TWI667049B - 可減少雜訊的感測模組 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種感測模組,包含一人體連接件、一基座模組、一傳動構件及一第一感應器,該人體連接件連接於一人體肢體且設置於該基座模組上,該傳動構件耦接並聯動於該人體連接件,該第一感應器設置於該人體連接件的一側且分離於該人體連接件,該人體連接件於受該人體肢體沿一方向帶動時,驅動該傳動構件觸發該第一感應器產生一第一感應訊號,而該第一感應器因分離於該人體肢體,故而可不受人體於運動時肌肉脹縮及皮膚摩擦的影響,從而使致動模組能精確地驅動肢體構件運動。
Description
本發明關於一種感測模組,尤指一種能減少人體於運動時肌肉脹縮及皮膚摩擦所產生的雜訊的感測模組。
人體輔具係用以輔助人體,利用人體輔具的動力輸出,使傷患進行復健,或是輔助人體可以移動超過自身所能負載的重量。一般來說,人體輔具係配置有壓力感應器,其係接觸於人體,利用人體移動時造成壓力感應器的電阻值的改變,來產生相對應的感應訊號,使人體輔具的動力輸出裝置能輔助人體產生相對應的運動。然而,由於習知的壓力感應器係與人體接觸,而人體的肌肉於運動時會脹縮且易對壓力感應器產生摩擦,從而對壓力感應器產生不必要的雜訊,影響人體輔具的動力輸出裝置的動力輸出。
習知的安裝於人體輔具的壓力感應器由於直接與人體接觸,由於肢體在運動時產生肌肉脹縮及摩擦,壓力感應器的波形雜訊較多,影響人體輔具的動力輸出裝置的動力輸出,通常會搭配濾波器使用;請參閱第14圖,第14圖為習知安裝於人體輔具的壓力感應器的實驗訊號圖,當前臂相對上臂擺盪時,上臂的肌肉會因而脹縮,而上述肌肉的脹縮係使貼附於上手臂之壓力感應器產生如第14圖的不穩定感應訊號。
因此,本發明提供一種能減少人體運動時肌肉脹縮及皮膚摩擦所產生的雜訊的感測模組,以解決上述問題。
為了達成上述目的,本發明揭露一種感測模組,其適用於一人體輔具,該人體輔具包含一驅幹部、一第一肢體構件及一第二肢體構件,該第一肢體構件的一端樞接於該驅幹部,該第二肢體構件樞接於該第一肢體構件的另一端,該感測模組安裝於該第一肢體構件及該第二肢體構件的至少其中之一,該感測模組包含一人體連接件、一基座模組、一傳動構件以及一第一感應器,該人體連接件用以連接於一人體肢體,該基座模組該第一肢體構件及該第二肢體構件的至少其中之一,該人體連接件設置於該基座模組上,該傳動構件耦接並聯動於該人體連接件,該第一感應器設置於該人體連接件的一側且分離於該人體連接件,其中該人體連接件於受該人體肢體沿一第一方向帶動時,驅動該傳動構件觸發該第一感應器產生一第一感應訊號。
根據本發明之其中之一實施方式,該傳動構件具有一樞接端及一連接端,該樞接端樞接於該第一肢體構件或該第二肢體構件,該連接端連接於該人體連接件,該基座模組設置於該樞接端與該連接端之間且包含一台座、一承載台、一第一感應器安裝條以及一第二感應器安裝條,該台座用以固接於該第二肢體構件,該承載台設置於該台座上,該第一感應器安裝條設置於該承載台的一側,該第一感應器位於該第一感應器安裝條與該傳動構件之間,該第二感應器安裝條設置於該承載台的另一側並相對於該第一感應器安裝條,該感測模組另包含一第二感應器,相對於該第一感應器且分離於該人體連接件,該第二
感應器位於該第二感應器安裝條與該傳動構件之間,其中該人體連接件於受該人體肢體沿相反於該第一方向的一第二方向帶動時,驅動該傳動構件觸發該第二感應器產生一第二感應訊號。
根據本發明之其中之一實施方式,該感測模組另包含一觸發構件,可活動地設置於該承載台上且與該傳動構件同動,該觸發構件具有一第一側及相反於該第一側的一第二側,該第一側面向該第一感應器安裝條,該第二側面向該第二感應器安裝條,其中該第一感應器設置於該第一感應器安裝條且面向該第一側,且該第二感應器設置於該第二感應器安裝條且面向該第二側。
根據本發明之其中之一實施方式,該基座模組另包含一蓋件,固設於該第一感應器安裝條與該第二感應器安裝條,該蓋件、該第一感應器安裝條、該第二感應器安裝條與該承載台共同定義一容置空間,該觸發構件可活動地設置於該容置空間內。
根據本發明之其中之一實施方式,該感測模組另包含一第一限位件以及一第二限位件,該第一限位件設置於該觸發構件的該第一側與該第一感應器安裝條之間,且該第一限位件的相對兩側分別抵接該第一側與該第一感應器安裝條,該第二限位件設置於該第二側與該第二感應器安裝條之間,且該第二限位件的相對兩側分別抵接該第二側與該第二感應器安裝條。
根據本發明之其中之一實施方式,該傳動構件具有一第一連接端,該基座模組包含一承載台以及一杯狀件,該承載台用以固接於該第二肢體構件,該杯狀件設置於該承載台上,該杯狀件包覆一杯狀中空空間,該傳動構件
設置於該杯狀中空空間內,該杯狀中空空間具有一開口,該第一連接端經由該開口連接於該人體連接件。
