起立輔助裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了起立輔助裝置和方法。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種起立輔助裝置包括測(cè)量單元、檢測(cè)單元、和確定單元。所述測(cè)量單元被配置為測(cè)量對(duì)象的重心的位置移動(dòng)的重心加速度。所述檢測(cè)單元被配置為檢測(cè)所述對(duì)象的臀部是否接觸表面。所述確定單元被配置為當(dāng)所述重心加速度達(dá)到第一極值或者達(dá)到作為所述第一極值的下一個(gè)極值的第二極值時(shí)，根據(jù)臀部是否接觸所述表面來(lái)確定所述對(duì)象的起立能力。
【專利說(shuō)明】起立輔助裝置和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)基于2013年9月20日提交的日本專利申請(qǐng)價(jià)).2013-196196，并要求其優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用的方式并入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本文中所描述的實(shí)施例總體上涉及起立輔助裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0004]由于疾病或肌肉虛弱而不能起立的任何人都需要一定的輔助來(lái)行動(dòng)。例如，用于幫助這種人站起來(lái)的技術(shù)是可用的。這種技術(shù)利用嵌入在座椅表面中的負(fù)載傳感器。當(dāng)坐在座椅上的對(duì)象向前移動(dòng)要站起來(lái)時(shí)，根據(jù)負(fù)載傳感器的輸出來(lái)控制座椅，座椅表面借此向上并向前移動(dòng)，幫助對(duì)象站起來(lái)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的起立輔助裝置的框圖；
[0006]圖2是示出起立能力確定單元如何在根據(jù)第一實(shí)施例的起立輔助裝置中工作的流程圖；
[0007]圖3是示出在對(duì)象站起來(lái)時(shí)，總地面反作用力和座椅表面反作用力隨時(shí)間變化的第一示例的示圖；
[0008]圖4是示出在對(duì)象不能站起來(lái)時(shí)，總地面反作用力和座椅表面反作用力隨時(shí)間變化的第二示例的示圖；
[0009]圖5是示出起立能力確定單元如何在第一實(shí)施例的修改中工作的流程圖；
[0010]圖6是示出在第一實(shí)施例的修改的協(xié)助下，在對(duì)象站起來(lái)時(shí)，總地面反作用力和座椅表面反作用力發(fā)生變化的第一示例的示圖；
[0011]圖7是示出在第一實(shí)施例的修改的協(xié)助下，在對(duì)象站起來(lái)時(shí)，總地面反作用力和座椅表面反作用力發(fā)生變化的第二示例的示圖；
[0012]圖8是示出由對(duì)象的加速度來(lái)確定對(duì)象的起立能力的示例的示圖；
[0013]圖9是示出根據(jù)第二實(shí)施例的起立輔助裝置的框圖；
[0014]圖104和108是示出如何使用根據(jù)第二實(shí)施例的起立輔助裝置的示例的示圖；
[0015]圖11是示出根據(jù)第二實(shí)施例的起立輔助裝置的輔助輸出單元的單獨(dú)的示例的示圖；以及
[0016]圖12是示出根據(jù)第二實(shí)施例的起立輔助裝置如何進(jìn)行操作的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]在上述方法中，檢測(cè)占用者何時(shí)開(kāi)始移動(dòng)，但是并不確定占用者是否能夠站起來(lái)，并且不按照占用者的肌肉力量來(lái)自動(dòng)調(diào)整裝置的起立輔助能力。即，裝置總是以相同的力量來(lái)升高座椅表面，而不考慮包括肌肉力量和平衡能力在內(nèi)的對(duì)象的物理能力(下文中被稱為“起立能力”)。并未將裝置設(shè)計(jì)為使用占用者所具有的起立能力，并且從而防止他們的能力從現(xiàn)有水平下降。
[0018]總的來(lái)說(shuō)，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，起立輔助裝置包括測(cè)量單元、檢測(cè)單元、和確定單元。測(cè)量單元被配置為測(cè)量對(duì)象的重心的位置移動(dòng)的重心加速度。檢測(cè)單元被配置為檢測(cè)對(duì)象的臀部是否接觸表面。確定單元被配置為根據(jù)在重心加速度達(dá)到第一極值或者達(dá)到所述第一極值的下一個(gè)極值的第二極值時(shí)，臀部是否接觸表面來(lái)確定對(duì)象的起立能力。
[0019]在下文中，將參考附圖來(lái)說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例的起立輔助裝置和方法。在以下實(shí)施例中，為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，將省略對(duì)具有相同附圖標(biāo)記的元件的解釋，因?yàn)樗鼈兊牟僮鲗⑹窍嗤摹?br> [0020](第一實(shí)施例)
[0021]將參考圖1的框圖來(lái)描述根據(jù)第一實(shí)施例的起立輔助裝置。
