评估随时间变化的偏差；等等。

一个实施方案包括一种确定用于滑雪的膝盖外骨骼是否适当地贴合用户的腿的方法。应当说明的是，对这个示例实施方案的描述是为了清楚起见，而不意图以任何方式限制其他实施方案的应用。在一个示例实施方案中，被设计成在滑雪应用期间辅助膝盖的带动力的膝盖外骨骼可以被穿戴在用户的两条腿上，其中相应的腿外骨骼单元机械地连接到用户的相应的大腿和小腿。例如，在起动时，外骨骼装置可以指导用户进入就座姿势，其中膝盖在用户的前面弯曲，而脚牢牢地固定到地面。可以通过手机上的视觉提示或以其他合适的方式指导用户采取这个姿势。

一旦处于所指示的姿势，用户就可以通过按钮按下来开始装置的自动贴合度评估。此时，所述装置可以在这种已知的无动力构型下记录传感器信号的基线。外骨骼装置之后可以开始通过其膝盖致动器引入辅助性膝盖扭矩。在这个实施方案中，可以设计贴合度评估，使得外骨骼装置缓慢地增加扭矩直到达到预定最大扭矩为止，在此之后扭矩缓慢地返回到零。在这个固定构型下进行动力输入的整个过程中，所述装置记录来自装置传感器的数据。所述装置之后可以将装置在扭矩作用下的行为与无扭矩构型进行比较以确定所述装置是否充分地连接到用户。在这个实施方案中，所述装置可以将来自无动力构型的膝盖角度的测量与来自动力构型的膝盖角度的测量进行比较。如果所述装置观测到超过无动力构型与动力构型之间的膝盖角度的预定偏差(例如，10度的差值)，则所述装置可以确定装置没有恰当地贴合用户。这个确定可以假设用户的腿没有明显偏离初始就座姿势，如果假设成立，则这意味着来自动力输入的任何膝盖角度偏差都归因于所述装置相对于腿的运动，从而指示不当贴合。

另一个实施方案包括一种确定用于医学应用的膝盖外骨骼是否适当贴合的方法。在这种实施方案中，外骨骼装置可以包括单腿式膝盖外骨骼，所述单腿式膝盖外骨骼被设计成在行走步态的静止站立期期间提供膝盖扭矩辅助。在这个实施方案中，外骨骼装置可以使用腿在站立期中的构型作为已知的初始基线构型。站立期可以由用户的静止站立姿势指示。在这个实施方案中，当用户在身体上进入站立期时，所述装置通过传感器或用户对装置的输入识别到已进入站立期构型，然后记录基线传感器读数来测量所述装置的当前构型。所述装置之后可以施加小的扭矩以在站立期间为膝盖提供支撑。在所述装置开始添加这种动力时，所述装置可以通过传感器测量监测装置的构型，然后可以将所述动力测量与基线构型测量进行比较。

在这个实施方案中，所述装置可以使用这些相对测量来完成两个主要贴合度评定。首先，所述装置可以评估因引入动力所致的膝盖角度的变化，并且可以确定系统是否不良地贴合。其次，所述装置可以识别最能指示装置的下杆或下臂没有适当地附接到用户的特定贴合问题，因此所述装置可以在动力构型期间特别检查所述装置的下杆的水平运动以确定所述下杆是否移动超过容许的范围。在各种实施方案中，用于检测膝盖角度误差的传感器和用于检测不期望的小腿运动的传感器可以是分开的和不同的。在评定和问题确定之后，所述装置可以根据识别到哪种贴合故障而向用户提供警告、警报等等(例如，“应当将装置条带上紧”或“应当将小腿条带上紧”)。

另一个实施方案包括一种评估用于步行应用的踝外骨骼的贴合度的方法。例如，所述装置可以在贯穿用户的步行步态的多个动态站立期中评估外骨骼装置对用户的贴合度。在一个实例中，当脚接触地面时，所述系统可以收集有关装置的构型和装置的初始无动力运动的初始测量。所述装置可以附接到用户的脚和小腿。

在各种实例中的步行行为的动态站立期中，小腿主要围绕用户的踝关节旋转。因此，在这类实例中，所述装置的连接到小腿的部分应当以类似的方式主要围绕踝关节旋转。可以在检测到地面接触之后向踝外骨骼引入动力以辅助用户的步行行为。所述系统可以在此动力构型期间收集对所述装置的运动的测量。所述系统之后可以将动力传感器信号与无动力传感器信号进行比较。在这种实施方案中，可以进行比较来评估所述装置是否相对于小腿围绕踝关节以弧形方式适当地移动，或者所述装置是否沿用户的小腿向上平移。如果所述装置沿用户的腿向上平移超过阈值量，则外骨骼系统可以识别出已满足不良贴合标准或已达到不良贴合阈值，并且可以限制由所述装置施加的动力，同时发出用于提醒用户将小腿条带上紧的提示。

在膝盖外骨骼的背景下提出了本公开的各种实例；然而，其他实施方案涉及其他穿戴式动力装置，所述其他穿戴式动力装置可以包括但不限于：膝盖外骨骼、踝外骨骼、髋外骨骼、肘外骨骼、肩外骨骼、腕外骨骼、背外骨骼、颈外骨骼、具有这些接合部、穿戴式装置、鞋以及更确切地说是主动鞋的任何组合的外骨骼。在穿戴式装置和鞋的情况下，在应用本方法时，动力添加不需要是接合部处的扭矩添加。在各种替代实施方案中，改变刚度或调整对用户的松紧度的装置也可以利用相同的系统和方法。

转到图1，示出了由人类用户101穿戴的外骨骼系统100的实施方案的实例。如在这个实例中所示，外骨骼系统100包括分别联接到用户的左腿102L和右腿102R的左腿致动器单元110L和右腿致动器单元110R。在这个示例图示中，右腿致动器单元110R的多个部分被右腿102R遮蔽；然而，应当清楚的是，在各种实施方案中，左腿致动器单元110L和右腿致动器单元110R可以基本上是彼此的镜像。

腿致动器单元110可以包括经由接合部125可旋转地联接的上臂115和下臂120。波纹管致动器130在联接在上臂115和下臂120的相应端处的板140之间延伸，其中板140联接到接合部125的分开的可旋转部分。如本文更详细地所描述，多个约束肋135从接合部125延伸并且环绕波纹管致动器130的一部分。一组或多组气动管线145可以联接到波纹管致动器130以对波纹管致动器130引入和/或移除流体，以使波纹管致动器130如本文所论述地扩张和收缩。

腿致动器单元110L、110R可以分别围绕用户101的腿102L、102R联接，其中接合部125定位在用户101的膝盖103L、103R处，而腿致动器单元110L、110R的上臂115经由一个或多个联接件150(例如，环绕腿104的条带)围绕用户101的大腿部分104L、104R联接。腿致动器单元110L、110R的下臂120可以经由一个或多个联接件150围绕用户101的小腿部分105L、105R联接。如图1的实例所示，上臂115可以经由两个联接件150联接到腿102的在膝盖103上方的大腿部分104，并且下臂120可以经由两个联接件150联接到腿102的在膝盖103下方的小腿部分105。重要的是应注意，在某些实施方案中可以省略这些部件中的一些，本文论述了其中一些部件。另外，在其他实施方案中，本文论述的部件中的一个或多个可以由用于产生相同功能的替代结构可操作地替换。

