CN112247955A - 外骨骼穿戴管理系统与外骨骼穿戴管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种外骨骼穿戴管理系统与外骨骼穿戴管理方法。所述方法包括从传感系统接收惯性数据;根据所接收的惯性数据判断是否外骨骼装置的左腿部件平行于所述使用者的左腿且所述外骨骼装置的右腿部件平行于所述使用者的右腿;反应于判定所述左腿部件/所述右腿部件不平行于所述使用者的所述左腿/所述右腿,提示调整左腿部件信息/调整右腿部件信息;以及反应于判定所述左腿部件平行于所述使用者的所述左腿且所述右腿部件平行于所述使用者的所述右腿,提示所述左腿部件与所述右腿部件穿戴正确信息。
Description
技术领域
本发明是有关于一种管理系统,且特别是有关于一种外骨骼装置的外骨骼穿戴管理系统与外骨骼穿戴管理方法。
背景技术
随着科技的进展,目前市面上已经具有不同种类的外骨骼装置(亦称,动力外骨骼装置)。所述外骨骼装置可被穿戴于使用者身上(如,安装于使用者的上肢或/且下肢)。被穿戴外骨骼装置的使用者肢体可通过外骨骼装置所提供的辅助力道来进行运动,以增加使用者肢体的运动能力。
然而,目前穿戴外骨骼装置的过程需要通过专业人士来执行,一般的民众或使用者并无法正确地穿戴外骨骼装置。如此一来,便减少了外骨骼装置的应用性与使用效率。特别是,外骨骼装置若没有被正确地穿戴,会导致外骨骼装置执行不正确的出力而导致了工作效率的降低且提高了使用者的风险。
基此,要如何让外骨骼装置可在不经由专业人员的操作与校正的情况下,可让使用者正确地穿戴外骨骼装置,以增加外骨骼装置的应用性与使用效率,进而增加外骨骼装置的工作效率且降低使用外骨骼装置的风险,为本领域技术人员专注致力发展的目标。
发明内容
本发明提供一种外骨骼穿戴管理系统与外骨骼穿戴管理方法,可提示使用者在当前外骨骼装置的多个部件中需要被调整穿戴位置的部件,以让使用者可正确地穿戴所述外骨骼装置,进而提升外骨骼装置的使用效率。
本发明的一实施例提供适用于被穿戴于使用者上的外骨骼装置的一种外骨骼穿戴管理系统。所述外骨骼穿戴管理系统包括外骨骼穿戴管理装置以及传感系统。所述外骨骼穿戴管理装置耦接至所述外骨骼装置。所述传感系统安装于所述外骨骼装置上且耦接至所述外骨骼穿戴管理装置,并且所述传感系统用以持续传感所述外骨骼装置的当前姿态以输出对应所述当前姿态的惯性数据至所述外骨骼穿戴管理装置。所述外骨骼穿戴管理装置包括输出装置、存储装置以及处理器。所述存储装置存储外骨骼穿戴管理程序代码模块。所述处理器用以存取且执行所述外骨骼穿戴管理程序代码模块以实现外骨骼穿戴管理方法。所述处理器用以从所述传感系统接收第一惯性数据且根据所述第一惯性数据判断所述使用者是否为坐姿,其中反应于判定所述使用者为所述坐姿,所述处理器更用以接收第二惯性数据,并且根据所述第二惯性数据判断是否所述外骨骼装置的左腿部件平行于所述使用者的左腿且所述外骨骼装置的右腿部件平行于所述使用者的右腿。反应于判定所述外骨骼装置的所述左腿部件不平行于所述使用者的所述左腿,所述处理器更用以指示所述输出装置提示调整左腿部件信息;反应于判定所述外骨骼装置的所述右腿部件不平行于所述使用者的所述右腿,所述处理器更用以指示所述输出装置提示调整右腿部件信息;以及反应于判定所述外骨骼装置的左腿部件平行于所述使用者的左腿且所述外骨骼装置的右腿部件平行于所述使用者的右腿,所述处理器更用以指示所述输出装置提示所述左腿部件与所述右腿部件穿戴正确信息。
本发明的一实施例提供适用于被穿戴于使用者上的外骨骼装置的一种外骨骼穿戴管理系统。所述外骨骼穿戴管理系统包括外骨骼穿戴管理装置与传感系统。所述外骨骼穿戴管理装置耦接至所述外骨骼装置上。所述传感系统包括多个图像扫描装置。所述多个图像扫描装置安装于所述外骨骼装置上且耦接至所述外骨骼穿戴管理装置,其中所述多个图像扫描装置各自用以持续执行图像扫描操作,并且根据所述图像扫描操作的结果传送对应的信息给所述外骨骼穿戴管理装置。所述外骨骼穿戴管理装置包括输出装置、存储装置以及处理器。所述存储装置存储外骨骼穿戴管理程序代码模块。所述处理器用以存取且执行所述外骨骼穿戴管理程序代码模块以实现外骨骼穿戴管理方法。所述处理器用以根据从所述多个图像扫描装置所接收的多个第一信息判断是否所述外骨骼装置的左膝关节部件与右膝关节部件正确地被安装至对应的左膝关节位置与右膝关节位置上。反应于未接收到所述多个第一信息中的来自所述多个图像扫描装置中的左膝关节图像扫描装置的左膝关节位置确认信息,所述处理器更用以判定所述左膝关节部件并非正确地被安装至对应的所述左膝关节位置上,并且所述处理器更用以指示所述输出装置提示调整左膝关节部件信息;反应于未接收到所述多个第一信息中的来自所述多个图像扫描装置中的右膝关节图像扫描装置的右膝关节位置确认信息,所述处理器更用以判定所述右膝关节部件并非正确地被安装至对应的所述右膝关节位置上,并且所述处理器更用以指示所述输出装置提示一调整右膝关节部件信息;反应于接收到所述左膝关节位置确认信息及所述右膝关节位置确认信息,所述处理器更用以判定所述左膝关节部件与所述右膝关节部件正确地被安装至对应的所述左膝关节位置与所述右膝关节位置上,并且根据从所述多个图像扫描装置所接收的多个第二信息判断所述外骨骼装置的左髋关节部件与右髋关节部件是否正确地被安装至对应的左髋关节位置与右髋关节位置上。反应于未接收到所述多个第二信息中的来自所述多个图像扫描装置中的左髋关节图像扫描装置的左髋关节位置确认信息,所述处理器更用以判定所述左髋关节部件并非正确地被安装至对应的所述左髋关节位置上,并且所述处理器更用以指示所述输出装置提示一调整左髋关节部件信息;反应于未接收到所述多个第二信息中的来自所述多个图像扫描装置中的右髋关节图像扫描装置的右髋关节位置确认信息,所述处理器更用以判定所述右髋关节部件并非正确地被安装至对应的所述右髋关节位置上,并且所述处理器更用以指示所述输出装置提示一调整右髋关节部件信息;反应于接收到所述左髋关节位置确认信息及所述右髋关节位置确认信息,所述处理器更用以判定所述左髋关节部件与所述右髋关节部件皆正确地被分别安装至对应的所述左髋关节位置与所述右髋关节位置上。此外,反应于判定所述左髋关节部件与所述右髋关节部件皆正确地被分别安装至对应的所述左髋关节位置与所述右髋关节位置上,所述处理器指示所述输出装置提示穿戴完毕信息。
本发明的一实施例提供适用于外骨骼穿戴管理系统的一种外骨骼穿戴管理方法。所述外骨骼穿戴管理系统用以管理被穿戴于使用者上的外骨骼装置,其中所述外骨骼穿戴系统包括外骨骼穿戴管理装置与传感系统。所述方法包括从所述传感系统接收第一惯性数据且根据所述第一惯性数据判断所述使用者是否为坐姿;反应于判定所述使用者为所述坐姿,接收第二惯性数据,并且根据所述第二惯性数据判断是否所述外骨骼装置的左腿部件平行于所述使用者的左腿且所述外骨骼装置的右腿部件平行于所述使用者的右腿;反应于判定所述外骨骼装置的所述左腿部件不平行于所述使用者的所述左腿,提示调整左腿部件信息;反应于判定所述外骨骼装置的所述右腿部件不平行于所述使用者的所述右腿,提示一调整右腿部件信息;以及反应于判定所述外骨骼装置的左腿部件平行于所述使用者的左腿且所述外骨骼装置的右腿部件平行于所述使用者的右腿,提示所述左腿部件与所述右腿部件穿戴正确信息。
本发明的一实施例提供适用于外骨骼穿戴管理系统的一种外骨骼穿戴管理方法。所述外骨骼穿戴管理系统用以管理被穿戴于使用者上的外骨骼装置,其中所述外骨骼穿戴系统包括外骨骼穿戴管理装置与传感系统,其中所述传感系统包括多个图像扫描装置。所述方法包括根据从所述多个图像扫描装置所接收的多个第一信息判断是否所述外骨骼装置的左膝关节部件与右膝关节部件正确地被安装至对应的左膝关节位置与右膝关节位置上;反应于未接收到所述多个第一信息中的来自所述多个图像扫描装置中的左膝关节图像扫描装置的左膝关节位置确认信息,判定所述左膝关节部件并非正确地被安装至对应的所述左膝关节位置上,并且提示一调整左膝关节部件信息;反应于未接收到所述多个第一信息中的来自所述多个图像扫描装置中的右膝关节图像扫描装置的右膝关节位置确认信息,判定所述右膝关节部件并非正确地被安装至对应的所述右膝关节位置上,并且提示调整右膝关节部件信息;反应于接收到所述左膝关节位置确认信息及所述右膝关节位置确认信息,判定所述左膝关节部件与所述右膝关节部件正确地被安装至对应的所述左膝关节位置与所述右膝关节位置上,并且根据从所述多个图像扫描装置所接收的多个第二信息判断所述外骨骼装置的左髋关节部件与右髋关节部件是否正确地被安装至对应的左髋关节位置与右髋关节位置上;反应于未接收到所述多个第二信息中的来自所述多个图像扫描装置中的左髋关节图像扫描装置的左髋关节位置确认信息,判定所述左髋关节部件并非正确地被安装至对应的所述左髋关节位置上,提示调整左髋关节部件信息;反应于未接收到所述多个第二信息中的来自所述多个图像扫描装置中的右髋关节图像扫描装置的右髋关节位置确认信息,判定所述右髋关节部件并非正确地被安装至对应的所述右髋关节位置上,并且提示一调整右髋关节部件信息;反应于接收到所述左髋关节位置确认信息及所述右髋关节位置确认信息,判定所述左髋关节部件与所述右髋关节部件皆正确地被分别安装至对应的所述左髋关节位置与所述右髋关节位置上;以及反应于判定所述左髋关节部件与所述右髋关节部件皆正确地被分别安装至对应的所述左髋关节位置与所述右髋关节位置上,提示穿戴完毕信息。
