力矩的第二力矩。
19. 根據(jù)權利要求13所述的外骨骼，其中，當所述外骨骼處于所述自由狀態(tài)并且所述 腿部信號大于預定的最大大腿角度時，所述控制器適于將所述外骨骼移動到所述阻力狀 O
20. 根據(jù)權利要求13所述的外骨骼，其進一步包括膝部傳感器，該膝部傳感器測量所 述大腿連接件和所述小腿連接件之間的角度，其中，當所述外骨骼處于所述自由狀態(tài)、所述 腿部信號大于預定的最大大腿角度并且所述膝部傳感器指示在所述大腿連接件和所述小 腿連接件之間的小的屈曲時，所述控制器適于將所述外骨骼移動到所述阻力狀態(tài)。
21. 根據(jù)權利要求13所述的外骨骼，其中，當所述外骨骼處于所述阻力狀態(tài)并且所述 腿部信號小于預定的最小大腿角度時，所述控制器適于將所述外骨骼移動到自由狀態(tài)，在 該狀態(tài)下，所述力矩產(chǎn)生器開始產(chǎn)生零力矩。
22. 根據(jù)權利要求21所述的外骨骼，其中，當所述外骨骼處于所述自由狀態(tài)并且所述 腿部信號大于預定的最大大腿角度時，所述控制器適于將所述外骨骼移動到所述阻力狀 O
23. 根據(jù)權利要求13所述的外骨骼，其中，當所述外骨骼在所述阻力狀態(tài)下保持了比 預設的最大支撐時間更長時，所述控制器適于將外骨骼移動到鎖定狀態(tài)，在該狀態(tài)下，所述 力矩產(chǎn)生器產(chǎn)生最大阻力矩。
24. 根據(jù)權利要求18或21所述的外骨骼，其中，當所述外骨骼在所述自由狀態(tài)下保持 了比預設的最大擺動時間更長時，控制器適于將外骨骼移動到鎖定狀態(tài)，在該狀態(tài)下，所述 力矩產(chǎn)生器產(chǎn)生最大阻力矩。
25. 根據(jù)權利要求23所述的外骨骼，其中，當所述腿部信號大于預定的最大大腿角度 時，所述控制器適于將所述外骨骼移動到所述阻力狀態(tài)。
26. 根據(jù)權利要求24所述的外骨骼，其中，當所述腿部信號小于預定的最小大腿角度 時，所述控制器適于將所述外骨骼移動到所述自由狀態(tài)。
27. 根據(jù)權利要求13所述的外骨骼，其進一步包括能夠產(chǎn)生用于所述控制器的鎖定信 號的手動鎖定裝置，其中，當所述手動輸入裝置被使用者致動時，所述外骨骼將移動到鎖定 狀態(tài)，在該狀態(tài)下，所述力矩產(chǎn)生器產(chǎn)生最大阻力矩。
28. 根據(jù)權利要求13所述的外骨骼，其進一步包括能夠產(chǎn)生用于所述控制器的手動解 鎖信號的手動解鎖裝置，其中，當所述手動輸入裝置被使用者致動時，所述外骨骼將移動到 解鎖狀態(tài)，在該狀態(tài)下，所述力矩產(chǎn)生器產(chǎn)生最小阻力矩。
29. 根據(jù)權利要求13所述的外骨骼，其進一步包括能夠產(chǎn)生用于所述控制器的手動解 鎖信號的手動解鎖裝置，其中，當所述手動輸入裝置被使用者致動時，所述外骨骼將移動到 解鎖狀態(tài)，在該狀態(tài)下，所述力矩產(chǎn)生器產(chǎn)生零阻力矩。
30. 根據(jù)權利要求13所述的外骨骼，其進一步包括能夠產(chǎn)生用于所述控制器的手動就 座信號的手動就座裝置，其中，當所述手動輸入裝置被使用者致動時，所述外骨骼將移動到 就座狀態(tài)，在該狀態(tài)下，所述力矩產(chǎn)生器產(chǎn)生適于逐漸屈曲所述膝部關節(jié)的任意阻力矩。