如本文所述，外骨骼系统100可以被配置用于各种合适的用途。例如，图2和图3示出了由用户在滑雪期间使用的外骨骼系统100。如图2和图3所示，用户可以穿戴外骨骼系统100和滑雪组件200，所述滑雪组件200包括一对滑雪靴210和一对滑雪板220。在各种实施方案中，腿致动器单元110的下臂120可以经由联接件150可移除地联接到滑雪靴210。这类实施方案可能期望将力从腿致动器单元110引导到滑雪组件。例如，如图2和图3所示，在下臂120的远端处的联接件150可以将腿致动器单元110联接到滑雪靴210，并且在上臂115的远端处的联接件150可以将腿致动器单元110联接到用户101的大腿104。

腿致动器单元110的上臂115和下臂120可以各种合适的方式联接到用户101的腿102。例如，图1示出了其中腿致动器单元110的上臂115和下臂120以及接合部125沿着腿102的顶部部分104和底部部分105的侧表面联接的实例。图4a和图4b示出了外骨骼系统100的另一个实例，其中接合部125侧向地并与膝盖103相邻地设置，其中接合部125的旋转轴线K被设置成与膝盖103的旋转轴线重合。上臂115可以从接合部125沿着大腿104的侧表面延伸到大腿104的前表面。上臂115的在大腿104的前表面上的部分可以沿着轴线U延伸。下臂120可以从接合部125沿着小腿105的始于接合部125的中间位置的侧表面延伸到小腿105的底端处的后侧位置，其中一部分沿着垂直于轴线K的轴线L延伸。

在各种实施方案中，接合部结构125可以约束波纹管致动器130，使得由波纹管致动器130内的致动器流体压力产生的力可以围绕瞬时中心(其在空间中可以是固定的或不固定的)定向。在转动或旋转接合部，或者在曲面上滑动的主体的一些情况下，这个瞬时中心可以与接合部125的瞬时旋转中心或曲面重合。由腿致动器单元110围绕旋转接合部125产生的力可以用于围绕瞬时中心施加力矩，并且仍然用于施加定向力。在棱柱形或线性接合部(例如，在轨道上的滑块等等)的一些情况下，瞬时中心在运动学上可以被视为位于无穷远处，在此情况下，围绕这个无穷远的瞬时中心定向的力可以被视为沿着棱柱形接合部的运动轴线定向的力。在各种实施方案中，由机械枢转机构构造旋转接合部125可能就已足够。在这种实施方案中，接合部125可以具有能够容易界定的固定的旋转中心，并且波纹管致动器130可以相对于接合部125移动。在另一实施方案中，由接合部125包括不具有单个固定的旋转中心的复杂的连杆机构可能是有益的。在又一个实施方案中，接合部125可以包括不具有固定的接合部枢轴的挠曲设计。在另一些实施方案中，接合部125可以包括诸如人体关节、机器人关节等等的结构。

在各种实施方案中，腿致动器单元110(例如，包括波纹管致动器130、接合部结构125、约束肋135等等)可以被整合到系统中以使用腿致动器单元110的所产生的定向力来完成各种任务。在一些实例中，当腿致动器单元110被配置成辅助人体或者被包括在带动力的外骨骼系统100中时，腿致动器单元110可以具有一个或多个独特的益处。在一个示例实施方案中，腿致动器单元110可以被配置成辅助人类用户围绕用户的膝关节103的运动。为了达到这一点，在一些实例中，腿致动器单元110的瞬时中心可以被设计成与膝盖的瞬时旋转中心重合或几乎重合(例如，如图4a所示沿着共同的轴线K对准)。在一种示例配置中，腿致动器单元110可以如图1、图2、图3和图4a所述(与前面或后面相对比)定位在膝关节103的外侧。在另一种示例配置中，腿致动器单元110可以定位在膝盖103的后面、在膝盖103的前面、在膝盖103的内部等等。在各种实例中，人体膝关节103可以用作腿致动器单元110的接合部125(例如，除了所述接合部之外或取代所述接合部)。

为了清楚起见，本文论述的示例实施方案不应被视为是对本公开中描述的腿致动器单元110的潜在应用的限制。腿致动器单元110可以用在身体的其他关节上，包括但不限于：肘、髋、手指、脊柱或颈，并且在一些实施方案中，腿致动器单元110可以用于不在人体上，诸如在机器人中的应用中以用于通用致动等等。

一些实施方案可以将如本文所述的腿致动器单元110的配置应用于线性致动应用。在一个示例实施方案中，波纹管130可以包括两层不可渗透/不可伸展的结构，并且约束肋135的一端可以在预定位置处固定到波纹管130。在各种实施方案中，接合部结构125可以被配置为一对线性导轨上的一系列滑块，其中每个约束肋135的另一端连接到滑块。因此可以沿着线性轨道约束和引导流体致动器的运动和力。

图5是外骨骼系统100的示例实施方案的框图，所述外骨骼系统100包括可操作地连接到气动系统520的外骨骼装置510。外骨骼装置510包括处理器511、存储器512、一个或多个传感器513和通信单元514。多个致动器130经由相应的气动管线145可操作地联接到气动系统520。多个致动器130包括定位在身体100的右侧和左侧上的一对膝盖致动器130L、130R。例如，如上所述，图5所示的示例外骨骼系统100可以包括如图1至图3所示的在身体101的相应侧上的左侧腿致动器单元110L和右侧腿致动器单元110R。

在各种实施方案中，示例系统100可以被配置成移动穿戴外骨骼系统110的用户和/或增强所述用户的运动。例如，外骨骼装置510可以向气动系统520提供指令，这可以经由气动管线145选择性地使波纹管致动器130膨胀和/或收缩。波纹管致动器130的这种选择性的膨胀和/或收缩可以移动一条或两条腿102来产生和/或加强身体运动，诸如步行、跑步、跳跃、爬山、提举、投掷、下蹲、滑雪等等。在另外的实施方案中，气动系统520可以手动地控制，被配置成施加恒定的压力或以任何其他合适的方式操作。

在一些实施方案中，这类运动可以由穿戴外骨骼系统100的用户101或由另一个人控制和/或编程。在一些实施方案中，外骨骼系统100可以受用户的运动控制。例如，外骨骼装置510可以感测到用户在步行并且携带了负载，并且可以经由致动器130向用户提供动力辅助以减少与负载和步行相关联的用力。类似地，在用户101在滑雪时穿戴外骨骼系统100的情况下，外骨骼系统100可以感测用户101的运动(例如，由用户101响应于地形等等而进行的运动)，并且可以经由致动器130向用户提供动力辅助以在滑雪时产生增强作用或者向用户提供辅助。

因此，在各种实施方案中，外骨骼系统130可以在没有直接的用户交互的情况下自动地作出反应。在另外的实施方案中，运动可以由控制器、操纵杆或思想控制实时地控制。另外，一些运动可以被预先编程并且选择性地触发(例如，向前步行、坐下、蹲下)，而不是完全被控制。在一些实施方案中，运动可以由一般化指令控制(例如，从点A步行到点B，从架子A上拿起盒子并移动到架子B)。