在本发明的一实施例中,上述的传感系统更包括惯性传感器矩阵与角度传感器矩阵,其中反应于判定所述左髋关节部件与所述右髋关节部件皆正确地被分别安装至对应的所述左髋关节位置与所述右髋关节位置上,所述外骨骼穿戴管理方法更包括执行外骨骼出力校正操作。所述外骨骼出力校正操作包括提示一站立请求信息;根据从所述惯性传感器矩阵所接收的惯性数据判断所述使用者是否为站姿;反应于判定所述使用者为所述站姿,从所述角度传感器矩阵接收多个角度数据,其中所述多个角度数据包括左髋关节角度值、右髋关节角度值、左膝关节角度值以及右膝关节角度值;根据所述多个角度数据与所述存储装置中的历史数据库中的多个历史角度数据来计算多个角度差数据,其中所述多个历史角度数据包括历史左髋关节角度值、历史右髋关节角度值、历史左膝关节角度值以及历史右膝关节角度值,并且所述多个角度差数据包括左髋关节角度差值、右髋关节角度差值、左膝关节角度差值以及右膝关节角度差值;反应于所述多个角度差数据的其中之一大于对应的允许门槛值,提示站姿异常信息;以及反应于所述多个角度差数据皆不大于所述允许门槛值,根据所述多个角度差数据来调整所述外骨骼装置的对应所述多个角度差数据的多个输出力道,并且根据所述多个角度数据更新所述多个历史角度数据。
在本发明的一实施例中,上述的外骨骼穿戴装置更包括外骨骼调整系统。所述外骨骼调整系统更包括左步进马达与右步进马达。所述外骨骼穿戴管理方法更包括反应于判定所述左髋关节部件并非正确地被安装至对应的所述左髋关节位置上,控制所述左步进马达以改变所述左腿部件的长度;反应于判定所述右髋关节部件并非正确地被安装至对应的所述右髋关节位置上,更控制所述右步进马达以改变所述右腿部件的长度;在所述左腿部件的所述长度被改变的期间,反应于接收到所述左髋关节位置确认信息,判定所述左髋关节部件正确地被安装至对应的所述左髋关节位置上,并且控制所述左步进马达以停止改变所述左腿部件的所述长度;以及在所述右腿部件的所述长度被改变的期间,反应于接收到所述右髋关节位置确认信息,判定所述右髋关节部件正确地被安装至对应的所述右髋关节位置上,并且控制所述右步进马达以停止改变所述右腿部件的所述长度。
基于上述,本发明的实施例所提供的外骨骼穿戴管理系统与外骨骼穿戴管理方法,可根据判断外骨骼装置的多个部件是否正确地被安装于对应的多个预定位置上来提示使用者所述多个部件中需要被调整穿戴的一或多个部件。此外,在另一实施例所提供的外骨骼穿戴管理系统与外骨骼穿戴管理方法,更可直接自动地调整需要被调整的所述一或多个部件的位置,以及校正外骨骼的出力。如此一来,可让使用者正确地穿戴外骨骼装置,增加外骨骼装置的应用性、使用效率与工作效率,并且降低使用外骨骼装置的风险。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A是依照本发明的第一实施例所绘示的外骨骼穿戴管理系统的方块示意图。
图1B是依照本发明的第一实施例所绘示的惯性传感器矩阵与角度传感器矩阵的方块示意图。
图1C是依照本发明的第一实施例所绘示的外骨骼穿戴管理系统、外骨骼装置与使用者的示意图。
图2A是依照本发明的第一实施例所绘示的外骨骼穿戴管理方法的流程图。
图2B是依照本发明的第一实施例所绘示的髋关节位置管理操作的流程图。
图2C是依照本发明的第一实施例所绘示的外骨骼出力校正操作的流程图。
图3A是依照本发明的第一实施例所绘示的在使用者为坐姿时的惯性传感器的三轴加速度向量的示意图。
图3B是依照本发明的第一实施例所绘示的在使用者为站姿时的惯性传感器的三轴加速度向量的示意图。
图3C是依照本发明的第一实施例所绘示的角度传感器的示意图。
图4A是依照本发明的第二实施例所绘示的外骨骼穿戴管理系统的方块示意图。
图4B是依照本发明的第二实施例所绘示的图像扫描矩阵与对应的多个编码图像的方块示意图。
图5是依照本发明的第二实施例所绘示的外骨骼穿戴管理方法的流程图。
图6A是依照本发明的第二实施例所绘示的图像扫描装置与方块示意图。
图6B是依照本发明的第二实施例所绘示的图像扫描装置与编码图像的示意图。
图7是依照本发明的第二实施例所绘示的外骨骼调整系统的示意图。
图8是依照本发明的第二实施例所绘示的外骨骼穿戴管理系统、外骨骼装置与使用者的示意图。
附图标记:
1:外骨骼穿戴管理系统
2:使用者
10:外骨骼穿戴管理装置
20:传感系统
210:惯性传感器矩阵
220:角度传感器矩阵
110:存储装置
120:处理器
130:输出装置
140:主存储器
111:外骨骼穿戴管理程序代码模块
112:历史数据库
30:外骨骼调整系统
221L、221R、222L、222R:角度传感器
211L、211R:惯性传感器
30R、30L:外骨骼调整系统
31L:左膝关节部件
31R:右膝关节部件
32L:左腿部件
32R:右腿部件
33L:左髋关节部件
33R:右髋关节部件
RL、LL:长度
S211、S212、S213、S214、S215、S216、S217、S218:外骨骼穿戴管理方法的流程步骤
S221、S222、S223、S224、S225:髋关节位置管理操作的流程步骤
S231、S232、S233、S234、S235、S236、S237、S238、S239:
外骨骼出力校正操作的流程步骤
X1、Y1、Z1、X1’、Y1’、Z1’、X2、Y2、Z2、X2’、Y2’、Z2’:重力加速度向量
X1’_g、Y1’_g、Z1’_g、X2’_g、Y2’_g、Z2’_g:重力加速度
Θ1R、Θ2R:角度
310L:左步进马达
310R:右步进马达
320R:涡轮涡杆组
231L:左髋关节图像扫描装置
231R:右髋关节图像扫描装置
232L:左膝关节图像扫描装置
232R:右膝关节图像扫描装置
241L、241R、242L、242R:编码图像
S511、S512、S513、S514、S515、S516、S517:外骨骼穿戴管理方法的流程步骤
2311L:点图像解码器
2312L:图像获取装置
具体实施方式
[第一实施例]
图1A是依照本发明的第一实施例所绘示的外骨骼穿戴管理系统1的方块示意图。请参照图1A,在本实施例中,外骨骼穿戴管理系统1包括外骨骼穿戴管理装置10与传感系统20。在本实施例中,所述外骨骼穿戴管理装置包括存储装置110、处理器120、输出装置130以及主存储器140。所述传感系统20包括惯性传感器矩阵210以及角度传感器矩阵220。在一实施例中,外骨骼调整系统30耦接(电连接)至所述处理器120。
处理器120为具备运算能力的硬件,用以管理外骨骼穿戴管理装置的整体运作。即,处理器120为用以管理外骨骼穿戴管理装置的其他元件的主要硬件元件。在本实施例中,处理器120例如是一核心或多核心的中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)、微处理器(micro-processor)、或是其他可编程的处理单元(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、可编程控制器、特殊应用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits,ASIC)、可编程逻辑装置(Programmable Logic Device,PLD)或其他类似装置。
存储装置110可以经由处理器120的指示来记录一些需要长时间存储的数据,例如,用以控制外骨骼穿戴管理装置的固件或是软件;一或多个程序代码模块;以及一或多个数据库。存储装置110可以是任何型态的硬盘机(Hard Disk Drive,HDD)或非挥发性存储器存储装置(如,固态硬盘)。所述一或多个程序代码模块包括外骨骼穿戴管理程序代码模块111。所述一或多个数据库包括历史数据库112。所述历史数据库112用以记录多种历史数据,例如,历史角度数据。在本实施例中,所述历史角度数据包括历史左髋关节角度值、历史右髋关节角度值、历史左膝关节角度值以及历史右膝关节角度值。
在本实施例中,处理器120可经由存取与执行外骨骼穿戴管理程序代码模块111来执行外骨骼穿戴管理操作,以实现本发明的实施例所提供的外骨骼穿戴管理方法。
输出装置130用于输出信息。所述信息可以为语音信息、文字信息、图像信息或其他形式的多媒体信息。所述输出装置130亦对应所输出的信息的型态。举例来说,对应语音信息的输出装置130可为喇叭;对应文字信息的输出装置130可为荧幕;对应多媒体信息的输出装置130可为具有喇叭的荧幕;对应灯号信息的输出装置130可为可显示多个LED灯号的LED灯具。
在一实施例中,外骨骼穿戴管理装置更包括输入装置。所述输入装置例如是触控面板等供使用者2施加输入操作以输入数据的电子装置。在一实施例中,输出装置130亦可与输入装置整合。例如,所整合成的触控面板可同时提供输出信息及接收触控输入操作的功能。在本实施例中,使用者2可通过施加输入操作于输入装置,以触发外骨骼穿戴管理操作的执行。
在本实施例中,主存储器140用以暂存数据。主存储器140例如是动态随机存取存储器。所述数据包括用以管理外骨骼穿戴管理装置的固件、经由传感系统20所获得的多种数据,本发明不限于此。
