CN206011063U - 外骨骼服 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了外骨骼服，其包括多个外骨骼部件和设置于所述多个外骨骼部件上的多个扩展接口模块，其中：每一扩展接口模块均供外接扩展装置连接，当将外接扩展装置连接到相应的扩展接口模块时，所述外接扩展装置可拆卸地固定在所述扩展接口模块上。根据本实用新型的外骨骼服可以通过在外骨骼部件上提供多个扩展接口模块，使得外骨骼服能够连接多种不同的外接扩展装置，从而使外骨骼服方便地适用于各种不同的领域，因此，极大地扩展了外骨骼服的用途。另外，不将具备各种功能的装置直接安装在外骨骼服上，而是采用扩展接口模块与不同功能的外接扩展装置连接，即，将具备各种功能的装置与外骨骼服分开制造，可以有效降低外骨骼服的制造成本。

Description

外骨骼服

技术领域

本实用新型涉及人机工程学技术领域，尤其涉及外骨骼服。

背景技术

外骨骼服在军事、工程、勘探、医疗等领域有着广泛的应用前景。当前，外骨骼服是针对特定用途而专门制造的，制造完成后难以用于其他领域。而且，当需要更丰富的功能时，只能将外骨骼服制造得越发复杂，而且制造成本高昂。另外，现有的外骨骼服的功能随着制作完成而定型，并且难以扩展。

实用新型内容

为了解决现有技术的相关问题，本实用新型提出外骨骼服，该外骨骼服可以通过在外骨骼部件上提供多个扩展接口模块，使得外骨骼服能够连接多种不同的外接扩展装置，从而使外骨骼服方便地适用于各种不同的领域，因此，极大地扩展了外骨骼服的用途。

根据本实用新型的第一方面，提供一种外骨骼服，所述外骨骼服包括多个外骨骼部件和设置于所述多个外骨骼部件上的多个扩展接口模块，其中：

每一扩展接口模块均供外接扩展装置连接，当将外接扩展装置连接到相应的扩展接口模块时，所述外接扩展装置可拆卸地固定在所述扩展接口模块上。

优选地，所述外骨骼服还包括电源线路，所述电源线路连接到设置于所述外骨骼服内部或外部的电源，所述多个扩展接口模块中的一部分或全部通过所述电源线路连接到所述电源，从而所述电源为连接到与所述电源线路连接的扩展接口模块的外接扩展装置供电。

优选地，所述外骨骼服还包括通信线路，所述通信线路连接到设置于 所述外骨骼服内部或外部的处理装置，所述多个扩展接口模块中的一部分或全部通过所述通信线路与所述处理装置连接，连接到在与所述通信线路连接的扩展接口模块的外接扩展装置通过所述通信线路与所述处理装置通信。

优选地，所述外骨骼服还包括电源及通信线路，所述电源及通信线路连接到设置于所述外骨骼服内部或外部的电源和设置于所述外骨骼服内部或外部的处理装置，所述多个扩展接口模块中的一部分或全部通过所述电源及通信线路连接到所述电源和所述处理装置，从而连接到与所述电源及通信线路连接的扩展接口模块的外接扩展装置接受电源供电并且通过所述通信线路与所述处理装置通信。

优选地，所述外骨骼服包括上肢外骨骼，所述上肢外骨骼包括两条手臂外骨骼，每条手臂外骨骼均包括前臂外骨骼和与所述前臂外骨骼的后端连接的上臂外骨骼；

其中，所述前臂外骨骼的前端设置有至少一个所述扩展接口模块，其中，当用户穿戴上所述上肢外骨骼时，设置在所述前臂外骨骼的前端的扩展接口模块均固定在所述用户的一条手臂的肘关节至手掌之间的位置。