在各种实施方案中，外骨骼装置100可以操作来执行在下文更详细地描述或在以引用的方式并入本文的相关申请中描述的方法或方法的部分。例如，存储器512可以包括非暂时性计算机可读指令，所述非暂时性计算机可读指令在由处理器511执行的情况下可以使外骨骼系统100执行在本文或在以引用的方式并入本文的相关申请中描述的方法或方法的部分。通信单元514可以包括允许外骨骼系统100直接或经由网络与其他装置通信的硬件和/或软件，所述其他装置包括用户装置、分类服务器、其他外骨骼系统等等。

在一些实施方案中，传感器513可以包括任何合适类型的传感器，并且传感器513可以位于中心位置或者可以围绕外骨骼系统100分布。例如，在一些实施方案中，外骨骼系统100可以在各种合适的位置处，包括在臂115、120，接合部125，致动器130或任何其他位置处包括多个加速度计、力传感器、位置传感器、压力传感器等等。因此，在一些实例中，传感器数据可以对应于一个或多个致动器130的物理状态、外骨骼系统100的一部分的物理状态、外骨骼系统100总体的物理状态等等。在一些实施方案中，外骨骼系统100可以包括全球定位系统(GPS)、相机、范围感测系统、环境传感器等等。

气动系统520可以包括可操作来单独地或成组地使致动器130膨胀和/或收缩的任何合适的装置或系统。例如，在一个实施方案中，气动系统可以包括如在2014年12月19日提交的相关专利申请14/577,817中所公开的隔膜压缩机，和/或如在2016年3月28日提交的发布为美国专利9,995,321的美国专利申请号15/083,015中所描述的提升阀系统。

如本文所述，各种合适的外骨骼系统100可以各种合适的方式使用并且用于各种合适的应用。然而，这类实例不应被解释为对在本公开的范围和精神内的各种各样的外骨骼系统100或其部分进行限制。因此，比图1、图2、图3、图4a、图4b和图5的实例更为复杂或不如所述实例复杂的外骨骼系统100都在本公开的范围内。

另外，虽然各种实例涉及与用户的腿或下肢相关联的外骨骼系统100，但是其他实例可以涉及用户身体的包括躯干、手臂、头部、腿等等的任何合适的部分。而且，尽管各种实例涉及外骨骼，但是应明白，本公开可以应用于其他类似类型的技术，包括修复学、人体植入物、机器人等等。另外，虽然一些实例可以涉及人类用户，但是其他实例可以涉及动物用户、机器人用户、各种形式的机器等等。

图6a示出了在贴合度测试期间由用户101穿戴的外骨骼系统100。用户101被示出坐在椅子600中，其中腿102上具有处于弯曲构型的外骨骼系统100，使得下臂120沿着轴线L_I1设置并且上臂115沿着轴线U_I1设置。

图6a中的外骨骼系统100被示出为处于未致动状态。例如，致动器130可以处于无动力或中性状态，其中致动器130不会朝向线性构型或偏离线性构型向上臂115和下臂120施加力。然而，在各种实施方案中，致动器130的这种无动力或中性状态可以包括施加到上臂115和下臂120的公称力，其中这种公称力向外骨骼系统100提供刚性，而不会推动或拉动上臂115和下臂120。

相比之下，图6b示出了在贴合度测试期间处于致动状态的图6a的外骨骼系统，所述致动状态朝向线性构型向上臂115和下臂120施加力并且产生外骨骼系统100的上臂115的位移。如本文所述，外骨骼系统100的腿致动器单元110可以经由多个联接件150紧固到用户101的腿102。在图6a和图6b的实例中，上臂115经由第一联接件150A和第二联接件150B紧固到大腿部分104，并且下臂120经由第三联接件150C和第四联接件150D紧固到小腿部分105。

在各种实施方案中，联接件150可以包括环绕用户101的腿102的部分的条带，使得上臂115和下臂120牢固地联接到腿102的上部部分104和下部部分105，从而使得上臂115和下臂120的运动产生腿102围绕膝盖103的运动，而不存在上臂115和下臂120相对于腿102的上部部分104和下部部分105的实质运动。然而，在联接件150中的一个或多个未围绕腿102牢固地紧固的情况下，对上臂115和下臂120的致动可能会导致上臂115和下臂120中的一个或两者围绕腿102的上部部分104和/或下部部分105的位移。

例如，如图6b所示，与图6a相比较，对外骨骼系统100的致动已导致上臂115相对于腿102的上部部分104的经过角度θ_D1的位移，所述角度由上臂初始轴线U_I1与所得的上臂位移轴线U_D1之间的差距限定。在各种实例中，上臂115的这种位移可能是由于至少第一联接件150A没有充分地紧固到腿102的上部部分104而引起的，或者是由于第一联接件150A和第二联接件150B两者都没有充分地紧固到腿102的上部部分104而引起的。

然而，应注意，在图6a和图6b的实例中，下臂120并未经历围绕腿102的下部部分105的位移。换言之，在外骨骼系统100相应地处于图6a和图6b的未致动状态和致动状态时，下臂120基本上维持沿着轴线L_I1对准。在各种实例中，在外骨骼系统100处于未致动状态和致动状态时这种维持沿着轴线L_I1对准可以归因于第三联接件150C和第四联接件150D中的一者或两者以适当的方式牢固地联接到腿102的下部部分105。

在另外的实例中，上臂115和下臂120两者从未致动状态到致动状态都可能会经历围绕腿102的位移。图7a和图7b示出了这种实例。确切地说，图7a示出了处于未致动构型(例如，如图6a所示)的外骨骼系统100，而图7b示出了处于致动构型(例如，如图6b所示)的外骨骼系统100。然而，与图6b相对比，上臂115和下臂120两者都会经历围绕腿120的位移，其中上臂115和下臂120最初在图7a所示的未致动状态下沿着轴线U_I2、L_I2设置，并且在图7b所示的致动状态下分别发生到轴线U_D2、L_D2的位移。

这种位移可能是由于第一联接件150A、第二联接件150B、第三联接件150C和第四联接件150D中的一者或多者没有充分地紧固到腿102而引起的。例如，第一联接件150A和第二联接件150B中的一者或两者可能没有充分地紧固到腿102的上部部分104，并且第三联接件150C和第四联接件150D中的一者或两者可能没有充分地紧固到腿102的下部部分105。另外，在这个实例中，在图7a与图7b之间，接合部125也被示出为发生位移。

虽然图6a、图6b、图7a和图7b的实例示出了具有至少一个腿致动器单元110的外骨骼系统100，其中上臂115经由第一联接件150A和第二联接件150B紧固到大腿部分104，并且下臂120经由第三联接件150C和第四联接件150D紧固到小腿部分105，但是联接件150和/或外骨骼系统100的其他配置也在本公开的范围内，并且图6a、图6b、图7a和图7b的实例不应被解释为对各种各样的替代实施方案进行限制。例如，在一些实施方案中，腿致动器单元110的上臂115和下臂120可以相应地包括一个或多个联接件150，包括一个、两个、三个、四个、五个、十个、十五个、二十个等等。

