TWI615137B - 多模式步行訓練之電動步行輔具及該輔具之控制方法 - Google Patents

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Abstract

本發明使一電動步行輔具實現多種訓練模式，包括：恆速模式、適速模式、強化肌肉模式、承重加強模式、高頻率變速擾動模式、低頻率變速微擾模式、方向控制模式、斜坡模式，據以訓練使用者的步行速度、肌肉力量、患側手腳及健側手腳之支撐平衡、忽略外部干擾控制步行速度、依外部情況調整步行速度、方向控制以及斜坡步行能力。

Description

多模式步行訓練之電動步行輔具及該輔具之控制方法
本發明涉及電動步行輔具之領域，更詳而言之，本發明之電動步行輔具可以提供多種模式之步行訓練。
電動步行輔具對於保有行走能力但需仰賴支撐以維持動態平衡的使用者而言是很重要的行動輔具。然而，電動步行輔具除了提供支撐之外，更可以提供各種訓練模式來提昇使用者的步行能力。而步行能力的提昇包含的層面非常廣，基本上包括了步態週期、步頻、步幅、步速、步位，進一步還包括肌肉強度，而肌肉強度不單指腿部而已，與手、腰、軀幹之相關肌群亦有關連，當肌肉強度和協調控制達到一定的標準，才能做再進一步的方向控制訓練，並且可使所有的基礎訓練和進階訓練都產生明顯的效果。再者，各種的訓練模式都要回到以人為本的基礎上，依照使用者的狀況選擇適合他/她的訓練模式。
目前市面上可見的電動步行輔具多只能執行單一功能，適應單一情，無法為不同情況的使用者做個人化彈性調整。
本發明之主要目的是在提供一種可提供多模式步行訓練之電動輔具，供各種不同狀況和步行能力的使用者選擇適合的訓練模式，做個人化彈性調整。
一種多模式步行訓練之電動步行輔具，該輔具包括：一移動平台，該移動平台具有一移動裝置；一使用者區域，為鄰近該移動平台之一地面區域，該使用者區域供一使用者站立；一步態感測模組，設於該移動平台，通過非接觸式感測手段感測使用者雙腳並輸出該使用者之步態特徵訊息；一控制系統，設於該移動平台，該輔具之所有模組及該移動裝置分別與該控制系統電性連接；該控制系統更包含一控制該移動平台產生直線移動、左轉移動、右轉移動等預定軌跡之軌跡編程；該控制系統獲取該輔具之所有模組之訊息和數據並進行混合分析運算，並利用分析運算的結果控制該輔具產生預定的移動模式。
該輔具更包括：一阻力模組，安裝於該移動平台，並電性連接於該移動裝置，用以調整該輔具之移動阻力；一多軸感測模組，該多軸感測模組之感測器分別設於該左握把及該右握把，用以感測使用者左、右手施加於該左、右握把上的向量力，並對應輸出使用者右手向量力及左手向量力；一障礙物感測模組，包括數個感測器分別設於該移動平台之週邊，用以感測該輔具移動時是否遇到障礙物，並且取得該輔具與該障礙物之間的距離；一前後傾斜感測模組，其感測器安裝於該移動平台，用以感測該移動平台之前後傾斜狀態；一踏力感測模組，該踏力感測模組埋設於使用者穿著之鞋底、鞋墊，或供使用者行走之訓練步道中，該控制系統與該踏力感測模組電性連 接。
本發明更包括輔具之控制方法，該控制方法使該輔具執行以下之移動模式，該移動模式包括：恆速模式；適速模式；高頻率變速擾動模式；低頻率變速微擾模式。
該移動模式更包括：強化肌肉模式；患側腳承重加強模式；患側手承重加強模式；患側手腳承重加強模式；方向控制模式；斜坡模式。
所述之恆速模式(Constant speed mode)，用以訓練使用者的步行速度及速度控制。
所述之強化肌肉模式(Strengthening Push/Pull)，訓練並加強使用者的肌肉力量，所述的肌肉力量以腿足為主，其次為手、腰、軀幹之相關肌群。
所述之承重加強模式(Weight bearing)，包括患側腳承重加強模式；患側手承重加強模式；患側手腳承重加強模式。訓練及提昇使用者患側手腳的肌肉力量，並協助使用者控制及協調患側手腳及健側手腳之支撐平衡能力。
所述之高頻率變速擾動模式(High Frequency Disturbance Random Speed)，輔具以高頻率變速移動的方式，訓練使用者在具有外部干擾的情況下仍能有效控制自己的步行速度。
所述之低頻率變速微擾模式(Low Frequency Perturbation Variable Speed)，輔具以低頻率變速移動的模式，據以訓練使用者依照外部情況有效控制自己的步行速度。
所述之方向控制模式(Direction Control)，訓練使用者步行的方向 控制。
所述之斜坡模式(Slop mode)，藉由輔具訓練使用者控制上坡及下坡的步行速度、身體重心位置，並透過上坡及下坡進行更高階的肌肉強度訓練。
10‧‧‧底座
12‧‧‧左握把
13‧‧‧右握把
14‧‧‧前輪
15‧‧‧後輪
151‧‧‧左輪
152‧‧‧右輪
161‧‧‧左輪馬達
162‧‧‧右輪馬達
17‧‧‧使用者區域
18‧‧‧使用者
20‧‧‧步態感測模組
22‧‧‧阻力模組
23‧‧‧多軸感測模組
24‧‧‧障礙物感測模組
25‧‧‧前後傾斜感測模組
26‧‧‧軌跡編程
27‧‧‧控制系統
28‧‧‧踏力感測模組
第一圖為本發明電動步行輔具之結構示意圖。
第二圖為本發明電動步行輔具之模組方塊圖。
為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。
如第一和第二圖，本發明電動步行輔具(以下簡稱輔具)，包括：一移動平台10；連接於該移動平台10之一左握把12及一右握把13；設於該移動平台10的移動裝置，該移動裝置為一對前輪14及一對後輪15；該後輪15包括一左輪151和一右輪152，該左輪151和該右輪152分別被一左輪馬達161和一右輪馬達162控制；一使用者區域17，為鄰近該移動平台10之地面區域，一使用者18站立於該使用者區域17，並且該使用者的左、右手分別握持該左握把及右握把，且該使用者的手肘彎曲角度為25°-35°。
該輔具更進一步包括步態感測模組20、阻力模組22、多軸感測模組23、障礙物感測模組24、前後傾斜感測模組25、以及使輔具產生預定移動軌跡之軌跡編程(track program)26；以上所述之模組分別與該輔具之一控 制系統27電性連接；該控制系統27更進一步與埋設於使用者穿著之鞋底、鞋墊，或埋設於供使用者行走之訓練步道中用以感測使用者雙腳的踩踏力之踏力感測模組28電性連接；該控制系統獲取上述各模組之訊息和數據並進行混合分析運算，並利用分析運算的結果控制該輔具產生預定的移動模式。