优选地，所述多个扩展接口模块包括两种尺寸不同的扩展接口模块，其中，第一种扩展接口模块的尺寸小于第二种扩展接口模块的尺寸。

优选地，所述第一种扩展接口模块的承重性能低于所述第二种扩展接口模块的承重性能。

优选地，当所述外骨骼服包括后背外骨骼和大腿外骨骼时，所述第二种扩展接口模块被设置于所述后背外骨骼和所述大腿外骨骼中的至少之一上。

优选地，与设置于所述后背外骨骼的所述第二种扩展接口模块连接的外接扩展装置是承载装置，所述承载装置内部具有容纳物品的容纳空间。

优选地，所述外接扩展装置包括定位装置、传感器装置、测量装置、通信装置、游戏装置、探测装置、施工装置、计算装置中的一种或多种。

本实用新型提出的外骨骼服，该外骨骼服可以通过在外骨骼部件上提供多个扩展接口模块，使得外骨骼服能够连接多种不同的外接扩展装置，从而使外骨骼服方便地适用于各种不同的领域，因此，极大地扩展了外骨 骼服的用途。另外，不将具备各种功能的装置直接安装在外骨骼服上，而是采用扩展接口模块与不同功能的外接扩展装置连接，即，将具备各种功能的装置与外骨骼服分开制造，可以有效降低外骨骼服的制造成本。当不需要某些功能时，外骨骼服可以不连接具有相应功能的外接扩展装置，因此，可以有效降低外骨骼服的使用成本。采用本实用新型的方案的外骨骼服用途广泛，当连接有不同的外接扩展装置时，外骨骼服可以适用于人机交互、影视制作、医疗保健、游戏娱乐、野外勘探、生产活动等各个领域。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施例的外骨骼服的结构框图；

图2是根据本实用新型另一实施例的外骨骼服的结构框图；

图3是根据本实用新型另一实施例的外骨骼服的结构框图；

图4是根据本实用新型另一实施例的外骨骼服的结构框图；

图5是根据本实用新型另一实施例的外骨骼服的结构框图；

图6是根据本实用新型另一实施例的躯体仿真系统的结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本领域技术人员应该理解，根据本实用新型的外骨骼服可以是各种形式的外骨骼装置，只要能够穿戴到用户的躯体上即可，而非仅限于类似于服装形式的外骨骼装置。而且，根据本实用新型的外骨骼服可以仅包括上肢外骨骼，也可以仅包括下肢外骨骼。而且，根据本实用新型的外骨骼服同时可以包括上肢外骨骼和下肢外骨骼，二者可以是一体的也可以是分离的。另外，在根据本实用新型的其他实施例中，外骨骼服还可以包括头戴式装置，例如，智能眼镜、智能头盔等等。另外，根据本实用新型的外骨骼服可以是动力外骨骼服，或无动力外骨骼服，或局部有动力外骨骼服。在本实用新型实施例中，外骨骼服的外骨骼部件可以以现有技术中的方式实现，在本实用新型的说明书中将省略相关描述。

图1是根据本实用新型一实施例的外骨骼服的结构框图。

如图1所示，外骨骼服600包括多个外骨骼部件610和设置于多个外骨骼部件610上的多个扩展接口模块6110。每一扩展接口模块6110均供外接扩展装置连接，当将外接扩展装置连接到相应的扩展接口模块6110时，外接扩展装置可拆卸地固定在扩展接口模块6110上。

例如，在外骨骼服600的外骨骼部件610的多个扩展接口模块6110上安装的外接扩展装置是定位装置，可用于对外骨骼服的穿戴者的躯体进行定位，因此可跟踪穿戴者的动作。在这种情况下，外骨骼服600可用于躯体仿真、虚拟现实等领域。

又例如，在外骨骼服600的外骨骼部件610的多个扩展接口模块6110上安装上的外接扩展装置是探测装置和/或施工装置，由此当外骨骼服的穿戴者进行救灾、勘探等工作时，可以帮助穿戴者完成任务。