如本文所述，在各种实施方案中，可以执行贴合度测试来识别外骨骼系统100相对于用户101的贴合的问题。例如，贴合度测试可以确定外骨骼系统100的一个或多个联接件150是否不当地贴合或紧固到用户101。可以在用户101静止或移动时进行这类贴合度测试。

转到图8，示出了一种执行静止贴合度测试的方法800，在一些实例中，所述方法可以由外骨骼系统100的外骨骼装置510(例如参见图5)执行。所述方法开始于810，其中启动静止贴合度测试。例如，在一些实施方案中，一旦外骨骼系统100已联接到用户101或者可以在任何所需的时间执行(例如，当基于对外骨骼性能问题的确定而由用户101、技术人员，或自动地启动时)，则静止贴合度测试就可以是外骨骼系统起动或启用例程的一部分。

在820处，产生贴合度测试姿势指示，并且在830处，确定用户已采取贴合度测试姿势。例如，贴合度测试可以被设计成在用户101和外骨骼系统100处于特定形态的情况下执行，并且贴合度测试姿势指示可以包括用于指导用户101采取执行测试应当呈现的特定形态的指令。这种指令可以包括听觉、视觉和/或触觉指示(例如，经由外骨骼装置510、与外骨骼系统100相关联的智能手机等等而实现)。确定用户101已采取贴合度测试姿势可以是基于来自外骨骼装置100的传感器数据，基于来自用户101的指示(例如，按钮按下)等等。

执行测试将要呈现的静止姿势可以是各种合适的姿势，所述姿势可以是可选择的或不是可选择的(例如，由用户101、技术人员或自动地选择)。例如，测试姿势可以包括：就座姿势，其中用户101的至少一条腿102如图6a、图6b、图7a和图7b所示处于弯曲形态；或者站立姿势，其中外骨骼系统100处于大体线性和伸展的构型。

在840处，可以确定外骨骼装置100的致动器单元110的构型。例如，可以基于来自致动器单元110的一个或多个传感器513的传感器数据而确定致动器单元110的构型，所述一个或多个传感器例如是与致动器单元110的包括上臂115、下臂120、接合部125等等的各种合适的部分相关联的一个或多个旋转编码器、扭矩传感器、陀螺仪、力传感器、加速度计、位置传感器等等。尽管一些实施方案可以使用来自设置在致动器单元110的分开的位置中的大量传感器115的数据，但是其他实例可以使用来自致动器单元110的有限数量的位置中的有限数量的传感器115的数据。例如，一个实施方案可以仅依赖于来自单个编码器的数据。另一个实施方案可以仅依赖于来自单个编码器和单个扭矩传感器的数据。

返回到方法800，在850处，在用户保持处于贴合度测试姿势的情况下致动致动器单元110，并且在860处，确定在致动致动器单元110期间的致动器单元构型的变化。例如，对致动器单元110的致动可以包括波纹管致动器130或者其他合适类型的致动器(例如，电动致动器、气动致动器等等)的膨胀和/或收缩。在一些实施方案中，与起始构型相比较，致动可以是在单个方向上进行。例如，使用图6a和图6b作为图例，可以使波纹管致动器130膨胀来施加力以增大上臂115与下臂120之间的角度，在这个实例中，这产生了上臂115的θ_D1的确定的位移变化。

然而，在另外的实施方案中，在贴合度测试期间的致动可以包括始于起点的在两个方向上的致动。例如，除了致动致动器单元110来施加力以增大上臂115与下臂120之间的角度之外，还可以施加力来减小上臂115与下臂120之间的角度。当在贴合度测试期间从这种正负致动产生正负位移两者时，可以将这类确定的正负位移单独和/或一起考虑。类似地，可以产生并识别如图7a和图7b所示的位移。

对致动单元的致动可以各种合适的方式完成。使用图6a和图6b作为实例，在一个实施方案中，开始于图6a的初始构型，可以由致动器130施加渐增的力，直到达到最大扭矩阈值为止并且可以基于从起点到最大扭矩阈值处的构型的构型变化而计算出确定的位移。在另一个实例中，可以由致动器130施加越来越像脉冲的力，直到达到最大扭矩阈值为止。在另一实施方案中，可以由致动器l30施加第一方向上的渐增力，直到达到最大扭矩阈值为止；然后，可以由致动器130施加第二方向上的渐增力，直到达到最大扭矩阈值为止。在一些实施方案中，可以将第一方向与第二方向(例如，正方向与负方向)之间的循环进行任何合适的次数。

在一些实施方案中，在贴合度测试期间施加的动力模式可以是不同的。在一个实施方案中，外骨骼系统100可以舒适的低扭矩提供恒定的施加。外骨骼系统100之后可以使用板载传感器来评定贴合的适当性。在另一个实施方案中，外骨骼将以不恒定的状态施加扭矩。这种方法的特定实施方案以设定的频率，例如1Hz向操作者施加扭矩。通过以设定的频率施加扭矩，板载传感器将能够评定装置对操作者的贴合度的不同方面。以上实施方案被提供为说明，并且并不打算以任何方式限制施加扭矩的可能方法，为了清楚起见，所述方法可以包括但不限于以下项：恒定的固定频率、可变频率、各种恒定的力、随机脉冲等等。

返回到方法800，在870处，确定在致动期间的致动器单元110的构型变化是否对应于致动器单元110相对于用户101的不当贴合。如果所确定的构型变化被确定为不对应于不当贴合，则在880处，产生适当贴合指示。然而，如果所确定的构型变化被确定为对应于不当贴合，则在890处，产生不当贴合指示。另外，在一些实施方案中，在进行了不当贴合的确定的情况下，为了用户101的安全，可以限制外骨骼系统100的动力、致动能力、运动范围或其他能力，直到随后的贴合度测试确定对用户101的适当贴合为止。

确定在致动期间的致动器单元110的构型变化是否对应于致动器单元110相对于用户101的不当贴合可以各种合适的方式完成。例如，如果上臂115和下臂120中的一者或两者的位移(例如，图6b的位移角θ_D1或图7b所示的位移)被确定为处于或高于限定的阈值，则可以确定在致动期间的致动器单元110的这种位移或构型变化对应于致动器单元110相对于用户101的不当贴合。在从初始构型在超过一个方向上进行测试致动的实例中，可以确定任一方向上的位移或变化是否超过阈值，或者可以确定两个方向上的组合位移或变化是否超过阈值。

在另一个实施方案中，致动单元110提供时变扭矩，而用户101维持如本文所述的固定姿势。在这种情况下，外骨骼系统100可以使用传感器(例如，传感器513)来确定上臂115与下臂120之间的角度，以及外骨骼系统100的各个部分，诸如上臂115和下臂120的相对运动。在一个实例中，可以确定：在接合部125的角度偏差处于可接受的水平并且致动单元110的上臂115在动力的作用下没有明显移动时，下臂120正经历由小腿条带150C、150D的不当贴合引起的明显的运动。

