技術(shù)領(lǐng)域

至少一個示例性實施例涉及一種傳感器模塊和/或包括該傳感器模塊的運動輔助設(shè)備。

背景技術(shù)：

用于力測量的力傳感器可包括例如：變形部分，被配置為響應于希望測量的力以機械方式變形；傳感器部分，被配置為感測變形部分的變形并且基于該變形產(chǎn)生信號；電子電路，被配置為處理由傳感器部分產(chǎn)生的信號。

可使用應變儀、壓電材料、電磁方法、光學方法等感測該變形。應變儀可由于其準確性和可用性而被廣泛地使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一些示例性實施例涉及一種傳感器模塊。

在一些示例性實施例中，所述傳感器模塊可包括：容納體，包括插入空間；插入體，被布置在插入空間中；第一傳感器組件，包括被設(shè)置在容納體的內(nèi)表面和插入體的外表面之間的至少一個傳感器；第二傳感器組件，包括被設(shè)置在容納體的另一內(nèi)表面和插入體的另一外表面之間的至少一個傳感器。

第一傳感器組件和第二傳感器組件中的每個傳感器組件可包括：力傳感器，力傳感器的電阻隨著施加于力傳感器的力的增加而減小。

傳感器可包括力敏電阻(FSR)傳感器。

力傳感器可包括：感測板，被布置在插入體和容納體之間；連接線，連接到感測板并且被沿插入體的長度方向縱向地布置；柔性板，被構(gòu)造為包圍感測板和連接線；連接端子，連接到連接線并且暴露于柔性板的外部。

可使用柔性材料形成容納體或插入體。

第一傳感器組件可包括被布置為沿插入體的長度方向彼此分隔開的第一前傳感器和第一后傳感器，第二傳感器組件可包括被布置為沿插入體的長度方向彼此分隔開的第二前傳感器和第二后傳感器。

第一傳感器組件可包括被布置為沿與插入體的長度方向垂直的方向彼此分隔開的第一左傳感器和第一右傳感器，以及第二傳感器組件可包括被布置為沿與插入體的長度方向垂直的方向彼此分隔開的第二左傳感器和第二右傳感器。

第一傳感器組件可包括非共線地布置的三個第一力傳感器，第二傳感器組件可包括被構(gòu)造為分別與所述三個第一力傳感器交疊的三個第二力傳感器。

傳感器模塊還可包括：分離防止部分，被構(gòu)造為防止插入體與容納體分離。

插入體可包括第一引導槽，第一引導槽被構(gòu)造為沿插入體的厚度方向延伸，傳感器模塊還可包括第一引導銷，第一引導銷將被插入到第一引導槽中以限制插入體在容納體的內(nèi)部的移動范圍。

插入體還可包括第二引導槽，第二引導槽被構(gòu)造為與第一引導槽分隔開并且沿插入體的厚度方向延伸，傳感器模塊還可包括第二引導銷，第二引導銷將被插入到第二引導槽中以結(jié)合第一引導銷限制插入體相對于容納體的旋轉(zhuǎn)范圍。

插入體可包括加壓部分，加壓部分被構(gòu)造為在與傳感器對應的位置突出。

其它示例性實施例涉及一種傳感器模塊。

在一些示例性實施例中，所述傳感器模塊可包括：插入體，具有小于寬度和長度的厚度；第一傳感器組件和第二傳感器組件，沿插入體的厚度方向相對于插入體布置在相反側(cè)，每個傳感器組件包括至少一個傳感器；容納體，被構(gòu)造為包圍插入體、第一傳感器組件和第二傳感器組件。

傳感器模塊可包括：感測板，連接到第一傳感器組件和第二傳感器組件以基于由第一傳感器組件和第二傳感器組件感測到的信息確定施加于容納體和插入體之一的力矩或力的方向。

第一傳感器組件可包括被布置為沿插入體的長度方向彼此分隔開的第一前傳感器和第一后傳感器，第二傳感器組件可包括被構(gòu)造為沿插入體的厚度方向與第一前傳感器交疊的第二前傳感器和被構(gòu)造為沿插入體的厚度方向與第一后傳感器交疊的第二后傳感器。

第一傳感器組件還可包括沿插入體的寬度方向與第一前傳感器和第一后傳感器分隔開的第一側(cè)傳感器，第二傳感器組件還可包括被構(gòu)造為沿插入體的厚度方向與第一后傳感器交疊的第二側(cè)傳感器。

第一傳感器組件可包括被布置為沿插入體的寬度方向彼此分隔開的第一左傳感器和第一右傳感器，第二傳感器組件可包括被構(gòu)造為沿插入體的厚度方向與第一左傳感器交疊的第二左傳感器和被構(gòu)造為沿插入體的厚度方向與第一右傳感器交疊的第二右傳感器。

感測板可被構(gòu)造為分別確定沿插入體的厚度方向施加的力的方向以及分別圍繞與插入體的寬度方向和長度方向?qū)妮S施加的兩個力矩的方向。

第一傳感器組件可包括非共線地布置的三個第一傳感器，第二傳感器組件可包括被構(gòu)造為沿插入體的厚度方向分別與所述三個第一傳感器交疊的三個第二傳感器。

第一傳感器組件可包括被布置為彼此分隔開的兩個第一傳感器，第二傳感器組件可包括被構(gòu)造為沿插入體的厚度方向分別與所述兩個第一傳感器交疊的兩個第二傳感器。

其它示例性實施例涉及一種傳感器模塊。

在一些示例性實施例中，所述傳感器模塊可包括：板，包括彼此相反的第一側(cè)和第二側(cè)；第一傳感器組件，包括被固定為面向板的第一側(cè)并且與板的第一側(cè)分隔開以通過與板的接觸感測沿第一方向施加于板的力的至少一個傳感器；第二傳感器組件，包括被固定為面向板的第二側(cè)表面并且與板的第二側(cè)分隔開以通過與板的接觸感測沿與第一方向相反的第二方向施加于板的力的至少一個傳感器。

第一傳感器組件和第二傳感器組件中的每個傳感器組件可包括力傳感器，其電阻隨著施加于力傳感器的力的增加而減小。

傳感器可包括FSR傳感器。

第一傳感器組件可包括非共線地布置的三個第一傳感器，第二傳感器組件可包括被構(gòu)造為分別與所述三個第一傳感器交疊的三個第二傳感器。

傳感器模塊還可包括：感測板，連接到第一傳感器組件和第二傳感器組件以基于由第一傳感器組件第二傳感器組件感測到的信息確定施加于板的力矩或力的方向。

在下面的描述中將會部分地闡述示例性實施例的另外的方面，并且這些方面部分地將會通過描述而變得清楚，或者通過實施本公開可學習這些方面。

附圖說明

通過下面結(jié)合附圖對示例性實施例進行的描述，這些和/或其它方面將會變得清楚和更易于理解，其中：

圖1是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的傳感器模塊的透視圖；

圖2是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的沿著平面y-z切開的傳感器模塊的剖視圖；

圖3是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的插入體的剖視圖；

圖4A、圖4B、圖4C和圖4D是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的當力或力矩被沿各種方向施加于傳感器模塊時的傳感器模塊的操作狀態(tài)的剖視圖；