[0022]根據(jù)第一實(shí)施例的起立輔助裝置100包括重心加速度測(cè)量單元101、接觸檢測(cè)單元102、起立能力確定單元103、以及輸出單元104。
[0023]重心加速度測(cè)量單元101檢測(cè)對(duì)象的重心加速度。對(duì)象是不能依靠自身站起來(lái)的用戶，并且因此需要使用裝置來(lái)進(jìn)行康復(fù)。重心加速度是對(duì)象的重心例如在垂直方向上進(jìn)行移動(dòng)的加速度。例如，重心加速度可以由加速度傳感器、圖像傳感器、動(dòng)態(tài)捕捉、力傳感器或重量傳感器來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
[0024]可以按如下方式來(lái)計(jì)算重心加速度。將加速度傳感器連接到對(duì)象的軀干上，并且測(cè)量加速度，而地磁傳感器用于確定垂直方向，使得能夠計(jì)算對(duì)象的重心加速度。如果使用圖像傳感器或動(dòng)態(tài)捕捉，則可以根據(jù)對(duì)象的關(guān)節(jié)的位置來(lái)計(jì)算重心，從而確定重心加速度。如果使用重量傳感器，則可以根據(jù)與重心加速度成比例的地面反作用力來(lái)確定重心加速度。在該實(shí)施例中，重量傳感器嵌入在支撐對(duì)象的地面中，并且在下文中應(yīng)該被稱為“地面表面重量傳感器”。因此，將由地面表面重量傳感器測(cè)量的總地面反作用力用作與重心加速度相對(duì)應(yīng)的物理量。
[0025]接觸檢測(cè)單元102檢測(cè)對(duì)象的臀部是否與座椅表面接觸，以確定對(duì)象的接觸狀態(tài)。例如，表面是對(duì)象占用座椅時(shí)接觸的座椅表面。所述實(shí)施例基于對(duì)象從座椅站起來(lái)的假設(shè)。因此，將重量傳感器嵌入在座椅表面中(被稱為地面表面重量傳感器)。但是，如果對(duì)象坐在地面上，重量傳感器同樣嵌入在對(duì)象的臀部可以接觸的地面部分中。同樣，在這種情況下，可以以相同的方式來(lái)測(cè)量重心加速度。如果重量傳感器檢測(cè)到0 1^？，則確定臀部沒(méi)有與座椅表面接觸，并且如果重量傳感器檢測(cè)到大于0匕？的力，則確定臀部與座椅表面接觸。根據(jù)重量傳感器的輸出所確定的接觸狀態(tài)稱為“座椅表面反作用力”。座椅表面反作用力可以是由地面表面重量傳感器獲得的重量測(cè)量，或者可以由表示對(duì)象的臀部是否與座椅表面接觸的二進(jìn)制值來(lái)表示。
[0026]不僅可以由重量傳感器來(lái)確定對(duì)象的臀部是否與座椅表面接觸，也可以通過(guò)例如從由接觸傳感器、圖像傳感器、動(dòng)態(tài)捕捉、溫度傳感器、應(yīng)變傳感器、紅外光束傳感器和激光測(cè)距儀組成的組中挑選的至少一個(gè)傳感器來(lái)確定。具體地，如果使用了一個(gè)接觸傳感器，則可以確定臀部是否與座椅表面接觸。如果使用了兩個(gè)或更多接觸傳感器，則可以檢測(cè)臀部是否與座椅表面的特定部分接觸。如果使用了圖像傳感器、動(dòng)態(tài)捕捉和紅外光束傳感器，則可以檢測(cè)臀部和座椅表面，并且可以依據(jù)二者之間的距離來(lái)確定臀部是否與座椅表面接觸。如果溫度傳感器嵌入在座椅表面中，則如果傳感器檢測(cè)的溫度等于或大于閾值，就可以確定臀部與座椅表面接觸。如果應(yīng)變傳感器嵌入在座椅表面中，則如果傳感器檢測(cè)的應(yīng)變等于或大于閾值，就可以確定臀部與座椅表面接觸。替代地，可以設(shè)置激光測(cè)距儀以檢測(cè)座椅表面與接觸座椅表面的臀部之間的距離。隨著對(duì)象從座椅站起來(lái)，可以檢測(cè)到距離的變化。
[0027]起立能力確定單元103分別從重心加速度測(cè)量單元101和接觸檢測(cè)單元102接收重心加速度數(shù)據(jù)和接觸狀態(tài)數(shù)據(jù)。起立能力確定單元103根據(jù)在重心加速度達(dá)到第一極值時(shí)，以及重心加速度達(dá)到第二極值時(shí)，對(duì)象的臀部是否接觸座椅表面，來(lái)確定對(duì)象站起來(lái)的能力，即，他們的包括肌肉力量和平衡能力的物理能力。在這個(gè)實(shí)施例中，如果將重心加速度認(rèn)為是在垂直方向上向上增大，則第一和第二極值分別是作為總地面反作用力(即重心加速度)的重心加速度所具有的最大值和最小值。同樣，在這個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)總地面反作用力和座椅表面反作用力，將起立能力確定為三個(gè)或更多等級(jí)。以下說(shuō)明基于這樣一個(gè)假說(shuō):起立能力等級(jí)的值越低，則對(duì)象的起立能力就越高，并且起立能力等級(jí)的值越高，則對(duì)象的起立能力就越低。
[0028]輸出單兀104從起立能力確定單兀103接收對(duì)象的起立能力的確定結(jié)果，并輸出確定結(jié)果。即，輸出單元104例如是顯示代表對(duì)象的起立能力的數(shù)據(jù)的顯示器。所顯示的對(duì)象的起立能力包括例如起立能力等級(jí)和基于起立能力等級(jí)的索引。除了表示起立能力的數(shù)據(jù)，輸出單元104可以輸出重心加速度數(shù)據(jù)(隨時(shí)間的變化)。