在又一个实施方案中，外骨骼系统100可以向致动单元110的接合部125施加缓慢增加的扭矩。在一个实例中，传感器数据可以指示在力施加开始前后的适量的运动，但是小腿方位的偏差在较高扭矩下保持恒定。外骨骼系统100之后可以解释其相对于用户的运动不足以触发安全阈值，并且因此不会停止装置的操作。然而，外骨骼系统100可以推断出外骨骼系统100与用户101之间的次优的联接(例如，一个或多个联接件150的松紧度不足)，并且智能地说明外骨骼系统100与用户101之间的“余隙”或位移。如本文所述，外骨骼系统100可以指示用户101将联接件150的条带在所关注的特定部分上上紧。

另外的实施方案可以评定外骨骼系统100与用户101之间的贴合度的各种其他合适的方面并且提供与所述其他合适的方面相关联的指示，所述其他合适的方面包括但不限于：特定接合部角度偏差；装置区段角度偏差；作为所施加的可变力的函数的角度偏差；作为所施加的可变频率的函数的角度偏差；特定条带没有被连接；特定条带需要上紧；或者所述装置需要硬件服务来适当地贴合。

另外的实施方案可以使用其他合适的传感器数据或计算出的信息来确定致动器单元110相对于用户101的不当贴合。例如，在一个实施方案中，可以使用传感器来确定用户101与致动器单元110的一个或多个部分之间的接触或接触的缺乏。在另一个实施方案中，可以使用传感器来确定联接件150的条带的张力。在另一个实施方案中，传感器可以识别致动器单元110的各部分(例如，上臂115、下臂120、接合部125等等)的侧向位移。

确定致动器单元110相对于用户101的不当贴合可以具有各种合适的特异性层次。例如，在一些实施方案中，这种确定可以是在致动器单元110层次上。换言之，可以确定致动器单元110相对于用户101的不当贴合，而无需进一步的特异性。在另一个实施方案中，不当贴合确定可以是在部件层次上。例如，可以确定致动器单元110的上臂115和/或下臂120是不当地贴合的，而无需进一步的特异性。在另一实施方案中，不当贴合确定可以是在联接件层次上。例如，可以确定一个或多个联接件(例如，第一联接件150A、第二联接件150B、第三联接件150C或第四联接件150D)。

这类确定层次可以用于向用户101或技术人员提供指令以校正贴合问题。例如，在不当贴合指示是在致动器单元层次上的情况下，不当贴合指示可以包括用于将外骨骼系统100的右侧致动器单元110R和/或左侧致动器单元110L上的松散的联接件条带上紧的指令。在不当贴合指示是在联接件层次的情况下，不当贴合指示可以包括用于将第一松散的联接件条带150A在外骨骼系统100的第一致动器单元110的上臂115上上紧的指令。

在另外的实施方案中，可以基于所确定的不当贴合而建议任何其他合适的调整或补救措施。例如，可以指导用户缩短或延长上臂115和/或下臂120的一部分；增大或减小与接合部相关联的摩擦或偏压；替换或维修外骨骼系统100的一部分；或者用另一模块化部件换出一个模块化部件等等。

在各种实施方案中，贴合度测试可以通过在给定的贴合度测试会话期间致动单个致动器来执行。例如，在外骨骼系统包括第一致动器单元110R和第二致动器单元110L的情况下，在每个致动器单元包括单个相应的波纹管致动器130(例如，如图1所示)时，可以依次对每个致动器单元执行单独的贴合度测试，或者可以同时对两个致动器单元执行所述贴合度测试。另外，在一些实施方案中，给定的致动器单元110可以包括多个致动器130。在这类实施方案中，可以通过以下方式来对致动器单元执行给定的贴合度测试：单独地且相继地致动多个致动器；通过同时致动多个致动器；通过相继地致动致动器的子集；等等。

虽然一些实施方案包括静止贴合度测试方法(例如，如图8所示)，其中用户101在贴合度测试期间基本上维持相同的姿势，但是其他实施方案可以包括在用户101移动时执行的贴合度测试。例如，图9示出了一种执行移动贴合度测试的示例方法900，在一些实例中，所述方法可以由外骨骼系统100的外骨骼装置510(例如参见图5)执行。

方法900开始于910，其中启动移动贴合度测试，并且在920处产生移动贴合度测试运动指示。例如，可以类似于如本文所述如何启动静止贴合度测试的方式来启动移动贴合度测试，并且可以与静止贴合度测试类似的方式产生贴合度测试运动指示。然而，对于移动贴合度测试，可以指导用户101为移动贴合度测试执行或准备执行一次或多次运动，而不是采取静止姿势。这样的一次或多次运动可以包括步行、跑步、从就座姿势站立、从站立姿势就座、下蹲、弯曲和/或伸展单条腿等等。

在930处，可以确定用户101已处于初始贴合度测试动态站立期，并且在940处，确定在初始动态站立期中的致动器单元构型。在950处，在用户运动期间致动外骨骼系统的一个或多个致动器单元110，并且在960处，确定在用户运动期间的致动器单元构型的变化。在970处，确定在致动期间的致动器单元110的构型变化是否对应于致动器单元110相对于用户10l的不当贴合。如果所确定的构型变化被确定为不对应于不当贴合，则在980处，产生适当贴合指示。然而，如果所确定的构型变化被确定为对应于不当贴合，则在990处，产生不当贴合指示。

例如，在用户101执行一次或多次运动时，可以使用来自传感器(例如，如图5所示的外骨骼系统100的外骨骼装置510的传感器513)的数据来确定是否存在外骨骼系统100相对于用户101的不当贴合。在一些实例中，可以将在移动贴合度测试期间获得的数据与在理想贴合状况和/或不当贴合状况下在用户运动期间采样的数据进行比较。例如，可以通过以下方式来产生一组或多组比较数据：在外骨骼系统100以各种特异性的适当贴合和/或不当贴合联接到测试用户时使一个或多个测试用户穿戴着外骨骼系统100移动。

在各种实施方案中，可以使用来自测试用户的测试运动的数据来产生在外骨骼系统100相对于用户的适当贴合和/或外骨骼系统100相对于用户的不当贴合下有关运动的数据配置文件。可以针对各种不当贴合状况产生不当贴合配置文件。一个实例可以包括有关以下项的配置文件：致动单元110的上臂115的不当贴合、致动单元110的下臂120的不当贴合以及致动单元110的上臂115和下臂120两者的不当贴合。另一个实例可以包括有关以下项的配置文件：第一联接件150A的不当贴合；第二联接件150B的不当贴合；第三联接件150C的不当贴合；第四联接件150D的不当贴合；第一联接件150A和第四联接件150D的不当贴合；第二联接件150B和第三联接件150C的不当贴合；第一联接件150A、第二联接件150B和第四联接件150D的不当贴合；第一联接件150A、第二联接件150B、第三联接件150C和第四联接件150D的不当贴合；等等。

因此，通过将来自贴合度测试期间的运动的数据与有关适当和/或不当贴合的一个或多个数据配置文件进行比较，可以进行对适当和不当贴合的确定，和/或可以基于移动贴合度测试数据与有关不当贴合的给定数据配置文件的匹配而识别对处于各种特异性层次的特定贴合问题的确定。另外，尽管相对于移动贴合度测试论述了本实例，但是数据配置文件的使用可以应用于如本文所述的静止贴合度测试。

