负荷检测装置和步行辅助装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及检测在步行训练者的脚底上承载的负荷的负荷检测装置和步行辅助
目.0
【背景技术】
[0002]已知一种负荷检测装置，其中用于测量脚底的负荷的负荷传感器沿着脚底的近似轮廓形状被布置(例如，参考国际专利公开N0.W02009/084387)。
[0003]附带地，例如，在安装于容易不平衡的步行训练者(例如偏瘫病人)的步行训练装置中，凸出的外扩部可以被设置于脚底所踏的脚底形状部，外扩部凸出到脚底形状部的外部。然而，如在前述步行训练装置中所示，如果负荷传感器仅被布置在脚底形状部内，负荷的检测区域可能被限制于脚底形状部内。
【发明内容】
[0004]本发明已经完成以解决以上问题，并且因此本发明的目的是提供一种能够通过扩展步行训练者的脚底的检测区域来提高检测精确性的负荷检测装置和步行辅助装置。
[0005]为了实现以上目的，本发明的一方面是一种负荷检测装置，包括:
[0006]脚底形状部，所述脚底形状部按照步行训练者的脚底的形状而形成，并且所述脚底踏在所述脚底形状部上；
[0007]外扩部，所述外扩部被形成以凸出到所述脚底形状部的外部；
[0008]第一负荷传感器，所述第一负荷传感器设置于所述脚底形状部，并且检测所述脚底形状部的负荷；以及
[0009]第二负荷传感器，所述第二负荷传感器设置于所述外扩部，并且检测所述外扩部的负荷。
[0010]在该方面，负荷检测装置可以进一步包括中心计算部件，用于基于由所述第一负荷传感器和所述第二负荷传感器检测到的负荷，计算所述步行训练者的脚底负荷的中心。
[0011]在该方面，两个第一负荷传感器设置在所述脚底形状部的脚趾侧上，一个第一负荷传感器设置在所述脚底形状部的脚后跟侧上，以及一个第一负荷传感器设置在所述外扩部上。
[0012]在该方面，负荷检测装置可以进一步包括存储部件，用于保存所述第一负荷传感器和所述第二负荷传感器的校准数据。
[0013]在该方面，负荷检测装置可以进一步包括通信部件，用于无线传送所述第一负荷传感器和所述第二负荷传感器的负荷数据和/或校准数据。
[0014]为了实现以上目的，本发明的一方面还可以是一种步行辅助装置，包括:
[0015]根据上述所述的第一负荷检测装置；
[0016]大腿支架，所述大腿支架经由脚踝关节部耦接到第一负荷检测装置；
[0017]小腿支架，所述小腿支架经由膝关节部耦接到所述大腿支架；以及
[0018]驱动单元，所述驱动单元驱动所述膝关节部。
[0019]在该方面，步行辅助装置可以进一步包括:
[0020]根据上述所述的第二负荷检测装置，所述第二负荷检测装置被安装于所述步行训练者的健康腿；以及
[0021]全中心计算部件，所述全中心计算部件用于基于由所述第一负荷检测装置的第一负荷传感器以及所述第二负荷检测装置的第二负荷传感器检测到的负荷，计算通过健康腿和病腿两者接地的所有负荷的中心。
[0022]根据本发明，可以提供一种能够通过扩展步行训练者的脚底的检测区域来提高检测精确性的负荷检测装置和步行辅助装置。
[0023]通过下面给出的具体描述和附图，本发明的以上及其它目的、特征和优点将被更加充分地理解，该具体描述和附图仅通过示例的方式给出，并且因此不被当作限制本发明。
【附图说明】
[0024]图1是示出根据本发明的实施方式的步行辅助装置的示意性构造的斜视图；
[0025]图2是示出根据本发明的实施方式的负荷检测装置的示意性构造的顶视图和斜视图；
[0026]图3是示出根据本发明的实施方式的负荷检测装置的示意性构造的分解图和斜视图；
[0027]图4是示出根据本发明的实施方式的负荷检测装置的部分横截面；
[0028]图5是示出其中低弹性树脂被设置在传感器支架和底板之间的构造的示意图；以及
[0029]图6是示出其中通过使用钢板螺钉将底板直接安装于各个第一和第二负荷传感器的构造的示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面参考附图描述本发明的实施方式。
[0031]图1是示出根据本发明的实施方式的步行辅助装置的示意性构造的斜视图。根据本实施方式的步行辅助装置10例如被安装于进行步行训练的用户的受疫病侵袭的(病)腿并且辅助用户的步行。步行辅助装置10包括大腿支架11、经由膝关节部12耦接到大腿支架11的小腿支架13、经由脚踝关节部14耦接到小腿支架13的负荷检测装置1、驱动膝关节部12的驱动单元15以及调节脚踝关节部14的可活动范围的调节机构16。