图1B是依照本发明的第一实施例所绘示的惯性传感器矩阵与角度传感器矩阵的方块示意图。图1C是依照本发明的第一实施例所绘示的外骨骼穿戴管理系统1、外骨骼装置与使用者2的示意图。请参照图1B与图1C,在本实施例中,所述惯性传感器矩阵210包括多个惯性传感器211L、211R。例如,安装于外骨骼装置的左腿部件32L上的左惯性传感器211L与安装在外骨骼装置的右腿部件32R上的右惯性传感器211R。所述惯性传感器用以检测所述惯性传感器的至少三轴(X轴、Y轴、Z轴)的加速度向量值,并且所述惯性传感器可传感所述惯性传感器的每一轴读加速度向量值的重力加速度分量。所述惯性传感器例如是9轴微机电惯性传感器(9-Axis MEMS IMU)或其他适合的惯性传感器,本发明不限于此。
此外,请参照图1B,在本实施例中,所述角度传感器矩阵220包括多个角度传感器221L~222R。例如,安装于外骨骼装置的左髋关节部件33L上的角度传感器221L、安装在外骨骼装置的右髋关节部件33R上的角度传感器221R、安装在外骨骼装置的左膝关节部件31L上的角度传感器222L、安装在外骨骼装置的右膝关节部件31R上的角度传感器222R。在本实施例中,所述角度传感器用以传感所对应的关节部件的角度值。即,所述传感系统20的角度传感器矩阵220用以持续传感所述外骨骼装置的(多个关节部件的)所述当前姿态以输出对应所述当前姿态的多个角度数据至所述外骨骼穿戴管理装置。所述角度传感器例如是霍尔传感器等适合的角度传感器,本发明不限于此。
在本实施例中,左髋关节部件33L与左膝关节部件31L之间的距离LL亦可称为左腿部件32L的长度,并且右髋关节部件33R与右膝关节部件31R之间的距离RL亦可称为右腿部件32R的长度。
以下经由图2A来说明本实施例的外骨骼穿戴管理装置所执行的外骨骼穿戴管理操作及对应实现的外骨骼穿戴管理方法的细节。
请参照图2A,在步骤S211中,处理器120从传感系统20接收第一惯性数据。接着,在步骤S212中,处理器120根据所述第一惯性数据判断使用者2是否为坐姿。
具体来说,惯性传感器矩阵210的多个惯性传感器会各自检测自身的姿态来输出对应的惯性数据。在本实施例中,所述第一惯性数据包括来自所述左惯性传感器211L的第一左惯性数据与来自所述右惯性传感器211R的第一右惯性数据。更详细来说,惯性传感器会传感的重力加速度在惯性传感器上的X轴、Y轴与Z轴的分量,并且输出所述重力加速度在惯性传感器上的X轴分量、Y轴分量与Z轴分量(亦称,X轴重力加速度向量、Y轴重力加速度向量与Z轴重力加速度向量)。
此外,在根据所述第一惯性数据判断使用者2是否为坐姿的运作中,处理器120会判断所述第一左惯性数据中的X轴重力加速度绝对值是否在预定重力加速度范围内,并且判断所述第一右惯性数据中的X轴重力加速度绝对值在所述预定重力加速度范围内。在本实施例中,预定重力加速度范围为0.9g至1g。所述第一左惯性数据中的所述X轴重力加速度绝对值为所述第一左惯性数据中的X轴重力加速度向量的绝对值;所述第一右惯性数据中的所述X轴重力加速度绝对值为所述第一右惯性数据中的X轴重力加速度向量的绝对值。应注意的是,所述预定重力加速度范围亦可被设定为其他数值范围,本发明不限于此。
此外,反应于辨识所述第一左惯性数据中的X轴重力加速度绝对值在预定重力加速度范围内且所述第一右惯性数据中的X轴重力加速度绝对值在所述预定重力加速度范围内,所述处理器120判定所述使用者2为所述坐姿。
图3A是依照本发明的第一实施例所绘示的在使用者2为坐姿时的惯性传感器的三轴加速度向量的示意图。图3B是依照本发明的第一实施例所绘示的在使用者2为站姿时的惯性传感器的三轴加速度向量的示意图。
请先参照图3A,在本实施例中,以右惯性传感器211R为例子(在图3A中的右惯性传感器211R的右表面面对右腿外侧)。右惯性传感器211R会输出具有X轴重力加速度向量X1、Y轴重力加速度向量Y1、Z轴重力加速度向量Z1的惯性数据(亦称,右惯性数据)(左惯性传感器211L所输出的惯性数据可称为左惯性数据)。
于图3A中左方的平行右腿态样中,由于右惯性传感器211R及所安装的右腿部件32R平行于使用者2的右腿,右惯性传感器211R的X轴重力加速度向量X1的绝对值(亦称,X轴重力加速度绝对值)会接近1g。即,会落于预定重力加速度范围内。应注意的是,在此平行右腿态样中,右惯性传感器211R的Y轴重力加速度向量Y1的绝对值(亦称,Y轴重力加速度绝对值)会接近0g;右惯性传感器211R的Z轴重力加速度向量Z1的绝对值(亦称,Z轴重力加速度绝对值)会接近0g。
于图3A中右方的不平行右腿态样中,由于右惯性传感器211R及所安装的右腿部件32R不平行于使用者2的右腿(例如,如图3A所示向右腿外侧所面对的方向倾斜),右惯性传感器211R会输出具有X轴重力加速度向量X1’(如,对应重力加速度X1’_g)、Y轴重力加速度向量Y1’(如,对应重力加速度Y1’_g)、Z轴重力加速度向量Z1’(如,对应重力加速度Z1’_g)的右惯性数据。更详细来说,X轴重力加速度向量X1’是重力加速度X1’_g的分量;Y轴重力加速度向量Y1’是重力加速度Y1’_g的分量;Z轴重力加速度向量Z1’是重力加速度Z1’_g的分量。
右惯性传感器211R的X轴重力加速度向量X1’的绝对值会可能落于预定重力加速度范围之外(如,0.7g)或落于预定重力加速度范围之内。此外,应注意的是,在此使用者2为坐姿且右惯性传感器211R为不平行右腿态样的例子中,由于右惯性传感器211R及所安装的右腿部件32R不平行于使用者2的右腿,右惯性传感器211R的Y轴重力加速度向量Y1’的绝对值(亦称,Y轴重力加速度绝对值)会大于0g(即,右惯性传感器211R的Y轴方向会传感到重力加速度的分量);右惯性传感器211R的Z轴重力加速度向量Z1’的绝对值(亦称,Z轴重力加速度绝对值)会大于0g(即,右惯性传感器211R的Z轴方向会传感到重力加速度的分量)。
相似地,请再参照图3B,在本实施例中,以右惯性传感器211R为例子(在图3B中的右惯性传感器211R的右表面面对右腿外侧)。由于使用者2从图3A的坐姿改变为图3B的站姿(X轴重力加速度向量朝向天空的坐姿改变为Y轴重力加速度向量朝向天空的站姿),右惯性传感器211R会依照Y轴重力加速度向量往X轴重力加速度向量的方向来改变姿态。即,右惯性传感器211R会输出具有X轴重力加速度向量X2、Y轴重力加速度向量Y2、Z轴重力加速度向量Z2的右惯性数据。
于图3B中左方的平行右腿态样中,由于右惯性传感器211R及所安装的右腿部件32R平行于使用者2的右腿,右惯性传感器211R的Y轴重力加速度向量Y2的绝对值(亦称,Y轴重力加速度绝对值)会接近1g。即,会落于预定重力加速度范围内。应注意的是,在此平行右腿态样中,右惯性传感器211R的X轴重力加速度向量X2的绝对值(亦称,X轴重力加速度绝对值)会接近0g;右惯性传感器211R的Z轴重力加速度向量Z2的绝对值(亦称,Z轴重力加速度绝对值)会接近0g。
于图3B中右方的不平行右腿态样中,由于右惯性传感器211R及所安装的右腿部件32R不平行于使用者2的右腿(例如,如图3B所示向右腿外侧所面对的方向倾斜),右惯性传感器211R会输出具有X轴重力加速度向量X2’(如,对应重力加速度X2’_g)、Y轴重力加速度向量Y2’(如,对应重力加速度Y2’_g)、Z轴重力加速度向量Z2’(如,对应重力加速度Z2’_g)的右惯性数据。右惯性传感器211R的Y轴重力加速度向量Y2’的绝对值会可能落于预定重力加速度范围之外(如,0.7g)或落于预定重力加速度范围之内。此外,应注意的是,在此使用者2为坐姿且右惯性传感器211R为不平行右腿态样的例子中,右惯性传感器211R的X轴重力加速度向量X2’的绝对值(亦称,X轴重力加速度绝对值)会大于0g(即,右惯性传感器211R的X轴方向会传感到重力加速度的分量);右惯性传感器211R的Z轴重力加速度向量Z2’的绝对值(亦称,Z轴重力加速度绝对值)会大于0g(即,右惯性传感器211R的Z轴方向会传感到重力加速度的分量)。
换句话说,处理器120可根据判断左惯性数据与右惯性数据同时落入于预定重力加速度范围内的重力加速度绝对值是属于Y轴或X轴的重力加速度绝对值来判断使用者2目前为站姿或坐姿。
请再回到图2A,反应于判定使用者2不为坐姿,接续至步骤S213,处理器120可指示输出装置130提示使用者2坐下。如,输出装置130可发出内容为“请使用者坐下”的语音信息或文字信息。接着,整体流程再回到步骤S211与S212,以再次判断使用者2是否为坐姿。应注意的是,在步骤S213中,处理器120可等待一段预定时间(如,10秒)后,再执行步骤S211,以让使用者2于所等待的预定时间中来改变为坐姿。
反应于判定使用者2为坐姿,接续至步骤S214,处理器120从所述传感系统20接收第二惯性数据。具体来说,在执行步骤S214的期间,处理器120所述传感系统20所接收的惯性数据可称为第二惯性数据。更具体来说,所述第二惯性数据包括来自所述左惯性传感器211L的N个第二左惯性数据与来自所述右惯性传感器211R的N个第二右惯性数据,并且N为预定正整数(如,500)。例如,在步骤S214中,处理器120会从传感系统20持续接收500笔惯性数据。
接着,在步骤S215中,处理器120根据所述第二惯性数据判断是否所述外骨骼装置的左腿部件32L平行于所述使用者2的左腿且所述外骨骼装置的右腿部件32R平行于所述使用者2的右腿。