根據本發明之其中之一實施方式,該感測模組另包含一安裝基件,設置於該杯狀件內壁,該第一感應器設置於該安裝基件上。
根據本發明之其中之一實施方式,該感測模組另包含一觸發件,固設於該傳動構件上,該觸發件用以觸發設置於該安裝基件上的該第一感應器。
根據本發明之其中之一實施方式,該感測模組另包含一轉動軸承,設置於該觸發件內,該傳動構件可轉動地設置於該轉動軸承內。
根據本發明之其中之一實施方式,該傳動構件另具有一第二連接端,該感測模組另包含一初始位置限位件,設置於該杯狀中空空間內,該初始位置限位件固持該第二連接端,使該傳動構件在一初始狀態下,該觸發件與該安裝基件間具有一間隙。
根據本發明之其中之一實施方式,該感測模組另包含一第二感應器,設置於該安裝基件上且相對於該第一感應器,該第二感應器分離於該人體連接件,其中該人體連接件於受該人體肢體沿相反於該第一方向的一第二方向帶動時,驅動該觸發件觸發該第二感應器產生一第二感應訊號。
根據本發明之其中之一實施方式,該感測模組另包含一致動模組以及一控制單元,該致動模組耦接於該第一肢體構件與該第二肢體構件,該控制
單元耦接於該第一感應器與該致動模組,該控制單元於接收該第一感應訊號時,控制該致動模組驅動該第二肢體構件相對該第一肢體構件沿該第一方向運動。
根據本發明之其中之一實施方式,該感測模組另包含一第二感應器,分離於該人體連接件且相對該第一感應器,該人體連接件於受該人體肢體沿相反於該第一方向的一第二方向帶動時,驅動該傳動構件觸發該第二感應器產生一第二感應訊號,該控制單元於接收該第二感應訊號時,控制該致動模組驅動該第二肢體構件相對該第一肢體構件沿該第二方向運動。
根據本發明之其中之一實施方式,該致動模組包含一第一馬達驅動模組,且該第一馬達驅動模組用以提供一第一扭力。
根據本發明之其中之一實施方式,該致動模組另包含一第二馬達驅動模組,且該第二馬達驅動模組用以提供一第二扭力,其中該第二扭力與該第一扭力同向。
綜上所述,本發明的感測模組利用人體連接件連接於人體肢體,且感測模組另將感應器設置於感應器安裝條或杯狀件上,其中感應器安裝條或杯狀件分離於人體連接件,此外本發明的感測模組另將傳動構件連接於人體連接件,使人體肢體於運動時帶動人體連接件,進而驅動傳動構件觸發感應器,以產生感應訊號。因此,本發明的感應器因分離於人體肢體,故而可不受人體於運動時肌肉脹縮及皮膚摩擦的影響,從而使致動模組能精確地驅動肢體構件運動。有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效,在以下配合參考圖式之
實施例的詳細說明中,將可清楚的呈現。
1000、2000‧‧‧人體輔具
1‧‧‧驅幹部
2‧‧‧第一肢體構件
3‧‧‧第二肢體構件
4、4'、4"‧‧‧感測模組
40、40'‧‧‧人體連接件
401‧‧‧連接基座
402‧‧‧第一夾件
403‧‧‧第二夾件
41、41'‧‧‧基座模組
410‧‧‧台座
411、411'‧‧‧承載台
412‧‧‧第一感應器安裝條
413‧‧‧第二感應器安裝條
415‧‧‧蓋件
416‧‧‧容置空間
417‧‧‧杯狀件
4170‧‧‧頭部
4171‧‧‧頭部空間
4172‧‧‧開口
4173‧‧‧頸部
4174‧‧‧頸部空間
4175‧‧‧基部
4176‧‧‧基部空間
4177‧‧‧上杯構件
4178‧‧‧下杯構件
418‧‧‧杯狀中空空間
42、42'‧‧‧傳動構件
420‧‧‧樞接端
421‧‧‧連接端
422‧‧‧第一連接端
423‧‧‧第二連接端
43‧‧‧第一感應器
44‧‧‧致動模組
440‧‧‧第一馬達驅動模組
441‧‧‧第二馬達驅動模組
45‧‧‧控制單元
46‧‧‧第二感應器
47‧‧‧第一限位件
470‧‧‧第一觸發構件
4701‧‧‧第一平貼部
4702‧‧‧第一突起部
471‧‧‧第一承載構件
48‧‧‧第二限位件
480‧‧‧第二觸發構件
4801‧‧‧第二平貼部
4802‧‧‧第二突起部
481‧‧‧第二承載構件
49‧‧‧安裝基件
4A‧‧‧觸發件
4B‧‧‧初始位置限位件
4C‧‧‧觸發構件
4C0‧‧‧第一側
4C1‧‧‧第二側
4D‧‧‧轉動軸承
X1‧‧‧第一方向
X2‧‧‧第二方向
α 1‧‧‧第一感應訊號
α 2‧‧‧第二感應訊號
G1‧‧‧第一間隙
G2‧‧‧第二間隙
X-X‧‧‧剖面線
第1圖為本發明第一實施例人體輔具的示意圖。
第2圖為本發明第一實施例第一肢體構件、第二肢體構件與感測模組的示意圖。
第3圖為本發明第一實施例第一肢體構件、第二肢體構件與感測模組於另一視角的示意圖。
第4圖為本發明第一實施例感測模組的示意圖。
第5圖為本發明第一實施例感測模組的部分爆炸示意圖。
第6圖為本發明第一實施例感測模組於另一視角的示意圖。
第7圖為本發明第一實施例感測模組的正視示意圖。
第8圖為本發明第一實施例人體輔具的功能方塊示意圖。