在根据本公开实施例的外骨骼服中，外接扩展装置可以包括定位装置、传感器装置、测量装置、通信装置、游戏装置、探测装置、施工装置、计算装置中的一种或多种。

本领域技术人员可以理解，外骨骼服600的外骨骼部件610的扩展接口模块6110可以仅仅是用于可拆卸地固定外接扩展装置。在另一实施例中，外骨骼服600的外骨骼部件610的扩展接口模块6110还可以连接到外骨骼服内部或外部的电源，从而为外接扩展装置供电。在另一实施例中，外骨骼服600的外骨骼部件610的扩展接口模块6110之间还可以通过通信线路互联并且/或者通过通信线路连接到外骨骼服内部或外部的处理装置，使得外接扩展装置之间能够通信，并且/或者外接扩展装置可以与处理装置通信。在另一实施例中，外骨骼服600的外骨骼部件610的扩展接口模块6110可以既连接到外骨骼服内部或外部的电源，又连接到外骨骼服内部或外部的处理装置，使得外接扩展装置既能够通过扩展接口模块6110供电，又通过扩展接口模块6110与另一外接控制装置或处理装置通信。

图2是根据本实用新型另一实施例的外骨骼服的结构框图。

如图2所示，根据本公开另一实施例的外骨骼服600还包括电源线路。电源线路连接到设置于外骨骼服600内部或外部的电源620。多个扩展接口模块6110中的一部分或全部通过电源线路连接到电源620，从而电源 620为连接到与电源线路连接的扩展接口模块6110的外接扩展装置供电。

本领域技术人员可以理解，电源620可以是内置在外骨骼服600中的，也可以是位于外骨骼服600之外的。在一个示例中，电源620可以作为一个外接扩展装置连接到扩展接口模块6110，并且通过扩展接口模块6110以及电源线路为其他扩展接口模块6110所连接的外接扩展装置供电。

图3是根据本实用新型另一实施例的外骨骼服的结构框图。

如图3所示，根据本公开另一实施例的外骨骼服600还包括通信线路。通信线路连接到设置于外骨骼服600内部或外部的处理装置630。多个扩展接口模块6110中的一部分或全部通过通信线路与处理装置630连接，连接到在与通信线路连接的扩展接口模块6110的外接扩展装置通过通信线路与处理装置630通信。

本领域技术人员可以理解，处理装置630可以是内置在外骨骼服600中的，也可以是位于外骨骼服600之外的。例如，处理装置630可以是置于外骨骼服600内部的处理器，也可以是外骨骼服外部的一台计算机。在一个示例中，处理装置630可以作为一个外接扩展装置连接到扩展接口模块6110，并且通过扩展接口模块6110以及通信线路与固定在其他扩展接口模块6110的外接扩展装置通信，并且进行数据处理。

图4是根据本实用新型另一实施例的外骨骼服的结构框图。

如图4所示，根据本公开另一实施例的外骨骼服600还包括电源及通信线路。电源及通信线路连接到设置于外骨骼服600内部或外部的电源620和设置于外骨骼服600内部或外部的处理装置630。多个扩展接口模块6110中的一部分或全部通过电源及通信线路连接到电源620和处理装置630，从而连接到与电源及通信线路连接的扩展接口模块6110的外接扩展装置接受电源620供电并且通过通信线路与处理装置630通信。

本领域技术人员可以理解，在图2至图4所示的实施例中，示出了不与其他扩展接口模块6110、电源620或处理装置630连接的独立的扩展接口模块6110。在此情况下，独立的扩展接口模块6110仅起到将外接扩展装置可拆卸地固定到外骨骼服的作用。根据本公开的实施例的外骨骼服可以具有独立的扩展接口模块6110，也可以不具有独立的扩展接口模块6110。