31. 根據(jù)權利要求28或29所述的外骨骼，其中，當所述腿部信號達到預定的最大就座 大腿角度值時，所述外骨骼將移動進入所述解鎖狀態(tài)。
32. 根據(jù)權利要求31所述的外骨骼，其中，所述預定的最大就座大腿角度大約是90度。
33. 根據(jù)權利要求13所述的外骨骼，其進一步包括能夠產(chǎn)生用于所述控制器的鎖定信 號的手動鎖定裝置，其中，所述手動鎖定裝置被致動，所述外骨骼將移動進入鎖定狀態(tài)，在 該狀態(tài)下，所述力矩產(chǎn)生器產(chǎn)生最大阻力矩。
34. -種外骨骼的控制方法，該外骨骼具有大腿連接件、小腿連接件、能夠響應屈曲而 在所述小腿連接件和所述大腿連接件之間產(chǎn)生阻力矩的力矩產(chǎn)生器、腿部傳感器，所述控 制方法包括步驟： 從所述腿部傳感器產(chǎn)生腿部信號，該腿部信號表示所述大腿連接件或人體的大腿相對 于垂直重力線或者相對于使用者軀干的角度；以及 只有當所述腿部信號顯示所述人體的腿部向前擺動并且經(jīng)過預定的最大大腿角度時， 才響應膝部屈曲而在所述大腿連接件和所述小腿連接件之間產(chǎn)生阻力矩。
35. 根據(jù)權利要求34所述的方法，其中，所述阻力矩是所述腿部信號的函數(shù)。
36. 根據(jù)權利要求3所述的外骨骼，其進一步包括能夠被接合到所述使用者的足部的 踝足矯形器。
37. 根據(jù)權利要求36所述的外骨骼，其中，所述踝足矯形器可連接到所述第二連接件。
38. 根據(jù)權利要求5所述的外骨骼，其進一步包括能夠被接合到所述使用者的足部的 踝足矯形器。
39. 根據(jù)權利要求38所述的外骨骼，其中，所述踝足矯形器可連接到所述第一連接件。
40. 根據(jù)權利要求13所述的外骨骼，其進一步包括能夠被接合到所述使用者的足部的 踝足矯形器。
41. 根據(jù)權利要求40所述的外骨骼，其中，所述踝足矯形器可連接到所述小腿連接件。
42. 根據(jù)權利要求36、38和40所述的外骨豁，其中，所述踝足矯形器包括內部或外部踝 足矯形器，或者選自由剛性AFO、障礙AFO、鉸鏈AFO、非鉸鏈AFO、跖屈止動AFO、標準后片彈 性AFO、能量返回AFO、柔性AFO、剛性AFO、具有落葉松屈曲的AFO、具有抗距骨的AFO、AFO抗 距骨（前殼體或殼體在前面）、具有自由運動踝部關節(jié)的AFO、具有可調的剛性踝部關節(jié)的 AFO、具有彈簧承載踝部關節(jié)的AFO以及具有可調的彈簧承載踝部關節(jié)的AFO所組成的組的 內部或外部踝足矯形器的組合。
43. 根據(jù)權利要求3所述的外骨骼，其進一步包括可配置為接合到所述使用者的上身 的外骨骼主體，所述外骨骼主體包括： 軀干連接件，其能夠被接合到使用者的軀干；以及 主體大腿連接件，其可配置為可旋轉地接合到所述軀干連接件。
44. 根據(jù)權利要求43所述的外骨骼，其中，所述主體大腿連接件被接合到所述第一連 接件。
45. 根據(jù)權利要求5所述的外骨骼，其進一步包括可配置為被接合到所述該使用者的 上身的外骨骼主體，所述外骨骼主體包括： 軀干連接件，其能夠被接合到所述使用者的軀干；以及 主體大腿連接件，其可配置為可旋轉地接合到所述軀干連接件。
46. 根據(jù)權利要求43所述的外骨骼，其中，所述主體大腿連接件被接合到所述第二連 接件。