具体来说,如上述,在使用者2为坐姿时,若Y轴重力加速度绝对值大于0g或Z轴重力加速度绝对值大于0g,可视为惯性传感器所安装的部件不平行于腿部。因此,在步骤S215中,所述处理器120更根据所述N个第二左惯性数据来计算对应所述N个第二左惯性数据的Y轴加速度绝对平均值与Z轴加速度绝对平均值,并且根据所述N个第二右惯性数据来计算对应所述N个第二右惯性数据的Y轴加速度绝对平均值与Z轴加速度绝对平均值。例如,所述处理器120根据所述500个第二左惯性数据各自的Y轴加速度绝对值来计算此500个Y轴加速度绝对值的平均值以作为对应所述500个第二左惯性数据的Y轴加速度绝对平均值;所述处理器120根据所述500个第二左惯性数据各自的Z轴加速度绝对值来计算此500个Z轴加速度绝对值的平均值以作为对应所述500个第二左惯性数据的Z轴加速度绝对平均值。
在获得Y轴加速度绝对平均值与Z轴加速度绝对平均值后,处理器120更判断Y轴加速度绝对平均值是否大于Y轴误差门槛值,并且判断Z轴加速度绝对平均值是否大于Z轴误差门槛值。所述Y轴误差门槛值与Z轴误差门槛值可被设定为0.2g(0.2倍的重力加速度),或其他适合的数值,本发明不限于此。此外,在一实施例中,所述Y轴误差门槛值可不同于所述Z轴误差门槛值,并且所述Y轴加速度绝对平均值与所述Z轴加速度绝对平均值的数值越小表示对应的惯性传感器所安装的部件越平行于相应的腿部。
反应于辨识对应所述第二左惯性数据中的所述Y轴加速度绝对平均值大于Y轴误差门槛值或对应所述第二左惯性数据中的所述Z轴加速度绝对平均值大于Z轴误差门槛值,所述处理器120判定所述外骨骼装置的所述左腿部件32L不平行于所述使用者2的所述左腿(步骤S215→步骤S217);反应于辨识对应所述第二右惯性数据中的所述Y轴加速度绝对平均值大于所述Y轴误差门槛值或对应所述第二右惯性数据中的所述Z轴加速度绝对平均值大于所述Z轴误差门槛值,所述处理器120判定所述外骨骼装置的所述右腿部件32R不平行于所述使用者2的所述右腿(步骤S215→步骤S218)。
在步骤S217中,处理器120指示输出装置130提示一调整左腿部件信息。例如,输出装置130可输出内容为“左腿部件不平行于左腿,请进行调整”的语音信息或文字信息。
在步骤S218中,处理器120指示输出装置130提示一调整右腿部件信息。例如,输出装置130可输出内容为“右腿部件不平行于右腿,请进行调整”的语音信息或文字信息。
此外,反应于辨识对应所述第二左惯性数据中的所述Y轴加速度绝对平均值不大于Y轴误差门槛值且对应所述第二左惯性数据中的所述Z轴加速度绝对平均值不大于Z轴误差门槛值,所述处理器120判定所述外骨骼装置的所述左腿部件32L平行于所述使用者2的所述左腿(步骤S215→步骤S216);反应于辨识对应所述第二右惯性数据中的所述Y轴加速度绝对平均值不大于所述Y轴误差门槛值且对应所述第二右惯性数据中的所述Z轴加速度绝对平均值不大于所述Z轴误差门槛值,所述处理器120判定所述外骨骼装置的所述右腿部件32R平行于所述使用者2的所述右腿(步骤S215→步骤S216)。
反应于判定所述外骨骼装置的左腿部件32L平行于所述使用者2的左腿且所述外骨骼装置的右腿部件32R平行于所述使用者2的右腿,接续至步骤S216,处理器120指示所述输出装置130提示一左腿部件与右腿部件穿戴正确信息。例如,输出装置130可输出内容为“左腿部件与右腿部件穿戴正确”的语音信息或文字信息。
在本实施例中,反应于判定所述外骨骼装置的左腿部件32L平行于所述使用者2的左腿且所述外骨骼装置的右腿部件32R平行于所述使用者2的右腿,处理器120更执行髋关节位置管理操作。
图2B是依照本发明的第一实施例所绘示的髋关节位置管理操作的流程图。请参照图2B,在步骤S221中,所述处理器120从所述传感系统20接收多个第一角度数据,其中所述多个第一角度数据包括左髋关节角度值(亦称,第一左髋关节角度值)与右髋关节角度值(亦称,第一右髋关节角度值)。接着,所述处理器120根据所述多个第一角度数据来判断是否所述外骨骼装置的左髋关节部件33L正确地被安装于对应所述左髋关节部件33L的左髋关节位置上且所述外骨骼装置的右髋关节部件33R正确地被安装于对应所述右髋关节部件33R的右髋关节位置上。以下利用图3C来说明。
图3C是依照本发明的第一实施例所绘示的角度传感器的示意图。请参照图3C,假设以对应使用者2的右腿的外骨骼装置及外骨骼穿戴管理系统1为例子。安装于右髋关节部件33R的角度传感器221R可传感右髋关节部件33R的角度值Θ1R(亦称,右髋关节角度值);安装于右膝关节部件31R的角度传感器222R可传感右膝关节部件31R的角度值Θ2R(亦称,右膝关节角度值)。相对地,安装于左髋关节部件33L的角度传感器221L可传感左髋关节部件33L的角度值(亦称,左髋关节角度值);安装于左膝关节部件31L的角度传感器222L可传感左膝关节部件31L的角度值(亦称,左膝关节角度值)。
在本实施例中,如图3C所示的例子,处理器120会判断所述右髋关节角度值Θ1R是否在预定角度范围内,并且判断所述右髋关节角度值Θ1R是否在预定角度范围内。所述预定角度范围例如为80度至100度(即,90度±误差角度值,误差角度值例如为10度)。此外,反应于所述右髋关节角度值Θ1R小于80度,处理器120会判定右腿部件32R的长度过小,并且也判定右髋关节部件33R的位置应该要往远离右膝盖关节部件的方向来进行调整,以使右髋关节部件33R可以被安装于对应的预定位置(亦称,右髋关节预定位置)上;反应于所述右髋关节角度值Θ1R大于100度,处理器120会判定右腿部件32R的长度过长,并且也判定右髋关节部件33R的位置应该要往朝向右膝盖关节部件的方向来进行调整,以使右髋关节部件33R可以被安装于对应的预定位置上。值得一提的是,在一实施例中,处理器120可经由控制外骨骼调整系统30中的左/右步进马达310R来调整左/右髋关节部件的位置。详细的方法会说明于下方的第二实施例中。
在本实施例中,反应于判定所述左髋关节角度值在预定角度范围内,所述处理器120判定所述左髋关节部件33L正确地被安装于所述左髋关节预定位置上;反应于判定所述左髋关节角度值不在预定角度范围内,所述处理器120判定所述左髋关节部件33L并非正确地被安装于所述左髋关节预定位置上(步骤S222→步骤S223)。所述左髋关节预定位置为对应于使用者2的左髋关节的预定位置(如,左髋关节的正左方),本发明不限于此。
请再回到图2B,反应于判定所述右髋关节角度值在所述预定角度范围内,所述处理器120判定所述右髋关节部件正确地被安装于所述右髋关节位置上;反应于判定所述右髋关节角度值不在预定角度范围内,所述处理器120判定所述右髋关节部件33R并非正确地被安装于所述右髋关节预定位置上(步骤S222→步骤S224)。所述右髋关节预定位置为对应于使用者2的右髋关节的预定位置(如,右髋关节的正右方),本发明不限于此。
在本实施例中,反应于判定所述左髋关节部件33L并非正确地被安装于所述左髋关节位置上,在步骤S223中,所述处理器120指示所述输出装置130提示一调整左髋关节部件信息。所述调整左髋关节部件信息例如是内容为“左髋关节部件的安装位置不正确,请调整”的语音信息或文字信息等,本发明不限于此。
反应于判定所述右髋关节部件33R并非正确地被安装于所述右髋关节位置上,在步骤S224中,所述处理器120指示所述输出装置130提示一调整右髋关节部件信息。所述调整右髋关节部件信息例如是内容为“右髋关节部件33R的安装位置不正确,请调整”的语音信息或文字信息等,本发明不限于此。
应注意的是,在步骤S223与步骤S224中,处理器120可等待另一段预定时间后,再执行步骤S221,以让使用者2于所等待的另一段预定时间中来调整对应的髋关节部件的安装位置。
另一方面,反应于判定所述左髋关节部件33L正确地被安装于对应所述左髋关节部件33L的所述左髋关节位置上且所述右髋关节部件33R正确地被安装于对应所述右髋关节部件33R的所述右髋关节位置上,接续至步骤S225,所述处理器120指示所述输出装置130提示一穿戴完毕信息。所述穿戴完毕信息例如是内容为“外骨骼装置已正确地穿戴完毕”的语音信息或文字信息等,本发明不限于此。
此外,在本实施例中,反应于判定所述左髋关节部件33L正确地被安装于对应所述左髋关节部件33L的所述左髋关节位置上且所述右髋关节部件33R正确地被安装于对应所述右髋关节部件33R的所述右髋关节位置上,处理器120更可执行外骨骼出力校正操作,以通过外骨骼出力校正操作来根据外骨骼装置的每个关节部件的角度误差值来校正外骨骼装置的各个部件的输出力道。
图2C是依照本发明的第一实施例所绘示的外骨骼出力校正操作的流程图。请参照图2C,在步骤S231中,处理器120指示所述输出装置130提示站立请求信息。所述站立请求信息例如是内容为“请使用者站立”的语音信息或文字信息等,本发明不限于此。
在步骤S232中,处理器120从传感系统20接收第三惯性数据。也就是说,在提示使用者站立后,处理器120会开始从传感系统20的惯性传感器矩阵210来接收惯性数据(亦称,第三惯性数据)。