圖5A、圖5B、圖5C和圖5D是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的當力和力矩被沿各種方向同時施加于傳感器模塊時的傳感器模塊的操作狀態(tài)的剖視圖；

圖6是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的沿著平面x-z切開的傳感器模塊的剖視圖；

圖7A、圖7B、圖7C和圖7D是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的當力或力矩被沿各種方向施加于傳感器模塊時的傳感器模塊的操作狀態(tài)的剖視圖；

圖8A、圖8B、圖8C和圖8D是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的當力和力矩被沿各種方向同時施加于傳感器模塊時的傳感器模塊的操作狀態(tài)的剖視圖；

圖9是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的傳感器的透視圖；

圖10是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的電阻響應于施加于傳感器的力而變化的曲線圖；

圖11是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的電導響應于施加于傳感器的力而變化的曲線圖；

圖12是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的運動輔助設(shè)備的正視圖；

圖13是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的運動輔助設(shè)備的側(cè)視圖；

圖14是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的沿著平面x-y切開的施加構(gòu)件的剖視圖；

圖15是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的沿著平面y-z切開的施加構(gòu)件的剖視圖；

圖16是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的沿著平面x-z切開的施加構(gòu)件和力傳送框架的剖視圖；

圖17是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的傳感器模塊的透視圖；

圖18是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的傳感器模塊的分解透視圖；

圖19是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的傳感器模塊的透視圖；

圖20是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的傳感器模塊和包括該傳感器模塊的機械臂的示圖；

圖21示出根據(jù)至少一個示例性實施例的控制器。

具體實施方式

以下，將參照附圖詳細描述一些示例性實施例。關(guān)于分派給附圖中的元件的標號，應該注意的是，在任何可能的情況下，即使相同的元件被示出在不同的附圖中，它們也將會由相同的參考標號指示。此外，在實施例的描述中，當認為公知相關(guān)結(jié)構(gòu)或功能的詳細描述將會引起本公開的模糊解釋時，這種描述將會被省略。

然而，應該理解，并不意圖使本公開局限于公開的特定示例性實施例。相反地，示例性實施例應該包括落在示例性實施例的范圍內(nèi)的所有變型、等同物和替代物。相同的標號在附圖的描述中始終表示相同的元件。

此外，這里可使用諸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的術(shù)語來描述組件。這些術(shù)語中的每個術(shù)語不用于限定相應組件的本質(zhì)、順序或序列，而僅用于將相應組件與其它組件進行區(qū)分。應該注意，如果在說明書描述了一個組件“連接”、“結(jié)合”或“接合”至另一組件，則盡管第一組件可直接地連接、結(jié)合或接合至第二組件，但第三組件可“連接”、“結(jié)合”或“接合”在第一組件和第二組件之間。

在此使用的術(shù)語僅為了描述具體示例實施例的目的，不意在限制。如在此使用的，除非上下文另外明確地指示，否則單數(shù)形式也意在包括復數(shù)形式。還將理解，當在此使用時，術(shù)語“包括”和/或“包含”指定存在所敘述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或添加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。

還應注意，在一些選擇性的實施例中，示出的功能/動作可不按附圖中示出的順序發(fā)生。例如，連續(xù)示出的兩個圖上可基本上同時執(zhí)行或有時可以以相反的順序執(zhí)行，這取決于所包含的功能/動作。

除非另外定義，否則這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學術(shù)語)具有與示例性實施例所屬于的領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解的含義相同的含義。除非在此明確地如此定義，否則諸如在通用字典中定義的術(shù)語應被解釋為具有與在相關(guān)領(lǐng)域和/或本公開的上下文中的含義一致的含義，不應被解釋為理想化或過于形式化的含義。

可參照操作的動作和符號表示(例如，以流向圖、流程圖、數(shù)據(jù)流圖、結(jié)構(gòu)圖、框圖等的形式)描述示例實施例，所述操作可結(jié)合以下更詳細討論的單元和/或裝置被實施。雖然以特定方式討論，但是在特定框中指定的功能或操作可與流向圖、流程圖等中指定的流程不同地被執(zhí)行。例如，被示出為在兩個連續(xù)框中順序執(zhí)行的功能或操作實際上可同時被執(zhí)行，或者在一些情況下以相反的順序被執(zhí)行。

根據(jù)一個或多個示例實施例的單元和/或裝置可使用硬件、軟件和/或它們的組合被實施。例如，可使用處理電路(例如，但不限于，處理器、中央處理器(CPU)、控制器、算術(shù)邏輯單元(ALU)、數(shù)字信號處理器、微型計算機、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、片上系統(tǒng)(SoC)、可編程邏輯單元、微處理器或能夠以限定的方式響應指令并執(zhí)行指令的任何其它裝置)來實施硬件裝置。

軟件可包括用于獨立地或共同地命令或配置硬件裝置以按照需要進行操作的計算機程序、程序代碼、指令或它們的一些組合。計算機程序和/或程序代碼可包括能夠由一個或多個硬件裝置(例如，上述一個或多個硬件裝置)實施的程序或計算機可讀指令、軟件組件、軟件模塊、數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。程序代碼的示例包括由編譯器產(chǎn)生的機器代碼和使用解釋器執(zhí)行的更高級程序代碼兩者。

例如，當硬件裝置是計算機處理裝置(例如，處理器、中央處理器(CPU)、控制器、算術(shù)邏輯單元(ALU)、數(shù)字信號處理器、微型計算機、微處理器等)時，計算機處理裝置可被配置為通過根據(jù)程序代碼執(zhí)行算術(shù)、邏輯和輸入/輸出操作來執(zhí)行程序代碼。一旦程序代碼被加載到計算機處理裝置，則計算機處理裝置可被編程為執(zhí)行程序代碼，從而將計算機處理裝置轉(zhuǎn)換為專用計算機處理裝置。在更具體的示例中，當程序代碼被加載到處理器時，處理器開始被編程為執(zhí)行程序代碼和與程序代碼相應的操作，從而將處理器轉(zhuǎn)換為專用處理器。

軟件和/或數(shù)據(jù)可以被永久或暫時地實施在能夠向硬件裝置提供指令或數(shù)據(jù)或者能夠被硬件裝置解釋的任何類型的機器、組件、物理或虛擬設(shè)備或者計算機存儲介質(zhì)或裝置中。軟件還可分布在網(wǎng)絡(luò)連接的計算機系統(tǒng)中，從而軟件以分布方式被存儲和執(zhí)行。具體地講，例如，軟件和數(shù)據(jù)可由一個或多個計算機可讀記錄介質(zhì)(包括在此討論的有形或非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì))存儲。