第9圖為本發明第二實施例人體輔具的部分示意圖。
第10圖為本發明第二實施例感測模組的示意圖。
第11圖為本發明第二實施例感測模組的部分爆炸示意圖。
第12圖為本發明第二實施例感測模組的爆炸示意圖。
第13圖為第10圖所示的感測模組沿剖面線X-X的剖面示意圖。
第14圖為習知安裝於人體輔具的壓力感應器的訊號圖。
第15圖為本發明第三實施例第一感應器在前臂(即該人體肢體)相對上臂沿收合方向運動時的訊號圖。
第16圖為本發明第三實施例感測模組的示意圖。
以下實施例中所提到的方向用語,例如:上、下、左、右、前或後等,僅是參考附加圖式的方向。因此,使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。請參閱第1圖以及第2圖,第1圖為本發明第一實施例一人體輔具1000的示意圖,第2圖為本發明第一實施例第一肢體構件2、第二肢體構件3與感測模組4的示意圖。如第1圖所示,人體輔具1000包含一驅幹部1、一第一肢體構件2、一第二肢體構件3以及一感測模組4,第一肢體構件2的一端樞接於驅幹部1,第一肢體構件2樞接於第一肢體構件2的另一端。於此實施例中,人體輔具1000可用以在人體受傷的情況下輔助移動其肢體,或是人體輔具1000可為一外骨骼裝置(exoskeleton device),可用以輔助人體移動超過自身所能負載的荷重。
於此實施例中,第一肢體構件2係可與人體的上臂連接,而第二肢體構件3係可與人體的前臂連接。另外,感測模組4安裝於第一肢體構件2與第二肢體構件3上,但本發明不受此限,例如感測模組4也可僅安裝於第一肢體構件2或第二肢體構件3上,即只要是感測模組4安裝於第一肢體構件2及第二肢體構件3的至少其中之一的機構設計,均在本發明所保護的範圍內。
請參閱第2圖至第6圖,第3圖為本發明第一實施例第一肢體構件2、第二肢體構件3與感測模組4於另一視角的示意圖,第4圖為本發明第一實施例感測模組4的示意圖,第5圖為本發明第一實施例感測模組4的部分爆炸示意圖,第6圖為本發明第一實施例感測模組4於另一視角的示意圖。如第2圖至第5圖所示,感測模組4包含一人體連接件40、一基座模組41、一傳動構件42、一第一感應器43以及一致動模組44,人體連接件40用以連接於一人體肢體(例如該前臂)。於實務上,可利用一束帶將該人體肢體束固於人體連接件40上。基座模組41固設於第二肢體構件3上,傳動構件42耦接並聯動於人體連接件40,第一感應
器43設置於人體連接件40的一側且分離於人體連接件40,致動模組44耦接於第一肢體構件2與第二肢體構件3。
於此實施例中,致動模組44包含一第一馬達驅動模組440以及一第二馬達驅動模組441,第一馬達驅動模組440可用以提供一第一扭力,第二馬達驅動模組441可用以提供一第二扭力,其中該第二扭力與該第一扭力同向。如此一來,致動模組44便可藉由第一馬達驅動模組440與第二馬達驅動模組441提供第一肢體構件2與第二肢體構件3較大的扭力輸出。值得一提的是,本發明可視實際需求省略第一馬達驅動模組440或第二馬達驅動模組441,即致動模組44可僅包含一個馬達驅動模組,端視實際需求而定。於此實施例中,第一馬達驅動模組440與第二馬達驅動模組441可為分別一伺服馬達系統。另外,本發明除採用伺服馬達作為動力源外,另可採用步進馬達作為動力源,端視實際需求而定。
進一步地,傳動構件42具有一樞接端420及一連接端421,樞接端420樞接於第一肢體構件2及第二肢體構件3,連接端421連接於人體連接件40,而基座模組41是設置於樞接端420與連接端421之間。於此實施例中,基座模組41包含一台座410、一承載台411以及一第一感應器安裝條412,台座410用以固接於第二肢體構件3,承載台411設置於台座410上,第一感應器安裝條412設置於承載台411的一側,第一感應器43位於第一感應器安裝條412與傳動構件42之間。此外,感測模組4另包含一觸發構件4C,觸發構件4C可活動地設置於承載台411上且與傳動構件42同動,即觸發構件4C係固設於傳動構件42,以便與傳動構件42同動。基座模組41另包含一蓋件415,蓋件415固設於第一感應器安裝條412與第二感應器安裝條413,藉此當傳動構件42安裝於第一感應器安裝條412與第二感應器安裝條413上時,蓋件415、第一感應器安裝條412、第二感應器安裝條413
與承載台411便可共同定義一容置空間416,使觸發構件4C可活動地設置於容置空間416內。除此之外,觸發構件4C具有一第一側4C0,第一側4C0面向第一感應器安裝條412,其中第一感應器43設置於第一感應器安裝條412且面向第一側4C0。