所述的步態感測模組20，通過非接觸式感測手段感測使用者雙腳並輸出使用者之步態特徵訊息。該步態特徵訊息包含但不限於步態週期、步頻、步幅、步速、雙足心間距中間點與輔具之特定點的直線距離(以下簡稱第一人機距離d1)、以及該使用者是否位於前述的使用者區域中；該非接觸式感測手段包含但不限於影像、雷射、紅外線、超音波、或任何附加於使用者雙腳的感測模組。
所述阻力模組22係電性連接於左輪馬達161和右輪馬達162，用以增加該馬達的內部阻力，降低馬達轉速增加馬達扭力，使輔具之移動具有適當之阻力。
所述之多軸感測模組23，用以感測使用者左、右手施加於該左、右握把上的向量力，並對應輸出使用者右手向量力(VFr)及左手向量力(VFl)。
所述之障礙物感測模組24，用以感測該輔具移動時是否遇到障礙物，並且取得該輔具與該障礙物之間的距離(Do)。
所述之前後傾斜感測模組25，用以感測該移動平台10的前後傾斜的狀態，在本發明實施例中，該移動平台10若向後傾斜表示該輔具為上坡狀態；該移動平台10若向前傾斜表示該輔具為下坡狀態。
所述之軌跡編程(Track Program)26，是指控制該輔具之左輪馬達161和右輪馬達162的轉速，據以使輔具在一段預定的距離內產生直線移動、左轉移動、右轉移動等預定軌跡的程式。
本發明之輔具通過該控制系統的控制產生以下之訓練模式。
所述之訓練模式包括：恆速模式(Constant speed mode)(以下簡稱M1模式)；適速模式(Adaptive speed mode)(以下簡稱M2模式)；強化肌肉模式(Strengthening Push/Pull)(以下簡稱M5模式)；平均承重模式(Weight bearing)(以下簡稱M6模式，更進一步包括M6-1模式、M6-2模式、M6-3模式)；高頻率變速擾動模式(High Frequency Disturbance Random Speed)(以下簡稱DRS模式)；低頻率變速微擾模式(Low Frequency Perturbation Variable Speed)(以下簡稱PVS模式)；方向控制模式(Direction Control by Handle Push/Pull Forces)(以下簡稱PFD模式，更進一步包括FPD-1模式、PFD-2模式、PFD-3模式)；斜坡模式(Slop mode)(以下簡稱SL模式)。
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M1模式係為一恆速模式，輔具及其控制系統執行以下之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統命令該輔具以預定速度(Vs)移動。該預定速度(Vs)為系統內建或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟三，重覆步驟一、二，直到結束訓練、或因其他緊急狀況(例 如使用者跌倒)被迫停機為止。
M1模式，使用者跟隨輔具的預定速度前進，用以訓練使用者的步行速度。
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M2模式係為一適速模式，輔具及其控制系統執行以下之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統命令該輔具以預定速度(Vs)移動，使用者跟隨該輔具步行移動；其中，該預定速度(Vs)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟三，該控制系統從該步態感測模組獲取使用者步行速度並計算使用者平均步行速度(Vn)；步驟四，該控制系統將輔具的預定速度(Vs)與使用者平均步行速度(Vn)進行比較運算；當{| Vn-Vs |>εV}，該控制系統依據min(Vn,Vu)之計算結果變更輔具的預定速度(Vs1)；當| Vn-Vs |≦εV，回到步驟二；其中，Vu為該輔具移動之最大速度值，為系統依照馬達之規格和轉速所預設；(εV)為容許誤差值；步驟五，重覆步驟一至四，直到結束訓練或其他緊急狀況(例如使用者跌倒)停機為止。
M2模式，輔具先以預定速度(Vs)移動，之後再依使用者的步行速 度變更調整預定速度(Vs1)。輔具可依據使用者的步行速度做對應的調整配合。
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M5模式係為一強化肌肉模式，輔具及其控制系統執行以下之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統通過該多軸感測模組獲取右握把反作用力值(| Fr |)及左握把反作用力值(| Fl |)；步驟三，該控制系統將右握把反作用力值(| Fr |)及左握把反作用力值(| Fl |)與一右側預設閥值(Frth)及左側預設閥值(Flth)進行比較運算，結果為{| Fr |>Frth & | Fl |>Flth}則進行步四驟，若否則回到步驟一；其中，該預設閥值(Frth)、(Flth)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟四，該控制系統通過該步態感測模組獲取前述的第一人機距離d1；步驟五，控制系統將該第一人機距離(d1)、右握把反作用力值Fr、左握把反作用力值(Fl)進行運算及比較，若結果為式(1)成立，表示使用者對該輔具施加推力，若結果為式(2)成立，表示使用者對該輔具施加拉力；式(1)或式(2)任一成立，即進行步驟六；若式(1)及式(2)均未成立，則回到步驟一； {(d1<dznu)&(Fr<0)&(Fl<0)} 式(1)
{(d1>dznl)&(Fr>0)&(Fl>0)} 式(2)
其中，(dznu)為人機距離上極限值(upper limit of neutral distance)；(dznl)為人機距離之下限值(lower limit of neutral distance)；(dznu)及(dznl)均為系統預設值；步驟六，輔具以預定速度(Vs)按照推力方向前進或拉力方向退動；步驟七，重覆步驟一至六，直到結束訓練、或因其他緊急狀況停機為止。
在M5模式的步驟六，該控制系統可進一步控制前述的阻力模組啟動，增加該馬達的電流，增加馬達反向扭矩，使輔具之移動具有適當之阻力，使用者對輔具的推力或拉力必需增加，始能讓輔具移動。
M5模式，藉由使用者施加在輔具的推力和拉力作為啟動輔具移動及驅使輔具繼續移動的判斷條件，當使用者的腿部肌肉、腰部肌肉、軀幹肌肉、及手部肌肉的力量均達到預期標準且彼此能協調作用時，才能成功推動或拉動輔具，藉此訓練並加強使用者的肌肉力量。