接着,在步骤S233中,处理器120根据所述第三惯性数据判断所述使用者2是否为站姿。具体来说,利用惯性数据(及其中的三轴加速度向量)来判断使用这是否为站姿的方法已经说明如上,不赘述于此。也就是说,反应于辨识所述第三左惯性数据中的Y轴重力加速度绝对值在预定重力加速度范围内且所述第三右惯性数据中的Y轴重力加速度绝对值在所述预定重力加速度范围内,所述处理器120判定所述使用者2为所述站姿(步骤S233→是);反应于辨识所述第三左惯性数据中的Y轴重力加速度绝对值不在预定重力加速度范围内或所述第三右惯性数据中的Y轴重力加速度绝对值不在所述预定重力加速度范围内,所述处理器120判定所述使用者2不为所述站姿(步骤S233→否)。
在判定使用者2为站姿后,在步骤S234中,处理器120从传感系统20接收多个第二角度数据。所述多个第二角度数据包括左髋关节角度值(亦称,第二左髋关节角度值)、右髋关节角度值(亦称,第二左髋关节角度值)、左膝关节角度值以及右膝关节角度值。
接着,在步骤S235中,处理器120根据所述多个第二角度数据与存储装置110中的历史数据库112中的多个历史角度数据来计算多个角度差数据。所述多个角度差数据包括左髋关节角度差值、右髋关节角度差值、左膝关节角度差值以及右膝关节角度差值。例如,左髋关节角度差值为经由计算第二左髋关节角度值减去历史左髋关节角度值所获得的差值。
接着,在步骤S236中,处理器120判断所述多个角度差数据的其中之一是否大于对应的允许门槛值。在本实施例中,处理器120会根据不同的角度差值设定对应的允许门槛值。若某个特定的角度差值大于所对应的允许门槛值,处理器120会认为误差太大,而提示异常信息。例如,反应于所述多个角度差数据的其中之一是否大于对应的允许门槛值(步骤S236→是),接续至步骤S237,处理器120指示所述输出装置130提示站姿异常信息。所述站姿异常信息例如是内容为“使用者当前的站姿异常,请确认!”的语音信息或文字信息等,本发明不限于此。
此外,反应于所述多个角度差数据皆不大于所述对应允许门槛值(步骤S236→否),接续至步骤S238,处理器120根据所述多个角度差数据来调整所述外骨骼装置的对应所述多个角度差数据的多个输出力道。具体来说,处理器120可根据多个角度差数据中的特定的角度差数据来改变前一次或预设的外骨骼装置的多个部件中对应所述特定的角度差数据的一或多个目标部件的输出力道。
接着,在步骤S239中,处理器120根据所述多个第二角度数据更新所述多个历史角度数据。具体来说,在调整对应所述多个角度差数据的所述多个输出力道,处理器120亦可记录调整后的所述多个输出力道,并且利用所述多个第二角度数据来更新所述多个历史角度数据。
如此一来,通过外骨骼出力校正操作来根据外骨骼装置的每个关节部件的角度误差值来校正外骨骼装置的各个部件的输出力道,可进一步地使外骨骼装置各部件的输出力道适应使用者2当下穿戴外骨骼装置的姿态。
[第二实施例]
在第二实施例,大部分的硬件元件与相应的功能、方法已经说明于第一实施例。以下仅针对不同的部份来进行说明。
图4A是依照本发明的第二实施例所绘示的外骨骼穿戴管理系统的方块示意图。请参照图4A,第二实施例主要与第一实施例不同的地方在于,第二实施例所提供的外骨骼穿戴系统的传感系统20更包括了图像扫描矩阵,并且外骨骼穿戴系统1更包括了外骨骼调整系统30。所述外骨骼调整系统30包括左步进马达310L与右步进马达310R。此外,第二实施例主要是经由判断是否接收到来自图像扫描矩阵的多个信息来判断外骨骼装置是否正确地被穿戴。
图4B是依照本发明的第二实施例所绘示的图像扫描矩阵与对应的多个编码图像的方块示意图。请参照图4B,所述图像扫描矩阵包括多个图像扫描装置,如,左髋关节图像扫描装置231L、右髋关节图像扫描装置231R、左膝关节图像扫描装置232L、右膝关节图像扫描装置232R。所述多个图像扫描装置231L、231R、232L、232R各自用以扫描对应的编码图像241L、241R、242L、242R,以对所扫描的编码图像241L、241R、242L、242R进行解码,进而获得对应的信息。以下利用图6A、6B来说明。
图6A是依照本发明的第二实施例所绘示的图像扫描装置与方块示意图。请参照图6A,以图像扫描装置为例子。图像扫描装置包括点图像解码器2311L与耦接至点图像解码器2311L的图像获取装置2312L。
所述图像获取装置2312L例如是由感光元件、镜头、LED灯所组成的电子装置,可经由LED灯照亮表面,以拍摄/获取印刷于所述表面上的编码图像。
每个编码图像亦可称为点图像,是由许多微图像单元(graphical micro-units)组合而成,由于微图像单元相当微小,故容易在视觉上被忽略,或被人眼解读为底色。编码图像经由印刷等方式被绘制于外骨骼装置中的对应的部件的表面上。图像获取装置2312L可尝试获取所述表面上的影像,并且自所获取影像中辨识由多个微图像单元所组成的一组编码图像。所述点图像解码器2311L可对所辨识的编码图像执行解码操作,以辨识所获取影像中的编码图像的信息。
图6B是依照本发明的第二实施例所绘示的图像扫描装置与编码图像的示意图。请参照图6B,假设对应图像扫描装置231L的一组编码图像241L具有多个子区域600(1)~600(9),根据使用者2所面对的方向,所述多个子区域中的编码图像610(1)~610(9)可表示对应图像扫描装置231L的左髋关节部件33L的与预定的左髋关节位置之间的相对位置关系。举例来说,当图像获取装置2312L获取到编码图像610(5),点图像解码器2311L可解码编码图像610(5)以获得左髋关节位置确认信息。点图像解码器2311L可传送左髋关节位置确认信息至处理器120。
又例如,当图像获取装置2312L获取到编码图像610(2),点图像解码器2311L可解码编码图像610(2)以获得左髋关节部件位置过高信息。点图像解码器2311L可传送左髋关节部件位置过高信息至处理器120。处理器120接收到左髋关节部件位置过高信息后,处理器120可知道当前左髋关节部件33L的安装位置过高,需要向此组编码图像241L的下方调整(即,需要往朝向编码图像610(5)的方向来进行调整)。即,需要缩短左腿部件32L的长度。换句话说,当所接收到的信息(亦称,关节位置确认信息)是对应此组编码图像241L的正中央的编码图像时,处理器120可判定所对应的关节部件正确地被安装于预定的关节位置上;当没有接收到相应的关节位置确认信息时,处理器120可判定所对应的关节部件并非正确地被安装于预定的关节位置上,并且处理器120可进一步地依据所接收到的信息来控制外骨骼调整系统130,以使关节部件往预定的关节位置移动直到接收到相应的关节位置确认信息。
图7是依照本发明的第二实施例所绘示的外骨骼调整系统的示意图。请参照图7,假设以右腿部件32R及对应于右腿部件32R的外骨骼调整系统30为例子。对应于右腿部件32R的外骨骼调整系统30包括右步进马达310R与右涡轮涡杆组320R。所述处理器120可利用控制信号来控制右步进马达310R的转动,以改变右涡轮涡杆组320R露出右腿部件32R的部份的长度,进而改变右腿部件32R的长度。如此一来,右髋关节部件33R的安装位置便可被调整。
例如,当处理器120判定右腿部件32R的长度过长,处理器120可控制右步进马达310R,以让右涡轮涡杆组320R向右移动,以缩短右腿部件32R的长度。
以下利用图5与图8来说明第二实施例的流程。
图5是依照本发明的第二实施例所绘示的外骨骼穿戴管理方法的流程图。图8是依照本发明的第二实施例所绘示的外骨骼穿戴管理系统、外骨骼装置与使用者的示意图。请参照图5,在步骤S511中,处理器120根据从多个图像扫描装置所接收的多个第一信息判断是否外骨骼装置的左膝关节部件31L与右膝关节部件31R正确地被安装至对应的左膝关节位置与右膝关节位置上。
具体来说,在本实施例中,首先,处理器120会根据是否接收到左膝关节位置确认信息与右膝关节位置确认信息来确认的是膝关节部件是否正确地被安装(穿戴)至对应的膝关节位置上。
更详细来说,当经由所述左膝关节图像扫描装置232L扫描到对应所述左膝关节图像扫描装置232L的第一编码图像242L时,经由所述左膝关节图像扫描装置232L对所述第一编码图像242L执行解码来发送一左膝关节位置确认信息至处理器120,其中所述左膝关节位置确认信息用以指示所述左膝关节部件31L已正确地被安装于左膝关节位置上;当所述右膝关节图像扫描装置232R扫描到对应所述右膝关节图像扫描装置232R的第二编码图242R像时,经由所述右膝关节图像扫描装置232R对所述第二编码图像242R执行解码来发送一右膝关节位置确认信息至处理器120,其中所述右膝关节位置确认信息用以指示所述右膝关节部件31R已正确地被安装于右膝关节位置上。
反应于未接收到所述多个第一信息中的来自所述多个图像扫描装置中的左膝关节图像扫描装置232L的左膝关节位置确认信息,所述处理器120更用以判定所述左膝关节部件并非正确地被安装至对应的所述左膝关节位置上(步骤S511→步骤S512),并且接续至步骤S512,所述处理器120更用以指示所述输出装置130提示一调整左膝关节部件信息。
反应于未接收到所述多个第一信息中的来自所述多个图像扫描装置中的右膝关节图像扫描装置232R的右膝关节位置确认信息,所述处理器120更用以判定所述右膝关节部件31R并非正确地被安装至对应的所述右膝关节位置上(步骤S511→步骤S513),并且接续至步骤S513,所述处理器120更用以指示所述输出装置130提示一调整右膝关节部件信息。