在本公开的外骨骼服中，由于外接扩展装置可以是任何一种装置，因 此，如果仅提供一种扩展接口模块，则可能导致扩展接口模块不适于对于某些外接扩展装置。例如，当外接扩展装置仅仅是一个小型装置，例如，定位装置时，仅提供小型的扩展接口模块就可以满足固定定位装置的需要。在此情况下，当外接扩展装置仅仅是一个较大型的装置，例如，诸如电钻之类的施工装置时，适合于固定定位装置的扩展接口模块由于其尺寸和承重能力小，不适于固定施工装置。因此，在某些情况下，需要在外骨骼服上设置不同尺寸的扩展接口模块。

图5是根据本实用新型另一实施例的外骨骼服的结构框图。

在一个实施例中，多个扩展接口模块6110可以包括两种尺寸不同的扩展接口模块。其中，第一种扩展接口模块6111的尺寸小于第二种扩展接口模块6112的尺寸。优选地，第一种扩展接口模块6111的承重性能可以低于第二种扩展接口模块6112的承重性能。本领域技术人员可以理解，尺寸更大的第二种扩展接口模块6112具有更强的承重性能能够使得外骨骼服600上可以固定更重的外接扩展装置。例如，设置有第一种扩展接口模块6111的外骨骼部件610可以是上肢外骨骼，例如前臂外骨骼，前臂外骨骼上的第一种扩展接口模块6111可以固定尺寸小且重量轻的外接扩展装置。又例如，设置有第二种扩展接口模块6112的外骨骼部件610可以是下肢外骨骼，例如大腿外骨骼，大腿外骨骼上的第二种扩展接口模块6112可以固定尺寸大且重量重的外接扩展装置。

优选地，当外骨骼服包括后背外骨骼和大腿外骨骼时，第二种扩展接口模块被设置于后背外骨骼和大腿外骨骼中的至少之一上。优选地，与设置于后背外骨骼的第二种扩展接口模块连接的外接扩展装置是承载装置，所述承载装置内部具有容纳物品的容纳空间。本领域技术人员可以理解，在外骨骼服中，相较于其他外骨骼部件，后背外骨骼和大腿外骨骼比较适合于固定较大尺寸或较大重量的外接扩展装置，因此，可以将第二种扩展接口模块设置于后背外骨骼和大腿外骨骼中的至少之一上。此外，后背外骨骼适合于放置一个背负式的承载装置。例如，可以在外骨骼服的后背外骨骼放置背负式的承载装置以容纳一台计算机，该计算机通过承载装置所固定到的第二种扩展接口模块与外骨骼服上的其他扩展接口模块所连接的外接扩展装置，例如，定位装置和传感器等，通信。这种具有可以容纳 计算机的承载装置的外骨骼服适用于各种情景，例如，虚拟现实、勘探等。

图6是根据本实用新型另一实施例的躯体仿真系统的结构框图。

如图6所示，根据本实用新型另一实施例的躯体仿真系统10包括外骨骼服11和仿真装置12。外骨骼服11可以包括多个外骨骼部件和设置于多个外骨骼部件上的多个扩展接口模块，其中：每一扩展接口模块均供外接扩展装置连接，当将外接扩展装置连接到相应的扩展接口模块时，所述外接扩展装置可拆卸地固定在所述扩展接口模块上。可以在至少一个扩展接口模块上安装测量装置。测量装置用于测量外骨骼服的穿戴者的肢体的尺寸，测量装置可以包括测量通信模块，用于发送测量出的所述外骨骼服的穿戴者的肢体的尺寸。仿真装置12从至少一个测量装置获取外骨骼服10的穿戴者的肢体的尺寸。其中，仿真装置12采用外骨骼服10的穿戴者的肢体的尺寸，计算用户整体的尺寸，进而对用户的躯体进行仿真。

