專利名稱：與機(jī)電設(shè)備同步和通信的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及假肢和矯正肢，此外還涉及對患者身上的假體和 矯正設(shè)備的自適應(yīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行配置和同步的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
諸如附著在人類肢體上的假體和矯正設(shè)備受益于電子設(shè)備方面的 進(jìn)步。電子控制的假體或矯正設(shè)備通?？梢苑Q作"機(jī)電(mechatronic)" 設(shè)備(例如，假膝)，可以向配備有這種系統(tǒng)的患者提供更加安全和自 然的運(yùn)動(dòng)。但是，電子設(shè)備方面的發(fā)展似乎超過了控制系統(tǒng)方面的發(fā) 展。因此，用于假體系統(tǒng)的控制系統(tǒng)可以受益于智能構(gòu)架。此外，用于假體和矯正系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)的快速增長產(chǎn)生了對 單個(gè)患者佩戴的多個(gè)設(shè)備(例如，假膝和假腳踝)進(jìn)行同步的系統(tǒng)和 方法的需求。多個(gè)控制系統(tǒng)彼此隔離地進(jìn)行操作，可能無法為患者提 供穩(wěn)定和協(xié)作的運(yùn)動(dòng)。此外，多個(gè)假體設(shè)備的獨(dú)立配置也可能不方便。 因此，希望具有在這種控制系統(tǒng)之間進(jìn)行配置、通信和同步的系統(tǒng)和 方法。此外，還希望具有在這種控制系統(tǒng)中添加、替換或擴(kuò)增部分軟 件的系統(tǒng)和方法。發(fā)明內(nèi)容鑒于上述討論，特別是閱讀了標(biāo)題為"具體實(shí)施方式
"的部分之后，將理解本發(fā)明的特征如何提供了如下優(yōu)點(diǎn)提出了向使用者提供更加
自然和舒適的運(yùn)動(dòng)的假體和矯正系統(tǒng)，并能夠?qū)刂葡到y(tǒng)軟件進(jìn)行更 加方便和直觀的配置、添加、替換或擴(kuò)增。一個(gè)實(shí)施例是一種用于控制人類肢體運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包 括多個(gè)機(jī)電設(shè)備。所述多個(gè)機(jī)電設(shè)備的每一個(gè)與所述多個(gè)機(jī)電設(shè)備中 至少一個(gè)其他進(jìn)行通信。所述機(jī)電設(shè)備的至少一個(gè)控制致動(dòng)器。在一 個(gè)這種實(shí)施例中，所述多個(gè)機(jī)電設(shè)備的至少一個(gè)配置為基于通信數(shù)據(jù)， 產(chǎn)生針對所述多個(gè)機(jī)電設(shè)備中至少一個(gè)其他的控制狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施 例中，通信數(shù)據(jù)用于同步所述機(jī)電設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)機(jī)電 設(shè)備包括人造關(guān)節(jié)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)機(jī)電設(shè)備的至少一個(gè) 包括假膝，并且所述多個(gè)機(jī)電設(shè)備的至少一個(gè)包括假腳踝。另一實(shí)施例是一種用于與至少一個(gè)其他機(jī)電設(shè)備協(xié)作來控制人類 肢體運(yùn)動(dòng)的機(jī)電設(shè)備。所述機(jī)電設(shè)備包括通信接口，配置為與所述至少一個(gè)其他機(jī)電設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；傳感器，配置為獲得指示所述肢體的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的值；致動(dòng)器，配置為影響所述機(jī)電設(shè)備的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)；以及處理器，配置為基于接收到的通信數(shù)據(jù)和所 述至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)值，激活所述致動(dòng)器。在一個(gè)實(shí)施例中，通信數(shù) 據(jù)可以包括從所述傳感器獲得的參數(shù)值。在另一實(shí)施例中，通信數(shù)據(jù) 可以包括從其他機(jī)電設(shè)備接收的狀態(tài)機(jī)數(shù)據(jù)。在另一實(shí)施例中，通信 數(shù)據(jù)可以包括從其他機(jī)電設(shè)備接收的配置數(shù)據(jù)。另一實(shí)施例是一種用于與至少一個(gè)其他機(jī)電設(shè)備協(xié)作來控制人類肢體運(yùn)動(dòng)的機(jī)電設(shè)備。所述機(jī)電設(shè)備包括通信接口，配置為與所述至少一個(gè)其他機(jī)電設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；以及處理器，配置為產(chǎn)生所述至少一個(gè)其他機(jī)電設(shè)備的控制狀態(tài)。所述處理器還配置為通過所述通 信接口進(jìn)行與所述控制狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的通信。所述機(jī)電設(shè)備還包括致動(dòng)器，由所述處理器控制，以實(shí)現(xiàn)人類肢體的運(yùn)動(dòng)。在另一實(shí) 施例中，通信數(shù)據(jù)可以包括在由所述處理器執(zhí)行時(shí)影響所述控制狀態(tài) 的選擇的軟件。在一個(gè)實(shí)施例中，通信數(shù)據(jù)包括由其他機(jī)電設(shè)備的至 少一個(gè)傳感器獲得的數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，通信數(shù)據(jù)包括由其他機(jī) 電設(shè)備的至少一個(gè)傳感器獲得的配置數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述處 理器還配置為基于所述控制狀態(tài)，確定至少一個(gè)致動(dòng)器控制命令，并 且通信數(shù)據(jù)包括所述至少一個(gè)致動(dòng)器控制命令。另一實(shí)施例是一種將第一機(jī)電設(shè)備與第二機(jī)電設(shè)備同步的方法。 所述方法包括從第二機(jī)電設(shè)備向第一機(jī)電設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。所述方 法還包括響應(yīng)于接收的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生控制狀態(tài)。所述方法還包括至少部 分地基于所述控制狀態(tài)，控制第二機(jī)電設(shè)備上的致動(dòng)器。在一個(gè)實(shí)施 例中，所述方法還包括響應(yīng)于所述控制狀態(tài)，產(chǎn)生對第二機(jī)電設(shè)備的 致動(dòng)器進(jìn)行控制的命令。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括響應(yīng)于所 述通信數(shù)據(jù)，產(chǎn)生對第一機(jī)電設(shè)備的致動(dòng)器進(jìn)行控制的命令。在一個(gè) 實(shí)施例中，所述接收的數(shù)據(jù)包括從第二機(jī)電設(shè)備接收的傳感器數(shù)據(jù)。 在另一實(shí)施例中，所述接收的數(shù)據(jù)包括指示所述控制狀態(tài)的信息的至 少一部分。在另一實(shí)施例中，所述接收的數(shù)據(jù)包括計(jì)算機(jī)軟件，并且 至少部分地通過執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)軟件，來執(zhí)行所述控制狀態(tài)。另一實(shí)施例是用于控制與肢體相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。所述 系統(tǒng)包括機(jī)電設(shè)備。所述系統(tǒng)還包括與人類肢體相關(guān)聯(lián)的傳感器，用 于向所述機(jī)電設(shè)備提供運(yùn)動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)。所述機(jī)電設(shè)備使用所述運(yùn)動(dòng)參 數(shù)數(shù)據(jù)來進(jìn)行同步。在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器接收來自人類神經(jīng) 系統(tǒng)的信號。在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器接收來自與健全肢體相關(guān) 聯(lián)的傳感器的信號。在一個(gè)實(shí)施例中，所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)用于與另一 機(jī)電設(shè)備的同步。在一個(gè)這種實(shí)施例中，所述另一機(jī)電設(shè)備向所述機(jī) 電設(shè)備提供運(yùn)動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)。一個(gè)實(shí)施例是一種將計(jì)算設(shè)備與同肢體相關(guān)聯(lián)的設(shè)備同步的方 法。所述方法包括在機(jī)電系統(tǒng)與所述計(jì)算設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信， 在所述計(jì)算設(shè)備上存儲所述數(shù)據(jù)，響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)在機(jī)電系統(tǒng)上產(chǎn)生 控制狀態(tài)，并至少部分地基于所述控制狀態(tài)，控制第二機(jī)電系統(tǒng)上的 致動(dòng)器。另一實(shí)施例是一種附著到人體上的機(jī)電系統(tǒng)。該設(shè)備包括傳感器， 配置為提供指示人體運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)。致動(dòng)器配置為控制至少一部分人體 的運(yùn)動(dòng)。處理器配置為執(zhí)行指令，所述指令用于基于傳感器數(shù)據(jù)來控 制所述致動(dòng)器。通信接口配置為與數(shù)據(jù)源進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。所述處理器
還配置為接收來自所述數(shù)據(jù)源的至少一部分指令。在一個(gè)實(shí)施例中， 所述機(jī)電系統(tǒng)可以包括兩個(gè)或更多機(jī)電設(shè)備中的處理、感測、致動(dòng)和 通信的分離操作。


