用于与辅助机械护甲一起使用的贴片系统技术方案

本文描述了根据各种实施例的机械护甲系统和方法。机械护甲系统可以是由穿戴者穿在他或她的身体外面的套装。机械护甲系统可以被穿在穿戴者的正常衣服下面、穿在穿戴者的衣服外面、穿在衣服的层之间，或者可以是穿戴者的主要衣服自身。机械护甲可以是辅助性的，如它在物理上辅助穿戴者执行特定的活动，或者可以提供其它功能，例如，通过对身体的物理表达、对环境的参与或从穿戴者捕获信息来与穿戴者通信。一个或多个贴片组件可以被可移除地耦合到机械护甲。

Patch system for use with auxiliary mechanical armor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于与辅助机械护甲一起使用的贴片系统相关申请的交叉参考本申请要求享有2016年12月8日提交的美国临时专利申请No.62/431,779的优先权，其公开内容通过参考整体并入。本申请是2017年8月23日提交的美国专利申请No.15/684,466的部分继续申请，其要求享有2016年8月23日提交的美国临时专利申请No.62/378,471、2016年8月23日提交的美国临时专利申请No.62/378,555以及2016年12月8日提交的美国临时专利申请No.62/431,779的优先权，这些申请的公开内容通过参考整体并入。
技术介绍
可穿戴式机器人系统已经被开发来用于增强人类的自然能力，或者代替由于受伤或疾病而丧失的功能。这些系统的一个示例是ReWalk机器人技术的ReWalk外骨骼系统。ReWalk系统包括刚性外骨骼，其在膝关节和髋关节处具有动力致动器，以便使截瘫患者能够进行辅助行走。然而，该系统包括较大的刚性框架；需要护理者的辅助；并且它意图用于由于脊髓损伤引起的截瘫患者。ReWalk设备既不适合用于残疾程度较低的人，也不适合用于身体健全的人进行功能性增强。在题为“ExosuitSystem”的美国专利9,266,233中描述了机械护甲系统的示例，其包括用于机械护甲的若干概念，所述机械护甲包括柔性线性致动器和离合的顺应性元件，用于施加和/或调制在穿戴者的身体的部段之间的力和/或顺应性。虽然在美国专利9,266,233中的公开内容广泛地描述了可以在机械护甲系统中使用的技术，但是它没有教导对于为一些应用提供辅助机械护甲系统所需的相关子系统的要求、交互、取向和位置。
技术实现思路
本文描述了根据各种实施例的机械护甲系统和方法。机械护甲系统可以是由穿戴者穿在他或她的身体外面的套装。机械护甲系统可以被穿在穿戴者的正常衣服下面、穿在穿戴者的衣服外面、穿在衣服的层之间，或者可以是穿戴者的主要衣服自身。机械护甲可以是辅助性的，如它在物理上辅助穿戴者执行特定的活动，或者可以提供其它功能，例如，通过对身体的物理表达、对环境的参与或从穿戴者捕获信息来与穿戴者通信。一个或多个贴片组件可以被可移除地耦合到机械护甲。在一个实施例中，提供一种贴片组件，所述贴片组件包括可拆卸地耦合到机械护甲的壳体。所述壳体可以包括用于将所述壳体固定到所述机械护甲的安装部件、至少一个柔性线性致动器(FLA)、至少一个电池和控制电子器件，所述控制电子器件被耦合到所述至少一个FLA和所述至少一个电池并且被配置为选择性地激活所述至少一个FLA以向所述机械护甲的用户提供肌肉运动辅助。在另一个实施例中，提供一种机械护甲，所述机械护甲可以包括：基础层，所述基础层具有多个载荷分配构件；和多个贴片组件，所述多个贴片组件经由所述多个载荷分配构件可拆卸地耦合到所述基础层。所述多个贴片组件中的每一个都可以包括壳体，所述壳体可以包括用于将所述壳体固定到所述基础层的安装部件、至少一个柔性线性致动器(FLA)、至少一个电池和控制电子器件，所述控制电子器件被耦合到所述至少一个FLA和所述至少一个电池并且被配置为选择性地激活所述至少一个FLA以向所述机械护甲的用户提供肌肉运动辅助。