請參閱第2圖至第8圖,第7圖為本發明第一實施例感測模組4的正視示意圖,第8圖為本發明第一實施例人體輔具1000的功能方塊示意圖。如第2圖至第8圖所示,感測模組4另包含一控制單元45,控制單元45耦接於第一感應器43與致動模組44。於此實施例中,控制單元45可為一電路板。除此之外,基座模組41另包含一第二感應器安裝條413,第二感應器安裝條413設置於承載台411的另一側並相對於第一感應器安裝條412,感測模組4另包含一第二感應器46,第二感應器46相對於第一感應器43且分離於人體連接件40,第二感應器46位於第二感應器安裝條413與傳動構件42之間。除此之外,觸發構件4C另具有相反於第一側4C0的一第二側4C1,第二側4C1面向第二感應器安裝條413,其中第二感應器46設置於第二感應器安裝條413且面向第二側4C1。
進一步地,感測模組4另包含一第一限位件47以及一第二限位件48,第一限位件47設置於第一側4C0與第一感應器安裝條412之間,且第一限位件47的相對兩側分別抵接第一側4C0與第一感應器安裝條412,第二限位件48設置於第二側4C1與第二感應器安裝條413之間,且第二限位件48的相對兩側分別抵接第二側4C1與第二感應器安裝條413。如第7圖所示,第一限位件47包含一第一觸發構件470及一第一承載構件471,第一承載構件471設置於第一感應器安裝條412面向觸發構件4C的一內側壁,第一觸發構件470包含一第一平貼部4701及一第一突起部4702,第一平貼部4701設置於觸發構件4C的第一側4C0,第一突起部
4702突出於第一平貼部4701並抵接於第一承載構件471,第一感應器43是設置於第一承載構件471面向第一平貼部4701的一側,即第一感應器43是經由第一承載構件471而設置於第一感應器安裝條412上,進而使第一感應器43位於觸發構件4C與第一感應器安裝條412之間。
如第7圖所示,第二限位件48包含一第二觸發構件480及一第二承載構件481,第二承載構件481設置於第二感應器安裝條413面向觸發構件4C的一內側壁,第二觸發構件480包含一第二平貼部4801及一第二突起部4802,第二平貼部4801設置於觸發構件4C的第二側4C1,第二突起部4802突出於第二平貼部4801並抵接於第二承載構件481,第二感應器46是設置於第二承載構件481面向第二平貼部4801的一側,即第二感應器46是經由第二承載構件481而設置於第二感應器安裝條413上,進而使第二感應器46位於觸發構件4C與第二感應器安裝條413之間。
此外,第一限位件47與第二限位件48可分別抵接觸發構件4C的第一側4C0與第二側4C1,藉此第一限位件47與第二限位件48便可共同將觸發構件4C夾持於如第8圖的一初始位置。值得一提的是,當第一限位件47與第二限位件48共同將觸發構件4C夾持於該初始位置時,第一觸發構件470的第一突起部4702可將第一承載構件471與第一觸發構件470的第一平貼部4701隔開,使第一感應器43與第一平貼部4701間保持有一第一間隙G1,藉此第一平貼部4701便不會與第一感應器43接觸,即當第一限位件47與第二限位件48共同將觸發構件4C夾持於該初始位置時,第一限位件47與第二限位件48可使第一感應器43不會被觸發而保持歸零的狀態。同理,第二觸發構件480的第二突起部4802可將第二承載構件481與第二觸發構件480的第二平貼部4801隔開,使第二感應器46與第二平貼部
4801間保持有一第二間隙G2,藉此第二平貼部4801便不會與第二感應器46接觸,即當第一限位件47與第二限位件48共同將觸發構件4C夾持於該初始位置時,第一限位件47與第二限位件48可使第二感應器46不會被觸發而保持歸零的狀態。
以下針對人體輔具1000的作用原理進行詳細說明。首先,當前臂(即該人體肢體)相對上臂沿一第一方向X1(即前臂相對上臂收合的方向)運動時,人體連接件40受前臂(即該人體肢體)帶動而沿第一方向X1帶動,進而驅動傳動構件42與觸發構件4C沿第一方向X1移動,此時傳動構件42的第一側4C0便可觸發設置於第一感應器安裝條412的第一感應器43,使第一感應器43產生一第一感應訊號α 1(如第8圖所示),即人體連接件40於受該人體肢體沿第一方向X1帶動時,驅動傳動構件42觸發第一感應器43產生第一感應訊號α 1。進一步地,當控制單元45接收第一感應訊號α 1後,控制單元45可控制致動模組44驅動第二肢體構件3相對第一肢體構件2沿第一方向X1運動。如此一來,人體輔具1000便可用以在人體受傷的情況下輔助移動其肢體,或是用以輔助人體移動超過自身所能負載的荷重。
同理,當前臂(即該人體肢體)相對上臂沿相反於第一方向X1的一第二方向X2(即前臂相對上臂展開的方向)運動時,人體連接件40受前臂(即該人體肢體)帶動而沿第二方向X2帶動,進而驅動傳動構件42與觸發構件4C沿第二方向X2移動,此時傳動構件42的第二側4C1便可觸發設置於第二感應器安裝條413的第二感應器46,使第二感應器46產生一第二感應訊號α 2(如第8圖所示),即人體連接件40於受該人體肢體沿第二方向X2帶動時,驅動傳動構件42觸發第二感應器46產生第二感應訊號α 2。進一步地,當控制單元45接收第二感應訊號α 2後,