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M6-1模式係為一患側腳承重加強模式。輔具及其控制系統執行以下之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統由該踏力感測模組獲取使用者患側腳踏力值 (Ta)；步驟三，該控制系統將患側腳踏力值(Ta)與踏力預設閥值(Tth)進行比較運算，若{Ta>Tth}為真，進行步驟四；若否，則回到步驟一；其中，該預設閥值(Tth)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟四，該控制系統偵測{Ta>Tth}的持續時間(Time_Ta)，將該持續時間(Time_Ta)與一預設時間(Time_th)進行比較運算，若{Time_Ta<Time_th}，回到步驟一；若{Time_Ta≧Time_th}，且該控制系統由該踏力感測模組獲取使用者健側腳踏力值(Tc)，該控制系統命令該輔具以預定速度(Vs)移動一預設距離。該預設距離可為使用者的跨步距離，或系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟五，重覆步驟一至四，直到結束訓練、或因其他緊急狀況停機為止。
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M6-2模式係為一患側手承重加強模式。輔具及其控制系統執行以下之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統由該多軸感測模組獲取使用者患側手向量力(Va)及健側手向量力(Vc)；步驟三，該控制系統將患側手向量力(Va)及健側手向量力(Vc)與 患側手預設閥值(Vath)及健側手預設閥值(Vcth)進行比較運算；若{(Va≧Vath)and(Vc≦Vcth)}為真，進行步驟四，為否，回到步驟一；其中，該預設閥值(Vath)、(Vcth)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟四，輔具以預定速度(Vs)移動一預設距離。該預設距離可為使用者的跨步距離，或系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟五，重覆步驟一至四，直到結束訓練，或因其他緊急狀況停機為止。
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M6-3模式係為一患側手腳承重加強模式。輔具及其控制系統執行以下之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統由該踏力感測模組獲取使用者患側腳踏力值(Ta)；該控制系統由該多軸感測模組獲取使用者患側手向量力(Va)及健側手向量力(Vc)；步驟三，該控制系統將患側腳踏力值(Ta)與踏力預設閥值(Tth)進行比較運算，該控制系統將患側手向量力(Va)及健側手向量力(Vc)與患側手預設閥值(Vath)及健側手預設閥值(Vcth)進行比較運算；若{Ta>Tth}以及{(Va≧Vath)and(Vc≦Vcth)}為真，進行步驟四；若否，則回到步驟一；該 預設閥值(Tth)、(Vath)、(Vcth)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟四，該控制系統偵測{Ta>Tth}的持續時間(Time_Ta)，將該持續時間(Time_Ta)與一預設時間(Time_th)進行比較運算，若{Time_Ta<Time_th}，回到步驟一；若{Time_Ta≧Time_th}，且該控制系統由該踏力感測模組獲取使用者健側腳踏力值(Tc)，該控制系統命令該輔具以預定速度(Vs)移動一預設距離。該預設距離可為使用者的跨步距離，或系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟五，重覆步驟一至四，直到結束訓練，或因其他緊急狀況停機為止。
M6-1、M6-2、或M6-3模式，適用於手、或腳、或手及腳單側偏癱的使用者。這一類的使用者通常會習慣以健側做為主要支撐，以致患側的肌肉力量愈來愈弱。藉由M6-1模式訓練及提昇使用者患側腳的肌肉力量，並協助使用者控制及協調患側腳及健側腳之支撐平衡能力。藉由M6-2模式訓練及提昇使用者患側手的肌肉力量，並協助使用者控制及協調患側手及健側手之支撐平衡能力。藉由M6-3模式，訓練及提昇使用者患側手腳的肌肉力量，並協助使用者控制及協調患側手腳與健側手腳之支撐平衡能力。
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DRS模式係為一高頻率變速擾動模式。輔具及其控制系統執行以下之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否 位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統控制該輔具以高頻率的方式切換預定速度(Vs)及隨機變速(Vrandom)，預定速度(Vs)及隨機變速(Vrandom)的出現時間和持續時間均由該控制系統隨機控制，從而使該輔具產生高頻率變速移動；預定速度(Vs)是固定速度，隨機變速(Vrandom)則快於或慢於預定速度(Vs)；該預定速度(Vs)及隨機變速(Vrandom)為系統內建或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；或者，該預定速度為系統內建或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入，該隨機變速(Vrandom)為系統以該預定速度為基礎而隨機產生；步驟三，重覆步驟一、二，直到結束訓練或因其他緊急狀況(例如使用者跌倒)被迫停機為止。
DRS模式，輔具以高頻率變速移動的方式，使用者無法跟隨輔具步行，以致於輔具的移動對使用者的步行訓練構成干擾，而使用者需忽視這個干擾並按照自己的步行速度步行。據以訓練使用者在具有外部干擾的情況下仍能有效控制自己的步行速度。