47. 根據(jù)權利要求43或45所述的外骨骼，其進一步包括能夠在所述軀干連接件和所述 主體大腿連接件之間提供力矩的致動器。
48. 根據(jù)權利要求13所述的外骨骼，其進一步包括可配置為被接合到所述使用者的上 身的外骨骼主體，所述主體包括： 軀干連接件，其能夠被接合到使用者的軀干；以及 主體大腿連接件，其可配置為可旋轉地接合到所述軀干連接件。
49. 根據(jù)權利要求48所述的外骨骼，其中，所述主體大腿連接件被接合到所述大腿連 接件。
50. 根據(jù)權利要求48所述的外骨骼，其進一步包括能夠在所述軀干連接件和所述主體 大腿連接件之間提供力矩的致動器。
51. 根據(jù)權利要求43所述的外骨骼，其進一步包括能夠被接合到使用者的足部的踝足 矯形器。
52. 根據(jù)權利要求51所述的外骨骼，其中，所述踝足矯形器被接合到所述第二連接件。
53. 根據(jù)權利要求45所述的外骨骼，其進一步包括能夠被接合到使用者的足部的踝足 矯形器。
54. 根據(jù)權利要求53所述的外骨骼，其中，所述踝足矯形器被接合到所述第一連接件。
55. 根據(jù)權利要求51或53所述的外骨骼，其進一步包括能夠在所述軀干連接件和所述 主體大腿連接件之間提供力矩的致動器。
56. 根據(jù)權利要求48所述的外骨骼，其進一步包括能夠被接合到使用者的足部的踝足 矯形器。
57. 根據(jù)權利要求56所述的外骨骼，其中，所述踝足矯形器被接合到所述小腿連接件。
58. 根據(jù)權利要求51、53和56所述的外骨骼，其中，所述踝足矯形器包括內部或外部 踝足矯形器，或者選由剛性AFO、障礙AFO、鉸鏈AFO、非鉸鏈AFO、跖屈止動AFO、標準后片彈 性AFO、能量返回AFO、柔性AFO、剛性AFO、具有落葉松屈曲的AFO、具有抗距骨的AFO、AFO抗 距骨（前殼體或殼體在前面）、具有自由運動踝部關節(jié)的AF0、具有可調的剛性踝部關節(jié)的 AF0、具有彈簧承載踝部關節(jié)的AFO以及具有可調的彈簧承載踝部關節(jié)的AFO所組成的組的 內部或外部踝足矯形器的組合。
【專利摘要】一種適于被接合到人體下肢的外骨骼(100)，其包括大腿連接件(102)、小腿連接件(104)以及允許大腿和小腿連接件(102、104)之間的屈曲和伸展的膝部關節(jié)(106)。被連接到膝部關節(jié)(106)的力矩產(chǎn)生器(156)包括繞簧(110)，其具有被接合到大腿連接件(102)的第一端部(112)，以及被接合到能夠選擇地定位繞簧(110)的第二端部(118)的電子致動器(116)的第二端部(118)。控制器(120)致使電子致動器(116)定位繞簧(110)，以基于通過傳感器(164、166、168)產(chǎn)生的信號(212、214、216)來在大腿和小腿連接件(102、104)之間提供選擇性的力矩。
【IPC分類】A61F5-01
【公開號】CN104822346
【申請?zhí)枴緾N201380058337
【發(fā)明人】胡馬云·卡澤歐尼, 韋恩·通, 鉉東進, 斯蒂芬·麥金利, 鄭允靜
【申請人】加利福尼亞大學董事會
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2013年6月19日
【公告號】EP2892472A1, EP2892472A4, US20150173929, WO2014039134A1