[0032]驱动单元15根据用户的步行动作通过可旋转地驱动膝关节部12辅助用户的步行。驱动单元15包括可旋转地驱动膝关节部12的电机以及控制该电机的控制器。注意，步行辅助装置的前述构造是示例，其不限制于此。可应用可以安装于用户的腿部来辅助步行的可选步行辅助装置。例如步行辅助装置10可以包括可旋转地驱动脚踝关节部14的电机。
[0033]图2是示出根据本发明的实施方式的负荷检测装置的示意性构造的顶视图和斜视图。图3是示出根据本发明的实施方式的负荷检测装置的示意性构造的分解图和斜视图。如图2所示，根据本发明的实施方式的负荷检测装置I包括脚底踏在上面的脚底形状部2、在脚底形状部2的外部形成的外扩部3、设置于脚底形状部2的多个第一负荷传感器4以及设置于外扩部3的至少一个第二负荷传感器5。
[0034]脚底形状部2沿着步行训练者的脚底形状而形成并且是脚底踏在上面的部分。外扩部3凸出到脚底形状部2的外部并且是在脚后跟侧上形成的部分。外扩部3具有防止倒下(例如在容易不平衡的偏瘫病人的脚底负荷倾向于脚后跟侧的情况下)的功能，外扩部3接触路面并且支持负荷以防止倒下。外扩部3例如凸出到脚底形状部2的外部大约20mm并且形成在脚后跟侧上。
[0035]注意，脚底形状部2和外扩部3被合并而形成，但是可以分开形成。合并形成脚底形状部2和外扩部3能够降低制造成本。两个第一负荷传感器4设置在脚底形状部2的脚趾侧上，一个第一负荷传感器4分别设置在脚后跟2侧上，并且第一负荷传感器4检测脚底形状部2的负荷。例如，一个第二负荷传感器5设置于外扩部3并且检测外扩部3的负荷。各个第一负荷传感器和第二负荷传感器4、5由压电元件等构成。各个第一负荷传感器和第二负荷传感器4、5是相同种类的传感器，但是他们不限制于此。它们可以是不同种类的传感器。
[0036]附带地，如前所述，对于容易不平衡的步行训练者，外扩部被设置在脚底形状部的外部。然后，如果负荷传感器仅布置在脚底形状部之内，则出现这样的问题:负荷的检测区域可能被限制于脚底形状部之内。
[0037]关于此，在根据本实施方式的负荷检测装置I中，如前所述，第二负荷传感器5设置于外扩部3。因此，负荷的检测区域可以不仅在脚底形状部之内而且被扩展到外扩部3，即，可以通过扩展步行训练者的脚底检测区域来提高检测精确性。
[0038]注意，如前所述，通过将负荷的检测区域扩展到外扩部3，例如在步行训练者的脚后跟接触时，可以容易地确定COP(压力的中心)是否离开脚底形状部。因此，可以容易地掌握步行训练者的步伐状态。
[0039]此外，负荷的检测区域扩展而没有增加负荷传感器的数量，并且负荷检测装置可以由四个负荷传感器构成，其中，负荷传感器的该数量是计算压力中心的最小值。因此，负荷传感器的数量可以被限制在最小要求之内以降低成本。此外，在传统的负荷检测装置中，例如，两个负荷传感器被设置于脚底弓形部并且该负荷检测装置由总共六个负荷传感器构成以扩展负荷的检测区域。同时，根据本实施方式的负荷检测装置I由四个负荷传感器构成。因此，变得不需要负荷传感器被设置于脚底弓形部，从而可以在该空间上布置稍后提到的微基底等并且可以实现该空间的充分利用。
[0040]如图3所示，根据本实施方式的负荷检测装置包括镫形部21、设置于镫形部21的下面的尼龙构件22、设置于尼龙构件22下面的传感器支架23、设置在传感器支架23的下侧的底板24、设置于底板24的下面的袋状构件25以及设置于袋状构件25的下面的尺寸调节脚底26。
[0041]镫形部21经由脚踝关节部14耦接到小腿支架13并且是与步行训练者的脚底接触的高刚性构件。向下凸出的凸出部211分别被设置于镫形部21的脚趾和脚后跟侧的下面。对应于设置第一和第二负荷传感器4、5的位置形成各个凸出部211。因此，当步行训练者的脚底踏在镫形部21上时，各个凸出部211安全地推动第一和第二负荷传感器4、5，从而提高了传感器灵敏度。
[0042]镫形部21、尼龙构件22、传感器支架23、底板24、袋状构件25以及尺寸调节脚底
26的边缘形状是脚底形状部2和外扩部3被合并而形成的形状。
[0043]尼龙构件22的边缘通过线缝制在一起并且粘接到袋状构件25的边缘，但是其不限制于此。尼龙构件22的边缘可以例如通过热焊接等与袋状构件25的边缘结合。
[0044]在传感器支架23的脚趾侧上，分别设置两