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PVS模式係為一低頻率變速微擾模式。輔具及其控制系統執行以下之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷； 步驟二，該控制系統控制該輔具以低頻率的方式切換預定速度(Vs)及可變速度(Vv)，預定速度(Vs)及可變速度(Vv)的出現時間和持續時間均由該控制系統隨機控制，從而使該輔具產生低頻率變速移動；預定速度(Vs)是固定速度，可變速度(Vv)則快於或慢於預定速度(Vs)；該預定速度(Vs)及可變速度(Vv)為系統內建或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；或者，該預定速度(Vs)為系統內建或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入，該可變速度(Vv)為系統以該預定速度為基礎而按編程隨機產生；步驟三，重覆步驟一、二，直到結束訓練或因其他緊急狀況(例如使用者跌倒)被迫停機為止。
PVS模式，輔具以低頻率變速移動的模式，讓使用者跟隨輔具之等速、加速、減速等微擾變化改變自己的步行速度而能跟隨輔具步行移動。據以訓練使用者依照外部情況有效控制自己的步行速度。
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PFD-1模式係為一輔具方向控制模式。輔具及其控制系統執行以下之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統命令該輔具按照預定軌跡以預定速度(Vs)或前述之適速模式(M2)模式移動；其中，預定速度(Vs)及適速模式(M2)模式之設定及產生如同前述；該預定軌跡是該控制系統通過該軌跡編程(program)控制該輔具之左輪馬達和右輪馬達的轉速，據以使輔具在一段預定的距離 內產生直線移動、左轉移動、右轉移動之各種變化；步驟三，重覆步驟一、二，直到結束訓練或因其他緊急狀況(例如使用者跌倒)被迫停機為止。
PFD-1模式，輔具做為主導者，由輔具的直線移動、左轉或右轉移動引導使用者步行跟隨，據以訓練使用者步行的方向控制。
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PFD-2模式係為一使用者方向控制模式。輔具及其控制系統執行以下之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統由該多軸感測模組獲取使用者右手向量力VFr及左手向量力VFl；步驟三，該控制系統將右手向量力(VFr)及左手向量力(VFl)與一預設閥值(VFth)進行比較運算；其中，該預設閥值(VFth)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；當運算結果為{(VFl-VFr)>VFth}，該控制系統命令該輔具的左輪馬達加速，右輪馬達減速，使該輔具向右轉移動；當運算結果為{(VFr-VFl)>VFth}，該控制系統命令該輔具的右輪馬達加速，左輪馬達減速，使該輔具向左轉；步驟四，重覆步驟一至三，直到結束訓練、或因其他緊急狀況停機為止。
PFD-2模式，使用者做為主導者，以左、右手的推力控制該輔具 的移動方向。在此模式中，治療師可提供S形訓練道、矩形訓練道、或訓練道上設置障礙物等方式，讓使用者控制輔具在以上的訓練道上進行直行、左轉、右轉、及避障等各方向的訓練。
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PFD-3模式係為一使用者為主導，輔具為協助之方向控制模式。輔具及其控制系統執行以下之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統由該多軸感測模組獲取使用者右手向量力VFr及左手向量力VFl；步驟三，該控制系統將右手向量力(VFr)及左手向量力(VFl)與一預設閥值(VFth)進行比較運算；其中，該預設閥值(VFth)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；當運算結果為{(VFl-VFr)>VFth}，該控制系統命令該輔具的左輪馬達加速，右輪馬達減速，使該輔具向右轉移動；當運算結果為{(VFr-VFl)>VFth}，該控制系統命令該輔具的右輪馬達加速，左輪馬達減速，使該輔具向左轉；該控制系統可通過設於該輔具上的障礙物感測模組感測該輔具之移動路徑上的障礙物，並且取得該輔具與該障礙物之間的距離(Do)，該控制系統將該距離(Do)與一預設閥值上限(Duth)及一預設閥值下限(Dlth)進行比對判斷，若{Do>Duth}或{Do<Dlth}，該控制系統控制該輔具停止移動回到步驟二、或啟動內建的自動避障模式、或啟動內建的修正模式，使該輔具之移動得以避開障礙物繼續行 進；或者，該控制系統可監測該輔具的移動軌跡，並將該移動軌跡與預設軌跡進行比對，若移動軌跡的方向、角度明顯偏離預設軌跡，該控制系統控制該輔具停止移動回到步驟二、或啟動內建的修正模式修正移動軌跡的方向、角度回到預設軌跡繼續行進；步驟四，重覆步驟一至三，直到結束訓練、或因其他緊急狀況停機為止。
PFD-3模式，以使用者為主導者，主導該輔具的移動方向，但該輔具撞擊障礙物或太接近或太偏離障礙物，或者太偏離預設軌跡時，該輔具停止移動，讓使用者自行修正輔具方向，或輔具自動繞過障礙物或自動修正方向角度，幫助使用者修正輔具方向，據以訓練使用者更高階的避障及遇障解決之能力。
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SL模式係為一斜坡模式。輔具及其控制系統執行以下之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統通過該前後傾斜感測模組感測該移動平台的前後傾斜狀況，若向後傾斜，表示該輔具為上坡狀態，進行步驟三；若向前傾斜，表示該輔具為下坡狀態，進行步驟四；步驟三，該控制系統通過該多軸感測模組獲取右握把反作用力值(Fr)及左握把反作用力值(Fl)；該控制系統將右握把反作用力值(|Fr|)及左握 把反作用力值(Fl)與一右側預設閥值上限(Fru)及左側預設閥值上限(Flu)進行比較運算；其中，該預設閥值(Fru)、(Flu)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；當運算結果{Fr≧Fru>0 & Fl≧Flu>0}，表示使用者施加拉力於該輔具，該控制系統啟動馬達以預定速度(Vs)移動；步驟四，該控制系統通過該多軸感測模組獲取右握把反作用力值(Fr)及左握把反作用力值(Fl)；該控制系統將右握把反作用力值(Fr)及左握把反作用力值(Fl)與一右側預設閥值下限(Frl)及左側預設閥值(Fll)進行比較運算；其中，該預設閥值(Frl)、(Fll)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；當運算結果{Fr≦Frl<0 & Fl≦Fll<0)}，表示使用者施加推力於該輔具，該控制系統啟動馬達以預定速度(Vs)移動；步驟五，重覆步驟一至四，直到結束訓練或因其他緊急狀況停機為止。