[0029]接下來(lái)，將參考圖2的流程圖來(lái)說(shuō)明起立能力確定單元103。起立能力確定單元103可以以不變的間隔獲取來(lái)自重心加速度測(cè)量單元101的總地面反作用力和來(lái)自接觸檢測(cè)單元102的座椅表面反作用力的時(shí)序數(shù)據(jù)，從而確定對(duì)象的起立能力。為了節(jié)省功耗，也可以在對(duì)象按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，或者在總地面反作用力或座椅表面反作用力變?yōu)殚撝祷蚋笾禃r(shí)開(kāi)始操作起立能力確定單元103。
[0030]在步驟3201中，確定從檢測(cè)重心加速度的過(guò)程的啟動(dòng)開(kāi)始的給定時(shí)間內(nèi)是否出現(xiàn)最大總地面反作用力值。為了確定這點(diǎn)，要能夠檢測(cè)總地面反作用力中的有別于噪聲的變化。如果在給定時(shí)間中出現(xiàn)最大總地面反作用力值，則過(guò)程前進(jìn)到步驟3202。如果在給定時(shí)間中沒(méi)有出現(xiàn)最大總地面反作用力值，則過(guò)程前進(jìn)到步驟3205。
[0031]在步驟3202中，確定在總地面反作用力達(dá)到最大值時(shí)(被稱為第一時(shí)刻)，對(duì)象的臀部是否接觸座椅表面。如果對(duì)象的臀部接觸座椅表面，則過(guò)程前進(jìn)到步驟3204。如果對(duì)象的臀部沒(méi)有接觸座椅表面，則過(guò)程前進(jìn)到步驟3203。
[0032]在步驟3203中，確定對(duì)象能夠依靠自身站起來(lái)，因此，將對(duì)象的起立能力確定為“聞等級(jí)(等級(jí)1) ”。
[0033]在步驟3204中，確定在總地面反作用力取最小值時(shí)(也被稱為第二時(shí)刻)，對(duì)象的臀部是否接觸座椅表面。如果對(duì)象的臀部接觸座椅表面，則過(guò)程前進(jìn)到步驟3205。如果對(duì)象的臀部沒(méi)有接觸座椅表面，則過(guò)程前進(jìn)到步驟3206。
[0034]在步驟3205中，確定對(duì)象不能依靠自身站起來(lái)。因此，將對(duì)象的起立能力確定為“低等級(jí)(等級(jí)3) ”。
[0035]在步驟3206中，確定對(duì)象的臀部至少一次離開(kāi)過(guò)座椅表面。因此認(rèn)為對(duì)象能夠站起來(lái)，但是情況不是很好。因此，將對(duì)象的起立能力確定為“中間等級(jí)(等級(jí)2) ”。起立能力確定單元103完成了確定過(guò)程。
[0036]在難以確定總地面反作用力的最大值和最小值的情況下，可以使用移動(dòng)平均值或?yàn)V波器來(lái)去除噪聲，并且然后可以確定最大值或最小值。如果觀測(cè)到大于噪聲的變化，則可以確定最大值和最小值二者。
[0037]接下來(lái)，將參考圖3和4更詳細(xì)地說(shuō)明起立能力確定單元103的操作。
[0038]圖3是示出在占用者站起來(lái)時(shí)，總地面反作用力和座椅表面反作用力隨時(shí)間變化的第一示例的示圖。在圖3中，縱軸是重心加速度[臟/⑶]，并且繪制在縱軸上，并且時(shí)間
[8]繪制在橫軸上。在圖3中，上面的線301示出總地面反作用力如何隨時(shí)間變化，并且下面的線302示出座椅表面反作用力如何隨時(shí)間變化。
[0039]在圖3中，時(shí)間點(diǎn)“起立開(kāi)始”是用戶按下啟動(dòng)按鈕的時(shí)間，或者是重心加速度由于對(duì)象在站起來(lái)之前移動(dòng)他們的身體而降低的時(shí)間。重心加速度的這種減小可以作為重心加速度中的不小于噪聲所導(dǎo)致的變化并且不大于用于確定最大值或最小值的閾值的變化而被檢測(cè)出來(lái)。
[0040]在時(shí)間點(diǎn)“起立開(kāi)始”之后的時(shí)間，起立能力確定單元103檢測(cè)總地面反作用力的最大值和最小值。
[0041]在圖3中，點(diǎn)4指示最大值，并且指示總地面反作用力達(dá)到最大值4的時(shí)間。在達(dá)到最大值八后，對(duì)象停止其移動(dòng)的減速加速度導(dǎo)致總地面反作用力獲得最小值。在圖3中，點(diǎn)8指示最小值，1?指示總地面反作用力取最小值8的時(shí)間。
[0042]如果對(duì)象具有像健全人一樣站起來(lái)的足夠的能力，則在時(shí)間％和時(shí)間1?處，座椅表面反作用力302將下降到零。這表示對(duì)象的臀部已經(jīng)離開(kāi)座椅表面，或者表示對(duì)象已經(jīng)完全站起來(lái)了。因此，將對(duì)象的起立能力確定為“高等級(jí)(等級(jí)1) ”。
[0043]圖4是示出在對(duì)象不能站起來(lái)時(shí)，總地面反作用力和座椅表面反作用力隨時(shí)間變化的第二示例的示圖。
[0044]如圖4中所示，在總地面反作用力具有最大值時(shí)的時(shí)間處或者在總地面反作用力具有最小值時(shí)的時(shí)間1?處，座椅反作用力沒(méi)有下降到零。即，對(duì)象的臀部沒(méi)有離開(kāi)座椅表面(對(duì)象仍然坐著)，或者在對(duì)象要站起來(lái)時(shí)，最大值被掩埋在噪聲中，并且不能被檢測(cè)至I』。在這種情況下，將對(duì)象的起立能力確定為“低等級(jí)(等級(jí)3〉”。
[0045]不屬于圖3的數(shù)據(jù)波形或者圖4的數(shù)據(jù)波形的任何數(shù)據(jù)變化都可以被看作表示中間等級(jí)(等級(jí)2)的起立能力。