在又一个实施例中，提供一种多辅助运动贴片组件，所述多辅助运动贴片组件可以包括：柔性基板，所述柔性基板被构造成可拆卸地耦合到存在于机械护甲的前侧和后侧上的多个承载构件；多个传感器，所述多个传感器被固定到所述柔性基板；多个电池，所述多个电池被固定到所述柔性基板；多个柔性线性致动器(FLA)，所述多个柔性线性致动器(FLA)被固定到所述柔性基板；控制电子器件，所述控制电子器件被固定到所述柔性基板；以及电力和通信网络，所述电力和通信网络被耦合到所述多个传感器、所述多个电池、所述多个FLA和所述控制电子器件，其中，所述控制电子器件能选择性地激活所述多个FLA以向所述机械护甲的用户提供肌肉运动辅助。附图说明当结合以下附图考虑时，参考以下对所公开的主旨的详细描述，可以更全面地理解所公开的主旨的各种目的、特征和优点，其中相同的附图标记表示相同的元件。图1A示出根据本公开的某些实施例的辅助机械护甲内衣的前视图，其中稳定层与基础层连续地集成在一起。图1B示出根据本公开的某些实施例的辅助机械护甲内衣的后视图，其中稳定层与基础层连续地集成在一起。图1C示出根据本公开的某些实施例的辅助机械护甲内衣的侧视图，其中稳定层与基础层连续地集成在一起。图1D示出根据本公开的某些实施例的辅助机械护甲内衣的前视图，其中离散的稳定层部件被附接到基础层(动力层未示出)。图1E示出根据本公开的某些实施例的辅助机械护甲内衣的后视图，其中离散的稳定层部件被附接到基础层(动力层未示出)。图1F示出根据本公开的某些实施例的辅助机械护甲内衣的侧视图，其中离散的稳定层部件被附接到基础层(动力层未示出)。图1G至图1I分别示出在不存在稳定层或动力层的情况下的根据本公开的某些实施例的基础层的示例性前视图、后视图和侧视图。图1J示出根据本公开的某些实施例的、被构造成围绕穿戴者的下躯干区域穿戴的说明性底盘带系统。图1K示出根据本公开的某些实施例的、围绕用户的上躯干部分配置的轭分配构件。图2A示出根据本公开的某些实施例的、待穿戴在穿戴者的衣服上的辅助机械护甲的前视图。图2B示出根据本公开的某些实施例的、待穿戴在穿戴者的衣服上的辅助机械护甲的后视图。图2C示出根据本公开的某些实施例的、待穿戴在穿戴者的衣服上的辅助机械护甲的侧视图。图2D示出根据本公开的某些实施例的、待穿戴在穿戴者的衣服上的辅助机械护甲的详细视图，所述辅助机械护甲包括具有枢轴和被附接到躯干的压缩元件的载荷分配构件。图2E示出根据本公开的某些实施例的、待穿戴在穿戴者的衣服上的辅助机械护甲的姿势支持子系统的详细视图。图2F至图2J示出根据本公开的某些实施例的、旨在待穿戴在穿戴者的衣服上的另一个外套辅助机械护甲(OAE)系统。图3示出根据本公开的某些实施例的工作室零售或服务设置。图4是根据本公开的某些实施例的、用于提供辅助机械护甲系统的过程的流程图。图5示出根据本公开的某些实施例的、用于辅助机械护甲系统的平台和通信网络。图6A示出根据本公开的某些实施例的、用于从坐到站的活动的动作概况(profile)。图6B示出根据本公开的某些实施例的、用于从站到坐的活动的动作概况。图6C示出根据本公开的某些实施例的、用于提供姿势稳定性的动作概况。图6D示出根据本公开的某些实施例的、用于步态辅助的动作概况。图6E示出根据本公开的某些实施例的、用于执行从坐到站的辅助的过程的实施例。图6F示出根据本公开的某些实施例的、用于执行步态(步行)辅助的过程的实施例。图6G示出根据本公开的某些实施例的、用于执行站立姿势支持辅助的过程的实施例。图6H示出根据本公开的某些实施例的、用于执行对于从站到坐的动作的辅助的过程的实施例。图6I示出根据本公开的某些实施例的从坐到站的活动/动作的时序图。图7示出根据本公开的某些实施例的、用于离合的柔性线性致动器(FLA)和弹簧子系统的示意性和动作概况。