在另外的实施方案中，在移动贴合度测试期间确定外骨骼系统100相对于用户101的适当贴合或不当贴合可以各种合适的方式完成。例如，方法900可以包括在贯穿用户的运动(例如，步行步态)的多个动态站立期中评估外骨骼系统100对用户101的贴合度。

在一个实例中，当用户的脚接触地面时，外骨骼系统100可以收集有关外骨骼装置100的构型以及外骨骼装置100的初始未致动(例如，无动力或无动力辅助)运动的初始数据。外骨骼装置100可以附接到用户101的脚和小腿105(例如，经由第三联接件150C和/或第四联接件150D等等)。在步行行为的动态站立期中，在各种实例中，小腿105的下部部分基本上围绕用户101的腿102的踝关节旋转。因此，在这类实例中，外骨骼装置100的连接到小腿部分105的部分理想地应当以类似的方式围绕踝关节旋转。

作为移动贴合度测试的一部分，可以在检测到地面接触之后将致动引入到外骨骼系统100的踝部分以辅助用户101的步行行为。外骨骼系统100可以在此致动构型期间收集传感器数据以测量外骨骼装置100的运动。可以在未致动状态与致动状态之间(例如，在动力状态与无动力状态之间)进行比较，以确定外骨骼系统100或其部分是否相对于用户101适当地贴合。

在一个实施方案中，可以进行这种比较来评估致动单元110是否相对于小腿部分105围绕踝关节以弧形方式适当地移动，或者致动单元110是否沿用户101的小腿部分105向上平移。如果所述装置沿用户101的腿102向上平移超过阈值量，则可以(例如，在970处)确定已满足不良贴合标准或者已达到不良贴合阈值。响应于这种确定，可以产生不当贴合指示，所述不当贴合指示可以包括用于提醒用户将与用户101的小腿105相关联的一个或多个联接件150上紧的提示。另外，在一些实施方案中，在进行了不当贴合的确定的情况下，为了用户101的安全，可以限制外骨骼系统100的动力、致动能力、运动范围或其他能力，直到随后的贴合度测试确定对用户101的适当贴合为止。

本公开的实施方案可以鉴于以下条款来描述：

1.一种对联接到用户的可穿戴的气动式外骨骼系统执行静止贴合度测试的方法：

将可穿戴的气动式外骨骼联接到用户的腿，所述可穿戴的气动式外骨骼包括：

相应地与用户的左腿和右腿相关联的左侧气动式腿致动器单元和右侧气动式腿致动器单元，所述左侧气动式致动器单元和右侧气动式致动器单元各自包括：

可旋转接合部，所述可旋转接合部被配置成与穿戴气动式外骨骼系统的用户的膝盖的旋转轴线对准，

上臂，所述上臂联接到可旋转接合部并且沿着大腿部分的长度在穿戴气动式外骨骼系统的用户的膝盖上方延伸，

下臂，所述下臂联接到可旋转接合部并且沿着小腿部分的长度在穿戴气动式外骨骼系统的用户的膝盖下方延伸，以及

限定波纹管腔体的可膨胀的波纹管致动器，所述可膨胀的波纹管致动器被配置成在通过将气动流体引入到所述波纹管腔体中而气动地膨胀时沿着波纹管致动器的长度延伸，并且被配置成致动上臂和下臂；

气动系统，所述气动系统被配置成将气动流体引入到气动式腿致动器单元的波纹管致动器以独立地致动波纹管致动器，以及

外骨骼计算装置，所述外骨骼计算装置包括：

多个传感器，

存储器，所述存储器存储至少静止贴合度测试程序，以及

处理器，所述处理器被配置成执行所述静止贴合度测试程序来控制气动系统；以及

由处理器执行静止贴合度测试程序以使外骨骼装置：

产生静止贴合度测试姿势指示，所述静止贴合度测试姿势指示指导用户采取用户的膝盖处于弯曲姿势的就座姿势；

确定用户已采取用户的膝盖处于合适的弯曲姿势的就座姿势；

在右侧气动式腿致动器处于未致动状态时确定右侧气动式腿致动器单元的上臂和下臂的第一构型，所述第一构型的确定至少部分是基于从多个传感器的子集获得的数据；

在用户保持处于用户的膝盖处于合适的弯曲姿势的就座姿势的情况下致动右侧气动式腿致动器单元；

确定响应于致动右侧气动式腿致动器单元而产生的右侧气动式腿致动器单元的上臂和下臂的第二构型，所述第二构型的确定至少部分是基于从多个传感器的子集获得的数据；

至少部分基于第一构型与第二构型之间的差异而确定构型变化；

确定所述构型变化对应于右侧气动式腿致动器单元相对于用户的右腿的不当贴合；以及

产生指示右侧气动式腿致动器单元相对于用户的右腿的不当贴合的不当贴合指示。

2.如条款1所述的方法，其中由处理器执行静止贴合度测试程序进一步使外骨骼装置在产生指示右侧气动式腿致动器单元相对于用户的右腿的不当贴合的不当贴合指示之后：

在左侧气动式腿致动器单元处于未致动状态时确定左侧气动式腿致动器单元的上臂和下臂的第一构型，确定左侧气动式腿致动器单元的第一构型至少部分是基于从多个传感器的第二子集获得的数据；

在用户保持处于用户的膝盖处于合适的弯曲姿势的就座姿势的情况下致动左侧气动式腿致动器单元；

确定响应于致动左侧气动式腿致动器单元而产生的左侧气动式腿致动器单元的上臂和下臂的第二构型，确定左侧气动式腿致动器的第二构型至少部分是基于从多个传感器的第二子集获得的数据；

至少部分基于左侧气动式腿致动器的第一构型与第二构型之间的差异而确定第二构型变化；

确定所述第二构型变化对应于左侧气动式腿致动器单元相对于用户的左腿的不当贴合；以及

产生指示左侧气动式腿致动器单元相对于用户的左腿的不当贴合的不当贴合指示。

3.如条款1或2所述的方法，其中至少部分基于第一构型与第二构型之间的差异而确定构型变化包括：确定右侧气动式腿致动器的上臂和下臂中的一者或两者的位移角。

4.如条款1-3中任一项所述的方法，其中右侧气动式腿致动器上臂和下臂经由一组联接件中的相应的多个联接件而联接到用户的右腿，其中所述一组联接件中的联接件的每一个包括环绕用户的右腿的一部分的条带；并且

其中指示右侧气动式腿致动器单元相对于用户的右腿的不当贴合的不当贴合指示还包括所述一组联接件中的联接件的一个或多个不当地紧固到用户的右腿的指示，以及所述一组联接件中的其他联接件适当地紧固到用户的右腿的指示。