SL模式，藉由輔具訓練使用者控制上坡及下坡的步行速度、身體重心位置，並透過上坡及下坡進行更高階的肌肉強度訓練。
12‧‧‧左握把
13‧‧‧右握把
14‧‧‧前輪
15‧‧‧後輪
151‧‧‧左輪
152‧‧‧右輪
161‧‧‧左輪馬達
162‧‧‧右輪馬達
20‧‧‧步態感測模組
22‧‧‧阻力模組
23‧‧‧多軸感測模組
24‧‧‧障礙物感測模組
25‧‧‧前後傾斜感測模組
26‧‧‧軌跡編程
27‧‧‧控制系統
28‧‧‧踏力感測模組

Claims (17)

  1. 一種多模式步行訓練之電動步行輔具，該輔具包括：一移動平台，該移動平台具有一移動裝置；一使用者區域，為鄰近該移動平台之一地面區域，該使用者區域供一使用者站立；一步態感測模組，設於該移動平台，通過感測手段感測使用者雙腳並輸出該使用者之步態特徵訊息；一控制系統，設於該移動平台，該輔具之所有模組及該移動裝置分別與該控制系統電性連接；該控制系統更包含一控制該移動平台產生直線移動、左轉移動、右轉移動等預定軌跡之軌跡編程；該控制系統獲取該輔具之所有模組之訊息和數據並進行混合分析運算，並利用分析運算的結果控制該輔具產生預定的移動模式。
  2. 如請求項1所述之輔具，其更包括：一阻力模組，安裝於該移動平台，並電性連接於該移動裝置，用以調整該輔具之移動阻力；一多軸感測模組，該多軸感測模組之感測器分別設於該左握把及該右握把，用以感測使用者左、右手施加於該左、右握把上的向量力，並對應輸出使用者右手向量力及左手向量力；一障礙物感測模組，包括數個感測器分別設於該移動平台之週邊，用以感測該輔具移動時是否遇到障礙物，並且取得該輔具與該障礙物之間的距離；一前後傾斜感測模組，其感測器安裝於該移動平台，用以感測該 移動平台之前後傾斜狀態；一踏力感測模組，該踏力感測模組埋設於使用者穿著之鞋底、鞋墊，或供使用者行走之訓練步道中，該控制系統與該踏力感測模組電性連接。
  3. 一種如請求項1所述之輔具之控制方法，該控制方法使該輔具執行以下之移動模式，該移動模式包括：恆速模式；適速模式；高頻率變速擾動模式；低頻率變速微擾模式。
  4. 如請求項3所述之輔具之恆速模式之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統命令該輔具以預定速度(Vs)移動；該預定速度(Vs)為系統內建或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟三，重覆步驟一、二，直到結束訓練、或因其他緊急狀況停機為止。
  5. 如請求項3所述之輔具之適速模式之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統命令該輔具以預定速度(Vs)移動，使用者跟隨該輔具步行移動；其中，該預定速度(Vs)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入； 步驟三，該控制系統從該步態感測模組獲取使用者步行速度並計算使用者平均步行速度(Vn)；步驟四，該控制系統將輔具的預定速度(Vs)與使用者平均步行速度(Vn)進行比較運算；當{｜Vn-Vs｜>εV}，該控制系統依據{min(Vn,Vu)}之計算結果變更輔具的預定速度(Vs1)；當{｜Vn-Vs｜≦εV}，回到步驟二；其中，(Vu)為該輔具移動之最大速度值，為系統依照容許使用者最大安全速度所預設；(εV)為容許誤差值；步驟五，重覆步驟一至四，直到結束訓練或其他緊急狀況停機為止。
  6. 如請求項3所述之輔具之高頻率變速擾動模式之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統控制該輔具以高頻率的方式切換預定速度(Vs)及隨機變速(Vrandom)，預定速度(Vs)及隨機變速(Vrandom)的出現時間和持續時間均由該控制系統隨機控制，從而使該輔具產生高頻率變速移動；預定速度(Vs)是固定速度，隨機變速(Vrandom)則快於或慢於預定速度(Vs)；該預定速度(Vs)及隨機變速(Vrandom)為系統內建或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；或者，該預定速度為系統內建或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入，該隨機變速(Vrandom)為系統以該預定速度為基礎而隨機產生；步驟三，重覆步驟一、二，直到結束訓練或因其他緊急狀況停機為止。
  7. 如請求項3所述之輔具之低頻率變速微擾模式之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統控制該輔具以低頻率的方式切換預定速度(Vs)及可變速度(Vv)，預定速度(Vs)及可變速度(Vv)的出現時間和持續時間均由該控制系統隨機控制，從而使該輔具產生低頻率變速移動；預定速度(Vs)是固定速度，可變速度(Vv)則快於或慢於預定速度(Vs)；該預定速度(Vs)及可變速度(Vv)為系統內建或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；或者，該預定速度(Vs)為系統內建或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入，該可變速度(Vv)為系統以該預定速度為基礎而按編程隨機產生；步驟三，重覆步驟一、二，直到結束訓練或因其他緊急狀況停機為止。
  8. 一種如請求項1所述之輔具之控制方法，該控制方法使該輔具執行以下之移動模式，該移動模式包括：強化肌肉模式；患側腳承重加強模式；患側手承重加強模式；患側手腳承重加強模式；方向控制模式；斜坡模式。
