CN112716755B 使用可穿戴装置的平衡训练方法和可穿戴装置 （三星电子株式会社）

US2018078442A1,2018.0使用可穿戴装置的平衡训练方法和可穿戴公开了一种使用可穿戴装置的平衡训练方一时间点或一时间段中将不规则图案力矩供应2在可穿戴装置的平衡训练模式下，在第一时间段期间，生成与向穿在第二时间段中，通过将扰动施加到步行辅助力矩图案以模拟所述用户跌倒的情况，将不规则力矩图案供应到可穿戴装置的致动器，使得在第二时间基于穿戴可穿戴装置的用户的步态周期来生成步行辅助力生成不规则力矩图案的步骤包括：通过将扰动的强度改变和偏移基于所述用户的所述反应，来调整与不规则力矩图案相关联的扰动基于由可穿戴装置测量的感测信息来确定指示从不规则力矩图案恢复的程度的恢复其中，当所述恢复指数满足设置的要求时，调整的步骤调整与基于由可穿戴装置测量的感测信息来确定指示所述用户跌倒的概率其中，当潜在跌倒指数满足设置的要求时，调整的步骤基对应的安全力矩图案来调整将被供应到致动器基于由可穿戴装置测量的感测信息来确定指示所述用户跌倒的概率其中，调整的步骤包括：当潜在跌倒指数满足设置的要求时将穿戴可穿戴装置的用户的步计数达到设置的步计数的时间点确定3基于由可穿戴装置测量的感测信息，检测穿戴可穿戴装置的用户将穿戴可穿戴装置的用户达到稳定状态的时间段中的时间点确定基于从被配置为与可穿戴装置通信的远程操作装置接收的操作信号来确定将施加扰12.一种包括计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可读指令使计算机执行权利要求1至权利要求11中的任意一项控制器，被配置为通过生成不规则力矩图案来执行所述可穿戴装置的平衡训练模式；和在第一时间段期间，生成与向所述用户提供步行辅助功能相关联的步行辅助力矩图在第二时间段中，通过将扰动施加到步行辅助力矩图案以模拟所述用户跌倒的情况，将不规则力矩图案供应到致动器，使得在第二时间段期间，由致动4[0002]人可基于感觉信息与运动之间的相互平衡来本能地执行预期和补偿的姿势调多困难，并且在他/她步行时具有更高的绊倒或跌倒的风险。存在各种针对跌倒的预防方改变施加到步行辅助力矩图案来生成不规则力矩5整的步骤基于与可穿戴装置的安全模式对应的安全力矩图案来调整将被供应给到致动器戴可穿戴装置的用户达到稳定状态的时间段中的一时间点确置通信的远程操作装置接收的操作信号来确定将施加达到设置的步计数的时间点或穿戴所述可穿戴装置的用户从不规则力矩图案恢复并达到6[0027]从下面的结合附图对示例实施例的描述，这些和/或其它方面将变得清楚并且更[0028]图1是示出根据至少一个示例实施例的穿戴在用户上的可穿戴装置的示例的示[0031]图4是示出根据至少一个示例实施例的可穿戴装置的控制器的操作的示例的示[0032]图5是示出根据至少一个示例实施例的使用可穿戴装置的平衡训练方法的示例的[0034]图7至图9是示出根据至少一个示例实施例的生成不规则图案[0035]图10是示出根据至少一个示例实施例的使用跑步机执行的平衡训练方法的示例7[0045]图1是示出根据至少一个示例实施例的穿戴在用户上的可穿戴装置的示例的示地步行的功能。可穿戴装置110也可被称为步行辅助装置或步态辅助装置。当可穿戴装置110被提供为执行这样的步行辅助功能时，可穿戴装置110可辅助或支撑用户100的整个腿用户100步行时辅助或支撑用户100的肌肉力量，并且因此改善用户100的步行运动或步态[0049]可穿戴装置110也可用于向用户100提供平衡训练。可穿戴装置110可执行平衡训预期或感知的力)施加到用户100来模拟与发生实际跌倒的情况类8100可被训练以重复地对这样的情况做出反应，因此可针对非预期的外力而变得强壮并改[0051]用户100可在平衡训练模式下增强对从可穿戴装置110传递的不规则图案力做出穿戴装置110可增强用户100的平衡感和用户响应由可穿戴装置110模拟和提供的潜在跌倒[0052]可穿戴装置110的这种平衡训练功能可针对除了老年人和患者之外的普通人和运[0054]参照图2，可穿戴装置110在控制器230的控制下在左髋关节部分220L和右髋关节部分220R处生成步行辅助力矩，并且生成的步行辅助力矩通过设置在用户100的膝部上方段或步态状态。控制器230基于估计的步态阶段来确定在当前时间点将向每条腿提供动力戴装置110可通过将扰动添加到将被施加到用户100的步行辅助力矩来生成不规则图案力100可对非预期的辅助力或阻力做出反应，因此增强对由于力的突然变化而发生跌倒的情和/或陀螺仪传感器。传感器340还可包括例如用于测量通过致动器350传递的力矩的力矩[0059]被配置为控制可穿戴装置300的操作和功能的控制装置310包括控制器320和存储制器320输出的控制信号对应的参数。存储器330可包括非暂时性计算机可读存储介质(例9器340测量的用户的运动来生成用于控制将由可穿戴装置300提供的力矩的力矩控制信号。控制器320执行在此描述的可穿戴装置的操作和功能中的一行软件的处理器)或它们的组合)来实现。例如，处理电路可包括但不限于：中央处理器[0062]致动器350基于由控制器320生成的力矩控制信号来输出力矩。