[0046](第一實(shí)施例的修改)
[0047]在第一實(shí)施例的修改中，可以將中間等級(jí)分為子等級(jí)。
[0048]將參考圖5的流程圖來(lái)說(shuō)明第一實(shí)施例的修改中的起立能力確定單元103的操作。在修改中，將中間等級(jí)分為兩個(gè)子等級(jí)。作為結(jié)果，確定對(duì)象的起立能力是否是四個(gè)等級(jí)之一。在修改中，步驟3201到3205與圖2中所示的那些步驟相同，并且將不再描述這些步驟。為了方便，在步驟3205中所確定的對(duì)象的起立能力等級(jí)將被稱為“不能起立等級(jí)(等級(jí)4) ”。
[0049]在步驟3501中，在從總地面反作用力達(dá)到最大值的時(shí)間開(kāi)始經(jīng)過(guò)給定時(shí)間后的時(shí)間處，確定對(duì)象的臀部是否再次接觸座椅表面。如果臀部再次接觸座椅表面，則過(guò)程前進(jìn)到步驟3502。如果臀部沒(méi)有再次接觸座椅表面，則過(guò)程前進(jìn)到步驟3503。給定時(shí)間優(yōu)選為500.118或更短，但并不限于此，并且給定時(shí)間可以具有任何適當(dāng)值。
[0050]在步驟3502中，確定臀部已經(jīng)至少部分地離開(kāi)座椅表面。這表示對(duì)象具有一定的起立能力。因此，將對(duì)象的起立能力確定為聞?dòng)诘燃?jí)4的“低等級(jí)(等級(jí)3) ”。
[0051]在步驟3503中，確定在總地面反作用力為最大時(shí)對(duì)象不能從座椅表面起來(lái)，但是在對(duì)象的臀部最終離開(kāi)座椅表面的情況下，確定對(duì)象可以站起來(lái)。即，發(fā)現(xiàn)對(duì)象處于“中間等級(jí)(等級(jí)2) ”，并且能夠站起來(lái)，但是與處于高等級(jí)(等級(jí)1)的對(duì)象相比，需要較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)站起來(lái)。
[0052]將參考圖6和7來(lái)描述第一實(shí)施例的修改的一些特定示例。
[0053]圖6是示出在第一實(shí)施例的修改的協(xié)助下，在具有中間等級(jí)(等級(jí)2)的起立能力的對(duì)象站起來(lái)時(shí)，總地面反作用力和座椅表面反作用力如何變化的示圖。
[0054]如圖6中所示，在總地面反作用力具有最大值4的時(shí)間處，座椅表面反作用力不為零。在總地面反作用力具有最小值8的時(shí)間1?處，座椅表面反作用力為零，并且此后保持為零。在這種情況下，對(duì)象緩慢地站起來(lái)，并且認(rèn)為其起立能力低于對(duì)象可以迅速站起來(lái)的聞等級(jí)(等級(jí)1)。因此認(rèn)為對(duì)象具有中間等級(jí)(等級(jí)2)的起立能力。
[0055]圖7是示出在第一實(shí)施例的修改的協(xié)助下，在具有低等級(jí)(等級(jí)3)的起立能力的對(duì)象站起來(lái)時(shí)，總地面反作用力和座椅表面反作用力如何變化的示圖。
[0056]如圖7中所示，在總地面反作用力具有最大值4的時(shí)間處，座椅表面反作用力不為零。在總地面反作用力具有最小值8的時(shí)間1?處，座椅表面反作用力為零，并且此后保持為零。在經(jīng)過(guò)給定時(shí)間后，座椅表面反作用力開(kāi)始增大。這可以被視為對(duì)象略微站起但又再次坐下的情況。因此，發(fā)現(xiàn)對(duì)象的起立能力為高于不能起立等級(jí)(等級(jí)4)的低等級(jí)(等級(jí)3)。
[0057]在參考圖2至圖7所描述的示例中，總地面反作用力被視為在垂直方向上從最小值向上增大到最大值，并且可以被視為在垂直方向上向下增大。如果是這種情況，則最大值和最小值彼此替換，但是可以以相同的方式確定總地面反作用力。
[0058]如以上示例中所述的，根據(jù)對(duì)象在垂直方向上的重心加速度來(lái)確定其起立能力。然而，也可以根據(jù)對(duì)象加速度的幅度來(lái)確定其起立能力。加速度的幅度可以是X軸向量分量(在對(duì)象的左右方向上軸向量分量(在對(duì)象的前后方向上)和2軸向量分量(在垂直方向上)的總和，或者可以僅是2軸向量分量。如果根據(jù)對(duì)象加速度的幅度來(lái)確定其起立能力，則可以在該幅度達(dá)到第一極值時(shí)和該幅度達(dá)到第二極值時(shí)確定對(duì)象的起立能力。如果第一極值和第二極值在垂直方向上向上增大，則二者達(dá)到最大，并且如果第一極值和第二極值在垂直方向上向下增大，則二者達(dá)到最小。
[0059]將參考圖8來(lái)描述根據(jù)對(duì)象的加速度來(lái)確定對(duì)象的起立能力的示例。
[0060]圖8示出了在將對(duì)象的起立能力確定為高等級(jí)(等級(jí)1)的情況下，對(duì)象的加速度如何變化。重心加速度繪制在縱軸上，并且時(shí)間繪制在橫軸上。在圖8中，線801和802分別示出2軸上的加速度和X軸上的加速度如何隨時(shí)間變化，并且線803示出X軸、V軸和2軸加速度分量的向量如何隨時(shí)間變化。從線803中可以看出，當(dāng)對(duì)象站起來(lái)時(shí)，2軸(垂直方向)分量占主導(dǎo)地位。三個(gè)分量向量(即，X軸、V軸和2軸加速度分量)以與垂直方向分量變化方式相似的方式發(fā)生變化。因此，觀察到極值804作為第一極值。如果隨后觀察到極值805作為第二極值，則確定對(duì)象已經(jīng)迅速地站起來(lái)了，并且將對(duì)象的起立能力確定為“聞等級(jí)(等級(jí)1) ”。