反应于接收到所述左膝关节位置确认信息及所述右膝关节位置确认信息,所述处理器120更用以判定所述左膝关节部件与所述右膝关节部件31R正确地被安装至对应的所述左膝关节位置与所述右膝关节位置上(步骤S511→是),并且接续至步骤S514,处理器120根据从所述多个图像扫描装置所接收的所述多个第二信息判断是否所述外骨骼装置的左髋关节部件33L与右髋关节部件33R正确地被安装至对应的左髋关节位置与右髋关节位置上。
更详细来说,当所述左髋关节图像扫描装置231L扫描到对应所述左髋关节图像扫描装置231L的第三编码图像241L时,经由所述左髋关节图像扫描装置231L对所述第三编码图像241L执行解码来发送一左髋关节位置确认信息至处理器120,其中所述左髋关节位置确认信息用以指示所述左髋关节部件33L已正确地被安装于所述左髋关节位置上;当所述右髋关节图像扫描装置231R扫描到对应所述右髋关节图像扫描装置231R的第四编码图像241R时,经由所述右髋关节图像扫描装置231R对所述第四编码图像241R执行解码来发送一右髋关节位置确认信息至处理器120,其中所述右髋关节位置确认信息用以指示所述右髋关节部件33R已正确地被安装于所述右髋关节位置上。
反应于未接收到所述多个第二信息中的来自所述多个图像扫描装置中的左髋关节图像扫描装置231L的左髋关节位置确认信息,所述处理器120更用以判定所述左髋关节部件33L并非正确地被安装至对应的所述左髋关节位置上(步骤S514→步骤S516),并且在步骤S516中,所述处理器120更用以指示所述输出装置130提示一调整左髋关节部件信息。此外,在一实施例中,处理器120更可控制所述左步进马达310L以改变所述左腿部件32L的长度。在所述左腿部件32L的所述长度被改变的期间,反应于接收到所述左髋关节位置确认信息,判定所述左髋关节部件33L正确地被安装至对应的所述左髋关节位置上,并且控制所述左步进马达310L以停止改变所述左腿部件32L的所述长度。
另一方面,反应于未接收到所述多个第二信息中的来自所述多个图像扫描装置中的右髋关节图像扫描装置231R的右髋关节位置确认信息,所述处理器120更用以判定所述右髋关节部件33R并非正确地被安装至对应的所述右髋关节位置上(步骤S514→步骤S515),并且在步骤S515中,所述处理器120更用以指示所述输出装置130提示一调整右髋关节部件信息。此外,在一实施例中,处理器120更可控制所述右步进马达310R以改变所述右腿部件32R的长度。在所述右腿部件32R的所述长度被改变的期间,反应于接收到所述右髋关节位置确认信息,判定所述右髋关节部件33R正确地被安装至对应的所述右髋关节位置上,并且控制所述右步进马达310R以停止改变所述右腿部件32R的所述长度。
换句话说,当处理器120接收到对应的左/右髋关节位置确认信息时,处理器120辨识到左/右髋关节部件已正确地被安装(穿戴)于预定的左/右髋关节位置上,并且经由控制左/右步进马达以停止改变对应的左/右腿部件的长度。
反应于接收到所述左髋关节位置确认信息及所述右髋关节位置确认信息,所述处理器120更用以判定所述左髋关节部件33L与所述右髋关节部件33R皆正确地被分别安装至对应的所述左髋关节位置与所述右髋关节位置上(步骤S514→是)。接着,在步骤S517中,处理器120指示输出装置130提示一穿戴完毕信息。
在本实施例中,反应于判定所述左髋关节部件33L与所述右髋关节部件33R皆正确地被分别安装至对应的所述左髋关节位置与所述右髋关节位置上,所述处理器120亦可执行外骨骼出力校正操作。外骨骼出力校正操作的细节已经详述于第一实施例中,不赘述于此。
综上所述,本发明的实施例所提供的外骨骼穿戴管理系统与外骨骼穿戴管理方法,可根据判断外骨骼装置的多个部件是否正确地被安装于对应的多个预定位置上来提示使用者所述多个部件中需要被调整穿戴的一或多个部件。此外,在另一实施例所提供的外骨骼穿戴管理系统与外骨骼穿戴管理方法,更可直接自动地调整需要被调整的所述一或多个部件的位置,以及校正外骨骼的出力。如此一来,可让使用者正确地穿戴外骨骼装置,增加外骨骼装置的应用性、使用效率与工作效率,并且降低使用外骨骼装置的风险。
虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视权利要求范围界定为准。
Claims (22)
1.一种外骨骼穿戴管理系统,其特征在于,适用于被穿戴于一使用者上的一外骨骼装置,所述外骨骼穿戴管理系统包括:
一外骨骼穿戴管理装置,耦接至所述外骨骼装置上;以及
一传感系统,安装于所述外骨骼装置上且耦接至所述外骨骼穿戴管理装置,用以持续传感所述外骨骼装置的当前姿态以输出对应所述当前姿态的惯性数据至所述外骨骼穿戴管理装置,
其中所述外骨骼穿戴管理装置包括:
一输出装置;
一存储装置,存储一外骨骼穿戴管理程序代码模块;以及
一处理器,用以存取且执行所述外骨骼穿戴管理程序代码模块,以实现一外骨骼穿戴管理方法,
其中所述处理器用以从所述传感系统接收第一惯性数据且根据所述第一惯性数据判断所述使用者是否为坐姿,
其中反应于判定所述使用者为所述坐姿,所述处理器更用以接收第二惯性数据,其中所述处理器更用以根据所述第二惯性数据判断是否所述外骨骼装置的多个腿部件各自平行于所述使用者的对应的腿,
其中反应于判定所述外骨骼装置的多个腿部件的其中之一不平行于所述使用者的对应的所述腿,所述处理器更用以指示所述输出装置提示一调整所述腿部件的信息。
2.如权利要求1所述的外骨骼穿戴管理系统,其特征在于,所述传感系统的角度传感器矩阵用以持续传感所述外骨骼装置的所述当前姿态以输出对应所述当前姿态的多个角度数据至所述外骨骼穿戴管理装置,
其中反应于判定所述外骨骼装置的所述多个腿部件各自平行于所述使用者的对应的所述腿,所述处理器更用以指示所述输出装置提示腿部件穿戴正确信息,其中所述处理器更用以执行髋关节位置管理操作,其中在所述髋关节位置管理操作中,
所述处理器从所述传感系统接收多个第一角度数据,其中所述多个第一角度数据包括第一左髋关节角度值与第一右髋关节角度值,
其中所述处理器根据所述多个第一角度数据来判断是否所述外骨骼装置的多个髋关节部件各自正确地被安装于对应的髋关节位置上,
其中反应于判定所述多个髋关节部件的其中之一并非正确地被安装于对应的所述髋关节位置上,所述处理器指示所述输出装置提示一调整所述髋关节部件的信息。
3.如权利要求2所述的外骨骼穿戴管理系统,其特征在于,
其中反应于判定所述多个髋关节部件皆正确地被安装于对应的所述髋关节位置上,所述处理器指示所述输出装置提示一穿戴完毕信息,并且执行外骨骼出力校正操作,其中在所述外骨骼出力校正操作中,
所述处理器指示所述输出装置提示一站立请求信息,
其中所述处理器从所述传感系统接收第三惯性数据,
其中所述处理器根据所述第三惯性数据判断所述使用者是否为站姿,
其中反应于判定所述使用者为所述站姿,所述处理器从所述传感系统接收多个第二角度数据,其中所述多个第二角度数据包括第二左髋关节角度值、第二右髋关节角度值、左膝关节角度值以及右膝关节角度值,
其中所述处理器根据所述多个第二角度数据与所述存储装置中的历史数据库中的多个历史角度数据来计算多个角度差数据,其中所述多个历史角度数据包括历史左髋关节角度值、历史右髋关节角度值、历史左膝关节角度值以及历史右膝关节角度值,并且所述多个角度差数据包括左髋关节角度差值、右髋关节角度差值、左膝关节角度差值以及右膝关节角度差值,
其中反应于所述多个角度差数据的其中之一大于对应的允许门槛值,所述处理器指示所述输出装置提示一站姿异常信息,
其中反应于所述多个角度差数据皆不大于所述对应允许门槛值,所述处理器根据所述多个角度差数据来调整所述外骨骼装置的对应所述多个角度差数据的多个输出力道,并且根据所述多个第二角度数据更新所述多个历史角度数据。
4.如权利要求3所述的外骨骼穿戴管理系统,其特征在于,所述传感系统包括惯性传感器矩阵,并且所述惯性传感器矩阵包括安装于左腿部件上的左惯性传感器与安装于右腿部件上的右惯性传感器,其中所述第一惯性数据包括来自所述左惯性传感器的第一左惯性数据与来自所述右惯性传感器的第一右惯性数据,
其中在从所述传感系统接收所述第一惯性数据且根据所述第一惯性数据判断所述使用者是否为坐姿的运作中,
反应于辨识所述第一左惯性数据中的X轴重力加速度绝对值在预定重力加速度范围内且所述第一右惯性数据中的X轴重力加速度绝对值在所述预定重力加速度范围内,所述处理器判定所述使用者为所述坐姿,
其中所述第二惯性数据包括来自所述左惯性传感器的N个第二左惯性数据与来自所述右惯性传感器的N个第二右惯性数据,并且N为预定正整数,其中在根据所述第二惯性数据判断是否所述外骨骼装置的所述多个腿部件各自平行于所述使用者的对应的腿的运作中,
所述处理器根据所述N个第二左惯性数据来计算对应所述N个第二左惯性数据的Y轴加速度绝对平均值与Z轴加速度绝对平均值,并且根据所述N个第二右惯性数据来计算对应所述N个第二右惯性数据的Y轴加速度绝对平均值与Z轴加速度绝对平均值,
其中反应于辨识对应所述第二左惯性数据中的所述Y轴加速度绝对平均值大于Y轴误差门槛值或对应所述第二左惯性数据中的所述Z轴加速度绝对平均值大于Z轴误差门槛值,所述处理器判定所述外骨骼装置的所述左腿部件不平行于所述使用者的左腿,