圖1是示出了包括多個(gè)機(jī)電設(shè)備的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。圖2是更詳細(xì)地示出了圖1的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中與附加設(shè)備進(jìn) 行通信的機(jī)電設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的框圖。圖3示出了與機(jī)電設(shè)備一并使用的一個(gè)儀器程序?qū)嵤├挠脩艚缑妗D4A是示出了包括假膝和假腳踝的圖1系統(tǒng)的范例實(shí)施例的示 意框圖。圖4B是示出了包括假膝和假足的圖1系統(tǒng)的范例實(shí)施例的示意 框圖。圖4C是示出了包括假膝、假足和主設(shè)備的圖1系統(tǒng)的另一范例 實(shí)施例的示意框圖。圖4D是示出了包括假膝和假足的圖1系統(tǒng)的另一范例實(shí)施例的 示意框圖，其中假足包括用于控制兩個(gè)設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)機(jī)。圖5是示出了包括與個(gè)人和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備進(jìn)行通信的機(jī)電設(shè)備的 一個(gè)系統(tǒng)實(shí)施例的框圖。圖6是示出了將機(jī)電設(shè)備的配置或校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備同步 的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖7是示出了替換或擴(kuò)增機(jī)電設(shè)備上的軟件的方法的一個(gè)實(shí)施例 的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下詳細(xì)描述針對本發(fā)明的特定具體實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以多種不同方式具體實(shí)現(xiàn)。在本說明書中，參照附圖，其中全文中由類 似附圖標(biāo)記表示類似的部分。這里使用的術(shù)語"假體"和"假體器官"是廣義的術(shù)語并以其普通含
意而使用，非限制性地表示可以用作軀體部分的人造替代品或支持的 任何系統(tǒng)、設(shè)備或裝置。這里使用的術(shù)語"矯正"和"矯正法"是廣義的術(shù)語并以其普通含意 而使用，非限制性地表示可以用于支持、調(diào)準(zhǔn)、防止、保護(hù)、校正關(guān) 節(jié)和/或肢體等軀體部分的畸形、固定或改善軀體部分功能的任何系 統(tǒng)、設(shè)備或裝置。與肢體相關(guān)聯(lián)的設(shè)備是可以用于輔助肢體執(zhí)行某種功能的任何設(shè) 備。例如，假體設(shè)備是與肢體相關(guān)聯(lián)的設(shè)備。假體設(shè)備可以替換整個(gè) 肢體或肢體的一部分?？蛇x地，矯正設(shè)備是與肢體相關(guān)聯(lián)的設(shè)備。例 如，矯正設(shè)備支持或調(diào)準(zhǔn)肢體。此外，諸如服裝或體育品儀器等其他 設(shè)備可以是與肢體相關(guān)聯(lián)的設(shè)備。例如，因?yàn)樾o助鞋的使用者使用 腳來進(jìn)行例如行走或跑步，所以鞋是與肢體相關(guān)聯(lián)的設(shè)備。類似地， 因?yàn)榛┭ポo助其使用者使用腳來例如滑雪，所以滑雪靴是與肢體相 關(guān)聯(lián)的設(shè)備。這里使用的術(shù)語"機(jī)電"是廣義的術(shù)語并以其普通含意而使用，非 限制性地表示包括有與肢體相關(guān)聯(lián)的電子控制設(shè)備(包括假體或矯正 設(shè)備)的任何系統(tǒng)、設(shè)備或裝置。這種設(shè)備可以包括傳感器、致動(dòng)器 或處理器中的一個(gè)或多個(gè)。這里使用的術(shù)語"仿生"是廣義的術(shù)語并以其普通含意而使用，非 限制性地表示包括有其中集成了替換或增強(qiáng)解剖結(jié)構(gòu)或生理過程的電 子控制設(shè)備的任何系統(tǒng)、設(shè)備或裝置。仿生也可以包括集成來替換或 增強(qiáng)解剖結(jié)構(gòu)或生理過程的電子或機(jī)械智能結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)。例如，仿生 可以包括諸如假體或矯正等機(jī)電設(shè)備。假體或矯正設(shè)備的使用者通?？赡苄枰鄠€(gè)設(shè)備。例如，經(jīng)股骨(trans-femoral)截肢者可能需要機(jī)電膝和機(jī)電腳踝或足的組合。典型 地，當(dāng)這些設(shè)備彼此協(xié)調(diào)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)更加自然的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)這些設(shè)備 中的兩個(gè)或多個(gè)是電子控制設(shè)備時(shí)，例如，可以通過設(shè)備之間的電子 接口和協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)例如更自然的運(yùn)動(dòng)，從而增強(qiáng)協(xié)調(diào)。圖l是示出了 包括多個(gè)機(jī)電設(shè)備的系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施例的框圖。在一個(gè)實(shí)施例中， 特定機(jī)電設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)傳感器、控制器和一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器。 但是，要認(rèn)識到，在其他實(shí)施例中，特定機(jī)電設(shè)備例如可以只包括傳 感器、包括傳感器和控制器、包括一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器、包括致動(dòng)器和 控制器、或者只包括控制器。在一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)可以包括主設(shè)備112。在一個(gè)實(shí)施例中，主設(shè)備112控制整體系統(tǒng)100。在一個(gè)實(shí)施 例中，主設(shè)備112是具有結(jié)合了狀態(tài)機(jī)的控制系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備。主設(shè) 備112可以全部或部分地控制從設(shè)備114?？梢韵蛳到y(tǒng)100的組件(諸 如從設(shè)備114)發(fā)送關(guān)于狀態(tài)改變的信息或直接的致動(dòng)命令。系統(tǒng)100 中的每個(gè)設(shè)備的實(shí)施例可以包括假膝、假腳踝或其他電子控制假體或 矯正設(shè)備。例如，諸如支具等矯正設(shè)備可以包括用于測量膝運(yùn)動(dòng)的傳 感器。在一個(gè)實(shí)施例中，從設(shè)備114可以只包括控制從設(shè)備114所需的 軟件或硬件的一部分。因此，從設(shè)備114可以完全或部分地依賴于接 收來自主設(shè)備112的狀態(tài)信息和命令。在一個(gè)實(shí)施例中，從設(shè)備114 可以接收來自主設(shè)備112或另一從設(shè)備114的傳感器數(shù)據(jù)。從設(shè)備114 也可以向其他設(shè)備112、 114、 116或118發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)。在一個(gè)這 種實(shí)施例中，從設(shè)備114包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，但不包括致動(dòng)器。系統(tǒng)100可以包括配置來監(jiān)視或控制系統(tǒng)100中的一個(gè)或多個(gè)其 他設(shè)備的觀察設(shè)備116。在一個(gè)實(shí)施例中，觀察設(shè)備包括腕表或臂上 安裝的設(shè)備，用于提供與系統(tǒng)100中設(shè)備的操作有關(guān)的狀態(tài)或其他信 息。在一個(gè)實(shí)施例中，狀態(tài)信息是實(shí)時(shí)更新的。在另一實(shí)施例中，觀 察設(shè)備116可以具有配置來影響系統(tǒng)100操作的控制器。在一個(gè)這種 實(shí)施例中，觀察設(shè)備116只包括控制器，用于接收傳感器數(shù)據(jù)和/或向 系統(tǒng)100中的其他機(jī)電設(shè)備發(fā)送控制數(shù)據(jù)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中， 主設(shè)備112可以是假膝，觀察設(shè)備116可以用于激活或提供與諸如行 走、騎車等不同使用模式有關(guān)的暗示。系統(tǒng)100也可以包括配置設(shè)備118，配置設(shè)備118適于控制系統(tǒng) 中的一個(gè)或多個(gè)其他設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，配置設(shè)備118直接與主 設(shè)備112通信。主設(shè)備112協(xié)調(diào)與其他設(shè)備(例如從設(shè)備114或觀察 設(shè)備116)的配置數(shù)據(jù)的通信。在其他實(shí)施例中，配置設(shè)備118可以 直接與設(shè)備112、 114和116中的任何一個(gè)或任何幾個(gè)進(jìn)行通信。 系統(tǒng)100的設(shè)備112、 114、 116和118中每一個(gè)均可以使用仿生 數(shù)據(jù)總線(BDB) 120進(jìn)行通信。BDB 120可以包括任何數(shù)據(jù)通信物 理層，包括本領(lǐng)域中熟知的。例如，BDB 120可以包括如下通信層的 —個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)距離調(diào)制解調(diào)器、以太網(wǎng)(IEEE802.3)、令牌環(huán) (IEEE802.5)、光纖分布式數(shù)據(jù)鏈路接口 (FDDI)異步傳輸模式 (ATM)、無線以太網(wǎng)(IEEE802.il )、藍(lán)牙(IEEE802.15.1)或紅夕卜 接口 (包括IRDA)。 BDB總線也可以包括外圍接口總線(包括通用串 行總線(USB)、 IEEE 1394、外圍設(shè)備互連(PCI))或本領(lǐng)域熟知的 其他外圍總線。此外，BDB 120可以包括網(wǎng)絡(luò)，例如內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)或互聯(lián)網(wǎng)。BDB 120可以包括附加協(xié)議， 例如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)或傳輸控制協(xié)議(TCP)。將認(rèn)識到，在一個(gè)實(shí)施例中機(jī)電設(shè)備可以作為設(shè)備112、 114、 116 和118之一進(jìn)行操作，而在系統(tǒng)100的其他實(shí)施例中，特定機(jī)電設(shè)備 可以配置為作為設(shè)備112、 114、 116和118中的一個(gè)或多個(gè)、以不同 模式或角色進(jìn)行操作。在一個(gè)實(shí)施例中，該特定機(jī)電設(shè)備可以配置為 基于與系統(tǒng)100中其他設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，自動(dòng)地用作特定類型的設(shè)備。 例如，系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施例可以包括假膝、假腳踝和腕戴監(jiān)視器。 假膝的實(shí)施例可以包括如下文獻(xiàn)示出的那些2001年3月29日提交 并在2003年8月26日公布的美國專利No.6，610,101; 2005年5月6 曰提交的美國專利申請No.ll/123,870;以及2005年3月9日提交的 美國專利公開No.2005-0283257;其全部內(nèi)容作為參考合并在此。假 腳踝的實(shí)施例可以包括2005年2月11日提交的美國專利公開No.US 2005-0197717中示出的那些，該專利公開的全部內(nèi)容作為參考合并在 此。在通過BDB 120交換識別數(shù)據(jù)之后，膝可以將其自身配置為作為 主設(shè)備112而進(jìn)行操作，腳踝可以將其自身配置為作為從設(shè)備114進(jìn) 行操作，監(jiān)視器將其配置為觀察設(shè)備116。在系統(tǒng)100的僅包括腳踝 和腕戴監(jiān)視器的另一實(shí)施例中，腳踝可以將其自身配置為主設(shè)備112， 將監(jiān)視器配置為觀察設(shè)備116。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備可以包括配置數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫可以包含