控制單元45可控制致動模組44驅動第二肢體構件3相對第一肢體構件2沿第二感應訊號α 2運動。
請參閱第9圖,第9圖為本發明第二實施例一人體輔具2000的部分示意圖。如第9圖所示,人體輔具2000也包含一驅幹部(未繪示於圖中)、一第一肢體構件2、一第二肢體構件3以及一感測模組4',而人體輔具2000的上述人體輔具1000的主要不同處在於,人體輔具2000的感測模組4'的結構設計。請參閱第10圖至第12圖,第10圖為本發明第二實施例感測模組4'的示意圖,第11圖為本發明第二實施例感測模組4'的部分爆炸示意圖,第12圖為本發明第二實施例感測模組4'的爆炸示意圖。如第10圖至第12圖所示,感測模組4'包含一承載台411'及一杯狀件417,承載台411'用以固接於第二肢體構件3,杯狀件417經由承載台411'設置於第二肢體構件3上。於此實施例中,杯狀件417包含一上杯構件4177與一下杯構件4178,下杯構件4178連接於承載台411',上杯構件4177可拆卸地安裝於下杯構件4178,以便對感測模組4'的內部元件進行組裝。
進一步地,杯狀件417具有一頭部4170、一頸部4173及一基部4175,頸部4173連接頭部4170與基部4175,頭部4170、頸部4173及基部4175共同包覆一杯狀中空空間418,感測模組4'的一傳動構件42'設置於杯狀中空空間418內,傳動構件42'具有彼此相對的一第一連接端422與一第二連接端423,杯狀中空空間418於頭部4170具有一開口4172,第一連接端422經由開口4172連接於人體連接件40。此外,頭部4170環繞一頭部空間4171,頸部4173環繞一頸部空間4174,基部4175環繞一基部空間4176,頭部空間4171、頸部空間4174與基部空間4176彼此連通且共同構成杯狀中空空間418。除此之外,感測模組4'另包含一安裝基件49、一觸發件4A以及一初始位置限位件4B,安裝基件49設置於頭部4170內壁,
第一感應器43與第二感應器46均設置於安裝基件49上且彼此相對,觸發件4A固設於傳動構件42'上且用以觸發設置於安裝基件49上的第一感應器43或第二感應器46,其中安裝基件49與觸發件4A均位於頭部空間4171內。於此實施例中,安裝基件49可為一環形構件且可由彈性材質(例如橡膠)所製成。
於此實施例中,初始位置限位件4B設置於基部空間4176內。請參閱第10圖至第13圖,第13圖為第10圖所示的感測模組4'沿剖面線X-X的剖面示意圖。如第10圖至第13圖所示,初始位置限位件4B固持傳動構件42'的第二連接端423,使傳動構件42'在如第10圖以及第13圖所示的一初始狀態下,觸發件4A與安裝基件49間具有一間隙(即第一間隙G1與第二間隙G2)。而感測模組4'的作用原理係相同於感測模組4的作用原理,為求簡潔,在此不再贅述。值得一提的是,當人體肢體的上臂及前臂分別套上如第9圖所示的兩個感測模組4"和4'時,且執行使前臂相對上臂擺盪並讓上手臂緩緩上提的控制動作;縱使上臂的肌肉由於前述擺盪動作而產生脹縮,感應器4"產生如第15圖的感應訊號平順,有別於第14圖的不穩定之感應訊號。
請參閱第16圖,第16圖為本發明第三實施例一感測模組4"的示意圖。如第16圖所示,感測模組4"與上述感測模組4'的主要不同處於,感測模組4"另包含一轉動軸承4D,傳動構件42'可轉動地設置於轉動軸承4D內,因此感測模組4"可消除上臂相對人體驅幹轉圈時感測模組4"內部壓力感應器產生的剪力雜訊,此時傳動構件42'可透過藉由轉動軸承4D而可以相對於42'自由轉動的觸發件4A去觸壓壓力感應器而不影響感應器,進而產生不必要的剪力雜訊;即轉動軸承4D可消除該人體肢體發生旋轉時對感測模組4"所產生的剪力雜訊。而感測模組4'的作用原理係相同於感測模組4的作用原理,為求簡潔,在此不再贅述。
相較於先前技術,本發明的感測模組利用人體連接件連接於人體肢體,且感測模組另將感應器設置於感應器安裝條或杯狀件上,其中感應器安裝條或杯狀件分離於人體連接件,此外本發明的感測模組另將傳動構件連接於人體連接件,使人體肢體於運動時帶動人體連接件,進而驅動傳動構件觸發感應器,以產生感應訊號。因此,本發明的感應器因分離於人體肢體,故而可不受人體於運動時肌肉脹縮及皮膚摩擦的影響,從而使致動模組能精確地驅動肢體構件運動。以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
Claims (16)