根據(jù)一個或多個示例實施例，為了增加描述的清楚性，計算機處理裝置可被描述為包括執(zhí)行各種操作和/或功能的各種功能單元。然而，計算機處理裝置不意在被限制為這些功能單元。例如，在一個或多個示例實施例中，功能單元的各種操作和/或功能可由功能單元中的其它功能單元執(zhí)行。此外，計算機處理裝置可在不將計算機處理單元的操作和/或功能細分到這些各種功能單元的情況下，執(zhí)行各種功能單元的操作和/或功能。

根據(jù)一個或多個示例實施例的單元和/或裝置還可包括一個或多個存儲裝置。所述一個或多個存儲裝置可以是有形或非暫時的計算機可讀存儲介質(zhì)，例如，隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、永久性大容量存儲裝置(例如，磁盤驅(qū)動器)、固態(tài)(例如，NAND閃存)裝置和/或能夠存儲并記錄數(shù)據(jù)的任何其它類似的數(shù)據(jù)存儲裝置。所述一個或多個存儲裝置可被配置為存儲用于一個或多個操作系統(tǒng)和/或用于實現(xiàn)在此描述的示例實施例的計算機程序、程序代碼、指令或它們的一些組合。計算機程序、程序代碼、指令或它們的一些組合還可使用驅(qū)動裝置從單獨的計算機可讀存儲介質(zhì)被加載到一個或多個存儲裝置和/或一個或多個計算機處理裝置中。這樣的單獨的計算機可讀存儲介質(zhì)可包括通用串行總線(USB)閃存驅(qū)動器、記憶棒、藍光/DVD/CD-ROM驅(qū)動器、存儲卡和/或其它類似的計算機可讀存儲介質(zhì)。計算機程序、程序代碼、指令或它們的一些組合可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口(而非經(jīng)由本地計算機可讀存儲介質(zhì))從遠程數(shù)據(jù)存儲裝置被加載到一個或多個存裝置和/或一個或多個計算機處理裝置中。此外，計算機程序、程序代碼、指令或它們的一些組合可通過網(wǎng)絡(luò)從遠程計算系統(tǒng)被加載到一個或多個存儲裝置和/或一個或多個處理器中，所述遠程計算系統(tǒng)被配置為傳輸和/或分布計算機程序、程序代碼、指令或它們的一些組合。遠程計算機系統(tǒng)可經(jīng)由有線接口、空中接口和/或任何其它類似的介質(zhì)傳輸和/或分布計算機程序、程序代碼、指令或它們的一些組合。

一個或多個硬件裝置、一個或多個存儲裝置和/或計算機程序、程序代碼、指令或一些它們的一些組合可針對示例實施例的目的被專門設(shè)計并構(gòu)建，或者它們可以是針對示例實施例的目的被改變和/或修改的已知裝置。

硬件裝置(例如，計算機處理裝置)可運行操作系統(tǒng)(OS)以及一個或多個在OS上運行的軟件應用。計算機處理裝置還可響應于軟件的運行而訪問、存儲、操作、處理和創(chuàng)建數(shù)據(jù)。為了簡單起見，一個或多個示例實施例可列舉一個計算機處理裝置；然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，硬件裝置可包括多個處理元件以及多種類型的處理元件。例如，硬件裝置可包括多個處理器或一個處理器和一個控制器。此外，其它的處理配置是可行的，例如，并行處理器。

現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述各種示例實施例，在附圖中示出一些示例實施例。在附圖中，為了清楚起見，夸大層和區(qū)域的厚度。

圖1是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的傳感器模塊的透視圖。

參照圖1，傳感器模塊2可包括容納體20、插入體23、傳感器24和感測板25。

容納體20可包括：插入空間21和支撐板22，插入體23將被布置在插入空間21中，支撐板22被構(gòu)造為支撐插入體23的頂部和底部。插入空間21可以是由支撐板22包圍的空間。例如，容納體20可通常具有厚度小于寬度和長度的形狀?？墒褂萌嵝圆牧闲纬扇菁{體20。然而，容納體20的形狀和材料不限于此。

例如，容納體20可具有盒子的形狀，該盒子中具有空穴，插入空間21被形成在該空穴中，如圖1中所示。在另一示例中，容納體20可以以彼此分隔開的兩個板的形狀被設(shè)置。在這個示例中，形成在這兩個板之間的空間可對應于插入空間21。這兩個板可被平行地布置。這兩個板之一的一側(cè)可連接到另一個板的一側(cè)。詳細地講，容納體20可大體上具有扁平U形的橫截面。容納體20可能僅需要包括將布置插入體23的插入空間21。因此，容納體20的形狀不限于此。

插入體23可被布置在容納體20中。插入體23可具有厚度小于寬度和長度的形狀，例如薄板的形狀。插入體23可以是包括彼此相反的第一側(cè)和第二側(cè)的板。插入體23可由柔性材料形成。然而，插入體23的形狀和材料不限于此。插入體23的橫截面可小于插入空間21的橫截面。插入體23可在插入空間21中在預定范圍內(nèi)移動或旋轉(zhuǎn)。

雖然圖1示出插入體23未連接到容納體20的情況，但插入體23可連接到容納體20。插入體23的一側(cè)可被固定到容納體20的一側(cè)。詳細地講，插入體23可具有懸臂的形狀，其一端是自由端并且另一端是固定端。在這個示例中，為了使插入體23由于外力而彎曲以便足以對將在稍后描述的感測板加壓，當與插入體23的與感測板對應的部分相比時，插入體23的固定端可與插入體23的自由端相隔足夠遠。插入體23和容納體20可被設(shè)置為整體。將參照圖17、圖18、圖19和圖20描述插入體23和容納體20彼此連接或被設(shè)置為整體的示例。

傳感器24可被布置在容納體20和插入體23之間。傳感器24可被布置在插入體23的兩側(cè)。例如，傳感器24可以是其電阻隨著施加的力的增加而減小的力傳感器、壓力傳感器或肌電圖(EMG)傳感器。所述多個傳感器24中的至少一個傳感器24可被布置在容納體20的內(nèi)表面和插入體23的外表面之間，并且另外的所述多個傳感器24中的至少一個傳感器24可被布置在容納體20的另一內(nèi)表面和插入體23的另一外表面之間。例如，傳感器24可位于容納體20和插入體之間，而不固定到容納體20和插入體23。在另一示例中，傳感器24可被固定到容納體20和插入體23之一。傳感器24可被固定為面向插入體23的一側(cè)并且與插入體23的一側(cè)分隔開，由此感測通過與插入體23的接觸沿一個方向施加于插入體23的力。

感測板25可連接到所述多個傳感器24以基于由傳感器24感測的信息確定施加于容納體20和插入體23之一的力或力矩的方向。

圖2是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的沿著平面y-z切開的傳感器模塊2的剖視圖，圖3是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的插入體23的剖視圖。