將系統(tǒng)100的配置與該設(shè)備角色相關(guān)的數(shù)據(jù)。例如，腳踝設(shè)備可以包 括數(shù)據(jù)，用于指示當(dāng)系統(tǒng)100包括假膝時(shí)腳踝應(yīng)該將自己配置為從設(shè) 備114，但是在其他配置中應(yīng)該將自己配置為主設(shè)備112。還將認(rèn)識到，在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100可以包括一個(gè)或多個(gè)從 設(shè)備14、 一個(gè)或多個(gè)觀察設(shè)備116和一個(gè)或多個(gè)配置設(shè)備118。此外， 在一些實(shí)施例中，可以配置多個(gè)主設(shè)備，以使設(shè)備各自控制成組的假 體，例如一個(gè)主設(shè)備112針對一組基于手臂的機(jī)電設(shè)備，第二主設(shè)備 112針對一組基于腿的機(jī)電設(shè)備。在這種實(shí)施例中，觀察設(shè)備116可 以顯示與主和從設(shè)備112和114中的一些相關(guān)的信息。在另一實(shí)施例 中，每個(gè)觀察設(shè)備116可以顯示僅與單個(gè)主或從設(shè)備112或114相關(guān) 的信息。主設(shè)備112可以通過BDB 110進(jìn)行通信，以共享數(shù)據(jù)或協(xié)調(diào)系統(tǒng) 100的操作。在一個(gè)這種實(shí)施例中，例如臂和腿機(jī)電設(shè)備的每一個(gè)均 可以相對于一組設(shè)備作為主設(shè)備112而進(jìn)行操作。例如，膝可以相對 于腳踝假體作為主設(shè)備112而進(jìn)行操作，肩機(jī)電設(shè)備可以相對于肘從 設(shè)備114用作主設(shè)備112。進(jìn)而對于該范例實(shí)施例，腳踝可以相對于 膝主設(shè)備112作為從設(shè)備114。將認(rèn)識到，這里所述的設(shè)備112、 114、 116和118表示機(jī)電設(shè)備 的一種操作模式的角色或功能描述。在一些實(shí)施例中，機(jī)電設(shè)備可以 是混合設(shè)備，例如用作受另一主設(shè)備112的影響或支配的從設(shè)備114 的混合設(shè)備，但是該混合設(shè)備也保持獨(dú)特的狀態(tài)機(jī)。此外，其他實(shí)施 例可以包括作為在此所述的任何設(shè)備的組合而進(jìn)行操作的機(jī)電設(shè)備。圖2是更詳細(xì)地示出了經(jīng)由BDB 120與系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施例中 的附加設(shè)備204和206進(jìn)行通信的機(jī)電設(shè)備202的一個(gè)實(shí)施例。設(shè)備 202可以包括配置為執(zhí)行對設(shè)備操作進(jìn)行控制的軟件的處理器和存儲 器。在一個(gè)實(shí)施例中，軟件包括狀態(tài)機(jī)模塊210、硬件抽象模塊212、 動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)模塊214、配置模塊216和BDB模塊218。將認(rèn)識到，模塊 210、 212、 214、 216和218中每一個(gè)均可以包括多種子例程、過程、 定義語句和宏?？梢苑蛛x地編譯每一個(gè)模塊并將其與鏈接成單個(gè)可執(zhí)
行程序。對每個(gè)模塊的描述用于方便地描述一個(gè)系統(tǒng)實(shí)施例的功能性。 因此，可以將每個(gè)模塊執(zhí)行的過程重新分配給其他模塊之一、 一起組 合在單個(gè)模塊中或使其在例如可共享動(dòng)態(tài)鏈接庫中可用。在一些實(shí)施例中，可以將模塊作為獨(dú)立線程或過程來并發(fā)或并行地執(zhí)行?？梢允褂萌魏魏线m的計(jì)算機(jī)語言或環(huán)境(包括C、 C++、 Java或FORTRAN等通用語言)來編寫模塊。模塊210、 212、 214、 216和218中每一個(gè)均可以通過諸如本領(lǐng)域 己知的適當(dāng)方法進(jìn)行通信。在一個(gè)實(shí)施例中，模塊可以使用先前合并 在此的2005年3月9日提交的美國專利公開No.2005-0283257中描述 的共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來進(jìn)行通信。在一個(gè)實(shí)施例中，共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以包 括可以通過仿生數(shù)據(jù)總線模塊218訪問并對于系統(tǒng)100中的其他設(shè)備 204和206可用的部分。在這種實(shí)施例中，可以在BDB 120上進(jìn)行共 享結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)一部分的通信。在一個(gè)實(shí)施例中，'觀察設(shè)備116可以是配置來執(zhí)行系統(tǒng)100中其 他設(shè)備的診斷功能的個(gè)人或服務(wù)器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，觀 察設(shè)備116可以配置為通過仿生數(shù)據(jù)總線模塊218，接收和更新例如上述共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。狀態(tài)機(jī)模塊210典型地包括高級、應(yīng)用或設(shè)備特定的指令。狀態(tài) 機(jī)模塊210可以一般性地描述為具有設(shè)備智能。機(jī)電設(shè)備的特定實(shí)施 例的狀態(tài)機(jī)模塊210可以配置為作為多種系統(tǒng)IOO實(shí)施例中的主設(shè)備 112、從設(shè)備114、觀察設(shè)備116或配置設(shè)備118而進(jìn)行操作。狀態(tài)機(jī) 模塊210的實(shí)施例可以如下配置通過使用硬件抽象模塊212與特定 機(jī)電設(shè)備上的特定硬件進(jìn)行交互，將狀態(tài)機(jī)模塊210毫無修改地加載 到例如不同膝硬件的不同機(jī)電設(shè)備中。以上合并的2001年3月29日 提交并在2003年8月26日公布的美國專利No.6，610，101中描述了狀 態(tài)機(jī)模塊210的一個(gè)范例實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，可以替換或擴(kuò)增狀態(tài)機(jī)模塊210的部分，以提 供對機(jī)電系統(tǒng)100的定制(例如，基于活動(dòng)的)控制。例如，可以將 針對騎車或慢跑等特定活動(dòng)的軟件安裝到狀態(tài)機(jī)模塊210中，以改善或定制例如假膝等機(jī)電設(shè)備針對特定活動(dòng)的功能性。在一個(gè)實(shí)施例中，
通過下載，安裝定制控制軟件。在一個(gè)實(shí)施例中，可以從配置設(shè)備118 接收下載的數(shù)據(jù)。在另一實(shí)施例中，主設(shè)備U2可以包括網(wǎng)絡(luò)接口， 通過該網(wǎng)絡(luò)接口 ，可以從任何其他聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算設(shè)備接收定制控制軟件。 網(wǎng)絡(luò)接口可以包括無線網(wǎng)絡(luò)(例如移動(dòng)電話網(wǎng))或其他合適的計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)(例如以上結(jié)合BDB 120所描述的網(wǎng)絡(luò))。硬件抽象模塊212典型地包括低級、硬件特定的代碼，該代碼提 供其他軟件模塊對硬件的標(biāo)準(zhǔn)化接口 。硬件抽象模塊212可以對諸如 傳感器和致動(dòng)器等硬件進(jìn)行抽象。因此，硬件抽象模塊212允許不同 傳感器重新使用諸如狀態(tài)機(jī)模塊210等其他軟件，只要這些傳感器中 每一個(gè)均提供硬件抽象模塊212可以標(biāo)準(zhǔn)化形式表示的數(shù)據(jù)。例如， 特定傳感器可以通過設(shè)置硬件寄存器的值，來提供數(shù)據(jù)。用于產(chǎn)生等 效數(shù)據(jù)的另一傳感器可以在更新數(shù)據(jù)時(shí)通過中斷來向處理器發(fā)送信號 通知。硬件抽象模塊212可以配置為讀取每個(gè)傳感器并使用統(tǒng)一接口 提供數(shù)據(jù)，以便在特定傳感器改變時(shí)無需修改其他軟件層。這在具有 多個(gè)機(jī)電設(shè)備202、 204和206的系統(tǒng)100中是尤其需要的。例如，腳 踝機(jī)電設(shè)備202可以配置為接收來自不同類型和型號的假膝204的傳 感器值，例如，膝角度。對于本示例，在一個(gè)實(shí)施例中，腳踝設(shè)備202 的硬件抽象模塊212可以提供每5毫秒更新的膝角度，而無論傳感器 是否配置為被處理器輪詢以接收更新、或者傳感器是否通過例如中斷 通道向處理器發(fā)送信號通知。硬件抽象模塊212也可以配置為提供上 采樣或下采樣到一致精確的值的膝角度值，而無論傳感器的分辨率如 何。例如，可以用分辨率為8比特、10比特或更高的值表示膝角度值。 此外，無論數(shù)據(jù)來自同一機(jī)電設(shè)備202還是其他機(jī)電設(shè)備204和206， 針對數(shù)據(jù)的接口都可以是相同的。要認(rèn)識到， 一些實(shí)施例包括的機(jī)電設(shè)備中，硬件抽象模塊212配 置為與患者的神經(jīng)或肌肉系統(tǒng)進(jìn)行通信。例如，致動(dòng)器可以包括肌肉。 在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器包括患者身體的神經(jīng)。動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)模塊214可以包括對諸如可以由狀態(tài)機(jī)模塊210使用的 運(yùn)行時(shí)參數(shù)(runtime parameters)進(jìn)行更新的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)矩陣。