- 一種可減少雜訊的感測模組,其適用於一人體輔具,該人體輔具包含一驅幹部、一第一肢體構件及一第二肢體構件,該第一肢體構件的一端樞接於該驅幹部,該第二肢體構件樞接於該第一肢體構件的另一端,該感測模組安裝於該第一肢體構件及該第二肢體構件的至少其中之一,該感測模組包含:一人體連接件,用以連接於一人體肢體;一基座模組,固設於該第一肢體構件及該第二肢體構件的至少其中之一,該人體連接件設置於該基座模組上;一傳動構件,耦接並聯動於該人體連接件;一第一感應器,設置於該人體連接件的一側且分離於該人體連接件;其中該人體連接件於受該人體肢體沿一第一方向帶動時,驅動該傳動構件觸發該第一感應器產生一第一感應訊號;一致動模組,耦接於該第一肢體構件與該第二肢體構件;以及一控制單元,耦接於該第一感應器與該致動模組,該控制單元於接收該第一感應訊號時,控制該致動模組驅動該第二肢體構件相對該第一肢體構件沿該第一方向運動。
- 如請求項1所述的感測模組,其中該傳動構件具有一樞接端及一連接端,該樞接端樞接於該第一肢體構件或該第二肢體構件,該連接端連接於該人體連接件,該基座模組設置於該樞接端與該連接端之間且包含一台座、一承載台、一第一感應器安裝條以及一第二感應器安裝條,該用以固接於該第二肢體構件該承載台設置於該台座上該第一感應器安裝條,設置於該承載台的一側,該第一感應器位於該第一感應器安裝條與該傳動構件 之間,該第二感應器安裝條設置於該承載台的另一側並相對於該第一感應器安裝條,該感測模組另包含:一第二感應器,相對於該第一感應器且分離於該人體連接件,該第二感應器位於該第二感應器安裝條與該傳動構件之間,其中該人體連接件於受該人體肢體沿相反於該第一方向的一第二方向帶動時,驅動該傳動構件觸發該第二感應器產生一第二感應訊號。
- 如請求項2所述的感測模組,另包含:一觸發構件,可活動地設置於該承載台上且與該傳動構件同動,該觸發構件具有一第一側及相反於該第一側的一第二側,該第一側面向該第一感應器安裝條,該第二側面向該第二感應器安裝條,其中該第一感應器設置於該第一感應器安裝條且面向該第一側,且該第二感應器設置於該第二感應器安裝條且面向該第二側。
- 如請求項3所述的感測模組,其中該基座模組另包含:一蓋件,固設於該第一感應器安裝條與該第二感應器安裝條,該蓋件、該第一感應器安裝條、該第二感應器安裝條與該承載台共同定義一容置空間,該觸發構件可活動地設置於該容置空間內。
- 如請求項3所述的感測模組,另包含:一第一限位件,設置於該第一側與該第一感應器安裝條之間,且該第一限位件的相對兩側分別抵接該第一側與該第一感應器安裝條;以及一第二限位件,設置於該第二側與該第二感應器安裝條之間,且該第二限位件的相對兩側分別抵接該第二側與該第二感應器安裝條。
- 如請求項1所述的感測模組,其中該傳動構件具有一第一連接端,該基座模組包含:一承載台,用以固接於該第二肢體構件;以及一杯狀件,設置於該承載台上,該杯狀件包覆一杯狀中空空間,該傳動構件設置於該杯狀中空空間內,該杯狀中空空間具有一開口,該第一連接端經由該開口連接於該人體連接件。
- 如請求項6所述的感測模組,另包含:一安裝基件,設置於該杯狀件內壁,該第一感應器設置於該安裝基件上。
- 如請求項7所述的感測模組,另包含:一觸發件,固設於該傳動構件上,該觸發件用以觸發設置於該安裝基件上的該第一感應器。
- 如請求項8所述的感測模組,另包含:一轉動軸承,設置於該觸發件內,該傳動構件可轉動地設置於該轉動軸承內。
- 如請求項8所述的感測模組,其中該傳動構件另具有一第二連接端,該感測模組另包含:一初始位置限位件,設置於該杯狀中空空間內,該初始位置限位件固持該第二連接端,使該傳動構件在一初始狀態下,該觸發件與該安裝基件間具有一間隙。
- 如請求項8所述的感測模組,另包含:一第二感應器,設置於該安裝基件上且相對於該第一感應器,該第二感應器分離於該人體連接件,其中該人體連接件於受該人體肢體沿相反於該第一方向的一第二方向帶動時,驅動該觸發件觸發該第二感應器產生一第二感應訊號。
- 如請求項1所述的感測模組,另包含:一第二感應器,分離於該人體連接件且相對該第一感應器,該人體連接件於受該人體肢體沿相反於該第一方向的一第二方向帶動時,驅動該傳動構件觸發該第二感應器產生一第二感應訊號,該控制單元於接收該第二感應訊號時,控制該致動模組驅動該第二肢體構件相對該第一肢體構件沿該第二方向運動。
- 如請求項1所述的感測模組,其中該致動模組包含一第一馬達驅動模組,且該第一馬達驅動模組用以提供一第一扭力。
- 如請求項13所述的感測模組,其中該致動模組另包含一第二馬達驅動模組,且該第二馬達驅動模組用以提供一第二扭力,其中該第二扭力與該第一扭力同向。