5.一种对联接到用户的腿致动器单元执行贴合度测试的方法，所述方法包括：

将所述腿致动器单元联接到用户的腿，所述腿致动器单元包括：

接合部，所述接合部被配置成与穿戴腿致动器单元的用户的腿的膝盖对准；

上臂，所述上臂联接到接合部并且沿着大腿部分的长度在穿戴腿致动器单元的用户的膝盖上方延伸；

下臂，所述下臂联接到接合部并且沿着小腿部分的长度在穿戴腿致动器单元的用户的膝盖下方延伸；以及

致动器，所述致动器被配置成致动上臂和下臂；

确定用户的腿已采取贴合度测试姿势；

在腿致动器单元处于未致动状态时确定腿致动器单元的上臂和下臂的第一构型；

在用户保持贴合度测试姿势的情况下致动腿致动器单元；

确定响应于致动腿致动器单元而产生的腿致动器单元的上臂和下臂的第二构型；

至少部分基于第一构型与第二构型之间的差异而确定构型变化；

确定所述构型变化对应于腿致动器单元相对于用户的腿的不当贴合；以及

产生指示腿致动器单元相对于用户的腿的不当贴合的不当贴合指示。

6.如条款5所述的方法，所述方法还包括产生指导用户采取贴合度测试姿势的贴合度测试姿势指示。

7.如条款5或6所述的方法，其中至少部分基于第一构型与第二构型之间的差异而确定构型变化包括确定腿致动器单元的上臂和下臂中的一者或两者的位移角。

8.如条款5-7中任一项所述的方法，其中腿致动器上臂和下臂经由一组联接件中的相应的多个联接件而联接到用户的腿；并且

其中指示腿致动器单元相对于用户的腿的不当贴合的不当贴合指示还包括所述一组联接件中的联接件的一个或多个不当地紧固到用户的腿的指示。

9.如条款8所述的方法，其中所述一组联接件中的联接件的每一个包括环绕用户的腿的一部分的条带。

10.一种对联接到用户的致动器单元执行贴合度测试的方法，所述方法包括：

在所述致动器单元处于未致动状态时并且在所述用户处于贴合度测试姿势时确定致动器单元的第一构型；

致动致动器单元；

确定响应于致动腿致动器单元而产生的致动器单元的第二构型；

至少部分基于第一构型与第二构型之间的差异而确定致动器单元的构型变化；以及

确定所述构型变化对应于致动器单元相对于用户的不当贴合。

11.如条款10所述的方法，所述方法还包括产生指示致动器单元相对于用户的不当贴合的不当贴合指示。

12.如条款11所述的方法，其中指示致动器单元相对于用户的不当贴合的不当贴合指示包括致动器单元的特定部分不当地贴合用户的指示。

13.如条款12所述的方法，其中致动器单元经由一组联接件联接到用户；并且

其中指示致动器单元相对于用户的不当贴合的不当贴合指示还包括所述一组联接件中的联接件的一个或多个不当地紧固到用户的腿的指示，以及所述一组联接件中的其他联接件适当地紧固到用户的至少隐含指示。

14.如条款10-13中任一项所述的方法，其中致动器单元包括：

致动器接合部，所述致动器接合部被配置成与穿戴致动器单元的用户的身体关节对准；

上臂，所述上臂联接到致动器接合部并且沿着上部身体部分的长度在穿戴致动器单元的用户的身体关节上方延伸；

下臂，所述下臂联接到致动器接合部并且沿着下部身体部分的长度在穿戴致动器单元的用户的身体关节下方延伸；以及

致动器，所述致动器被配置成致动上臂和下臂。

15.如条款14所述的方法，其中至少部分基于第一构型与第二构型之间的差异而确定构型变化包括确定致动器单元的上臂和下臂中的一者或两者的位移角。

16.如条款10-15中任一项所述的方法，其中致动致动器单元是在用户保持处于贴合度测试姿势时发生，并且其中响应于致动腿致动器单元而产生的致动器单元的第二构型是在用户保持处于贴合度测试姿势时产生。

17.如条款16所述的方法，其中贴合度测试姿势包括用户处于用户的膝盖处于弯曲姿势的就座姿势。

18.如条款10-17中任一项所述的方法，所述方法还包括响应于确定构型变化对应于致动器单元相对于用户的不当贴合而限制致动器单元的能力。

19.如条款18所述的方法，其中响应于确定构型变化对应于致动器单元相对于用户的不当贴合而限制致动器单元的能力包括限制致动器单元的动力。

所描述的实施方案容许有各种修改和替代形式，并且已在附图中通过举例示出并在本文中详细地描述了其特定实例。然而，应当理解，所描述的实施方案不限于所公开的特定形式或方法，而是相反，本公开打算覆盖所有修改、等同物和替代方案。

Claims (19)

1.一种对联接到用户的可穿戴的气动式外骨骼系统执行静止贴合度测试的方法：

将所述可穿戴的气动式外骨骼联接到用户的腿，所述可穿戴的气动式外骨骼包括：

相应地与所述用户的左腿和右腿相关联的左侧气动式腿致动器单元和右侧气动式腿致动器单元，所述左侧气动式致动器单元和所述右侧气动式致动器单元各自包括：

可旋转接合部，所述可旋转接合部被配置成与穿戴所述气动式外骨骼系统的所述用户的膝盖的旋转轴线对准，

上臂，所述上臂联接到所述可旋转接合部并且沿着大腿部分的长度在穿戴所述气动式外骨骼系统的所述用户的所述膝盖上方延伸，

下臂，所述下臂联接到所述可旋转接合部并且沿着小腿部分的长度在穿戴所述气动式外骨骼系统的所述用户的所述膝盖下方延伸，以及

限定波纹管腔体的可膨胀的波纹管致动器，所述可膨胀的波纹管致动器被配置成在通过将气动流体引入到所述波纹管腔体中而气动地膨胀时沿着所述波纹管致动器的长度延伸，并且被配置成致动所述上臂和所述下臂；

气动系统，所述气动系统被配置成将气动流体引入到所述气动式腿致动器单元的所述波纹管致动器以独立地致动所述波纹管致动器，以及

外骨骼计算装置，所述外骨骼计算装置包括：

多个传感器，

存储器，所述存储器存储至少静止贴合度测试程序，以及

处理器，所述处理器被配置成执行所述静止贴合度测试程序来控制所述气动系统；以及

由所述处理器执行所述静止贴合度测试程序以使所述外骨骼装置：

产生静止贴合度测试姿势指示，所述静止贴合度测试姿势指示指导所述用户采取所述用户的所述膝盖处于弯曲姿势的就座姿势；

确定所述用户已采取所述用户的所述膝盖处于合适的弯曲姿势的所述就座姿势；

在所述右侧气动式腿致动器处于未致动状态时确定所述右侧气动式腿致动器单元的所述上臂和所述下臂的第一构型，所述第一构型的所述确定至少部分是基于从所述多个传感器的子集获得的数据；

在所述用户保持处于所述用户的所述膝盖处于所述合适的弯曲姿势的所述就座姿势的情况下致动所述右侧气动式腿致动器单元；

确定响应于所述致动所述右侧气动式腿致动器单元而产生的所述右侧气动式腿致动器单元的所述上臂和所述下臂的第二构型，所述第二构型的所述确定至少部分是基于从所述多个传感器的所述子集获得的数据；