反应于辨识对应所述第二右惯性数据中的所述Y轴加速度绝对平均值大于所述Y轴误差门槛值或对应所述第二右惯性数据中的所述Z轴加速度绝对平均值大于所述Z轴误差门槛值,所述处理器判定所述外骨骼装置的所述右腿部件不平行于所述使用者的右腿,
其中所述第三惯性数据包括来自所述左惯性传感器的第三左惯性数据与来自所述右惯性传感器的第三右惯性数据,其中在根据所述第三惯性数据判断所述使用者是否为站姿的运作中,
反应于辨识所述第三左惯性数据中的Y轴重力加速度绝对值在预定重力加速度范围内且所述第三右惯性数据中的Y轴重力加速度绝对值在所述预定重力加速度范围内,所述处理器判定所述使用者为所述站姿。
5.如权利要求2所述的外骨骼穿戴管理系统,其特征在于,在根据所述多个第一角度数据来判断是否所述外骨骼装置的所述多个髋关节部件各自正确地被安装于对应的所述髋关节位置上的运作中,
反应于判定所述左髋关节角度值在预定角度范围内,所述处理器判定左髋关节部件正确地被安装于左髋关节预定位置上,
其中反应于判定所述右髋关节角度值在所述预定角度范围内,所述处理器判定右髋关节部件正确地被安装于右髋关节位置上。
6.如权利要求2所述的外骨骼穿戴管理系统,其特征在于,所述外骨骼穿戴装置更包括一外骨骼调整系统,其中所述外骨骼调整系统更包括多个步进马达,
其中反应于判定所述多个髋关节部件的其中之一并非正确地被安装于对应的所述髋关节位置上,所述处理器控制所述多个步进马达中对应所述髋关节部件的步进马达以改变对应所述髋关节部件的所述腿部件的长度。
7.如权利要求6所述的外骨骼穿戴管理系统,其特征在于,所述传感系统更包括图像扫描矩阵,其中所述图像扫描矩阵包括左膝关节图像扫描装置与右膝关节图像扫描装置,
其中当所述左膝关节图像扫描装置扫描到对应所述左膝关节图像扫描装置的第一编码图像时,所述左膝关节图像扫描装置经由解码所述第一编码图像来发送一左膝关节位置确认信息至所述处理器,其中所述左膝关节位置确认信息用以指示所述左膝关节部件已正确地被安装于左膝关节位置上,
其中当所述右膝关节图像扫描装置扫描到对应所述右膝关节图像扫描装置的第二编码图像时,所述右膝关节图像扫描装置经由解码所述第二编码图像来发送一右膝关节位置确认信息至所述处理器,其中所述右膝关节位置确认信息用以指示所述右膝关节部件已正确地被安装于右膝关节位置上,
其中反应于接收所述左膝关节位置确认信息与所述右膝关节位置确认信息,所述处理器执行所述根据所述惯性数据判断所述使用者是否为所述坐姿的运作,
其中反应于没有接收所述左膝关节位置确认信息,所述处理器指示所述输出装置提示一调整左膝关节部件信息,
其中反应于没有接收所述右膝关节位置确认信息,所述处理器指示所述输出装置提示一调整右膝关节部件信息。
8.如权利要求7所述的外骨骼穿戴管理系统,其特征在于,所述图像扫描矩阵更包括左髋关节图像扫描装置与右髋关节图像扫描装置,
其中当所述左髋关节图像扫描装置扫描到对应所述左髋关节图像扫描装置的第三编码图像时,所述左髋关节图像扫描装置经由解码所述第三编码图像来发送一左髋关节位置确认信息至所述处理器,其中所述左髋关节位置确认信息用以指示所述左髋关节部件已正确地被安装于所述左髋关节位置上,
其中当所述右髋关节图像扫描装置扫描到对应所述右髋关节图像扫描装置的第四编码图像时,所述右髋关节图像扫描装置经由解码所述第四编码图像来发送一右髋关节位置确认信息至所述处理器,其中所述右髋关节位置确认信息用以指示所述右髋关节部件已正确地被安装于所述右髋关节位置上,
其中在左腿部件的所述长度被改变的期间,反应于接收到所述左髋关节位置确认信息,所述处理器判定所述左髋关节部件正确地被安装至对应的所述左髋关节位置上,并且控制左步进马达以停止改变所述左腿部件的所述长度,
其中在右腿部件的所述长度被改变的期间,反应于接收到所述右髋关节位置确认信息,所述处理器判定所述右髋关节部件正确地被安装至对应的所述右髋关节位置上,并且控制右步进马达以停止改变所述右腿部件的所述长度。
9.一种外骨骼穿戴管理系统,其特征在于,适用于被穿戴于一使用者上的一外骨骼装置,所述外骨骼穿戴管理系统包括:
一外骨骼穿戴管理装置,耦接至所述外骨骼装置上;以及
一传感系统,包括多个图像扫描装置,其中所述多个图像扫描装置安装于所述外骨骼装置上且耦接至所述外骨骼穿戴管理装置,其中所述多个图像扫描装置各自用以持续执行图像扫描操作,并且根据所述图像扫描操作的结果传送对应的信息给所述外骨骼穿戴管理装置,
其中所述外骨骼穿戴管理装置包括:
一输出装置;
一存储装置,存储一外骨骼穿戴管理程序代码模块;以及
一处理器,用以存取且执行所述外骨骼穿戴管理程序代码模块,以实现一外骨骼穿戴管理方法,
其中所述处理器用以根据从所述多个图像扫描装置所接收的多个第一信息判断是否所述外骨骼装置的多个膝关节部件各自正确地被安装至对应的关节位置上,
其中反应于未接收到所述多个第一信息中的其中之一,所述处理器更用以判定对应的所述膝关节部件并非正确地被安装至对应的所述膝关节位置上,并且所述处理器更用以指示所述输出装置提示一调整膝关节部件信息,
其中反应于接收到全部的所述多个第一信息,所述处理器更用以判定所述多个膝关节部件皆正确地被安装至对应的所述膝关节位置上,并且所述处理器更用以根据从所述多个图像扫描装置所接收的多个第二信息判断所述外骨骼装置的多个髋关节部件是否各自正确地被安装至对应的髋关节位置上,
其中反应于未接收到所述多个第二信息中的其中之一,所述处理器更用以判定对应的所述髋关节部件并非正确地被安装至对应的所述髋关节位置上,并且所述处理器更用以指示所述输出装置提示一调整髋关节部件信息,
其中反应于接收到全部的所述多个第二信息,所述处理器更用以判定所述多个髋关节部件皆正确地被分别安装至对应的所述髋关节位置上,并且指示所述输出装置提示一穿戴完毕信息。
10.如权利要求9所述的外骨骼穿戴管理系统,其特征在于,所述传感系统更包括一惯性传感器矩阵与一角度传感器矩阵,其中反应于判定所述多个髋关节部件皆正确地被分别安装至对应的所述髋关节位置上,所述处理器更执行外骨骼出力校正操作,其中在所述外骨骼出力校正操作中,
所述处理器更用以指示所述输出装置提示一站立请求信息,
其中所述处理器根据从所述惯性传感器矩阵所接收的惯性数据判断所述使用者是否为站姿,
其中反应于判定所述使用者为所述站姿,所述处理器从所述角度传感器矩阵接收多个角度数据,其中所述多个角度数据包括左髋关节角度值、右髋关节角度值、左膝关节角度值以及右膝关节角度值,
其中所述处理器根据所述多个角度数据与所述存储装置中的历史数据库中的多个历史角度数据来计算多个角度差数据,其中所述多个历史角度数据包括历史左髋关节角度值、历史右髋关节角度值、历史左膝关节角度值以及历史右膝关节角度值,并且所述多个角度差数据包括左髋关节角度差值、右髋关节角度差值、左膝关节角度差值以及右膝关节角度差值,
其中反应于所述多个角度差数据的其中之一大于对应的允许门槛值,所述处理器指示所述输出装置提示一站姿异常信息,
其中反应于所述多个角度差数据皆不大于所述允许门槛值,所述处理器根据所述多个角度差数据来调整所述外骨骼装置的对应所述多个角度差数据的多个输出力道,并且根据所述多个角度数据更新所述多个历史角度数据。
11.如权利要求9所述的外骨骼穿戴管理系统,其特征在于,所述外骨骼穿戴装置更包括一外骨骼调整系统,其中所述外骨骼调整系统更包括多个步进马达,
其中反应于判定对应的所述髋关节部件并非正确地被安装至对应的所述髋关节位置上,所述处理器更控制对应的所述步进马达以改变对应的腿部件的长度,
其中在所述腿部件的所述长度被改变的期间,反应于接收到对应的所述第二信息,所述处理器判定所述髋关节部件正确地被安装至对应的所述髋关节位置上,并且控制所述步进马达以停止改变所述腿部件的所述长度。
12.一种外骨骼穿戴管理方法,其特征在于,适用于一外骨骼穿戴管理系统,所述外骨骼穿戴管理系统用以管理被穿戴于一使用者上的一外骨骼装置,其中所述外骨骼穿戴系统包括外骨骼穿戴管理装置与传感系统,所述方法包括:
从所述传感系统接收第一惯性数据且根据所述第一惯性数据判断所述使用者是否为坐姿;
反应于判定所述使用者为所述坐姿,接收第二惯性数据,并且根据所述第二惯性数据判断是否所述外骨骼装置的多个腿部件各自平行于所述使用者的对应的腿;以及
反应于判定所述外骨骼装置的所述多个腿部件的其中之一不平行于所述使用者的对应的所述腿,提示一调整腿部件信息。
13.如权利要求12所述的外骨骼穿戴管理方法,其特征在于,所述传感系统的角度传感器矩阵用以持续传感所述外骨骼装置的当前姿态且输出对应所述当前姿态的多个角度数据,其中反应于判定所述外骨骼装置的所述多个腿部件皆平行于所述使用者的对应的所述腿,所述方法更包括提示穿戴正确信息,并且执行髋关节位置管理操作,其中所述髋关节位置管理操作包括:
从所述传感系统接收多个第一角度数据,其中所述多个第一角度数据包括第一左髋关节角度值与第一右髋关节角度值;
根据所述多个第一角度数据来判断是否所述外骨骼装置的多个髋关节部件各自正确地被安装于对应的髋关节位置上;
反应于判定所述多个髋关节部件的其中之一并非正确地被安装于对应的所述髋关节位置上,提示一调整髋关节部件信息。
14.如权利要求13所述的外骨骼穿戴管理方法,其特征在于,更包括:
反应于判定所述多个髋关节部件皆正确地被安装于对应的所述髋关节位置上,提示一穿戴完毕信息,并且执行外骨骼出力校正操作,其中所述外骨骼出力校正操作包括:
提示一站立请求信息;
从所述传感系统接收第三惯性数据;