致动器350向用户动的力。致动器350可设置在与用户的髋关节的位置对应的部分(例如，髋关节部分220R、[0065]根据一个示例，可存在被配置为远程控制可穿戴装置300的远程操作装置(未示置可开始或结束或者恢复或暂停可穿戴装置300的特定功能或操作。远程操作装置可提供[0066]根据一个示例实施例，可穿戴装置300在执行平衡训练功能的平衡训练模式下操穿戴装置300的操作界面或远程操作装置的UI矩可指示施加了扰动的力矩。扰动在先前时间段中未被施加到供应到致动器350的力矩的[0068]根据一个示例实施例，控制器320通过确定扰动将被施加到不规则图案力矩的时320在穿戴可穿戴装置300的用户的步计数达到设置的步计数的时间点将扰动施加到步行作装置接收的操作信号来确定将施加扰动的时间点。当通过通信器360从远程操作装置接收到指示用于生成扰动的指令的操作信号时，控制器320在接收到操作信号的时间点生成矩而保持他的/她的平衡或恢复到正常姿势。基于用户对不规则图案力矩的反应，控制器320调整将被施加到将在未来被供应到致动器350的力矩的扰动的频率(frequencyrate)、[0071]图4是示出根据至少一个示例实施例的可穿戴装置的控制器的操作的示例的示[0072]参照图4，可穿戴装置的控制器320包括步行辅助力矩生成器410和扰动确定器助力矩生成器410基于感测信息来估计穿戴可穿戴装置的用户的步态周期，并且基于估计定将被供应到第一致动器430的步行辅助力矩和将被施加到第二致动器440的步行辅助力[0073]扰动确定器420基于扰动参数或从例如可穿戴装置或远程操作装置接收的操作信包括控制扰动在由手动操作(例如，对可操纵)触发的时间点被施加到第一致动器430和第二致动器440中的至少一个致动器的信[0075]控制器320可通过这样的扰动快速改变与用户的每个关节对应的致动器或电机的[0077]图5是示出根据至少一个示例实施例的使用可穿戴装置的平衡训练方法的示例的练模型可由从与可穿戴装置通信的远程操作装置接收规则图案力矩供应到可穿戴装置的致动器。控制器320通过确定在先前时间段中未施加到先前供应到致动器的力矩的图案的扰动并将确定的扰动施加到将被供应到致动器的力矩，[0080]根据一个示例实施例，控制器320基于用户的步态周期来生成步行辅助力矩并确于感测信息将时间点确定为穿戴可穿戴装置的用户被确定为在稳定状态下步行的时间点。然后，控制器320可通过在如上述内容中所述确定的时间点将扰动施加到步行辅助力矩来[0082]根据另一示例实施例，控制器320确定扰动基于经过的时间的强度改变和偏移改偏移改变可通过随机函数来确定。控制器320通过将确定的扰动的强度改变和偏移改变施[0083]控制器320可将如上述内容中所述生成的不规则图案力矩供应到包括在可穿戴装[0084]根据一些示例实施例，控制器320还可在将不规则力矩图案供应到致动器的同时力矩图案切换到向用户输出恢复辅助力矩图案以辅助用户[0086]控制器320可生成恢复辅助力矩图案，使得恢复辅助力矩图案基于步态数据的评控制器320检测穿戴可穿戴装置的用户对正被供应到致动器的不规则图案力矩的反应。在操作540中，控制器320基于在操作530中检测的用户的反应来调整将被供应到致动器的力息来确定指示用户从正被施加的不规则图案力矩恢复多少的程度的恢复指数。在操作540如，控制器320可基于感测信息根据在施加扰动之后用户的步行运动与当不存在扰动时用户的步行运动之间的相似度来测量恢复指数。控制器320可通过基于感测信息确定用户在要求时，控制器320基于与可穿戴装置的安全模式对应的力矩分布来调整将被施加到致动步行时将由可穿戴装置的控制器输出的力矩。步行辅助力矩610可基于用户的规则步行特[0092]当可穿戴装置在平衡训练模式下操作时，控制器在将步行辅助力矩610供应到可穿戴装置的致动器的同时在时间点630将用户未预期的不规则图案力矩620供应到致动器。控制器通过在时间点630将扰动施加到步行辅助力矩610来生成不规则图案力矩620。将施加扰动的时间点630可以是用户的步计数达到设置的步计数的时间点、从远程操作装置接图案力矩620被供应到致动器的从时间点630到时间点640的时间段中经历与发生跌倒的实际情况类似的情况。通过对用于对跌倒做出反应并从跌倒恢复的这样的经历的重复训练，如，控制器可通过在随机时间点改变用于生成步行辅助力矩710的图案的变量来在一时间力矩710的算法来直接生成施加了扰动的不规则图和步行辅助力矩810组合或相加来生成将在平衡训练模式下使用的不规320可通过将步行辅助力矩910的强度与扰动的强度920相乘并将偏移930添加到相乘的结生成不规则图案力矩的方法可不限于前述内容中[0101]图10是示出根据至少一个示例实施例的使用跑步机执行的平衡训练方法的示例时爬台阶或斜坡的时间点，施加了扰动的不规则图案力矩可被供应到可穿戴装置的致动装置1010可基于由跑步机1020提供的功能在步行速度快速改变或底部的倾斜改变的时间点将不规则图案力矩供应到致动器。可穿戴装置1010和/或远程操作装置可控制跑步机编译器产生的机器代码)和包含可由计算机使用解