[0061]根據(jù)上述實(shí)施例，第一實(shí)施例可以依據(jù)對(duì)象的重心加速度的變化準(zhǔn)確地確定對(duì)象的起立能力。即，可以確定對(duì)象在任何物理狀態(tài)下、在任何時(shí)間處所具有的起立能力。由于可以例如由重量傳感器來(lái)測(cè)量對(duì)象的重心加速度，所以許多對(duì)象可以在不需要在使用前設(shè)置其參數(shù)的情況下使用起立輔助裝置。
[0062](第二實(shí)施例)
[0063]第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于，第二實(shí)施例根據(jù)對(duì)象的確定的起立能力，使用輔助輸出單元來(lái)幫助對(duì)象站起來(lái)。
[0064]將參考圖9的框圖來(lái)描述根據(jù)第二實(shí)施例的起立輔助裝置。
[0065]根據(jù)第二實(shí)施例的起立輔助裝置900包括重心加速度測(cè)量單元101、接觸檢測(cè)單元102、起立能力確定單元103、以及輔助輸出單元901。除了輔助輸出單元901以外，起立輔助裝置900與根據(jù)第一實(shí)施例的起立輔助裝置100相同。因此，將不再描述單元101、102和 103。
[0066]輔助輸出單元901從起立能力確定單元103接收對(duì)象的起立能力的確定結(jié)果，并根據(jù)確定結(jié)果了來(lái)幫助對(duì)象。對(duì)象的起立能力越低，則對(duì)象為站起來(lái)而需要的幫助越多。因此，起立能力確定單元103產(chǎn)生與對(duì)象的起立能力成反比的物理輸出，以便幫助對(duì)象站起來(lái)。輔助輸出單元901可以包括電機(jī)。在這種情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)矩與起立能力成反比地增大，產(chǎn)生了較大的物理輸出。隨后將參考圖12來(lái)描述輸出物理輸出的方法。
[0067]將參考圖10八和108來(lái)描述使用根據(jù)第二實(shí)施例的起立輔助裝置的示例。
[0068]圖104和圖108示出根據(jù)第二實(shí)施例的起立輔助裝置1000。所述裝置1000包括輔助輸出單元1001、地面1002和座椅1003。
[0069]輔助輸出單元1001包括臂1004和把手1005。把手1005兩端連接到臂1004。臂1004在與對(duì)象的確定的起立能力成反比的力的作用下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。地面重量傳感器嵌入在地面1002中，以檢測(cè)總地面反作用力。座椅重量傳感器嵌入在座椅1003中，以檢測(cè)座椅表面反作用力。
[0070]如圖108中所示，對(duì)象1050可以坐在座椅1003上，并且然后可以握住把手1005來(lái)從座椅1003站起來(lái)。
[0071]在這種情況下，臂1004在根據(jù)由起立輔助裝置1000確定的起立能力所設(shè)置的力的作用下，在箭頭方向上(逆時(shí)針?lè)较蛏?圍繞軸1006進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。這樣旋轉(zhuǎn)，由于對(duì)象保持握住把手1005，臂1004幫助對(duì)象站起來(lái)。
[0072]可以在垂直方向上向上移動(dòng)臂1004，而不是在箭頭方向上旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，起立輔助裝置100也可以幫助對(duì)象站起來(lái)。
[0073]圖11示出在起立輔助裝置1000中所使用的另一類輔助輸出單元。圖11中所示的輔助輸出單元1100包括移動(dòng)單元1101和把手1102。
[0074]移動(dòng)單元1101安裝在固定桿1103上，并且可以在固定桿1103上滑動(dòng)。
[0075]把手1102連接到移動(dòng)單元1101，并且位于坐在座椅1003(圖10)上的對(duì)象的膝關(guān)節(jié)上方。把手1102可以圍繞軸釘(011) 1104在2方向上旋轉(zhuǎn)，以便可以在有限空間中容納輔助輸出單元1100。
[0076]為了幫助對(duì)象站起來(lái)，例如，固定桿1103在7-2平面中傾斜，不與7軸平行。這使得移動(dòng)單元1101既能在7軸方向上移動(dòng)，又能在2軸方向上移動(dòng)。因此，輔助輸出單元1100可以幫助對(duì)象站起來(lái)?？梢云叫杏?軸布置固定桿1103。在這種情況下，用于在2軸方向上移動(dòng)移動(dòng)單元1101的機(jī)制用于在1軸方向上和2軸方向上移動(dòng)單元1101。
[0077]圖10中所示的起立輔助裝置1000被設(shè)計(jì)為通過(guò)使用從主單元延伸的臂來(lái)幫助對(duì)象。然而，裝置也可以具有安裝在地面或墻壁上的輔助輸出單元、移動(dòng)類型的輔助輸出單元、或者連接到對(duì)象的輔助輸出單元。此外，輔助輸出單元不限于具有臂和把手的類型，輔助輸出單元也可以被設(shè)計(jì)為支撐或包圍對(duì)象的身體。
[0078]將參考圖12的流程圖來(lái)說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施例的起立輔助裝置900的操作。
