Aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto, aparato de calibración de aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto y programa de calibración.

Un aparato de calibración (162, 148) de un aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto (10),

que incluye una parte detectora (144) para detectar bio-señales generadas desde un portador (12), un dispositivo para llevar puesto de asistencia de movimiento (18), que incluye una fuente impulsora (140) para aplicar una fuerza de asistencia al portador (12), y una parte de control (100) para controlar la fuente impulsora (140) en base a un parámetro, de modo que la fuerza de asistencia sea aplicada en correspondencia con las bio-señales para realizar la calibración siempre que un portador (12) porta el dispositivo para llevar puesto de asistencia de movimiento (18), estando el aparato de calibración (162, 148) caracterizado por comprender:

una primera parte de almacenamiento (148) para almacenar una primera relación correspondiente entre una primera energía, generada por el portador, y una primera bio-señal, generada por el portador en respuesta a una fuerza impulsora aplicada por la fuente impulsora cuando el portador porta el dispositivo para llevar puesto de asistencia de movimiento; y

una segunda parte de almacenamiento (148) para almacenar una segunda relación correspondiente entre una segunda energía, generada por el portador, y una segunda bio-señal, generada por el portador durante un proceso de realización de un movimiento básico predeterminado;

en el que el aparato de calibración (162, 148) está adaptado para realizar una corrección de la fuerza de asistencia correspondiente a las bio-señales, para satisfacer la primera relación correspondiente, siempre que el dispositivo para llevar puesto de asistencia de movimiento (18) sea portado por el portador (12), en base a la segunda bio-señal generada durante el movimiento básico del portador (12) y la segunda relación correspondiente.

Aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto, aparato de calibración de aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto y programa de calibración

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto y, más específicamente, a un aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto para asistir o sustituir el movimiento del portador, a un aparato de calibración de un aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto, a un procedimiento de calibración para un aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto y a la modificación de un programa de calibración.

Antecedentes de la técnica

Los movimientos que pueden ser fácilmente realizados por una persona sana son a menudo extremadamente difíciles de realizar para una persona físicamente inhabilitada que ha perdido su fuerza muscular o una persona mayor con fuerza muscular deteriorada. Por lo tanto, el desarrollo de diversos aparatos de asistencia muscular está siendo promovido en estos días para asistir o sustituir el movimiento de tales personas.

Uno de tales aparatos de asistencia muscular es, por ejemplo, un aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto (en adelante en la presente memoria, mencionado sencillamente como "aparato de asistencia de movimiento") que es portado por el usuario (en adelante en la presente memoria, mencionado como "portador").

Tales tipos de aparatos de asistencia de movimiento incluyen uno que está desarrollado con una configuración que incluye un sensor potencial de electricidad muscular (bio-señal) asociado a la actividad muscular del portador y un activador para aplicar fuerza de asistencia al portador (por ejemplo, documento no de patente 1).

Este aparato de asistencia de movimiento tiene una característica de accionamiento del activador (p. ej., motor) basada en resultados de detección desde la pieza detectara, y de control del activador por un ordenador para aplicar fuerza de asistencia (potencia de asistencia) de acuerdo a la voluntad del portador. En consecuencia, el aparato de asistencia de movimiento puede aplicar fuerza de asistencia al portador en base a la voluntad del portador, y proporcionar una fuerza de asistencia requerida para el movimiento del portador, en cooperación con el movimiento del portador.

Mientras tanto, el aparato de asistencia de movimiento descrito anteriormente generar una fueiza de asistencia para satisfacer una correlación necesaria con respecto a las señales potenciales de electricidad muscular emitidas desde el portador, por ejemplo, suministrando señales de control que tienen una correlación predeterminada con respecto a señales de detección amplificadas de un sensor de potencial de electricidad muscular a un circuito conductor que controla el activador.

Es decir, dado que las señales de electricidad muscular y el movimiento correspondiente a la actividad muscular del portador tienen una correlación positiva y su proporción se convierte en un valor cierto, es necesario aplicar una fuerza de asistencia correspondiente a señales de electricidad muscular, a fin de satisfacer tales relaciones. En otras palabras, a menos que la fueiza de asistencia del aparato de asistencia de movimiento satisfaga una cierta relación con respecto a las señales de potencial de electricidad muscular, la fueiza de asistencia aplicada al portador puede llegar a ser demasiada o demasiado poca, y puede afectar adversamente al usuario.