  9. 如請求項8所述之輔具之強化肌肉模式之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統通過該多軸感測模組獲取右握把反作用力值(｜ Fr｜)及左握把反作用力值(｜Fl｜)；步驟三，該控制系統將右握把反作用力值(｜Fr｜)及左握把反作用力值(｜Fl｜)與一右側預設閥值(Frth)及左側預設閥值(Flth)進行比較運算，結果為{｜Fr｜>Frth &｜Fl｜>Flth}則進行步四驟，若否則回到步驟一；其中，該預設閥值(Frth)、(Flth)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟四，該控制系統通過該步態感測模組獲取第一人機距離(d1)；該第一人機距離(d1)為使用者雙足心間距中間點與該輔具之特定點的直線距離；步驟五，控制系統將該第一人機距離(d1)、右握把反作用力值(Fr)、左握把反作用力值(Fl)進行運算及比較，若結果為式(1)成立，表示使用者對該輔具施加推力且腳往前跨，若結果為式(2)成立，表示使用者對該輔具施加拉力且腳往後跨；式(1)或式(2)任一成立，即進行步驟六；若式(1)及式(2)均未成立，則回到步驟一；其中，所述之式(1)係為{(d1<dznu)&(Fr<0)&(Fl<0)}，式(2)係為{(d1>dznl)&(Fr>0)&(Fl>0)}，(dznu)為人機距離上極限值(upper limit of neutral distance)，(dznl)為人機距離之下限值(lower limit of neutral distance)且(dznu)及(dznl)均為系統預設值；步驟六，輔具以預定速度(Vs)按照推力方向前進或拉力方向退動；步驟七，重覆步驟一至六，直到結束訓練、或因其他緊急狀況停機為止。
  10. 如請求項9所述該輔具之強化肌肉模式之控制方法，其中，步驟六，該控 制系統控制該阻力模組啟動，增加該輔具之移動阻力。
  11. 如請求項8所述之輔具之患側腳承重加強模式之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統由該踏力感測模組獲取使用者患側腳踏力值(Ta)；步驟三，該控制系統將患側腳踏力值(Ta)與踏力預設閥值(Tth)進行比較運算，若{Ta>Tth}為真，進行步驟四；若否，則回到步驟一；其中，該預設閥值(Tth)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟四，該控制系統偵測{Ta>Tth}的持續時間(Time_Ta)，將該持續時間(Time_Ta)與一預設時間(Time_th)進行比較運算，若{Time_Ta<Time_th}，回到步驟一；若{Time_Ta≧Time_th}，且該控制系統由該踏力感測模組獲取使用者健側腳踏力值(Tc)，該控制系統命令該輔具以預定速度(Vs)移動一預設距離；該預設距離可為使用者的跨步距離，或系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟五，重覆步驟一至四，直到結束訓練、或因其他緊急狀況停機為止。
  12. 如請求項8所述之輔具之患側手承重加強模式之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停 移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統由該多軸感測模組獲取使用者患側手向量力(Va)及健側手向量力(Vc)；步驟三，該控制系統將患側手向量力(Va)及健側手向量力(Vc)與患側手預設閥值(Vath)及健側手預設閥值(Vcth)進行比較運算；若{(Va≧Vath)and(Vc≦Vcth)}為真，進行步驟四，為否，回到步驟一；其中，該預設閥值(Vath)、(Vcth)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟四，輔具以預定速度(Vs)移動一預設距離；該預設距離可為使用者的跨步距離，或系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟五，重覆步驟一至四，直到結束訓練，或因其他緊急狀況停機為止。
  13. 如請求項8所述之輔具之患側手腳承重加強模式之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統由該踏力感測模組獲取使用者患側腳踏力值(Ta)；該控制系統由該多軸感測模組獲取使用者患側手向量力(Va)及健側手向量力(Vc)；步驟三，該控制系統將患側腳踏力值(Ta)與踏力預設閥值(Tth)進行比較運算，該控制系統將患側手向量力(Va)及健側手向量力(Vc)與患側 手預設閥值(Vath)及健側手預設閥值(Vcth)進行比較運算；若{Ta>Tth}以及{(Va≦Vath)and(Vc≦Vcth)}為真，進行步驟四；若否，則回到步驟一；該預設閥值(Tth)、(Vath)、(Vcth)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟四，該控制系統偵測{Ta>Tth}的持續時間(Time_Ta)，將該持續時間(Time_Ta)與一預設時間(Time_th)進行比較運算，若{Time_Ta<Time_th}，回到步驟一；若{Time_Ta≧Time_th}，且該控制系統由該踏力感測模組獲取使用者健側腳踏力值(Tc)，該控制系統命令該輔具以預定速度(Vs)移動一預設距離。該預設距離可為使用者的跨步距離，或系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；步驟五，重覆步驟一至四，直到結束訓練，或因其他緊急狀況停機為止。
  14. 如請求項8所述之輔具之方向控制模式之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統命令該輔具按照預定軌跡以預定速度(Vs)或適速模式移動；該預定軌跡是該控制系統通過該軌跡編程(program)控制該輔具在一段預定的距離內產生直線移動、左轉移動、右轉移動之各種變化；步驟三，重覆步驟一、二，直到結束訓練或因其他緊急狀況停機為止。
  15. 如請求項8所述之輔具之使用者之方向控制模式之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統由該多軸感測模組獲取使用者右手向量力(VFr)及左手向量力(VFl)；步驟三，該控制系統將右手向量力(VFr)及左手向量力(VFl)與一預設閥值(VFth)進行比較運算；其中，該預設閥值(VFth)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；當運算結果為{(VFl-VFr)>VFth}，該控制系統命令該輔具向右轉移動；當運算結果為{(VFr-VFl)>VFth}，該控制系統命令該輔具向左轉移動；步驟四，重覆步驟一至三，直到結束訓練或因其他緊急狀況被迫停機為止。