[0079]步驟3201至3205與步驟3501至3503與圖5中所示的那些步驟相同，并且將不再描述這些步驟。
[0080]在步驟31201中，將對(duì)象的起立能力確定為步驟3203中的高等級(jí)(等級(jí)1)，并且對(duì)象不需被幫助。因此，輔助輸出單元901不產(chǎn)生輔助輸出。
[0081]在步驟31202中，將對(duì)象的起立能力確定為步驟3205中的不能起立等級(jí)(等級(jí)4)，并且對(duì)象不能獨(dú)立站起來(lái)。因此，輔助輸出單元901產(chǎn)生最大輔助輸出。
[0082]在步驟31203中，輔助輸出單元901產(chǎn)生小的輔助輸出。這是因?yàn)槿绻麑?duì)象的臀部接觸座椅表面，則不能認(rèn)為對(duì)象具有足夠的起立能力，并且因而對(duì)象希望得到一點(diǎn)幫助，無(wú)論隨后他們是否能夠自己站起來(lái)。
[0083]在步驟31204中，如果在步驟3503中將對(duì)象的起立能力確定為中間等級(jí)(等級(jí)2)，則輔助輸出單元901保持低輔助輸出。
[0084]在步驟31205中，如果在步驟3502中將對(duì)象的起立能力確定為低等級(jí)(等級(jí)3)，并且認(rèn)為對(duì)象不能在沒(méi)有幫助的情況下站起來(lái)，則輔助輸出單元901將輔助輸出增大到中間值。然后，根據(jù)第二實(shí)施例的起立輔助裝置900停止其操作。
[0085]根據(jù)所確定的任何起立能力等級(jí)，可以將輔助輸出設(shè)置為低于一般值的等級(jí)。在步驟31204中，例如，可以不輸出輔助輸出，而不是輸出低輔助輸出。在步驟31205中，可以輸出低輔助輸出，而不是輸出中間輔助輸出。這有助于對(duì)象通過(guò)康復(fù)等增強(qiáng)其起立能力。
[0086]根據(jù)上述的第二實(shí)施例，根據(jù)對(duì)象的確定的起立能力將輔助輸出設(shè)置為適當(dāng)值。因此，第二實(shí)施例可以適當(dāng)?shù)貛椭鷮?duì)象站起來(lái)。由于可以將輔助輸出的值設(shè)置為小于與確定的起立能力相對(duì)應(yīng)的值，因而第二實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)康復(fù)效果，例如對(duì)象的肌肉力量的增大。
[0087]上述實(shí)施例被設(shè)計(jì)為確定對(duì)象的起立能力，假設(shè)對(duì)象試圖在不接觸任何事物的情況下站起來(lái)。但是，這些實(shí)施例可以應(yīng)用于在接觸墻壁、扶手、肘墊等的同時(shí)幫助對(duì)象站起來(lái)的情況。在這種情況下，重量傳感器可以嵌入在墻壁、扶手等中，并且重量傳感器的輸出的總和可以用作對(duì)象的重心加速度。
[0088]根據(jù)所確定的起立能力實(shí)時(shí)地幫助對(duì)象并非絕對(duì)必要的。相反，可以將所確定的起立能力用作所實(shí)施的康復(fù)的結(jié)果。
[0089]實(shí)施例的流程圖示出了根據(jù)實(shí)施例的方法和系統(tǒng)。應(yīng)該理解的是，流程圖說(shuō)明的每個(gè)塊和流程圖說(shuō)明中的塊的組合可以由計(jì)算機(jī)程序指令來(lái)實(shí)施。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以被加載到計(jì)算機(jī)或者其它可編程裝置上來(lái)產(chǎn)生機(jī)器，以使得在計(jì)算機(jī)或其它可編程裝置上執(zhí)行的指令可以創(chuàng)建用于實(shí)施流程圖塊或多個(gè)塊中多指定的功能的模塊。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，這些計(jì)算機(jī)程序指令可以指導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其它可編程裝置以特定的方式運(yùn)行，以使得存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令模塊的制品，該制品實(shí)施流程圖塊或多個(gè)塊中所指定的功能。計(jì)算機(jī)程序指令也可以被加載到計(jì)算機(jī)或其它可編程裝置上，以使計(jì)算機(jī)或其它可編程裝置上執(zhí)行一系列操作步驟，以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)可編程裝置，其提供用于實(shí)施流程圖塊或多個(gè)塊中所指定的功能的步驟。
[0090]盡管已經(jīng)對(duì)特定實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是這些實(shí)施例是僅作為示例來(lái)提供的，而并不是要對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制。事實(shí)上，可以采用各種其它形式來(lái)表達(dá)本文中所描述的新型實(shí)施例；此外，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，可以對(duì)本文中所描述的實(shí)施例的形式做出各種刪減、替換和改變。所附權(quán)利要求及其等同物旨在涵蓋落在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的這些形式或修改。