图8A示出根据本公开的某些实施例的机械护甲的前视图。图8B示出根据本公开的某些实施例的机械护甲的后视图。图8C示出根据本公开的某些实施例的机械护甲的侧视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种贴片组件，其包括：壳体，所述壳体被可拆卸地耦合到机械护甲，所述壳体包括：安装部件，所述安装部件用于将所述壳体固定到所述机械护甲；至少一个柔性线性致动器(FLA)；至少一个电池；和控制电子器件，所述控制电子器件被耦合到所述至少一个FLA和所述至少一个电池并且被配置为选择性地激活所述至少一个FLA以向所述机械护甲的用户提供肌肉运动辅助。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.08 US 62/431,779;2017.08.23 US 15/684,4661.一种贴片组件，其包括：壳体，所述壳体被可拆卸地耦合到机械护甲，所述壳体包括：安装部件，所述安装部件用于将所述壳体固定到所述机械护甲；至少一个柔性线性致动器(FLA)；至少一个电池；和控制电子器件，所述控制电子器件被耦合到所述至少一个FLA和所述至少一个电池并且被配置为选择性地激活所述至少一个FLA以向所述机械护甲的用户提供肌肉运动辅助。2.根据权利要求1所述的贴片组件，所述壳体还包括：电路板，所述电路板被电耦合到所述至少一个FLA、所述至少一个电池和所述控制电子器件。3.根据权利要求2所述的贴片组件，其中，所述贴片组件是自包含的系统，所述自包含的系统向所述至少一个FLA供以动力并且对所述至少一个FLA进行驱动控制。4.根据权利要求3所述的贴片组件，所述壳体还包括：通信电路，所述通信电路被电耦合到所述电路板，其中，所述通信电路能从远程于所述贴片组件的源接收指令，并且其中，所述控制电子器件能基于所述接收的指令选择性地激活所述至少一个FLA。5.根据权利要求4所述的贴片组件，所述壳体还包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被电耦合到所述电路板，其中，由所述至少一个传感器获得的数据经由所述通信电路发送到所述源。6.根据权利要求1所述的贴片组件，其中，所述至少一个电池能从所述壳体移除。7.根据权利要求1所述的贴片组件，其中，所述至少一个FLA包括马达和绞合弦，其中，所述绞合弦被耦合到所述安装部件中的一个并且被耦合到与所述马达相关联的能旋转构件。8.根据权利要求1所述的贴片组件，其中，所述至少一个FLA能提供髋屈肌辅助运动、髋伸肌辅助运动和脊柱伸肌运动中的一者。9.根据权利要求1所述的贴片组件，其中，所述安装部件是标准化的，使得不同尺寸的贴片组件能够被可拆卸地耦合到所述机械护甲。10.一种机械护甲，其包括：基础层，所述基础层包括多个载荷分配构件；和多个贴片组件，所述多个贴片组件经由所述多个载荷分配构件可拆卸地耦合到所述基础层，其中，所述多个贴片组件中的每一个都包括：壳体，所述壳体包括：安装部件，所述安装部件用于将所述壳体固定到所述基础层；至少一个柔性线性致动器(FLA)；至少一个电池；和控制电子器件，所述控制电子器件被耦合到所述至少一个FLA和所述至少一个电池并且被配置为选择性地激活所述至少一个FLA以向所述机械护甲的用户提供肌肉运动辅助。11.根据权利要求10所述的机械护甲，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·克罗米，K·G·惠特斯彭，M·格兰特，N·I·克恩鲍姆，R·马奥尼，M·L·泰森弗雷德里克，L·C·菲尔丁，V·里格斯，E·沙霍伊安，M·E·霍格，
申请(专利权)人：地震控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US