  16. 如請求項8所述之輔具之方向控制模式之控制方法，該方向控制模式是以使用者為主導而輔具為協助；該控制方法包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統由該多軸感測模組獲取使用者右手向量力(VFr)及左手向量力(VFl)；步驟三，該控制系統將右手向量力(VFr)及左手向量力(VFl)與一預設閥值(VFth)進行比較運算；其中，該預設閥值(VFth)為系統內建、或 治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；當運算結果為{(VFl-VFr)>VFth}，該控制系統命令該輔具向右轉移動；當運算結果為{(VFr-VFl)>VFth}，該控制系統命令該輔具向左轉移動；以及，該控制系統通過設於該障礙物感測模組感測該輔具之移動路徑上的障礙物，並且取得該輔具與該障礙物之間的距離(Do)，該控制系統將該距離(Do)與一預設閥值上限(Duth)及一預設閥值下限(Dlth)進行比對判斷，若{Do>Duth}或{Do<Dlth}，該控制系統控制該輔具停止移動回到步驟二、或啟動內建的自動避障模式、或啟動內建的修正模式，使該輔具之移動得以避開障礙物繼續行進；或者，該控制系統可監測該輔具的移動軌跡，並將該移動軌跡與預設軌跡進行比對，若移動軌跡的方向、角度明顯偏離預設軌跡，該控制系統控制該輔具停止移動回到步驟二、或啟動內建的修正模式修正移動軌跡的方向、角度回到預設軌跡繼續行進；步驟四，重覆步驟一至三，直到結束訓練、或因其他緊急狀況停機為止。
  17. 如請求項8所述之輔具之斜坡模式之控制方法，包括：步驟一，該控制系統通過該步態感測模組之訊息判斷使用者是否位於該輔具的使用者區域中；若是，進行步驟二；若否，該輔具不移動或暫停移動，該控制系統繼續判斷；步驟二，該控制系統通過該前後傾斜感測模組感測該移動平台的前後傾斜狀態，若向後傾斜表示該輔具為上坡狀態，進行步驟三；若向前傾斜表示該輔具為下坡狀態，進行步驟四；步驟三，該控制系統通過該多軸感測模組獲取右握把反作用力值 (Fr)及左握把反作用力值(Fl)；該控制系統將右握把反作用力值(Fr)及左握把反作用力值(Fl)與一右側預設閥值上限(Fru)及左側預設閥值上限(Flu)進行比較運算；其中，該預設閥值(Fru)、(Flu)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；當運算結果{Fr≧Fru>0 & Fl≧Flu>0}，表示使用者施加拉力於該輔具，該控制系統啟動馬達以預定速度(Vs)移動；步驟四，該控制系統通過該多軸感測模組獲取右握把反作用力值(Fr)及左握把反作用力值(Fl)；該控制系統將右握把反作用力值(Fr)及左握把反作用力值(Fl)與一右側預設閥值下限(Frl)及左側預設閥值(Fll)進行比較運算；其中，該預設閥值(Frl)、(Fll)為系統內建、或治療師通過該控制系統之操作界面預先輸入；當運算結果{Fr≦Frl<0 & Fl≦Fll<0)}，表示使用者施加推力於該輔具，該控制系統啟動馬達以預定速度(Vs)移動；步驟五，重覆步驟一至四，直到結束訓練或因其他緊急狀況停機為止。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108926459A (zh) * 2018-05-31 2018-12-04 广东智爱机器人科技有限公司 全方向步行训练方法及装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109223460A (zh) * 2018-07-06 2019-01-18 佛山市煜升电子有限公司 长者行走辅助机器人
CN110916988A (zh) * 2019-12-10 2020-03-27 山东建筑大学 一种电动助行器
CN112999026B (zh) * 2019-12-19 2023-02-03 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种应用于康复助行机器人的自适应控制方法
TWI761971B (zh) * 2020-09-28 2022-04-21 緯創資通股份有限公司 主動式助行器

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090275867A1 (en) * 2004-06-29 2009-11-05 Rehabilitation Institute Of Chicago Walking and balance exercise device
US20100256537A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-07 Syco Di Hedvig Haberl & C.S.A.S. System for controlling an exoskeleton haptic device for rehabilitation purposes, and corresponding exoskeleton haptic device
US20110190667A1 (en) * 2003-04-03 2011-08-04 Majd Alwan Method and System for the Derivation of Human Gait Characteristics and Detecting Falls Passively from Floor Vibrations
TW201311214A (zh) * 2011-09-14 2013-03-16 Ming-Da Lin 視覺化ｉｍｕ步態偵測裝置及其分析方法
WO2013182483A1 (de) * 2012-06-04 2013-12-12 Zebris Medical Gmbh Anordnung und verfahren zum training des ganges
TW201422221A (zh) * 2012-12-11 2014-06-16 Univ Nat Taiwan 復健裝置
TW201436779A (zh) * 2013-03-27 2014-10-01 Ind Tech Res Inst 意向偵測與步態調整裝置及方法