參照圖2和3，傳感器模塊2可包括包含插入空間21的容納體20、插入體23、第一傳感器241、第二傳感器242、第三傳感器243、第四傳感器244和分離防止部分。

布置在插入體23上方的第一傳感器241和第三傳感器243可被稱為第一傳感器組件，并且布置在插入體23下方的第二傳感器242和第四傳感器244可被稱為第二傳感器組件。第一傳感器組件和第二傳感器組件可被相對于插入體23布置在相對側(cè)。詳細地講，第一傳感器組件和第二傳感器組件中的每個傳感器組件可包括至少一個傳感器，并且第一傳感器組件和第二傳感器組件可被沿插入體23的厚度方向相對于插入體23布置在相對側(cè)。

容納體20可包括布置在插入體23上方的第一支撐板和布置在插入體23下方的第二支撐板。雖然第一支撐板和第二支撐板被分開地示出，但第一支撐板和第二支撐板可被形成為整體。詳細地講，容納體20可包圍第一傳感器組件和第二傳感器組件。

根據(jù)位置，第一支撐板可包括：第一前支撐板221，接近插入體23的露出部分；第一后支撐板223，與插入體23的露出部分相距較遠。雖然第一前支撐板221和第一后支撐板223被分開地示出，但第一前支撐板221和第一后支撐板223可被形成為整體。

根據(jù)位置，第二支撐板可包括：第二前支撐板222，接近插入體23的露出部分；第二后支撐板224，與插入體23的露出部分相距較遠。雖然第二前支撐板222和第二后支撐板224被分開地示出，但第二前支撐板222和第二后支撐板224可被形成為整體?；诓迦塍w23的厚度方向(例如，z軸方向)，第二前支撐板222和第二后支撐板224可分別與第一前支撐板221和第一后支撐板223交疊。

插入體23可包括：插入板231，將被布置在插入空間21中；施加部分232，被形成在插入板231的末端部分；加壓部分，將與第一傳感器241、第二傳感器242、第三傳感器243和第四傳感器244接觸。外力可被輸入到施加部分232中。

通過輸入到插入體23的一側(cè)的力或力矩，插入體23可相對于容納體20移動或旋轉(zhuǎn)。相反地，通過輸入到容納體20的一側(cè)的力或力矩，容納體20可相對于插入體23移動或旋轉(zhuǎn)。

加壓部分可以是例如突出部分，該突出部分被形成為從插入板231突出。通過上述形狀，當力或力矩被施加于容納體20或插入體23時，通過施加的力或力矩可增加將施加于第一傳感器241、第二傳感器242、第三傳感器243和第四傳感器244的力。

根據(jù)位置，加壓部分可包括：前加壓部分233，接近插入體23的露出部分；后加壓部分234，與插入體23的露出部分相距較遠?；诓迦塍w23的厚度方向(例如，z軸方向)，前加壓部分233可與第一前支撐板221和第二前支撐板222交疊(或可選地，沿z軸寬度方向布置為對應于第一前支撐板221和第二前支撐板222)?；诓迦塍w23的厚度方向(例如，z軸方向)，后加壓部分234可與第一后支撐板223和第二后支撐板224交疊(或可選地，沿z軸寬度方向布置為對應于第一后支撐板223和第二后支撐板224)。

插入體23可包括引導槽，該引導槽被構(gòu)造為限制插入體23的移動范圍。例如，引導槽可沿插入體23的厚度方向延伸。

分離防止部分可被插入到引導槽中，由此防止插入體23與容納體20分離。例如，分離防止部分可被設(shè)置為銷的形狀。在這個示例中，分離防止部分也可被稱為引導銷。

例如，引導槽可被布置在插入體23的最厚部分中。在上述布置中，通過使引導槽的長度最大化，可插入體23的足夠的移動距離。

在一些示例性實施例中，插入體23可包括：前引導槽235，被布置在前加壓部分233中；后引導槽236，被布置在后加壓部分234中。分離防止部分可包括例如：前分離防止部分(或可選地，前引導銷)26，將被插入到前引導槽235；后分離防止部分(或可選地，后引導銷)27，將被插入到后引導槽236。所述兩對引導槽和分離防止部分可限制插入體23相對于容納體20的旋轉(zhuǎn)范圍。同時，引導槽的數(shù)量和位置以及分離防止部分的數(shù)量和位置不限于此。例如，可僅在插入體23的中心設(shè)置單個引導槽。另外，可僅提供單個分離防止部分。

第一傳感器241可被布置在第一前支撐板221和插入體23之間。例如，第一傳感器241可被布置在第一前支撐板221的內(nèi)表面和前加壓部分233之間。第一傳感器241也可被稱為第一前傳感器。第一傳感器241可包括：第一前感測板241a，被構(gòu)造為感測施加在第一前支撐板221的內(nèi)表面和前加壓部分233之間的力；第一前傳感器連接線241b，被構(gòu)造為將第一前感測板241a連接到感測板25。

第二傳感器242可被布置在第二前支撐板222和插入體23之間。例如，第二傳感器242可被布置在第二前支撐板222的內(nèi)表面和前加壓部分233之間。第二傳感器242也可被稱為第二前傳感器。第二傳感器242可包括：第二前感測板242a，被構(gòu)造為感測施加在第二前支撐板222的內(nèi)表面和前加壓部分233之間的力；第二前傳感器連接線242b，被構(gòu)造為將第二前感測板242a連接到感測板25。

第三傳感器243可被布置在第一后支撐板223和插入體23之間。例如，第三傳感器243可被布置在第一后支撐板223的內(nèi)表面和后加壓部分234之間。第三傳感器243也可被稱為第一后傳感器。第三傳感器243可包括：第一后感測板243a，被構(gòu)造為感測施加在第一后支撐板223的內(nèi)表面和后加壓部分234之間的力；第一后傳感器連接線243b，被構(gòu)造為將第一后感測板243a連接到感測板25。

第四傳感器244可被布置在第二后支撐板224和插入體23之間。例如，第四傳感器244可被布置在第二后支撐板224的內(nèi)表面和后加壓部分234之間。第四傳感器244也可被稱為第二后傳感器。第四傳感器244可包括：第二后感測板244a，被構(gòu)造為感測施加在第二后支撐板224的內(nèi)表面和后加壓部分234之間的力；第二后傳感器連接線244b，被構(gòu)造為將第二后感測板244a連接到感測板25。

詳細地講，第一傳感器組件可包括第一前傳感器241和第一后傳感器243，第一前傳感器241和第一后傳感器243被布置為沿插入體23的長度方向或插入方向彼此分隔開。

類似地，第二傳感器組件可包括第二前傳感器242和第二后傳感器244，第二前傳感器242和第二后傳感器244被布置為沿插入體23的長度方向或插入方向彼此分隔開。更詳細地講，第二傳感器組件可包括：第二前傳感器242，被構(gòu)造為沿插入體23的厚度方向與第一前傳感器241交疊(或可選地，被沿z軸寬度方向布置為對應于第一前傳感器241)；第二后傳感器244，被構(gòu)造為沿插入體23的厚度方向與第一后傳感器243交疊(或可選地，被沿z軸寬度方向布置為對應于第一后傳感器243)。