在一個(gè) 實(shí)施例中，學(xué)習(xí)模塊214可以調(diào)整運(yùn)行時(shí)參數(shù)，以適應(yīng)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)步調(diào)、 特定活動(dòng)、地形等。以上合并的2001年3月29日提交并在2003年8 月26日公布的美國專利No.6，610，101中描述了學(xué)習(xí)模塊214的一個(gè)范 例實(shí)施例。配置模塊216可以配置為存儲并保持控制參數(shù)。隨后，可以通過 學(xué)習(xí)模塊214或通過配置設(shè)備118來自動(dòng)調(diào)整參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中， 配置模塊216保持的數(shù)據(jù)基本上是靜態(tài)的。配置模塊216可以配置通 過BDB120與配置設(shè)備118通信，以發(fā)送和接收參數(shù)數(shù)據(jù)。配置模塊 216可以向配置設(shè)備118提供經(jīng)由BDB 120的標(biāo)準(zhǔn)接口。在一個(gè)實(shí)施 例中，例如從設(shè)備114的配置模塊216配置為通過諸如主設(shè)備112等 其他設(shè)備接收參數(shù)。因此，可以通過與主設(shè)備112進(jìn)行通信的配置設(shè) 備118，將系統(tǒng)100的組件一并配置，配置設(shè)備118還與系統(tǒng)100中 的設(shè)備204和206等其他設(shè)備進(jìn)行參數(shù)通信。在一個(gè)實(shí)施例中，抽象模塊212控制機(jī)電系統(tǒng)100中的一個(gè)或多 個(gè)致動(dòng)器。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，這可以包括通過諸如假膝中的致 動(dòng)器施加阻尼。在一個(gè)實(shí)施例中，以不同于狀態(tài)機(jī)或?qū)W習(xí)模塊210和 214的執(zhí)行速率的頻率執(zhí)行抽象模塊212中的至少一部分。例如，在 一個(gè)實(shí)施例中，以l毫秒(ms)的周期執(zhí)行低級抽象模塊212，而以 5ms的周期執(zhí)行狀態(tài)機(jī)的更高級代碼。仿生數(shù)據(jù)總線(BDB)模塊218配置為通過BDB 120提供系統(tǒng) 100中的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信。BDB模塊218的一個(gè)實(shí)施例包括對面 向其他模塊210、 212、 214和216的接口進(jìn)行抽象或標(biāo)準(zhǔn)化的軟件接 口，從而無論BDB 120的特定實(shí)施例如何(例如，無論BDB是否包 括網(wǎng)絡(luò)或諸如USB等外圍總線)，都可以通過BDB 120通信。BDB模塊218可以提供面向BDB 120的分層接口。在一個(gè)實(shí)施 例中，這些層可以與BDB 120提供的一個(gè)或多個(gè)物理通道相對應(yīng)。在 其他實(shí)施例中，這些層可以與經(jīng)由BDB 120的邏輯通道相對應(yīng)。在一 個(gè)實(shí)施例中，由BDB模塊218提供的通道包括狀態(tài)通道230、參數(shù)通 道232、傳感器通道234和致動(dòng)通道236。狀態(tài)通道230可以配置為在機(jī)電設(shè)備之間進(jìn)行高頻率、低容量的 狀態(tài)機(jī)數(shù)據(jù)的通信。在一個(gè)實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)可以包括與假膝的步態(tài)
周期相關(guān)的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以包括狀態(tài)數(shù)據(jù)或狀態(tài)改變數(shù)據(jù)。例如， 在假膝中，該狀態(tài)改變可以指示步態(tài)周期的改變。參數(shù)通道232可以配置為以中頻和中間容量進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以在 諸如配置設(shè)備118和主設(shè)備112等設(shè)備之間進(jìn)行參數(shù)設(shè)置通信。參數(shù) 通道232可以包括先前合并在此的2005年3月9日提交的美國專利公 開No.2005-0283257中描述的配置參數(shù)。傳感器通道234可以配置為進(jìn)行高頻率、低容量的傳感器數(shù)據(jù)的 通信。因此，來自系統(tǒng)100中的一個(gè)設(shè)備的傳感器數(shù)據(jù)可以共享，以 由其他設(shè)備使用。這允許將傳感器放置在如下位置物理上并非位于 特定機(jī)電設(shè)備內(nèi)或其附近，而在物理上位于系統(tǒng)100中的其他設(shè)備內(nèi) 或其附近。此外，可以共享某些傳感器，以降低整個(gè)系統(tǒng)ioo的成本。 傳感器可以包括力傳感器、電池電壓傳感器或可以結(jié)合或附著到任何 機(jī)電設(shè)備上的任意其他傳感器。另一通信可以包括致動(dòng)通道236。致動(dòng)通道236進(jìn)行低容量、高 頻率的數(shù)據(jù)的通信，其中該數(shù)據(jù)包括致動(dòng)器控制信號。在一個(gè)實(shí)施例 中，主設(shè)備112可以通過致動(dòng)通道236發(fā)送致動(dòng)器控制信號，以控制 從設(shè)備114上的致動(dòng)器。該數(shù)據(jù)可以包括諸如位置、力、方向和速度 等數(shù)據(jù)。除了與其他機(jī)電設(shè)備通信，其他電子設(shè)備(例如遠(yuǎn)程服務(wù)器計(jì)算 機(jī)(未示出))也可以通過BDB 120與機(jī)電設(shè)備通信。在一個(gè)實(shí)施例 中，遠(yuǎn)程服務(wù)器可以執(zhí)行維護(hù)操作，例如診斷機(jī)電設(shè)備中的錯(cuò)誤。設(shè) 備202可以通過BDB 120，進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)或設(shè)備202上 或附著于設(shè)備202的設(shè)備204和206上產(chǎn)生的其他數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，使用公共命名約定來識別在通道上通信的數(shù)據(jù)。 在一個(gè)實(shí)施例中，使用該命名約定，將數(shù)據(jù)格式化為結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)， 例如可擴(kuò)展標(biāo)記語言(XML)格式。在一個(gè)實(shí)施例中，命名約定是基 于使用與解剖等同術(shù)語類似的術(shù)語。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，命名約 定包括來自人類肌肉系統(tǒng)的術(shù)語，作為致動(dòng)器信號，并包括來自人類 神經(jīng)系統(tǒng)的術(shù)語，作為傳感器信號。除了與其他機(jī)電設(shè)備通信，其他電子設(shè)備(例如遠(yuǎn)程服務(wù)器計(jì)算
機(jī)(未示出))也可以通過BDB 120與機(jī)電設(shè)備通信。在一個(gè)實(shí)施例 中，遠(yuǎn)程服務(wù)器可以執(zhí)行維護(hù)操作，例如診斷機(jī)電設(shè)備中的錯(cuò)誤。設(shè) 備202可以通過BDB 120，進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)或設(shè)備202上 或附著于設(shè)備202的設(shè)備204和206上產(chǎn)生的其他數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)包括儀器軟件，用于維護(hù)或開發(fā)機(jī) 電設(shè)備202。圖3示出了與假膝一并使用的儀器程序的一個(gè)實(shí)施例的 用戶界面。左欄顯示了存儲器位置、寄存器或可以在機(jī)電設(shè)備202上 監(jiān)視的其他數(shù)據(jù)的名稱。在所示實(shí)施例中，選擇被監(jiān)視項(xiàng)的名稱會引 起值的顯示。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)從設(shè)備202接收到新數(shù)據(jù)時(shí)，連續(xù) 并自動(dòng)地更新所顯示的值。在一個(gè)實(shí)施例中，可以將所監(jiān)視項(xiàng)的值記 錄為文件，以用于后面的分析。該分析可以包括數(shù)據(jù)的圖形繪制。在 一個(gè)實(shí)施例中，儀器程序也可以向設(shè)備202發(fā)送命令，以擦除數(shù)據(jù)、 將設(shè)備202復(fù)位和更新設(shè)備202上的軟件或固件。在一個(gè)實(shí)施例中， 這些項(xiàng)的值可以由儀器程序的用戶進(jìn)行修改。在一個(gè)實(shí)施例中，儀器 程序可以配置為將所更新項(xiàng)的值限制在預(yù)定范圍內(nèi)。圖4A是包括假膝402和假腳踝404的系統(tǒng)100的范例實(shí)施例的 示意框圖。當(dāng)系統(tǒng)100包括電子控制腳踝404和電子控制膝402時(shí)， 如果這兩個(gè)"智能"組件不共享信息或以同步方式工作，則可能出現(xiàn)不 穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)。膝402可以包括3個(gè)主傳感器、角度傳感器、后力(PF) 傳感器和前力(AF)傳感器。根據(jù)PF和AF傳感器的信號，膝402 可以計(jì)算塔柱(pylon)中的力矩。膝402可以將該力矩表示為與腳趾 負(fù)重多少和腳后跟負(fù)重多少有關(guān)的信息。根據(jù)對來自PF和AF傳感器 的值的計(jì)算，膝402還能夠辨別腳是否放置在地面上并帶有多少力。 在一個(gè)實(shí)施例中，這些力信號連同角度傳感器由狀態(tài)機(jī)中的算法評估， 以便以高級循環(huán)周期(在一個(gè)實(shí)施例中，每5ms)定義膝402的狀態(tài)。 如果信號不正確或被錯(cuò)誤解譯，則膝402無法正確地改變狀態(tài)或功能。因?yàn)閷碜粤鞲衅鞯闹?膝結(jié)構(gòu)中的彎矩)轉(zhuǎn)化為腳趾和腳后 跟負(fù)重值，所以應(yīng)該確定腳的調(diào)準(zhǔn)，尤其是腳踝404的角度。在設(shè)置 期間，可以為膝402設(shè)置某些范圍和閾值。如果在初始設(shè)置之后，該 調(diào)準(zhǔn)顯著改變，則膝402可能錯(cuò)誤解譯來自力傳感器的信息。電子調(diào) 整的腳踝404的功能性典型地會引起調(diào)準(zhǔn)中的這種改變。如果腳踝404可以足夠高的頻率向膝發(fā)送關(guān)于角度值的信息，則 膝可以補(bǔ)償來自傳感器的力信號值的"誤差"，從而與非同步系統(tǒng)相比， 整個(gè)系統(tǒng)100可以更加穩(wěn)定地操作。電子腳踝404也可以設(shè)計(jì)為適合膝以下截肢者。在這種使用模式 中，腳踝404不需要來自"同事"組件的額外信息。然而，這種膝402 能夠通信的額外信息可以簡化腳踝設(shè)備，以由膝以上截肢者使用。此外，腳踝404使用來自膝402的數(shù)據(jù)，這樣可以向系統(tǒng)100提 供附加功能。