- 一種可減少雜訊的感測模組,其適用於一人體輔具,該人體輔具包含一驅幹部、一第一肢體構件及一第二肢體構件,該第一肢體構件的一端樞接於該驅幹部,該第二肢體構件樞接於該第一肢體構件的另一端,該感 測模組安裝於該第一肢體構件及該第二肢體構件的至少其中之一,該感測模組包含:一人體連接件,用以連接於一人體肢體;一基座模組,固設於該第一肢體構件及該第二肢體構件的至少其中之一,該人體連接件設置於該基座模組上;一傳動構件,耦接並聯動於該人體連接件;一第一感應器,設置於該人體連接件的一側且分離於該人體連接件;其中該人體連接件於受該人體肢體沿一第一方向帶動時,驅動該傳動構件觸發該第一感應器產生一第一感應訊號;以及一第二感應器,相對於該第一感應器且分離於該人體連接件,該第二感應器位於該第二感應器安裝條與該傳動構件之間,其中該人體連接件於受該人體肢體沿相反於該第一方向的一第二方向帶動時,驅動該傳動構件觸發該第二感應器產生一第二感應訊號;其中該傳動構件具有一樞接端及一連接端,該樞接端樞接於該第一肢體構件或該第二肢體構件,該連接端連接於該人體連接件,該基座模組設置於該樞接端與該連接端之間且包含一台座、一承載台、一第一感應器安裝條以及一第二感應器安裝條,該用以固接於該第二肢體構件該承載台設置於該台座上該第一感應器安裝條,設置於該承載台的一側,該第一感應器位於該第一感應器安裝條與該傳動構件之間,該第二感應器安裝條設置於該承載台的另一側並相對於該第一感應器安裝條。
- 一種可減少雜訊的感測模組,其適用於一人體輔具,該人體輔具包含一驅幹部、一第一肢體構件及一第二肢體構件,該第一肢體構件的一端 樞接於該驅幹部,該第二肢體構件樞接於該第一肢體構件的另一端,該感測模組安裝於該第一肢體構件及該第二肢體構件的至少其中之一,該感測模組包含:一人體連接件,用以連接於一人體肢體;一基座模組,固設於該第一肢體構件及該第二肢體構件的至少其中之一,該人體連接件設置於該基座模組上,該基座模組包含:一承載台,用以固接於該第二肢體構件;以及一杯狀件,設置於該承載台上,該杯狀件包覆一杯狀中空空間,該傳動構件設置於該杯狀中空空間內,該杯狀中空空間具有一開口,該第一連接端經由該開口連接於該人體連接件;一傳動構件,耦接並聯動於該人體連接件,其中該傳動構件具有一第一連接端;以及一第一感應器,設置於該人體連接件的一側且分離於該人體連接件;其中該人體連接件於受該人體肢體沿一第一方向帶動時,驅動該傳動構件觸發該第一感應器產生一第一感應訊號。
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11123608B2 (en) * | 2019-03-05 | 2021-09-21 | Hiwin Technologies Corp. | Upper limb training system and control method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWM414947U (en) * | 2011-05-30 | 2011-11-01 | Fa-Sain Lo | Legs enhancer |
| TW201624402A (zh) * | 2014-12-19 | 2016-07-01 | Univ Nat Taipei Technology | 動作即時辨識裝置、系統及其方法 |
| TWM526379U (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-01 | Univ Lunghwa Sci & Technology | 氣壓肌肉驅動兼具上肢助力與復健訓練功能之外骨骼裝置 |
| US20160250093A1 (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | Rewalk Robotics Ltd. | Exoskeleton device with sitting support and method of operation thereof |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10286789A (ja) * | 1997-04-15 | 1998-10-27 | Honda Motor Co Ltd | 関節トルク検出装置 |
| KR100299210B1 (ko) * | 1999-03-12 | 2001-09-22 | 박호군 | 인간팔 장착형 힘 재현기능을 갖는 마스터 장치 |
| DE10117933A1 (de) * | 2001-04-10 | 2002-10-17 | Valeo Sicherheitssysteme Gmbh | Kraftfahrzeug mit einer automatisch betätigbaren Fahrzeugtür |
| EP1609451A4 (en) | 2003-03-28 | 2010-02-10 | Univ Tokyo Science | PORTABLE JOINT DRIVE EQUIPMENT |
| US7862524B2 (en) * | 2006-03-23 | 2011-01-04 | Carignan Craig R | Portable arm exoskeleton for shoulder rehabilitation |