根据所述第三惯性数据判断所述使用者是否为站姿;
反应于判定所述使用者为所述站姿,从所述传感系统接收多个第二角度数据,其中所述多个第二角度数据包括第二左髋关节角度值、第二右髋关节角度值、左膝关节角度值以及右膝关节角度值;
根据所述多个第二角度数据与存储装置中的历史数据库中的多个历史角度数据来计算一角度差数据,其中所述多个历史角度数据包括历史左髋关节角度值、历史右髋关节角度值、历史左膝关节角度值以及历史右膝关节角度值,并且所述多个角度差数据包括左髋关节角度差值、右髋关节角度差值、左膝关节角度差值以及右膝关节角度差值;
反应于所述多个角度差数据的其中之一大于对应的允许门槛值,提示一站姿异常信息;以及
反应于所述多个角度差数据皆不大于所述对应允许门槛值,根据所述多个角度差数据来调整所述外骨骼装置的对应所述多个角度差数据的多个输出力道,并且根据所述多个第二角度数据更新所述多个历史角度数据。
15.如权利要求14所述的外骨骼穿戴管理方法,其特征在于,所述传感系统包括惯性传感器矩阵,并且所述惯性传感器矩阵包括安装于左腿部件上的左惯性传感器与安装于右腿部件上的右惯性传感器,其中所述第一惯性数据包括来自所述左惯性传感器的第一左惯性数据与来自所述右惯性传感器的第一右惯性数据,其中所述第二惯性数据包括来自所述左惯性传感器的N个第二左惯性数据与来自所述右惯性传感器的N个第二右惯性数据,并且N为预定正整数,其中所述第三惯性数据包括来自所述左惯性传感器的第三左惯性数据与来自所述右惯性传感器的第三右惯性数据,
其中所述从所述传感系统接收所述第一惯性数据且根据所述第一惯性数据判断所述使用者是否为坐姿的步骤包括:
反应于辨识所述第一左惯性数据中的X轴重力加速度绝对值在预定重力加速度范围内且所述第一右惯性数据中的X轴重力加速度绝对值在所述预定重力加速度范围内,判定所述使用者为所述坐姿,
其中所述根据所述第二惯性数据判断是否所述外骨骼装置的所述多个腿部件平行于所述使用者的对应的腿的步骤包括:
根据所述N个第二左惯性数据来计算对应所述N个第二左惯性数据的Y轴加速度绝对平均值与Z轴加速度绝对平均值,并且根据所述N个第二右惯性数据来计算对应所述N个第二右惯性数据的Y轴加速度绝对平均值与Z轴加速度绝对平均值;
反应于辨识对应所述第二左惯性数据中的所述Y轴加速度绝对平均值大于Y轴误差门槛值或对应所述第二左惯性数据中的所述Z轴加速度绝对平均值大于Z轴误差门槛值,判定所述外骨骼装置的所述左腿部件不平行于所述使用者的左腿;以及
反应于辨识对应所述第二右惯性数据中的所述Y轴加速度绝对平均值大于所述Y轴误差门槛值或对应所述第二右惯性数据中的所述Z轴加速度绝对平均值大于所述Z轴误差门槛值,判定所述外骨骼装置的所述右腿部件不平行于所述使用者的右腿,
其中所述根据所述第三惯性数据判断所述使用者是否为站姿的步骤包括:
反应于辨识所述第三左惯性数据中的Y轴重力加速度绝对值在预定重力加速度范围内且所述第三右惯性数据中的Y轴重力加速度绝对值在所述预定重力加速度范围内,处理器判定所述使用者为所述站姿。
16.如权利要求13所述的外骨骼穿戴管理方法,其特征在于,所述根据所述多个第一角度数据来判断是否所述外骨骼装置的多个髋关节部件各自正确地被安装于对应的所述髋关节位置上的步骤包括:
反应于判定所述左髋关节角度值在预定角度范围内,判定所述左髋关节部件正确地被安装于所述左髋关节预定位置上;以及
反应于判定所述右髋关节角度值在所述预定角度范围内,判定所述右髋关节部件正确地被安装于所述右髋关节位置上。
17.如权利要求13所述的外骨骼穿戴管理方法,其特征在于,所述外骨骼穿戴装置更包括一外骨骼调整系统,其中所述外骨骼调整系统更包括多个步进马达,所述方法更包括:
反应于判定所述多个髋关节部件的其中之一并非正确地被安装于对应的所述髋关节位置上,控制所述多个步进马达中对应所述髋关节部件的步进马达以改变对应所述髋关节部件的所述腿部件的长度。
18.如权利要求17所述的外骨骼穿戴管理方法,其特征在于,所述传感系统更包括图像扫描矩阵,其中所述图像扫描矩阵包括左膝关节图像扫描装置与右膝关节图像扫描装置,所述方法更包括:
当经由所述左膝关节图像扫描装置扫描到对应所述左膝关节图像扫描装置的第一编码图像时,经由所述左膝关节图像扫描装置对所述第一编码图像执行解码来发送一左膝关节位置确认信息,其中所述左膝关节位置确认信息用以指示所述左膝关节部件已正确地被安装于左膝关节位置上;
当所述右膝关节图像扫描装置扫描到对应所述右膝关节图像扫描装置的第二编码图像时,经由所述右膝关节图像扫描装置对所述第二编码图像执行解码来发送一右膝关节位置确认信息,其中所述右膝关节位置确认信息用以指示所述右膝关节部件已正确地被安装于右膝关节位置上;
反应于接收所述左膝关节位置确认信息与所述右膝关节位置确认信息,执行所述根据所述惯性数据判断所述使用者是否为所述坐姿的步骤;
反应于没有接收所述左膝关节位置确认信息,提示一调整左膝关节部件信息;以及
反应于没有接收所述右膝关节位置确认信息,提示一调整右膝关节部件信息。
19.如权利要求18所述的外骨骼穿戴管理方法,其特征在于,所述图像扫描矩阵更包括左髋关节图像扫描装置与右髋关节图像扫描装置,所述方法更包括:
当所述左髋关节图像扫描装置扫描到对应所述左髋关节图像扫描装置的第三编码图像时,经由所述左髋关节图像扫描装置对所述第三编码图像执行解码来发送一左髋关节位置确认信息,其中所述左髋关节位置确认信息用以指示所述左髋关节部件已正确地被安装于所述左髋关节位置上;
当所述右髋关节图像扫描装置扫描到对应所述右髋关节图像扫描装置的第四编码图像时,经由所述右髋关节图像扫描装置对所述第四编码图像执行解码来发送一右髋关节位置确认信息,其中所述右髋关节位置确认信息用以指示所述右髋关节部件已正确地被安装于所述右髋关节位置上;
在左腿部件的所述长度被改变的期间,反应于接收到所述左髋关节位置确认信息,判定所述左髋关节部件正确地被安装至对应的所述左髋关节位置上,并且控制左步进马达以停止改变所述左腿部件的所述长度;以及
在右腿部件的所述长度被改变的期间,反应于接收到所述右髋关节位置确认信息,判定所述右髋关节部件正确地被安装至对应的所述右髋关节位置上,并且控制右步进马达以停止改变所述右腿部件的所述长度。
20.一种外骨骼穿戴管理方法,其特征在于,适用于一外骨骼穿戴管理系统,所述外骨骼穿戴管理系统用以管理被穿戴于一使用者上的一外骨骼装置,其中所述外骨骼穿戴系统包括外骨骼穿戴管理装置与传感系统,其中所述传感系统包括多个图像扫描装置,所述方法包括:
根据从所述多个图像扫描装置所接收的多个第一信息判断是否所述外骨骼装置的多个膝关节部件各自正确地被安装至对应的膝关节位置上;
反应于未接收到所述多个第一信息中的其中之一,判定对应的所述膝关节部件并非正确地被安装至对应的所述膝关节位置上,并且提示一调整膝关节部件信息;
反应于接收到全部的所述多个第一信息,判定所述多个膝关节部件皆正确地被安装至对应的所述膝关节位置上,并且根据从所述多个图像扫描装置所接收的多个第二信息判断所述外骨骼装置的多个髋关节部件是否各自正确地被安装至对应的髋关节位置上;
反应于未接收到所述多个第二信息中的其中之一,判定对应的所述髋关节部件并非正确地被安装至对应的所述髋关节位置上,提示一调整髋关节部件信息;以及
反应于接收到全部的所述多个第二信息,判定所述多个髋关节部件皆正确地被分别安装至对应的所述髋关节位置上,并且提示一穿戴完毕信息。
21.如权利要求20所述的外骨骼穿戴管理方法,其特征在于,所述传感系统更包括一惯性传感器矩阵与一角度传感器矩阵,其中反应于判定所述多个髋关节部件皆正确地被分别安装至对应的所述髋关节位置上,所述方法更包括执行外骨骼出力校正操作,其中所述外骨骼出力校正操作包括:
提示一站立请求信息;
根据从所述惯性传感器矩阵所接收的惯性数据判断所述使用者是否为站姿;
反应于判定所述使用者为所述站姿,从所述角度传感器矩阵接收多个角度数据,其中所述多个角度数据包括左髋关节角度值、右髋关节角度值、左膝关节角度值以及右膝关节角度值;
根据所述多个角度数据与存储装置中的历史数据库中的多个历史角度数据来计算多个角度差数据,其中所述多个历史角度数据包括历史左髋关节角度值、历史右髋关节角度值、历史左膝关节角度值以及历史右膝关节角度值,并且所述多个角度差数据包括左髋关节角度差值、右髋关节角度差值、左膝关节角度差值以及右膝关节角度差值;
反应于所述多个角度差数据的其中之一大于对应的允许门槛值,提示一站姿异常信息;以及
反应于所述多个角度差数据皆不大于所述允许门槛值,根据所述多个角度差数据来调整所述外骨骼装置的对应所述多个角度差数据的多个输出力道,并且根据所述多个角度数据更新所述多个历史角度数据。
22.如权利要求20所述的外骨骼穿戴管理方法,其特征在于,所述外骨骼穿戴装置更包括一外骨骼调整系统,其中所述外骨骼调整系统更包括左步进马达与右步进马达,所述方法更包括:
反应于判定对应的所述髋关节部件并非正确地被安装至对应的所述髋关节位置上,控制对应的所述步进马达以改变对应的腿部件的长度;
在所述腿部件的所述长度被改变的期间,反应于接收到对应的所述第二信息,判定所述髋关节部件正确地被安装至对应的所述髋关节位置上,并且控制所述步进马达以停止改变所述腿部件的所述长度。
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