例如，膝404可以通過BDB 120的傳感器通道232訪問 腳踝402的角度值。此外，如果腳踝以某種程度偏移(例如，當(dāng)與高 跟鞋一起使用時(shí))，則膝402可以使用該信息，以進(jìn)一步補(bǔ)償力傳感器 的測量?？梢酝ㄟ^參數(shù)通道232來進(jìn)行該偏移值的通信。在一個(gè)實(shí)施例中，類似于2006年2月2日提交、標(biāo)題為"SENSING SYSTEM AND METHODS FOR MONITORING GAIT DYNAMICS" 的美國專利申請No.11/346，600中公開的實(shí)施例(其全部內(nèi)容作為參考 合并在此)，腳踝可以包括假足或矯正足，并配置為進(jìn)行腳趾負(fù)重和腳 后跟負(fù)重測量并通過BDB 120提供該測量。在另一實(shí)施例中，類似于 2003年12月18日提交、標(biāo)題為"Prosthetic foot with rocker member"的 美國專利申請No.10/742,455中公開的實(shí)施例(其全部內(nèi)容作為參考 合并在此)，腳踝可以包括假足或矯正足，并配置為進(jìn)行角度測量并通 過BDB 120提供該測量。圖4B是包括假膝402和假足406的圖1系統(tǒng)的范例實(shí)施例的示 意框圖。在一個(gè)實(shí)施例中，膝402和腳踝404各自包括諸如RS-232 端口之類的數(shù)據(jù)通信或網(wǎng)絡(luò)接口，這些接口彼此通信以定義BDB 120。 在另一實(shí)施例中，可以通過每個(gè)設(shè)備402和406上的RS-485端口實(shí) 現(xiàn)BDB120。在一個(gè)實(shí)施例中，假足406包括關(guān)節(jié)，該關(guān)節(jié)允許調(diào)整 足，以適應(yīng)不同坡度。因此，來自足406的響應(yīng)將與腳踝固定的假足 不同。在一個(gè)實(shí)施例中，基于轉(zhuǎn)化為彎矩的力測量來控制膝402。根 據(jù)力矩值，膝402基于膝402是在水平地面上、在不同坡度上或在樓 梯上，管理狀態(tài)改變并調(diào)整膝的阻力。
在一個(gè)實(shí)施例中，膝402可以基于力和力矩的改變，檢測出使用 者正在斜坡表面上行走。由于具有關(guān)節(jié)的足406的彎曲，足406可以 調(diào)整以適應(yīng)斜坡，從而膝402不會接收到與在斜坡上行走相一致的力 測量。因此，當(dāng)使用者實(shí)際上在下斜坡時(shí)，膝402可以表現(xiàn)為使用者 似乎正在水平地上行走。在一個(gè)實(shí)施例中，足406可以在角度已改變 時(shí)，將該關(guān)節(jié)角度傳達(dá)至膝402。在其他實(shí)施例中，足406可以預(yù)定 速率或在角度改變達(dá)閾值量時(shí)，將該角度傳達(dá)至膝。在一個(gè)實(shí)施例中， 膝402可以一定間隔或響應(yīng)于諸如狀態(tài)改變等特定事件，向足406請 求數(shù)據(jù)。然后，膝402可以使用該角度值來校正力矩計(jì)算(例如，通 過作為角度函數(shù)的比例計(jì)算)。在一個(gè)實(shí)施例中，從足406傳達(dá)至膝 402的數(shù)據(jù)可以包括狀態(tài)機(jī)數(shù)據(jù)。該狀態(tài)機(jī)數(shù)據(jù)可以由膝402的控制 系統(tǒng)使用，以協(xié)調(diào)與足406的運(yùn)動(dòng)，并基于來自足406的附加信息， 更好地識別適當(dāng)?shù)目刂祈憫?yīng)，例如，在足406的關(guān)節(jié)彎曲時(shí)校正力傳 感器的讀取數(shù)據(jù)?？梢允褂弥T如上述參照圖1中BDB的協(xié)議之類的任何合適協(xié)議， 在足406與膝402之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以 通過RS-232鏈路，將傳感器和控制數(shù)據(jù)作為字符串而通信。在一個(gè) 實(shí)施例中，在膝402的每個(gè)程序周期中，膝讀取串行端口，解析該字 符串并濾出角度值。然后，將角度值轉(zhuǎn)化為針對斜坡檢測例程的校正 值。在另一實(shí)施例中，可以采用諸如高級鏈路控制(HDLC)協(xié)議等 合適的鏈路層協(xié)議，在RS-232層上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。在其他實(shí)施例中， 可以使用合適的更加高級的協(xié)議。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過簡單的 有線接口連接兩個(gè)RS-232端口 。在一個(gè)實(shí)施例中，膝402可以作為主設(shè)備112進(jìn)行操作，主設(shè)備 112接收來自足406的傳感器數(shù)據(jù)，并使用該數(shù)據(jù)產(chǎn)生要向足406通 信返回的控制信號。在這種實(shí)施例中，可以使用來自足406的附加傳 感器數(shù)據(jù)，以提供更加魯棒的控制，并使膝402能夠更好的預(yù)測或管 理狀態(tài)改變。此外，可以使用膝的附加傳感器數(shù)據(jù)擴(kuò)展或改進(jìn)足406 的控制。例如，膝402的負(fù)重傳感器能夠檢測快速腳趾離地信號，該信號可以指示邁上樓梯的初始步伐。足406的控制系統(tǒng)可以配置為使 用該數(shù)據(jù)來預(yù)測和更好地檢測諸如上下樓梯等狀態(tài)改變。在一個(gè)實(shí)施例中，足406和膝402也可以配置為共享電源。在這種實(shí)施例中，諸如膝之類的主設(shè)備112可以協(xié)調(diào)兩個(gè)設(shè)備的電源管理。 在一個(gè)實(shí)施例中，足406和膝402可以具體設(shè)計(jì)為一起進(jìn)行操作。但 是，在其他實(shí)施例中，包括可兼容機(jī)械和通信接口的任何膝402和足 406都可以形成系統(tǒng)100。圖4C是圖1系統(tǒng)的另一范例實(shí)施例的示意方框圖，該實(shí)施例包 括假膝402、假足406和作為主設(shè)備112進(jìn)行操作的主設(shè)備408。主設(shè) 備408可以包括任何電子設(shè)備，該電子設(shè)備配置為接收分別來自膝402 和足406的傳感器數(shù)據(jù)，并基于該傳感器數(shù)據(jù)，向膝402和足406提 供控制信號。圖4D是圖1系統(tǒng)的另一范例實(shí)施例的示意方框圖，該實(shí)施例包 括假膝402和假足406，其中假足406作為主設(shè)備112進(jìn)行操作。在 這種實(shí)施例中，足406的控制器可以包括用于控制兩個(gè)設(shè)備的一個(gè)或 多個(gè)狀態(tài)機(jī)。圖5是示出了與一對機(jī)電設(shè)備202和204通信的系統(tǒng)500的一個(gè) 實(shí)施例的框圖。在所示實(shí)施例中，系統(tǒng)500包括通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)350 與機(jī)電設(shè)備202和204通信的單個(gè)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340。其他實(shí)施例只 包括單個(gè)機(jī)電設(shè)備202或多于兩個(gè)的機(jī)電設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，系 統(tǒng)500包括附加網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備341，該網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備341也通過網(wǎng)絡(luò) 352與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340通信。在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)電設(shè)備202和204 配置為與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340通信，以發(fā)送和接收配置和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。在 一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)電設(shè)備202和204配置為與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340通信，以接收擴(kuò)增或替換如下模塊的一部分或全部的可執(zhí)行指令機(jī)電設(shè)備 202的狀態(tài)機(jī)模塊210、硬件抽象模塊212、動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)模塊214、配置 模塊216、BDB模塊218或其他任何合適的軟件模塊中的一個(gè)或多個(gè)。 在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340包括與處理器344和存儲器 346通信的網(wǎng)絡(luò)接口 342。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340可以包括服務(wù)器計(jì)算機(jī)、 個(gè)人計(jì)算機(jī)或諸如膝上計(jì)算機(jī)等移動(dòng)計(jì)算機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò) 計(jì)算設(shè)備340包括個(gè)人數(shù)字助理。在另一實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340 包括移動(dòng)電話。網(wǎng)絡(luò)接口 342提供經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)350和352的、至一個(gè)或多個(gè)計(jì)算設(shè) 備(包括機(jī)電設(shè)備202和204)的網(wǎng)絡(luò)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，至網(wǎng) 絡(luò)350和352的網(wǎng)絡(luò)接口 344包括例如如下的一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)距離調(diào) 制解調(diào)器、以太網(wǎng)(IEEE802.3)、令牌環(huán)(IEEE802.5)、光纖分布式 數(shù)據(jù)鏈路接口 (FDDI)、異步傳輸模式(ATM)、無線以太網(wǎng) (IEEE802.11)、藍(lán)牙(IEEE802.15.1)或紅外接口 (包括IRDA)。網(wǎng) 絡(luò)350可以包括網(wǎng)絡(luò)，例如互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)(LAN)或廣域 網(wǎng)(WAN)。這里所用的網(wǎng)絡(luò)350和352可以包括網(wǎng)絡(luò)變體，諸如公 共互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的專用網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的安全網(wǎng)絡(luò)、專用網(wǎng)絡(luò)、 公共網(wǎng)絡(luò)、增值網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)350包括了 網(wǎng)絡(luò)352。