【權(quán)利要求】
1.一種起立輔助裝置，包括: 測(cè)量單元，所述測(cè)量單元被配置為測(cè)量對(duì)象的重心的位置移動(dòng)的重心加速度； 檢測(cè)單元，所述檢測(cè)單元被配置為檢測(cè)所述對(duì)象的臀部是否接觸表面； 確定單元，所述確定單元被配置為當(dāng)所述重心加速度達(dá)到第一極值或者達(dá)到作為所述第一極值的下一個(gè)極值的第二極值時(shí)，根據(jù)所述臀部是否接觸所述表面來(lái)確定所述對(duì)象的起立能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，如果將所述重心加速度視為在垂直方向上向上增大，則所述重心加速度是重心的位置在所述垂直方向上移動(dòng)的加速度，所述第一極值是所述重心加速度的最大值，并且所述第二極值是所述重心加速度的最小值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，如果將所述重心加速度視為在垂直方向上向上增大，則所述重心加速度是所述重心的位置的加速度的幅度，并且所述第一極值和所述第二極值是所述重心加速度的最大值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述確定單元將所述起立能力分類為第一等級(jí)、第二等級(jí)和第三等級(jí)，所述第一等級(jí)是所述對(duì)象能夠站起來(lái)的等級(jí)，所述第二等級(jí)是低于所述第一等級(jí)并且高于所述第三等級(jí)的等級(jí)，所述第三等級(jí)是所述對(duì)象不能站起來(lái)的等級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述確定單元確定: 如果在所述重心加速度達(dá)到所述第一極值時(shí)的第一時(shí)刻所述臀部沒(méi)有接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第一等級(jí)， 如果所述臀部在所述第一時(shí)刻接觸所述表面而在所述重心加速度達(dá)到所述第二極值時(shí)的第二時(shí)刻所述臀部沒(méi)有接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第二等級(jí)，以及 如果在所述第一時(shí)刻和所述第二時(shí)刻所述臀部接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第三等級(jí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述確定單元將所述起立能力分類為第一等級(jí)、第二等級(jí)、第三等級(jí)和第四等級(jí)，所述第一等級(jí)是所述對(duì)象能夠站起來(lái)的等級(jí)，所述第二等級(jí)是所述對(duì)象能夠比處于所述第一等級(jí)的對(duì)象較緩慢地站起來(lái)的等級(jí)，所述第三等級(jí)是所述對(duì)象能夠使所述臀部離開(kāi)所述表面但是不能站起來(lái)的等級(jí)，所述第四等級(jí)是所述對(duì)象不能站起來(lái)的等級(jí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述確定單元確定: 如果在所述重心加速度達(dá)到所述第一極值時(shí)的第一時(shí)刻所述臀部沒(méi)有接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第一等級(jí)， 如果所述臀部在所述第一時(shí)刻接觸所述表面，并且在所述重心加速度達(dá)到所述第二極值時(shí)的第二時(shí)刻所述臀部沒(méi)有接觸所述表面，并且在從所述第二時(shí)刻開(kāi)始的給定時(shí)間內(nèi)所述臀部沒(méi)有接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第二等級(jí)， 如果所述臀部在所述第一時(shí)刻接觸所述表面，并且在所述第二時(shí)刻沒(méi)有接觸所述表面，并且在從所述第二時(shí)刻開(kāi)始的所述給定時(shí)間內(nèi)再次接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第三等級(jí)，以及 如果在所述第一時(shí)刻和所述第二時(shí)刻所述臀部接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第四等級(jí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括輸出單元，所述輸出單元被配置為輸出與所述對(duì)象的所述起立能力有關(guān)的/[目息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括輔助輸出單元，所述輔助輸出單元被配置為根據(jù)所述起立能力的等級(jí)來(lái)產(chǎn)生輸出以幫助所述對(duì)象站起來(lái)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述輔助輸出單元將所述輸出設(shè)置為與所述起立能力成反比。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述輔助輸出單元包括電機(jī)，并且所述輸出的幅度是所述電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的幅度。