Las señales de potencial de electricidad muscular emitidas por el portador son señales eléctricas débiles. Además, la relación proporcional entre las señales de potencial de electricidad muscular y la fueiza muscular correspondiente a las señales de potencial de electricidad muscular difiere según cada individuo. Además, el valor de resistencia eléctrica de la piel no es constante, incluso para la misma persona, según su condición diaria. En consecuencia, hay muchos casos donde las señales de potencial de electricidad muscular y la fueiza muscular generada de acuerdo a las señales de potencial de electricidad muscular no son constantes. Por lo tanto, el aparato de asistencia de movimiento está instalado con un denominado aparato de calibración, para corregir una variable controlada con respecto a un activador, multiplicando la variable por un coeficiente (parámetro) predeterminado para obtener una señal de control. Más específicamente, se proporciona un aparato de calibración para asociar señales de potencial de electricidad muscular y fuerza de asistencia con una cierta relación y realizar la corrección usando un coeficiente (parámetro) en un caso donde el aparato de asistencia de movimiento es portado por el portador. Este aparato de calibración está configurado para corregir una variable controlada, obteniendo señales de potencial de electricidad muscular generadas cuando se aplica una cierta magnitud de carga al portador, y obteniendo y cambiando el coeficiente (parámetro) descrito anteriormente de acuerdo a la correspondiente relación entre la carga y las señales de potencial de electricidad muscular.

En un caso donde el aparato de calibración cambia la carga aplicada al portador paso a paso y proporcionar fuerza muscular al portador para contrapesar la carga en cada paso, el aparato de calibración puede asociar señales de

electricidad muscular y fuerza de asistencia, para establecer una cierta relación basada en las correspondientes relaciones entre la carga y las señales de potencial de electricidad muscular de cada paso.

Como procedimiento de cambio de la carga aplicada al portador paso a paso, hay un procedimiento de preparación de pesas de diversos pesos y de intercambio de las pesas siempre que se detecta una señal de electricidad muscular superficial, o un procedimiento de conexión de un muelle arrollado a la pierna del portador y de cambio de la expansión del muelle arrollado paso a paso.

Con el aparato de asistencia de movimiento que incluye un aparato de calibración que porta estos procedimientos, las señales de potencial de electricidad muscular y la fueiza de asistencia pueden ser asociadas en forma fiable por una cierta relación, de acuerdo a la necesidad. En consecuencia, puede impedirse que la fueiza de asistencia aplicada al portador llegue a ser demasiada o demasiado poca.

Documento no de patente 1: Takao Nakai, Suwoong Lee, Hiroaki Kawamoto y Yoshiyuki Sankai, "Desarrollo de pierna de auxilio energético para prótesis de movimiento, usando EMG y Linux", Segundo simposio asiático de automatización industrial y robótica, BITECH, Bangkok, Tailandia, 17 a 18 de mayo, 2001

El documento EP 1324403 A revela un aplicador para llevar puesto de movimiento humano.

Revelación de la invención

Problema a resolver por la invención

Mientras tanto, según se ha descrito anteriormente, el aparato de asistencia de movimiento descrito anteriormente está configurado para tener un sensor potencial de electricidad muscular, directamente adherido a la piel del portador, y detectar el potencial de electricidad muscular superficial a través de la piel. Dado que el valor de la resistencia eléctrica puede diferir o cambiar incluso con la misma persona, debido, por ejemplo, a una desviación en la posición adherida del sensor de potencial de electricidad muscular o a cambios de condiciones físicas, es necesario realizar la corrección (calibración) anteriormente descrita cada vez que se coloca el aparato de asistencia de movimiento. Por lo tanto, el portador está forzado a realizar procedimientos complicados siempre que el aparato de asistencia de movimiento sea portado por el portador, por ejemplo, en un caso de los procedimientos de calibración descritos anteriormente, intercambiando pesas de distintos pesos o adosando un muelle arrollado y cambiando la magnitud de la expansión del muelle arrollado paso a paso.

Con los procedimientos de calibración convencionales, los procedimientos requeridos para que un portador individual realice la calibración se tornan complicados. Esto no solamente requiere una considerable cantidad de tiempo para acabar la calibración, sino que también deposita una carga innecesaria en un portador de musculatura débil. Estos motivos sirven como obstáculo para poner el aparato de asistencia de movimiento en uso práctico y para popularizar el aparato de asistencia de movimiento.