同時，第一前傳感器連接線241b、第二前傳感器連接線242b、第一后傳感器連接線243b和第二后傳感器連接線244b可被沿插入體23的插入方向縱向地布置。第一前傳感器連接線241b和第一后傳感器連接線243b可被布置在同一平面上。在上述結(jié)構(gòu)中，傳感器模塊2的總體厚度可減少。類似地，第二前傳感器連接線242b和第二后傳感器連接線244b可被布置在同一平面上。

同時，與該附圖不同，第一前支撐板221、第一后支撐板223、第二前支撐板222和第二后支撐板224中的每個支撐板可包括加壓部分，該加壓部分被布置為朝著容納體20的內(nèi)側(cè)突出。詳細地講，容納體20和/或插入體23可包括分別被布置在與傳感器241、242、243和244對應的位置的加壓部分。加壓部分可以是被構(gòu)造為朝著傳感器241、242、243和244突出的突出部分。當使用柔性材料形成容納體20或插入體23時，可不提供單獨的加壓部分。在這個示例中，通過將傳感器布置于接近插入到容納體20中的插入體23的兩個末端部分，當插入體23相對于容納體20移動或旋轉(zhuǎn)時，傳感器可在插入體23和容納體20之間被加壓。

圖4A、圖4B、圖4C和圖4D是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的當力或力矩被沿各種方向施加于傳感器模塊2時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)的剖視圖。

詳細地講，圖4A示出當施加沿z軸的正方向的力時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖4A，當沿z軸的正方向的力被施加于插入體23時，插入體23可向第一前傳感器241和第一后傳感器243加壓。當圍繞x軸的力矩未被施加于插入體23時，相同大小的力可被施加于第一前傳感器241和第一后傳感器243。因此，當由第一前傳感器241和第一后傳感器243感測到相同大小的力時，感測板25可確定沿z軸的正方向的力被施加于插入體23并且圍繞x軸的力矩未被施加于插入體23。在這個示例中，雖然由第一前傳感器241感測到的力不同于由第一后傳感器243感測到的力，但考慮到傳感器中的誤差和由其它雜項負載引起的誤差，當由第一前傳感器241感測到的力和由第一后傳感器243感測到的力之差小于設(shè)置值時，感測板25可考慮到傳感器中的誤差和由其它雜項負載引起的誤差而確定沿z軸的正方向的力被施加于插入體23并且圍繞x軸的力矩未被施加于插入體23。

圖4B示出當施加沿z軸的負方向的力時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖4B，當沿z軸的負方向的力被施加于插入體23時，插入體23可向第二前傳感器242和第二后傳感器244加壓。當圍繞x軸的力矩未被施加于插入體23時，相同大小的力可被施加于第二前傳感器242和第二后傳感器244。因此，當由第二前傳感器242和第二后傳感器244感測到相同大小的力時，感測板25可確定沿z軸的負方向的力被施加于插入體23并且圍繞x軸的力矩未被施加于插入體23。在這個示例中，雖然由第二前傳感器242感測到的力不同于由第二后傳感器244感測到的力，但當由第二前傳感器242感測到的力和由第二后傳感器244感測到的力之差小于設(shè)置值時，感測板25可考慮到傳感器中的誤差和由其它雜項負載引起的誤差而確定沿z軸的負方向的力被施加于插入體23并且圍繞x軸的力矩未被施加于插入體23。

圖4C示出當施加沿x軸的逆時針方向的力矩時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖4C，當沿x軸的逆時針方向的力矩被施加于插入體23時，插入體23可向第一前傳感器241和第二后傳感器244加壓。當力未被沿z軸方向施加于插入體23時，相同大小的力可被施加于第一前傳感器241和第二后傳感器244。因此，當由第一前傳感器241和第二后傳感器244感測到相同大小的力時，感測板25可確定沿x軸的逆時針方向的力矩被施加于插入體23并且沿z軸方向的力未被施加于插入體23。在這個示例中，雖然由第一前傳感器241感測到的力不同于由第二后傳感器244感測到的力，但當由第一前傳感器241感測到的力和由第二后傳感器244感測到的力之差小于設(shè)置值時，感測板25可考慮到傳感器中的誤差和由其它雜項負載引起的誤差而確定沿x軸的逆時針方向的力矩被施加于插入體23并且沿z軸方向的力未被施加于插入體23。

圖4D示出當施加沿x軸的順時針方向的力矩時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖4D，當沿x軸的順時針方向的力矩被施加于插入體23時，插入體23可向第二前傳感器242和第一后傳感器243加壓。當沿z軸方向的力未被施加于插入體23時，相同大小的力可被施加于第二前傳感器242和第一后傳感器243。因此，當由第二前傳感器242和第一后傳感器243感測到相同大小的力時，感測板25可確定沿x軸的順時針方向的力矩被施加于插入體23并且沿z軸方向的力未被施加于插入體23。在這個示例中，雖然由第二前傳感器242感測到的力不同于由第一后傳感器243感測到的力，但當由第二前傳感器242感測到的力和由第一后傳感器243感測到的力之差小于設(shè)置值時，感測板25可考慮到傳感器中的誤差和由其它雜項負載引起的誤差而確定沿x軸的順時針方向的力矩被施加于插入體23并且沿z軸方向的力未被施加于插入體23。

總之，感測板25可確定沿插入體23的厚度方向(例如，z軸方向)施加的力的方向和圍繞與插入體23的寬度方向?qū)妮S(例如，x軸方向)施加的力矩的方向。

圖5A、圖5B、圖5C和圖5D是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的當力和力矩被沿各種方向同時施加于傳感器模塊2時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)的剖視圖。

圖5A示出當同時施加沿z軸的正方向的力和沿x軸的逆時針方向的力矩時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖5A，當沿z軸的正方向的力和沿x軸的逆時針方向的力矩被同時施加于插入體23時，插入體23可向第一前傳感器241和第二后傳感器244加壓。在這個示例中，由于沿z軸的正方向的力，由第一前傳感器241感測到的力可大于由第二后傳感器244感測到的力。因此，當由第一前傳感器241和第二后傳感器244感測到力并且由第一前傳感器241感測到的力大于由第二后傳感器244感測到的力時，感測板25可確定沿z軸的正方向的力和沿x軸的逆時針方向的力矩被施加于插入體23。在這個示例中，感測板25可基于由第一前傳感器241感測到的力和由第二后傳感器244感測到的力之間的大小之差是否超過設(shè)置值考慮到傳感器中的誤差和由其它雜項負載引起的誤差而確定是否施加了沿z軸方向的力。