本领域技术人员可以理解，图6中的仿真系统中的外骨骼服可以包括以上参照图1至图5描述的外骨骼服。本领域技术人员可以理解，图6中的仿真系统中的仿真装置可以是现有技术中的仿真装置，即，在获得了外骨骼服上的测量装置测得的肢体尺寸的情况下，仿真装置即可基于现有程序、算法等对用户的躯体等进行仿真。进一步地，当仿真装置获得了外骨骼服上的定位装置对外骨骼服的各个外骨骼部件的定位信息时，可以对外骨骼服的穿戴者的状态进行仿真。

本领域技术人员可以理解，测量装置可以为各种类型。而且，当采用多个测量装置时，可以在根据本实用新型实施例的外骨骼服中结合各种类型的测量装置。

例如，当测量装置是机械式测量装置时，测量装置可以包括一个卷尺，此时测量装置可以安装在外骨骼服的任意位置，例如，诸如肘部的关节处或诸如前臂的外骨骼部件上，通过抽出卷尺来测量相应肢体长度。

例如，当测量装置是机械式测量装置时，测量装置可以包括一个齿轮机构，结合一个外骨骼部件，例如，前臂外骨骼部件使用。在此情况下，前臂外骨骼在此齿轮机构中伸缩使得齿轮机构转动，测量装置还具有计数机构，可以根据齿轮机构的转动读取该前臂外骨骼部件伸缩后长度，由此确定该前臂外骨骼部件的长度。

例如，测量装置还可以激光测距装置、超声波测距装置、红外测距装置或无线电测距装置等，这些测量装置可以安装到外骨骼服的任意位置。

优选地，每一测量装置均包括测量通信模块。测量通信模块可以是有线通信模块或无线通信模块。测量通信模块可以将测量装置测得的肢体信息发送到任何其他能够与测量通信模块通信的信息处理设备。例如，信息处理设备可以为简单的信息处理设备，比如信息处理芯片，也可以是平板电脑、PAD、移动电话、计算机等复杂的信息处理设备，用户可根据实际信息处理的要求选择合适的信息处理设备。

在根据本实用新型实施例的躯体仿真系统的一个应用场景中，外骨骼服上的至少一个扩展接口模块上安装的具有测量通信模块的测量装置将测得的用户肢体的尺寸发送到仿真装置，仿真装置对外骨骼服的穿戴者的身体进行仿真。此时，外骨骼服的一个扩展接口模块上安装有游戏手柄，例如游戏网球拍，其他扩展接口安装了定位装置等外接扩展装置。定位装置将对外骨骼服穿戴者的动作的定位信息发送到仿真装置，仿真装置基于单位信息对已经进行了身体仿真的外骨骼服穿戴者进行姿态仿真。在已经进行了身体仿真和姿态仿真的情况下，当外骨骼服的穿戴者使用游戏网球拍进行虚拟现实的网球比赛时，用户的身体和动作姿态可以真实地虚拟出来，因此能够实现对用户躯体的高精度仿真，并且提升了此虚拟现实的网球比赛的真实感。在此实施例中，在不同的扩展接口模块上安装了测量装置、定位装置和游戏网球拍。但是本实用新型不限于此，可以在扩展接口模块上安装各种外接扩展装置使得根据本实用新型的外骨骼服实现各种功能。

根据本实用新型实施例的躯体仿真系统，可以通过包括外骨骼服和仿真装置：外骨骼服包括至少一个安装到扩展接口模块上的测量装置，用于测量外骨骼服的穿戴者的肢体的尺寸，其中，测量装置包括测量通信模块，用于发送测量出的外骨骼服的穿戴者的肢体的尺寸；仿真装置从至少一个测量装置获取外骨骼服的穿戴者的肢体的尺寸，其中，仿真装置采用外骨骼服的穿戴者的肢体的尺寸，计算用户整体的尺寸，进而对所述用户的躯体进行仿真，使得无需人工测量，即可获得外骨骼服的穿戴者的肢体的尺寸，而且可通过测量通信模块发送测得的肢体尺寸，进而实现对用户整体 的仿真。这避免了现有技术中需要对用户肢体进行人工测量，并将测量收据人工输入到系统的繁琐。此外，所述躯体仿真系统采用根据本公开实施例的外骨骼服测量并发送来的外骨骼服的穿戴者的肢体的尺寸，即可对用户的身体进行仿真，无需人工测量和输入用户的肢体尺寸，简化了操作。根据本实用新型的躯体仿真系统可用于实现准确高效的人机实时交互，当然本领域技术人员可以明了，所述人机交互也可以是非实时的情况。