| JP5209924B2 (ja) * | 2006-10-03 | 2013-06-12 | 国立大学法人 筑波大学 | 動作補助装置及び動作補助装置の保守管理システム |
| KR101065420B1 (ko) * | 2008-12-16 | 2011-09-16 | 한양대학교 산학협력단 | 상지거동을 위한 착용형 로봇장치 |
| JP5493110B2 (ja) * | 2009-02-26 | 2014-05-14 | 国立大学法人三重大学 | 上肢動作補助装置 |
| KR101572852B1 (ko) * | 2010-01-06 | 2015-12-01 | 삼성전자 주식회사 | 팔 보조 장치 |
| WO2011127410A2 (en) * | 2010-04-09 | 2011-10-13 | Deka Products Limited Partnership | System and apparatus for robotic device and methods of using thereof |
| JP6108551B2 (ja) * | 2013-10-28 | 2017-04-05 | 俊道 妻木 | 動作補助装置 |
| EP2923683A1 (en) * | 2014-03-27 | 2015-09-30 | Université Catholique De Louvain | Upper limbs rehabilitating, monitoring and/or evaluating interactive device |
| US9427865B2 (en) | 2014-04-08 | 2016-08-30 | Levitate Technologies, Inc. | Heavy capacity arm support systems |
| KR102120960B1 (ko) * | 2014-07-17 | 2020-06-09 | 삼성전자주식회사 | 지지 프레임 및 이를 포함하는 운동 보조 장치 |
| KR101992149B1 (ko) * | 2015-08-25 | 2019-06-25 | 한국전자통신연구원 | 착용형 팔동작 측정 장치 |
| JP6544689B2 (ja) | 2015-11-25 | 2019-07-17 | 株式会社ケーイーアール | 操作グリップおよび移動体 |
| KR20170070414A (ko) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 현대자동차주식회사 | 보행보조장치착용형 로봇장치 및 그 제어 방법 |
| FR3046099B1 (fr) | 2015-12-24 | 2017-12-22 | Sagem Defense Securite | Structure d'exosquelette pour l'assistance a l'effort d'un utilisateur |
| CN106863268B (zh) * | 2017-02-17 | 2019-03-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种负载自适应被动平衡上肢外骨骼 |
-
2017
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWM414947U (en) * | 2011-05-30 | 2011-11-01 | Fa-Sain Lo | Legs enhancer |
| TW201624402A (zh) * | 2014-12-19 | 2016-07-01 | Univ Nat Taipei Technology | 動作即時辨識裝置、系統及其方法 |
| US20160250093A1 (en) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | Rewalk Robotics Ltd. | Exoskeleton device with sitting support and method of operation thereof |
| TWM526379U (zh) * | 2016-04-15 | 2016-08-01 | Univ Lunghwa Sci & Technology | 氣壓肌肉驅動兼具上肢助力與復健訓練功能之外骨骼裝置 |
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