處理器344可以是任何合適的通用單或多芯片微處理器，例如 ARM 、 Pentium 、 Pentium II 、 Pentium III 、 Pentium IV 、 Penti膽⑧Pro、 8051、 MIPS 、 Power PC 、 ALPHA 或其他任何適 合的處理器。此外，處理器344可以包括任何合適的專用微處理器， 諸如數(shù)字信號處理器或可編程門陣列。存儲器346可以包括易失性組件，諸如DRAM或SRAM。存儲 器346也可以包括非易失性組件，諸如基于存儲器或盤的存儲。在一 個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340包括服務(wù)器，存儲器346包括基于盤 的存儲。在一個(gè)實(shí)施例中，該基于盤的存儲包括文件服務(wù)器。在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)電設(shè)備202包括針對可拆卸連接存儲器的存 儲卡接口 366。存儲卡接口 366可以包括針對可拆卸存儲卡的接口， 該可拆卸存儲卡包括半導(dǎo)體存儲器(芯片)，例如隨機(jī)存取存儲器 (RAM)或多種形式的只讀存儲器(ROM),它們均是可拆卸地連接 到處理器344的?？刹鹦哆B接存儲器可以包括任何標(biāo)準(zhǔn)化和專有器件 上的存儲器，諸如存儲卡、安全數(shù)字存儲卡、記憶棒或其他任何合適 的可拆卸存儲器件。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲卡接口 400配置為作為處 理器固態(tài)永久性存儲器(諸如FLASH存儲器或磁致電阻RAM (MRAM))的接口。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲器104包括盤驅(qū)動(dòng)，例 如磁、光或磁光驅(qū)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)電設(shè)備202和204各自包括與存儲器362和 網(wǎng)絡(luò)接口 364相連的處理器360。處理器360可以包括任何合適的處 理器，包括以上針對處理器344所論述的那些。存儲器362可以包括 任何合適的存儲器，包括以上針對存儲器346所論述的那些。網(wǎng)絡(luò)接 口 364使處理器360與網(wǎng)絡(luò)350進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)接口 364可以包括任 何合適的網(wǎng)絡(luò)接口，包括以上針對網(wǎng)絡(luò)接口 342所論述的那些。圖6是示出了將機(jī)電設(shè)備的配置或校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與圖5網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備 340同步的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。配置數(shù)據(jù)可以包括由修復(fù)醫(yī) 生輸入、基于機(jī)電設(shè)備使用者的身高等預(yù)定參數(shù)確定的、基于機(jī)電設(shè) 備202的使用者的經(jīng)驗(yàn)或偏好而選擇的、或者由機(jī)電設(shè)備的設(shè)計(jì)者或 制造者選擇的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)影響機(jī)電設(shè)備202的控制系統(tǒng)。校準(zhǔn)數(shù)據(jù) 可以包括在機(jī)電設(shè)備202的操作期間由機(jī)電設(shè)備的控制系統(tǒng)確定的數(shù) 據(jù)。這種數(shù)據(jù)一般也可以稱作控制數(shù)據(jù)。方法600開始于塊610，其 中機(jī)電設(shè)備202建立與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340的通信?？梢酝ㄟ^諸如圖3 所示的屏幕顯示等輸入或檢查該數(shù)據(jù)。接著，在塊620，機(jī)電設(shè)備202將一個(gè)或多個(gè)設(shè)置與圖5的網(wǎng)絡(luò) 計(jì)算設(shè)備340同步。在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)電設(shè)備202接收與特定機(jī)電 設(shè)備202的使用者相關(guān)的配置或校準(zhǔn)信息。在另一實(shí)施例中，機(jī)電設(shè) 備202向網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340發(fā)送配置或校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中， 所同步的配置和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)包括上述通過'BDB 120發(fā)送的數(shù)據(jù)中的任 何數(shù)據(jù)。此外，所同步的數(shù)據(jù)可以包括由機(jī)電設(shè)備120使用的任何其 他配置或校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，同步數(shù)據(jù)包括確定機(jī)電設(shè)備202上的數(shù)據(jù)與 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340上同特定機(jī)電設(shè)備202相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)之間的差別， 并將該數(shù)據(jù)從一個(gè)設(shè)備發(fā)送至另一設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算 設(shè)備340將與機(jī)電設(shè)備202相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，該數(shù)據(jù)庫 與標(biāo)識該特定機(jī)電設(shè)備的數(shù)據(jù)(例如，序列號)相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施 例中，當(dāng)再次同步特定機(jī)電設(shè)備202時(shí)，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340基于數(shù)據(jù)
庫中的數(shù)據(jù)，確定數(shù)據(jù)中的差別。在一個(gè)實(shí)施例中，在確定哪個(gè)控制數(shù)據(jù)不同之后，機(jī)電設(shè)備202向網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340發(fā)送控制數(shù)據(jù)，網(wǎng) 絡(luò)計(jì)算設(shè)備340對與機(jī)電設(shè)備202相關(guān)聯(lián)的控制數(shù)據(jù)進(jìn)行蓋寫。在另 一實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340向機(jī)電設(shè)備202發(fā)送控制數(shù)據(jù)，機(jī)電 設(shè)備202對機(jī)電設(shè)備上的該數(shù)據(jù)進(jìn)行蓋寫。在一個(gè)實(shí)施例中， 一些數(shù) 據(jù)可以雙向發(fā)送，以用于蓋寫。基于一種或多種方法，確定控制數(shù)據(jù) 是發(fā)送至機(jī)電設(shè)備202還是從機(jī)電設(shè)備202發(fā)送。例如，在一個(gè)實(shí)施 例中，將時(shí)間戳與該數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，以便在機(jī)電設(shè)備202和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè) 備340中均保存與控制數(shù)據(jù)的特定項(xiàng)相關(guān)聯(lián)的最新數(shù)據(jù)。在其他實(shí)施 例中，關(guān)于控制數(shù)據(jù)特定項(xiàng)的預(yù)定規(guī)則確定如何同步數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí) 施例中，通過設(shè)備使用者的選擇或修復(fù)醫(yī)生的選擇，確定同步控制數(shù) 據(jù)的哪個(gè)數(shù)據(jù)特定項(xiàng)。在一個(gè)實(shí)施例中，新的機(jī)電設(shè)備202接收來自 與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫的初始控制數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備 340存儲初始數(shù)據(jù)或?qū)C(jī)電設(shè)備202上的任何現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行蓋寫。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340用作管道，以向存儲數(shù)據(jù)的 另一網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備341發(fā)送和接收配置或校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中， 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340是PDA或移動(dòng)電話，它通過短程網(wǎng)絡(luò)與機(jī)電設(shè)備 202通信，并將數(shù)據(jù)中繼至網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備341。在一個(gè)這種實(shí)施例中， 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備341包括服務(wù)器計(jì)算機(jī)。因此，機(jī)電設(shè)備202可以與網(wǎng) 絡(luò)計(jì)算設(shè)備340和341中的一個(gè)或兩個(gè)進(jìn)行配置和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的同步。接著，在塊630，機(jī)電設(shè)備202存儲任何接收的數(shù)據(jù)。此外，或 可選地，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340和341可以存儲任何接收的數(shù)據(jù)。在一個(gè) 實(shí)施例中，設(shè)備202、 340或341中的一個(gè)或多個(gè)也可以存儲與同步相 關(guān)的數(shù)據(jù)，例如用于標(biāo)識同步中涉及的設(shè)備或數(shù)據(jù)的時(shí)間戳或數(shù)據(jù)。 在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340或341在與機(jī)電設(shè)備相關(guān)聯(lián)的數(shù) 據(jù)庫中存儲數(shù)據(jù)。返回圖6，方法600前進(jìn)到結(jié)束狀態(tài)。圖7是示出了用于安裝、替換、擴(kuò)增或卸載機(jī)電設(shè)備上的軟件的 方法700的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。方法700開始于塊710，其中機(jī)電 設(shè)備202建立與包含軟件的源設(shè)備的通信，所述軟件配置為在機(jī)電設(shè) 備202執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，源設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340。在這