WO2015164421A1 (en) * 2014-04-21 2015-10-29 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Human movement research, therapeutic, and diagnostic devices, methods, and systems
TW201609076A (zh) * 2014-09-01 2016-03-16 國立臺灣大學 具投射步伐圖形功能與座椅結構的復健裝置及其控制方法
CN103153254B (zh) * 2010-10-11 2016-03-30 莫罗有限公司 锻炼和步态训练器械
CN103200909B (zh) * 2010-09-27 2016-05-04 范德比尔特大学 行动辅助设备

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101132755B (zh) * 2005-05-27 2010-09-15 本田技研工业株式会社 行走辅助装置
CN101332145B (zh) * 2008-07-18 2010-08-11 西安交通大学 一种助行机器人
CN101803988B (zh) * 2010-04-14 2011-06-29 华中科技大学 多功能智能助立助行康复机器人
CN202355552U (zh) * 2011-11-03 2012-08-01 黑龙江省小儿脑性瘫痪防治疗育中心 脑瘫步行训练康复器
CN102551994B (zh) * 2011-12-20 2013-09-04 华中科技大学 一种康复助行机器人及其控制系统
CN103027827A (zh) * 2012-12-13 2013-04-10 重庆市弘山川光电股份有限公司 助步车
EP3375574B1 (en) * 2013-02-28 2020-04-22 Facebook, Inc. Modular exoskeletal force feedback controller
US9687410B2 (en) * 2013-10-03 2017-06-27 Sharp Kabushiki Kaisha Walking assistance device
TWI554266B (zh) * 2015-04-24 2016-10-21 Univ Nat Yang Ming 穿戴式步態復健訓練裝置及使用該裝置之步態訓練方法
CN104856843B (zh) * 2015-06-03 2017-03-01 天津科技大学 协调四肢型康复学步车
CN105456004B (zh) * 2015-12-28 2019-02-01 中国科学院自动化研究所 外骨骼式移动步行康复训练装置及方法
TWI597060B (zh) * 2016-03-24 2017-09-01 國立陽明大學 Electric walking aid based on man-machine position and its control method

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110190667A1 (en) * 2003-04-03 2011-08-04 Majd Alwan Method and System for the Derivation of Human Gait Characteristics and Detecting Falls Passively from Floor Vibrations
US20090275867A1 (en) * 2004-06-29 2009-11-05 Rehabilitation Institute Of Chicago Walking and balance exercise device
US20100256537A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-07 Syco Di Hedvig Haberl & C.S.A.S. System for controlling an exoskeleton haptic device for rehabilitation purposes, and corresponding exoskeleton haptic device
CN103200909B (zh) * 2010-09-27 2016-05-04 范德比尔特大学 行动辅助设备
CN103153254B (zh) * 2010-10-11 2016-03-30 莫罗有限公司 锻炼和步态训练器械
TW201311214A (zh) * 2011-09-14 2013-03-16 Ming-Da Lin 視覺化ｉｍｕ步態偵測裝置及其分析方法
WO2013182483A1 (de) * 2012-06-04 2013-12-12 Zebris Medical Gmbh Anordnung und verfahren zum training des ganges
TW201422221A (zh) * 2012-12-11 2014-06-16 Univ Nat Taiwan 復健裝置
TW201436779A (zh) * 2013-03-27 2014-10-01 Ind Tech Res Inst 意向偵測與步態調整裝置及方法
WO2015164421A1 (en) * 2014-04-21 2015-10-29 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Human movement research, therapeutic, and diagnostic devices, methods, and systems
TW201609076A (zh) * 2014-09-01 2016-03-16 國立臺灣大學 具投射步伐圖形功能與座椅結構的復健裝置及其控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108926459A (zh) * 2018-05-31 2018-12-04 广东智爱机器人科技有限公司 全方向步行训练方法及装置
CN108926459B (zh) * 2018-05-31 2021-12-10 广东智爱机器人科技有限公司 全方向步行训练装置的控制方法

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