圖5B示出當同時施加沿z軸的正方向的力和沿x軸的順時針方向的力矩時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖5B，當沿z軸的正方向的力和沿x軸的順時針方向的力矩被同時施加于插入體23時，插入體23可向第一后傳感器243和第二前傳感器242加壓。在這個示例中，由于沿z軸的正方向的力，由第一后傳感器243感測到的力可大于由第二前傳感器242感測到的力。因此，當由第一后傳感器243和第二前傳感器242感測到力并且由第一后傳感器243感測到的力大于由第二前傳感器242感測到的力時，感測板25可確定沿z軸的正方向的力和沿x軸的順時針方向的力矩被施加于插入體23。在這個示例中，感測板25可基于由第一后傳感器243感測到的力和由第二前傳感器242感測到的力之間的大小之差是否超過設(shè)置值考慮到傳感器中的誤差和由雜項負載引起的誤差而確定是否施加了沿z軸方向的力。

圖5C示出當同時施加沿z軸的負方向的力和沿x軸的逆時針方向的力矩時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖5C，當沿z軸的負方向的力和沿x軸的逆時針方向的力矩被同時施加于插入體23時，插入體23可向第一前傳感器241和第二后傳感器244加壓。在這個示例中，由于沿z軸的負方向的力，由第一前傳感器241感測到的力可小于由第二后傳感器244感測到的力。因此，當由第一前傳感器241和第二后傳感器244感測到力并且由第一前傳感器241感測到的力小于由第二后傳感器244感測到的力時，感測板25可確定沿z軸的負方向的力和沿x軸的逆時針方向的力矩被施加于插入體23。在這個示例中，感測板25可基于由第一前傳感器241感測到的力和由第二后傳感器244感測到的力之間的大小之差是否超過設(shè)置值考慮到傳感器中的誤差和由雜項負載引起的誤差而確定是否施加了沿z軸方向的力。

圖5D示出當同時施加沿z軸的負方向的力和沿x軸的順時針方向的力矩時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖5D，當沿z軸的負方向的力和沿x軸的順時針方向的力矩被同時施加于插入體23時，插入體23可向第一后傳感器243和第二前傳感器242加壓。在這個示例中，由于沿z軸的負方向的力，由第一后傳感器243感測到的力可小于由第二前傳感器242感測到的力。因此，當由第一后傳感器243和第二前傳感器242感測到力并且由第一后傳感器243感測到的力小于由第二前傳感器242感測到的力時，感測板25可確定沿z軸的負方向的力和沿x軸的順時針方向的力矩被施加于插入體23。在這個示例中，感測板25可基于由第一后傳感器243感測到的力和由第二前傳感器242感測到的力之間的大小之差是否超過設(shè)置值考慮到傳感器中的誤差和由雜項負載引起的誤差而確定是否施加了沿z軸方向的力。

總之，當沿z軸方向的力和圍繞x軸的力矩被同時施加于插入體23時，感測板25可確定該力和力矩的方向。

圖6是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的沿著平面x-z切開的傳感器模塊2的剖視圖。

參照圖6，傳感器模塊2可包括包含插入空間21的容納體20、插入體23、第一傳感器241、第二傳感器242、第五傳感器245、第六傳感器246和分離防止部分26。

布置在插入體23上方的第一傳感器241和第五傳感器245可被稱為第一傳感器組件，并且布置在插入體23下方的第二傳感器242和第六傳感器246可被稱為第二傳感器組件。

插入體23可包括將與第一傳感器241、第二傳感器242、第五傳感器245或第六傳感器246接觸的加壓部分。

加壓部分可包括：左加壓部分233，相對于插入體23的中心被布置在左側(cè)；右加壓部分237，相對于插入體23的中心被布置在右側(cè)。左加壓部分233和右加壓部分237可沿插入體23的厚度方向(例如，沿z軸方向)分別與第一支撐板221和第二支撐板222交疊(或可選地，沿z軸寬度方向布置為對應于第一支撐板221和第二支撐板222)。

插入體23可包括引導槽，該引導槽被構(gòu)造為限制插入體23的移動范圍。引導槽可沿插入體23的厚度方向延伸。分離防止部分26可被插入到引導槽中。例如，引導槽可被布置在插入體23的最厚部分。在上述布置中，通過使引導槽的長度最大化，可獲得插入體23的足夠的移動距離。例如，插入體23可包括：左引導槽235，被布置在左加壓部分233中；右引導槽239，被布置在右加壓部分237中。同時，引導槽的數(shù)量和位置不限于此。例如，可僅在插入體23的中心設(shè)置單個引導槽。

第一傳感器241可被布置在第一支撐板221的內(nèi)表面和左加壓部分233之間。第一傳感器241也可被稱為第一左傳感器。第二傳感器242可被布置在第二支撐板222的內(nèi)表面和左加壓部分233之間。第二傳感器242也可被稱為第二左傳感器。第五傳感器245可被布置在第一支撐板221的內(nèi)表面和右加壓部分237之間。第五傳感器245也可被稱為第一右傳感器。第六傳感器246可被布置在第二支撐板222的內(nèi)表面和右加壓部分237之間。第六傳感器246也可被稱為第二右傳感器。

詳細地講，第一傳感器組件可包括第一左傳感器241和第一右傳感器245，第一左傳感器241和第一右傳感器245被布置為沿插入體23的寬度方向彼此分隔開或沿與插入體23的插入方向垂直的方向彼此分隔開。

類似地，第二傳感器組件可包括第二左傳感器242和第二右傳感器246，第二左傳感器242和第二右傳感器246被布置為沿插入體23的寬度方向彼此分隔開或沿與插入體23的插入方向垂直的方向彼此分隔開。更詳細地講，第二傳感器組件可包括：第二左傳感器242，被構(gòu)造為沿插入體23的厚度方向與第一左傳感器241交疊(或可選地，被沿z軸寬度方向布置為對應于第一左傳感器241)；第二右傳感器246，被構(gòu)造為沿插入體23的厚度方向與第一右傳感器245交疊。

圖7A、圖7B、圖7C和圖7D是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的當力或力矩被沿各種方向施加于傳感器模塊2時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)的剖視圖。

詳細地講，圖7A示出當施加沿z軸的正方向的力時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖7A，當由第一左傳感器241和第一右傳感器245感測到相同大小的力時，感測板25可確定沿z軸的正方向的力被施加于插入體23并且圍繞y軸的力矩未被施加于插入體23。

圖7B示出當施加沿z軸的負方向的力時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖7B，當由第二左傳感器242和第二右傳感器246感測到相同大小的力時，感測板25可確定沿z軸的負方向的力被施加于插入體23并且圍繞y軸的力矩未被施加于插入體23。