種實(shí)施例中，機(jī)電設(shè)備202經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)350建立與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340的 通信。在另一實(shí)施例中，源設(shè)備還包括網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備341。在這種實(shí) 施例中，機(jī)電設(shè)備經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340，通過網(wǎng)絡(luò)350和351建立 與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備341的通信。在一個(gè)實(shí)施例中，源設(shè)備包括另一機(jī)電 設(shè)備。在另一實(shí)施例中，源設(shè)備包括與存儲卡接口 366通信的存儲卡。 軟件可以是例如低級固件和/或高級軟件。移至塊720，機(jī)電設(shè)備202或設(shè)備202的使用者選擇要在其上安 裝的軟件。在一個(gè)實(shí)施例中，使用者在適應(yīng)于多種活動(dòng)(例如，徒步 行走、騎車或慢跑)的軟件的列表中選擇。在一個(gè)實(shí)施例中，將該列 表顯示在與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340相關(guān)聯(lián)的用戶界面上。在一個(gè)實(shí)施例中， 用戶界面包括網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。在一個(gè)這種實(shí)施例中，用戶界面接收來自 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算設(shè)備340的列表。前進(jìn)到塊730，機(jī)電設(shè)備202接收來自源設(shè)備的軟件。在一個(gè)實(shí) 施例中，接收軟件包括通過網(wǎng)絡(luò)350傳送該軟件。在另一實(shí)施例中， 接收軟件包括將存儲卡安裝在存儲卡接口 366中。接下來，在塊740，機(jī)電設(shè)備202安裝用于執(zhí)行的軟件。安裝軟 件可以包括在存儲器362的一部分中保存軟件，在存儲器362中更 新指針或跳轉(zhuǎn)表，以替換或擴(kuò)增先前安裝的軟件，或者存儲軟件安裝 的記錄。在一個(gè)實(shí)施例中，該記錄包括足以去除新安裝的軟件的數(shù)據(jù)。 在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)電設(shè)備202將接收的軟件保存到其存儲器362中。 在另一實(shí)施例中，機(jī)電設(shè)備202直接從存儲卡執(zhí)行新軟件。移至塊750，機(jī)電設(shè)備執(zhí)行新軟件。新軟件可以替換如下模塊的 全部或一部分機(jī)電設(shè)備202的狀態(tài)機(jī)模塊210、硬件抽象模塊212、 動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)模塊214、配置模塊216、 BDB模塊218或任何其他適當(dāng)軟 件模塊中的一個(gè)或多個(gè)。新軟件可以包括用于修補(bǔ)錯(cuò)誤、改進(jìn)性能和 提供附加特征的軟件更新。在一個(gè)實(shí)施例中，新軟件可以包括控制機(jī) 電設(shè)備202的指令，以使機(jī)電設(shè)備202執(zhí)行一種或多種特定活動(dòng)，例 如徒步行走、騎車、游泳、慢跑、投擲、跳躍或經(jīng)過特定類型的地形 的運(yùn)動(dòng)。要理解，依據(jù)實(shí)施例，在此所述的方法的特定動(dòng)作或事件可以按
照不同順序執(zhí)行，可以相加、合并或全部省略(例如，所述的全部動(dòng) 作或事件并非都是實(shí)施本發(fā)明所必需的)。此外，在特定實(shí)施例中，可 以通過例如多線程處理、中斷處理或多處理器來并發(fā)地執(zhí)行動(dòng)作或事 件，而不是順序地執(zhí)行。雖然上述描述示出、描述并指出了應(yīng)用于多種實(shí)施例的本發(fā)明的 新穎特征，但是要理解，在不背離本發(fā)明精神的前提下，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以對所示設(shè)備或過程的形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行多種省略、替代和改變。 將認(rèn)識到，因?yàn)橐恍┨卣骺梢耘c其他特征相分離地使用或?qū)嵤?，所?本發(fā)明可以在并不提供這里所提出的所有特征和優(yōu)點(diǎn)的形式范圍內(nèi)具 體實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制與肢體相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個(gè)機(jī)電設(shè)備，所述多個(gè)機(jī)電設(shè)備的每一個(gè)配置為與所述多個(gè)機(jī)電設(shè)備中至少一個(gè)其他機(jī)電設(shè)備進(jìn)行通信，所述機(jī)電設(shè)備的至少一個(gè)控制致動(dòng)器。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)機(jī)電設(shè)備的至少一個(gè) 配置為基于通信數(shù)據(jù)，產(chǎn)生針對所述多個(gè)機(jī)電設(shè)備中至少一個(gè)其他機(jī) 電設(shè)備的控制狀態(tài)。
3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述通信數(shù)據(jù)用于同步所述機(jī) 電設(shè)備。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)機(jī)電設(shè)備中每一個(gè)均 包括人造關(guān)節(jié)。
5. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)機(jī)電設(shè)備的至少一個(gè) 包括假膝，以及所述多個(gè)機(jī)電設(shè)備的至少一個(gè)包括假腳踝。
6. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述與肢體相關(guān)聯(lián)的設(shè)備是人 造腿。
7. —種用于與至少一個(gè)其他機(jī)電設(shè)備協(xié)作來控制人類肢體運(yùn)動(dòng)的機(jī)電設(shè)備，所述設(shè)備包括通信接口，配置為與所述至少一個(gè)其他機(jī)電設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信； 傳感器，配置為獲得指示所述肢體的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的值； 致動(dòng)器，配置為影響所述肢體的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)；以及 處理器，配置為基于接收到的通信數(shù)據(jù)和所述至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)值，控制所述致動(dòng)器。
8. 如權(quán)利要求7所述的機(jī)電設(shè)備，其中所述通信數(shù)據(jù)包括由所述 傳感器獲得的參數(shù)值。
9. 如權(quán)利要求7所述的機(jī)電設(shè)備，其中所述通信數(shù)據(jù)包括從所述 其他機(jī)電設(shè)備接收的狀態(tài)機(jī)數(shù)據(jù)。
10. 如權(quán)利要求7所述的機(jī)電設(shè)備，其中所述通信數(shù)據(jù)包括從所 述其他機(jī)電設(shè)備接收的配置數(shù)據(jù)。
11. 一種用于與至少一個(gè)其他機(jī)電設(shè)備協(xié)作來控制與肢體相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的運(yùn)動(dòng)的機(jī)電設(shè)備，所述設(shè)備包括通信接口，配置為與所述至少一個(gè)其他機(jī)電設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信； 處理器，配置為產(chǎn)生所述至少一個(gè)其他機(jī)電設(shè)備的控制狀態(tài)，并通過所述通信接口進(jìn)行與所述控制狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的通信；以及 致動(dòng)器，由所述處理器控制，以實(shí)現(xiàn)人類肢體的運(yùn)動(dòng)。
12. 如權(quán)利要求11所述的機(jī)電設(shè)備，其中所述通信數(shù)據(jù)包括由所 述其他機(jī)電設(shè)備的至少一個(gè)傳感器獲得的數(shù)據(jù)。
13. 如權(quán)利要求11所述的機(jī)電設(shè)備，其中所述通信數(shù)據(jù)包括從所 述其他機(jī)電設(shè)備接收的配置數(shù)據(jù)。
14. 如權(quán)利要求11所述的機(jī)電設(shè)備，其中所述處理器還配置為基 于所述控制狀態(tài)，確定至少一個(gè)致動(dòng)器控制命令，以及所述通信數(shù)據(jù) 包括所述至少一個(gè)致動(dòng)器控制命令。
15. 如權(quán)利要求11所述的機(jī)電設(shè)備，其中所述通信數(shù)據(jù)包括在由 所述處理器執(zhí)行時(shí)影響所述控制狀態(tài)的選擇的軟件。
16. —種將第一機(jī)電設(shè)備與第二機(jī)電設(shè)備同步的方法，其中第二 機(jī)電設(shè)備與同肢體相關(guān)聯(lián)的設(shè)備相關(guān)聯(lián)，所述方法包括在第二機(jī)電設(shè)備與第一機(jī)電設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信； 響應(yīng)于所述通信數(shù)據(jù)，在第一機(jī)電設(shè)備上產(chǎn)生針對第二機(jī)電設(shè)備 的控制狀態(tài)；將所述控制狀態(tài)傳達(dá)至第二機(jī)電設(shè)備；以及 至少部分地基于所述控制狀態(tài)，控制第二機(jī)電設(shè)備上的致動(dòng)器。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括響應(yīng)于所述控制狀態(tài)， 產(chǎn)生對第二機(jī)電設(shè)備的致動(dòng)器進(jìn)行控制的命令。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括響應(yīng)于所述通信數(shù)據(jù)， 產(chǎn)生對第一機(jī)電設(shè)備的致動(dòng)器進(jìn)行控制的命令。
19. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述通信數(shù)據(jù)包括從第二機(jī) 電設(shè)備接收的傳感器數(shù)據(jù)。
20. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述通信數(shù)據(jù)包括指示所述 控制狀態(tài)的信息的至少一部分。
21. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述通信數(shù)據(jù)包括計(jì)算機(jī)軟 件，以及通過執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)軟件，在所述第一機(jī)電設(shè)備上產(chǎn)生所述 控制狀態(tài)。
22. —種用于控制與肢體相關(guān)聯(lián)的設(shè)備的運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng) 包括機(jī)電設(shè)備；與人類肢體相關(guān)聯(lián)的傳感器，用于向所述機(jī)電設(shè)備提供運(yùn)動(dòng)參數(shù) 數(shù)據(jù)，其中所述機(jī)電設(shè)備使用所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)來進(jìn)行同步。
23. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器接收來自人類神 經(jīng)系統(tǒng)的信號。
24. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器接收來自與健全 肢體相關(guān)聯(lián)的傳感器的信號。
25. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)用于與另 一機(jī)電設(shè)備的同步。
26. 如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中所述另一機(jī)電設(shè)備向所述機(jī) 電設(shè)備提供運(yùn)動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)。
27. —種附著到人體上的機(jī)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 傳感器，配置為提供指示人體運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)； 致動(dòng)器，配置為控制至少一部分人體的運(yùn)動(dòng)；處理器，配置為執(zhí)行指令，所述指令用于基于傳感器數(shù)據(jù)來控制 所述致動(dòng)器；以及通信接口，配置為與數(shù)據(jù)源進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；其中所述處理器配置為接收來自所述數(shù)據(jù)源的至少一部分指令。
28. 如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述接收的指令在被執(zhí)行時(shí)， 調(diào)整所述機(jī)電系統(tǒng)以適應(yīng)特定活動(dòng)。
29. 如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中所述特定活動(dòng)包括徒步行走、 慢跑和跑步中的至少一種。
30. 如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)源包括計(jì)算設(shè)備。
31. 如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)源包括存儲卡。
32. 如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述致動(dòng)器配置為控制人體 的膝的運(yùn)動(dòng)。
33. 如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述指令包括第一狀態(tài)機(jī)。
34. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述接收的指令包括第二狀 態(tài)機(jī)，第二狀態(tài)機(jī)替換第一狀態(tài)機(jī)的至少一部分。
35. 如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述通信接口配置為使用互 聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
36. 如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述通信接口配置為通過無線通信鏈接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
37. 如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述源設(shè)備包括第一和第二 計(jì)算設(shè)備，所述通信接口配置為通過第一網(wǎng)絡(luò)與第一計(jì)算設(shè)備通信， 第一計(jì)算設(shè)備配置為通過第二網(wǎng)絡(luò)與第二計(jì)算設(shè)備通信。
38. 如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中所述處理器配置為接收來自 第二通信設(shè)備的指令。
39. —種將計(jì)算設(shè)備與同人類肢體相關(guān)聯(lián)的機(jī)電系統(tǒng)同步的方法， 所述方法包括在所述機(jī)電系統(tǒng)與所述計(jì)算設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信； 在所述計(jì)算設(shè)備上存儲所述數(shù)據(jù)；響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)，在所述機(jī)電系統(tǒng)上產(chǎn)生控制狀態(tài)；以及 至少部分地基于所述控制狀態(tài)，控制第二機(jī)電系統(tǒng)上的致動(dòng)器。
40. 如權(quán)利要求39所述的方法，還包括 在所述機(jī)電系統(tǒng)上接收傳感器數(shù)據(jù)；以及 響應(yīng)于所述傳感器數(shù)據(jù)，在所述機(jī)電系統(tǒng)上產(chǎn)生待通信數(shù)據(jù)。
41. 如權(quán)利要求40所述的方法，其中在所述機(jī)電系統(tǒng)與所述計(jì)算 設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信包括從所述機(jī)電系統(tǒng)向所述計(jì)算設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)；以及 從所述計(jì)算設(shè)備向所述機(jī)電系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)。
42. 如權(quán)利要求39所述的方法，還包括 基于與所述機(jī)電系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的信息，從數(shù)據(jù)庫獲取數(shù)據(jù)； 將獲取的數(shù)據(jù)從所述計(jì)算設(shè)備傳達(dá)至所述機(jī)電系統(tǒng)；以及 在所述機(jī)電系統(tǒng)上存儲獲取的數(shù)據(jù)。
43. 如權(quán)利要求39所述的方法，其中在所述計(jì)算設(shè)備上存儲獲取 的數(shù)據(jù)包括將所述數(shù)據(jù)與指示所述機(jī)電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；以及 在數(shù)據(jù)庫中存儲所述數(shù)據(jù)和所述指示所述機(jī)電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
44. 一種附著到人體上的機(jī)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括-用于提供指示人體運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)的裝置； 用于控制至少一部分人體的運(yùn)動(dòng)的裝置；用于存儲指令的裝置，其中所述指令配置為基于傳感器數(shù)據(jù)來控 制致動(dòng)器；用于執(zhí)行所述存儲的指令并基于傳感器數(shù)據(jù)來控制執(zhí)行器的裝 置；以及用于與數(shù)據(jù)源進(jìn)行數(shù)據(jù)通信并將來自所述數(shù)據(jù)源的至少一部分指 令接收到所述存儲裝置中。
45. 如權(quán)利要求44所述的系統(tǒng)，其中所述接收的指令在被執(zhí)行時(shí)， 調(diào)整所述機(jī)電系統(tǒng)以適應(yīng)特定活動(dòng)。
46. 如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中所述特定活動(dòng)包括徒步行走、 慢跑和跑步中的至少一種。
47. 如權(quán)利要求44所述的系統(tǒng)，其中所述控制裝置包括用于控制 人體的膝的運(yùn)動(dòng)的裝置。
全文摘要
實(shí)施例包括一種用于控制人類肢體運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括多個(gè)機(jī)電設(shè)備，多個(gè)機(jī)電設(shè)備的每一個(gè)可以與該多個(gè)機(jī)電設(shè)備中至少一個(gè)其他機(jī)電設(shè)備進(jìn)行通信。每一個(gè)機(jī)電設(shè)備包括處理器、致動(dòng)器或傳感器中的一個(gè)或多個(gè)。機(jī)電設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)可以配置為基于通信數(shù)據(jù)，產(chǎn)生針對多個(gè)機(jī)電設(shè)備中至少一個(gè)其他機(jī)電設(shè)備的控制狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，通信數(shù)據(jù)用于同步機(jī)電設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)電設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)配置為通過通信接口接收用于控制致動(dòng)器的可執(zhí)行指令。
文檔編號A61F2/68GK101155558SQ200680011678
公開日2008年4月2日 申請日期2006年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月16日
發(fā)明者阿林比約恩·V·克勞森, 馬格努斯·奧德松 申請人:奧瑟Hf公司