本实用新型的外骨骼服和躯体仿真系统适用于人机交互、影视制作、医疗保健、游戏娱乐、野外勘探、生产活动等各个领域。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外骨骼服，其特征在于，所述外骨骼服包括多个外骨骼部件和设置于所述多个外骨骼部件上的多个扩展接口模块，其中：

每一扩展接口模块均供外接扩展装置连接，当将外接扩展装置连接到相应的扩展接口模块时，所述外接扩展装置可拆卸地固定在所述扩展接口模块上。

2.根据权利要求1所述的外骨骼服，其特征在于，所述外骨骼服还包括电源线路，所述电源线路连接到设置于所述外骨骼服内部或外部的电源，所述多个扩展接口模块中的一部分或全部通过所述电源线路连接到所述电源，从而所述电源为连接到与所述电源线路连接的扩展接口模块的外接扩展装置供电。

3.根据权利要求1或2所述的外骨骼服，其特征在于，所述外骨骼服还包括通信线路，所述通信线路连接到设置于所述外骨骼服内部或外部的处理装置，所述多个扩展接口模块中的一部分或全部通过所述通信线路与所述处理装置连接，连接到在与所述通信线路连接的扩展接口模块的外接扩展装置通过所述通信线路与所述处理装置通信。

4.根据权利要求1所述的外骨骼服，其特征在于，所述外骨骼服还包括电源及通信线路，所述电源及通信线路连接到设置于所述外骨骼服内部或外部的电源和设置于所述外骨骼服内部或外部的处理装置，所述多个扩展接口模块中的一部分或全部通过所述电源及通信线路连接到所述电源和所述处理装置，从而连接到与所述电源及通信线路连接的扩展接口模块的外接扩展装置接受电源供电并且通过所述通信线路与所述处理装置通信。

5.根据权利要求1所述的外骨骼服，其特征在于，所述外骨骼服包括上肢外骨骼，所述上肢外骨骼包括两条手臂外骨骼，每条手臂外骨骼均包括前臂外骨骼和与所述前臂外骨骼的后端连接的上臂外骨骼；

其中，所述前臂外骨骼的前端设置有至少一个所述扩展接口模块，其中，当用户穿戴上所述上肢外骨骼时，设置在所述前臂外骨骼的前端的扩展接口模块均固定在所述用户的一条手臂的肘关节至手掌之间的位置。

6.根据权利要求1所述的外骨骼服，其特征在于，所述多个扩展接口模块包括两种尺寸不同的扩展接口模块，其中，第一种扩展接口模块的尺寸小于第二种扩展接口模块的尺寸。

7.根据权利要求6所述的外骨骼服，其特征在于，所述第一种扩展接口模块的承重性能低于所述第二种扩展接口模块的承重性能。

8.根据权利要求7所述的外骨骼服，其特征在于，当所述外骨骼服包括后背外骨骼和大腿外骨骼时，所述第二种扩展接口模块被设置于所述后背外骨骼和所述大腿外骨骼中的至少之一上。

9.根据权利要求8所述的外骨骼服，其特征在于，与设置于所述后背外骨骼的所述第二种扩展接口模块连接的外接扩展装置是承载装置，所述承载装置内部具有容纳物品的容纳空间。

10.根据权利要求1所述的外骨骼服，其特征在于，所述外接扩展装置包括定位装置、传感器装置、测量装置、通信装置、游戏装置、探测装置、施工装置、计算装置中的一种或多种。