Por lo tanto, teniendo en consideración la situación descrita anteriormente, la presente invención está orientada a resolver los problemas descritos anteriormente corrigiendo parámetros que reduzcan la carga del portador al realizar la calibración.

Medios para resolver el problema

A fin... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de calibración (162, 148) de un aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto (10), que incluye una parte detectara (144) para detectar bio-señales generadas desde un portador (12), un dispositivo para llevar puesto de asistencia de movimiento (18), que incluye una fuente impulsora (140) para aplicar una fuerza de asistencia al portador (12), y una parte de control (100) para controlar la fuente impulsora (140) en base a un parámetro, de modo que la fuerza de asistencia sea aplicada en correspondencia con las bio-señales para realizar la calibración siempre que un portador (12) porta el dispositivo para llevar puesto de asistencia de movimiento (18), estando el aparato de calibración (162, 148) caracterizado por comprender:

una primera parte de almacenamiento (148) para almacenar una primera relación correspondiente entre una primera energía, generada por el portador, y una primera bio-señal, generada por el portador en respuesta a una fuerza impulsora aplicada por la fuente impulsora cuando el portador porta el dispositivo para llevar puesto de asistencia de movimiento; y

una segunda parte de almacenamiento (148) para almacenar una segunda relación correspondiente entre una segunda energía, generada por el portador, y una segunda bio-señal, generada por el portador durante un proceso de realización de un movimiento básico predeterminado;

en el que el aparato de calibración (162, 148) está adaptado para realizar una corrección de la fueiza de asistencia correspondiente a las bio-señales, para satisfacer la primera relación correspondiente, siempre que el dispositivo para llevar puesto de asistencia de movimiento (18) sea portado por el portador (12), en base a la segunda bio-señal generada durante el movimiento básico del portador (12) y la segunda relación correspondiente.

2. El aparato de calibración del aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto (10), según la reivindicación 1, caracterizado porque la primera relación correspondiente incluye la primera energía que tenga una correlación positiva con respecto a las bio-señales, en donde la segunda relación correspondiente incluye una relación entre cambios de las bio-señales y los cambios de la segunda energía del movimiento básico.

3. Un programa para la calibración de un aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto (10), que incluye una parte detectara (144) para detectar bio-señales generadas desde un portador (12), un dispositivo para llevar puesto de asistencia de movimiento (18) que incluye una fuente impulsora (140) para aplicar una fueiza de asistencia al portador (12), y una parte de control (100) para controlar la fuente impulsora (140) en base a un parámetro, de modo que la fuerza de asistencia sea aplicada en correspondencia con las bio-señales para realizar la calibración siempre que un portador (12) porta el dispositivo para llevar puesto de asistencia de movimiento (18), estando el programa adaptado, cuando es ejecutado en un ordenador, para hacer que el ordenador ejecute la calibración del aparato de asistencia de movimiento de tipo para llevar puesto (10) siempre que un portador (12) porta el dispositivo para llevar puesto de asistencia de movimiento (18), estando el programa caracterizado por comprender:

un primer programa (S14) adaptado, cuando es ejecutado en el ordenador, para hacer que el ordenador almacene una primera relación correspondiente entre una primera energía generada por el portador (12) y una primera bio-señal generada por el portador en respuesta a una fueiza impulsora aplicada por la fuente impulsora (140) cuando el portador (12) porta el dispositivo para llevar puesto de asistencia de movimiento, y que almacene una segunda relación correspondiente entre una segunda energía generada por el portador (12) y una segunda bio-señal generada por el portador durante un proceso de realización de un movimiento básico predeterminado; y

un segundo programa (S17) adaptado, cuando es ejecutado en el ordenador, para hacer que el ordenador realice una corrección de la fuerza de asistencia correspondiente a las bio-señales, para satisfacer la primera relación correspondiente siempre que el dispositivo para llevar puesto de asistencia de movimiento sea portado por el portador, en base a la segunda bio-señal generada durante el movimiento básico del portador y la segunda relación correspondiente.

4. El programa según la reivindicación 3, caracterizado porque la primera relación correspondiente incluye que la primera energía tenga una correlación positiva con respecto a las bio-señales, en en el que la segunda relación incluye una relación entre cambios de las bio-señales y los cambios de la segunda energía del movimiento básico.