12.—種起立輔助方法,包括: 測(cè)量對(duì)象的重心的位置移動(dòng)的重心加速度； 檢測(cè)所述對(duì)象的臀部是否接觸表面； 當(dāng)所述重心加速度達(dá)到第一極值或者達(dá)到作為所述第一極值的下一個(gè)極值的第二極值時(shí)，根據(jù)所述臀部是否接觸所述表面來(lái)確定所述對(duì)象的起立能力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，如果將所述重心加速度視為在垂直方向上向上增大，則所述重心加速度是所述重心的位置在所述垂直方向上移動(dòng)的加速度，所述第一極值是所述重心加速度的最大值，并且所述第二極值是所述重心加速度的最小值。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，如果將所述重心加速度視為在垂直方向上向上增大，則所述重心加速度是所述重心的位置的加速度的幅度，并且所述第一極值和所述第二極值是所述重心加速度的最大值。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，確定所述起立能力將所述起立能力分類為第一等級(jí)、第二等級(jí)和第三等級(jí)，所述第一等級(jí)是所述對(duì)象能夠站起來(lái)的等級(jí)，所述第二等級(jí)是低于所述第一等級(jí)并且高于所述第三等級(jí)的等級(jí)，所述第三等級(jí)是所述對(duì)象不能站起來(lái)的等級(jí)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，確定所述起立能力確定: 如果在所述重心加速度達(dá)到所述第一極值時(shí)的第一時(shí)刻所述臀部沒(méi)有接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第一等級(jí)， 如果所述臀部在所述第一時(shí)刻接觸所述表面而在所述重心加速度達(dá)到所述第二極值時(shí)的第二時(shí)刻所述臀部沒(méi)有接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第二等級(jí)，以及 如果在所述第一時(shí)刻和所述第二時(shí)刻所述臀部接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第三等級(jí)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，確定所述起立能力將所述起立能力分類為第一等級(jí)、第二等級(jí)、第三等級(jí)和第四等級(jí)，所述第一等級(jí)是所述對(duì)象能夠站起來(lái)的等級(jí)，所述第二等級(jí)是所述對(duì)象能夠比處于所述第一等級(jí)的對(duì)象較緩慢地站起來(lái)的等級(jí)，所述第三等級(jí)是所述對(duì)象能夠使所述臀部離開(kāi)所述表面但是不能站起來(lái)的等級(jí)，所述第四等級(jí)是所述對(duì)象不能站起來(lái)的等級(jí)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，確定所述起立能力確定: 如果在所述重心加速度達(dá)到所述第一極值時(shí)的第一時(shí)刻所述臀部沒(méi)有接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第一等級(jí)， 如果所述臀部在所述第一時(shí)刻接觸所述表面，并且在所述重心加速度達(dá)到所述第二極值時(shí)的第二時(shí)刻所述臀部沒(méi)有接觸所述表面，并且在從所述第二時(shí)刻開(kāi)始的給定時(shí)間內(nèi)所述臀部沒(méi)有接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第二等級(jí)， 如果所述臀部在所述第一時(shí)刻接觸所述表面，并且在所述第二時(shí)刻所述臀部沒(méi)有接觸所述表面，并且在從所述第二時(shí)刻開(kāi)始的所述給定時(shí)間內(nèi)所述臀部再次接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第三等級(jí)，以及 如果在所述第一時(shí)刻和所述第二時(shí)刻所述臀部接觸所述表面，則所述起立能力處于所述第四等級(jí)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括輸出與所述對(duì)象的所述起立能力有關(guān)的信肩、O
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括根據(jù)所述起立能力的等級(jí)來(lái)產(chǎn)生輸出以幫助所述對(duì)象站起來(lái)。
【文檔編號(hào)】A61G5/14GK104434432SQ201410466516
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月20日
【發(fā)明者】福永伊紫蜜, 砂押貴光, 額田秀記 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