圖7C示出當施加沿y軸的逆時針方向的力矩時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖7C，當由第二左傳感器242和第一右傳感器245感測到相同大小的力時，感測板25可確定沿y軸的逆時針方向的力矩被施加于插入體23并且沿z軸方向的力未被施加于插入體23。

圖7D示出當施加沿y軸的順時針方向的力矩時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖7D，當由第一左傳感器241和第二右傳感器246感測到相同大小的力時，感測板25可確定沿y軸的順時針方向的力矩被施加于插入體23并且沿z軸方向的力未被施加于插入體23。

總之，感測板25可確定沿插入體23的厚度方向(例如，z軸方向)施加的力的方向和圍繞與插入體23的長度方向?qū)妮S(例如，y軸方向)施加的力矩的方向。

圖8A、圖8B、圖8C和圖8D是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的當力和力矩被沿各種方向同時施加于傳感器模塊2時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)的剖視圖。

詳細地講，圖8A示出當同時施加沿z軸的正方向的力和沿y軸的逆時針方向的力矩時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖8A，當由第二左傳感器242和第一右傳感器245感測到力并且由第二左傳感器242感測到的力小于由第一右傳感器245感測到的力時，感測板25可確定沿z軸的正方向的力和沿y軸的逆時針方向的力矩被施加于插入體23。

圖8B示出當同時施加沿z軸的正方向的力和沿y軸的順時針方向的力矩時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖8B，當由第一左傳感器241和第二右傳感器246感測到力并且由第一左傳感器241感測到的力大于由第二右傳感器246感測到的力時，感測板25可確定沿z軸的正方向的力和沿y軸的順時針方向的力矩被施加于插入體23。

圖8C示出當同時施加沿z軸的負方向的力和沿y軸的逆時針方向的力矩時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖8C，當由第二左傳感器242和第一右傳感器245感測到力并且由第二左傳感器242感測到的力大于由第一右傳感器245感測到的力時，感測板25可確定沿z軸的負方向的力和沿y軸的逆時針方向的力矩被施加于插入體23。

圖8D示出當同時施加沿z軸的負方向的力和沿y軸的順時針方向的力矩時的傳感器模塊2的操作狀態(tài)。參照圖8D，當由第一左傳感器241和第二右傳感器246感測到力并且由第一左傳感器241感測到的力小于由第二右傳感器246感測到的力時，感測板25可確定沿z軸的負方向的力和沿y軸的順時針方向的力矩被施加于插入體23。

總之，當沿z軸方向的力和圍繞y軸的力矩被同時施加于插入體23時，感測板25可確定該力和力矩的方向。

總結(jié)參照圖1至8D提供的描述，傳感器模塊2可包括：第一傳感器組件，包括非共線地布置的三個第一力傳感器241、243和245；第二傳感器組件，包括三個第二力傳感器242、244和246，所述三個第二力傳感器242、244和246被構(gòu)造為分別與所述三個第一力傳感器241、243和245交疊(或可選地，沿z軸寬度方向布置為分別對應于所述三個第一力傳感器241、243和245)。在上述結(jié)構(gòu)中，感測板25可確定沿插入體23的厚度方向(例如，z軸方向)施加的力的方向以及圍繞與插入體的寬度方向(例如，x軸方向)對應的軸和與插入體23的長度方向(例如，y軸方向)對應的軸施加的兩個力矩的方向。

同時，在假設(shè)力或力矩被施加于插入體23的情況下提供描述。然而，相同描述可適用于力或力矩被施加于容納體20的情況。

圖9是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的傳感器的透視圖，圖10是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的電阻響應于施加于傳感器的力而變化的曲線圖，并且圖11是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的電導響應于施加于傳感器的力而變化的曲線圖。

參照圖9至11，傳感器24可以是力敏電阻(FSR)傳感器。例如，F(xiàn)SR傳感器24可包括：感測板24a，被構(gòu)造為安裝在插入體23和容納體20之間；連接線24b，連接到感測板24a；柔性板24d，被構(gòu)造為包圍感測板24a和連接線24b；連接端子24c，連接到連接線24b并且暴露于柔性板24d的外部。FSR傳感器24可測量垂直力并且具有柔性。另外，F(xiàn)SR傳感器24可不需要單獨的體積大并且較重的電子部件(諸如，例如力/轉(zhuǎn)矩傳感器或放大器)，并且因此，產(chǎn)品的總體體積和重量可減少。

如圖10中所示，F(xiàn)SR傳感器24的電阻可隨著施加的力的增加而減小。圖10是對數(shù)標度曲線圖，并且FSR傳感器24示出當力未被施加時接近無窮大的電阻。

如圖11中所示，當力是“0”時，F(xiàn)SR傳感器24的電導對應于“0”。在圖11中，使用實線指示FSR傳感器24的電導的平均值，并且使用虛線指示FSR傳感器24的電導的誤差的容限。從圖11了解到，F(xiàn)SR傳感器24具有當力未被施加時示出接近無窮大的電阻的特征，并且因此，準確性可朝著力是“0”的點增加。因此，雖然反復地執(zhí)行向插入體或容納體提供力或者從插入體或容納體消除力的處理，但是通過在插入體的兩側(cè)布置未施加預負載的FSR傳感器并且將力是“0”的狀態(tài)設(shè)置為參考點，可利用高可靠性恢復參考點。

在傳統(tǒng)力傳感器中，可測量插入體或容納體的彈性變形，并且因此，可發(fā)生由插入體或容納體的塑性變形引起的誤差。相比之下，在一個或多個示例性實施例中，當測量施加于FSR傳感器24的力時，這種塑性變形的影響可被忽略。詳細地講，通過在插入體的兩側(cè)布置未施加預負載的FSR傳感器并且將力是“0”的狀態(tài)設(shè)置為參考點，可利用高可靠性核查相對于參考點施加力的方向。

圖12是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的運動輔助設(shè)備的正視圖，并且圖13是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的運動輔助設(shè)備1的側(cè)視圖。

參照圖12和13，運動輔助設(shè)備1可由用戶穿戴以輔助用戶的運動。

用戶可對應于人類、動物或機器人。然而，用戶不限于此。另外，雖然圖12示出運動輔助設(shè)備1輔助用戶的大腿的運動的情況，但運動輔助設(shè)備1也可輔助用戶的上身(例如，手、上臂和下臂)的運動。另外，運動輔助設(shè)備1可輔助用戶的下身的另一部分(例如，腳和小腿)的運動。運動輔助設(shè)備1可輔助用戶的一部分的運動。以下，將描述運動輔助設(shè)備1輔助用戶的大腿的運動的情況。然而，示例性實施例不限于此。

運動輔助設(shè)備1可包括固定模塊10、驅(qū)動模塊13、旋轉(zhuǎn)接頭14和支撐模塊15。

固定模塊10可被附著到用戶，并且可覆蓋用戶的外表面。例如，固定模塊10可被附著到用戶的腰部的一側(cè)，并且可包括與用戶的接觸部分對應的彎曲表面。固定模塊10可包括布置在用戶的一側(cè)的第一側(cè)框架11和布置在用戶的另一側(cè)的第二側(cè)框架12。第一側(cè)框架11和第二側(cè)框架12可被相對于彼此拆卸。第一側(cè)框架11和第二側(cè)框架12之間的距離可被調(diào)整為適合用戶的身體條件。