至少部分基于所述第一构型与所述第二构型之间的差异而确定构型变化；

确定所述构型变化对应于所述右侧气动式腿致动器单元相对于所述用户的所述右腿的不当贴合；以及

产生指示所述右侧气动式腿致动器单元相对于所述用户的所述右腿的不当贴合的不当贴合指示。

2.如权利要求1所述的方法，其中由所述处理器执行所述静止贴合度测试程序进一步使所述外骨骼装置在产生指示所述右侧气动式腿致动器单元相对于所述用户的所述右腿的不当贴合的所述不当贴合指示之后：

在所述左侧气动式腿致动器单元处于未致动状态时确定所述左侧气动式腿致动器单元的所述上臂和所述下臂的第一构型，所述确定所述左侧气动式腿致动器单元的所述第一构型至少部分是基于从所述多个传感器的第二子集获得的数据；

在所述用户保持处于所述用户的所述膝盖处于所述合适的弯曲姿势的所述就座姿势的情况下致动所述左侧气动式腿致动器单元；

确定响应于所述致动所述左侧气动式腿致动器单元而产生的所述左侧气动式腿致动器单元的所述上臂和所述下臂的第二构型，所述确定所述左侧气动式腿致动器的所述第二构型至少部分是基于从所述多个传感器的所述第二子集获得的数据；

至少部分基于所述左侧气动式腿致动器的所述第一构型与所述第二构型之间的差异而确定第二构型变化；

确定所述第二构型变化对应于所述左侧气动式腿致动器单元相对于所述用户的所述左腿的不当贴合；以及

产生指示所述左侧气动式腿致动器单元相对于所述用户的所述左腿的不当贴合的不当贴合指示。

3.如权利要求1所述的方法，其中至少部分基于所述第一构型与所述第二构型之间的所述差异而确定所述构型变化包括：确定所述右侧气动式腿致动器的所述上臂和所述下臂中的一者或两者的位移角。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述右侧气动式腿致动器上臂和下臂经由一组联接件中的相应的多个联接件而联接到所述用户的所述右腿，其中所述一组联接件中的联接件的每一个包括环绕用户的所述右腿的一部分的条带；并且

其中指示所述右侧气动式腿致动器单元相对于所述用户的所述右腿的不当贴合的所述不当贴合指示还包括所述一组联接件中的所述联接件的一个或多个不当地紧固到所述用户的所述右腿的指示，以及所述一组联接件中的其他联接件适当地紧固到所述用户的所述右腿的指示。

5.一种对联接到用户的腿致动器单元执行贴合度测试的方法，所述方法包括：

将所述腿致动器单元联接到用户的腿，所述腿致动器单元包括：

接合部，所述接合部被配置成与穿戴所述腿致动器单元的所述用户的所述腿的膝盖对准；

上臂，所述上臂联接到所述接合部并且沿着大腿部分的长度在穿戴所述腿致动器单元的所述用户的所述膝盖上方延伸；

下臂，所述下臂联接到所述接合部并且沿着小腿部分的长度在穿戴所述腿致动器单元的所述用户的所述膝盖下方延伸；以及

致动器，所述致动器被配置成致动所述上臂和所述下臂；

确定所述用户的所述腿已采取贴合度测试姿势；

在所述腿致动器单元处于未致动状态时确定所述腿致动器单元的所述上臂和所述下臂的第一构型；

在所述用户保持贴合度测试姿势的情况下致动所述腿致动器单元；

确定响应于所述致动所述腿致动器单元而产生的所述腿致动器单元的所述上臂和所述下臂的第二构型；

至少部分基于所述第一构型与所述第二构型之间的差异而确定构型变化；

确定所述构型变化对应于所述腿致动器单元相对于所述用户的所述腿的不当贴合；以及

产生指示所述腿致动器单元相对于所述用户的所述腿的不当贴合的不当贴合指示。

6.如权利要求5所述的方法，所述方法还包括产生指导所述用户采取所述贴合度测试姿势的贴合度测试姿势指示。

7.如权利要求5所述的方法，其中至少部分基于所述第一构型与所述第二构型之间的所述差异而确定所述构型变化包括确定所述腿致动器单元的所述上臂和所述下臂中的一者或两者的位移角。

8.如权利要求5所述的方法，其中所述腿致动器上臂和下臂经由一组联接件中的相应的多个联接件而联接到所述用户的所述腿；并且

其中指示所述腿致动器单元相对于所述用户的所述腿的不当贴合的所述不当贴合指示还包括所述一组联接件中的联接件的一个或多个不当地紧固到所述用户的所述腿的指示。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述一组联接件中的所述联接件的每一个包括环绕所述用户的所述腿的一部分的条带。

10.一种对联接到用户的致动器单元执行贴合度测试的方法，所述方法包括：

在所述致动器单元处于未致动状态时并且在所述用户处于贴合度测试姿势时确定所述致动器单元的第一构型；

致动所述致动器单元；

确定响应于所述致动所述腿致动器单元而产生的所述致动器单元的第二构型；

至少部分基于所述第一构型与所述第二构型之间的差异而确定所述致动器单元的构型变化；以及

确定所述构型变化对应于所述致动器单元相对于所述用户的不当贴合。

11.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括产生指示所述致动器单元相对于所述用户的不当贴合的不当贴合指示。

12.如权利要求11所述的方法，其中指示所述致动器单元相对于所述用户的不当贴合的所述不当贴合指示包括所述致动器单元的特定部分不当地贴合所述用户的指示。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述致动器单元经由一组联接件而联接到所述用户；并且

其中指示所述致动器单元相对于所述用户的不当贴合的所述不当贴合指示还包括所述一组联接件中的联接件的一个或多个不当地紧固到所述用户的指示，以及所述一组联接件中的其他联接件适当地紧固到所述用户的至少隐含指示。

14.如权利要求10所述的方法，其中所述致动器单元包括：

致动器接合部，所述致动器接合部被配置成与穿戴所述致动器单元的所述用户的身体关节对准；

上臂，所述上臂联接到所述致动器接合部并且沿着上部身体部分的长度在穿戴所述致动器单元的所述用户的所述身体关节上方延伸；

下臂，所述下臂联接到所述致动器接合部并且沿着下部身体部分的长度在穿戴所述致动器单元的所述用户的所述身体关节下方延伸；以及

致动器，所述致动器被配置成致动所述上臂和所述下臂。

15.如权利要求14所述的方法，其中至少部分基于所述第一构型与所述第二构型之间的所述差异而确定所述构型变化包括确定所述致动器单元的所述上臂和所述下臂中的一者或两者的位移角。

16.如权利要求10所述的方法，其中致动所述致动器单元是在所述用户保持处于所述贴合度测试姿势时发生，并且其中响应于所述致动所述腿致动器单元而产生的所述致动器单元的所述第二构型是在所述用户保持处于所述贴合度测试姿势时产生。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述贴合度测试姿势包括所述用户处于所述用户的膝盖处于弯曲姿势的就座姿势。

18.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括响应于确定所述构型变化对应于所述致动器单元相对于所述用户的不当贴合而限制所述致动器单元的能力。

19.如权利要求18所述的方法，其中响应于确定所述构型变化对应于所述致动器单元相对于所述用户的不当贴合而限制所述致动器单元的能力包括限制所述致动器单元的动力。

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