第一側(cè)框架11可包括被構(gòu)造為支撐用戶的一側(cè)的第一支撐構(gòu)件110。第一支撐構(gòu)件110可包括：第一上支撐構(gòu)件111，被構(gòu)造為支撐用戶的上側(cè)；和第一下支撐構(gòu)件112，被構(gòu)造為支撐用戶的下側(cè)。類似于第一側(cè)框架11，第二側(cè)框架12可包括第二上支撐構(gòu)件和第二下支撐構(gòu)件。

驅(qū)動模塊13可提供動將被傳送給旋轉(zhuǎn)接頭14的力。例如，詳細地講，驅(qū)動模塊13可被沿旋轉(zhuǎn)接頭14的側(cè)向方向布置，從而驅(qū)動模塊13的旋轉(zhuǎn)軸線可與旋轉(zhuǎn)接頭14的旋轉(zhuǎn)軸線分隔開。在這個示例中，當與驅(qū)動模塊13和旋轉(zhuǎn)接頭14共享旋轉(zhuǎn)軸線的情況相比時，相對于用戶的突出高度可相對地減小。與該附圖不同，驅(qū)動模塊13可被布置為與旋轉(zhuǎn)接頭14分隔開更遠。在這個示例中，可另外提供動力傳送模塊以從驅(qū)動模塊13向旋轉(zhuǎn)接頭14傳送動力。動力傳送模塊可以是旋轉(zhuǎn)體(諸如，例如齒輪)或縱向構(gòu)件(諸如，例如線、線纜、繩子、橡膠帶、彈簧、皮帶和鏈)。

旋轉(zhuǎn)接頭14可使用從驅(qū)動模塊13接收的動力旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)接頭14可輔助用戶的關(guān)節(jié)部分的運動。旋轉(zhuǎn)接頭14可被布置在在固定模塊10的一側(cè)與用戶的關(guān)節(jié)部分對應的位置。例如，旋轉(zhuǎn)接頭14可被布置在用戶的髖關(guān)節(jié)的一側(cè)。旋轉(zhuǎn)接頭14的一側(cè)可連接到驅(qū)動模塊13，并且旋轉(zhuǎn)接頭14的另一側(cè)可連接到支撐模塊15。

支撐模塊15可支撐用戶的一部分，并且輔助用戶的所述一部分的運動。被構(gòu)造為使用旋轉(zhuǎn)接頭14的轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)的支撐模塊15可包括鉸鏈連接結(jié)構(gòu)，由此耦合到旋轉(zhuǎn)接頭14。在這個示例中，通過鉸鏈連接結(jié)構(gòu)的鉸鏈軸線和旋轉(zhuǎn)接頭14的旋轉(zhuǎn)軸線，支撐模塊15可相對于固定模塊10執(zhí)行兩自由度(DOF)運動。支撐模塊15可包括滑動接頭151、力傳送框架33、施加構(gòu)件30和支撐帶154。

滑動接頭151可將旋轉(zhuǎn)接頭14連接到力傳送框架33，并且使用旋轉(zhuǎn)接頭14的轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)?；瑒咏宇^151可被設(shè)置為沿著力傳送框架33滑動。

力傳送框架33可將力傳送給用戶的一部分。力傳送框架33的一個末端部分可被可旋轉(zhuǎn)地連接到滑動接頭151，并且力傳送框架33的另一末端部分可連接到支撐帶154以將力傳送給用戶的一部分。例如，力傳送框架33可推或拉用戶的大腿。力傳送框架33可沿用戶的大腿的長度方向延伸，并且可彎曲以包圍用戶的大腿的圓周的一部分。力傳送框架33的所述一個末端部分可被布置在用戶的大腿的側(cè)表面上，并且力傳送框架33的所述另一末端部分可被布置在用戶的大腿的前表面上。詳細地講，在力傳送框架33的所述一個末端部分側(cè)的表面可與在力傳送框架33的所述另一末端部分側(cè)的表面正交。

施加構(gòu)件30可連接到力傳送框架33的所述另一末端部分以將力施加于用戶的一部分。例如，施加構(gòu)件30可被沿著用戶的大腿的前表面或沿用戶的大腿的圓周方向布置以推或拉用戶的大腿。施加構(gòu)件30可包括彎曲表面，該彎曲表面與用戶的大腿對應并且被構(gòu)造為從力傳送框架33的所述另一末端部分朝著力傳送框架33的兩側(cè)延伸。

支撐帶154可連接到施加構(gòu)件30的一側(cè)。例如，支撐帶154可被布置為包圍用戶的大腿的至少一部分的圓周，由此防止用戶的大腿與力傳送框架33分離。

同時，可另外提供驅(qū)動模塊和/或支撐模塊。例如，支撐模塊15可延伸到膝蓋，并且另外的旋轉(zhuǎn)接頭可被設(shè)置在在支撐模塊15中與膝關(guān)節(jié)對應的位置。另外，另外的支撐模塊可連接到所述另外的旋轉(zhuǎn)接頭。所述另外的支撐模塊可支撐用戶的小腿，由此輔助用戶的小腿的運動。這里，被構(gòu)造為驅(qū)動所述另外的旋轉(zhuǎn)接頭的驅(qū)動模塊可被布置在所述另外的旋轉(zhuǎn)接頭的一側(cè)，或者可被布置在例如固定模塊10中以與所述另外的旋轉(zhuǎn)接頭分隔開。

圖14是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的沿著平面x-y切開的施加構(gòu)件30的剖視圖。

參照圖14，施加構(gòu)件30可包括插入空間31，力傳送框架33將被插入到插入空間31中。施加構(gòu)件30和力傳送框架33可分別對應于容納體20和插入體23。多個傳感器34可被布置在施加構(gòu)件30和力傳送框架33之間。

例如，所述多個傳感器34可包括第一傳感器341、第二傳感器342和第三傳感器343。第一傳感器341和第二傳感器342可被布置為沿力傳送框架33的長度方向(例如，y軸方向)彼此分隔開。第一傳感器341和第三傳感器343可被布置為沿力傳送框架33的寬度方向(例如，x軸方向)彼此分隔開。第一傳感器341、第二傳感器342和第三傳感器343可被非共線地布置。同時，相對于力傳送框架33，分別與第一傳感器341、第二傳感器342和第三傳感器343交疊的第四傳感器、第五傳感器和第六傳感器可被布置在第一傳感器341、第二傳感器342和第三傳感器343的相對側(cè)。

施加構(gòu)件30和力傳送框架33可分別包括第一分離防止部分336和第二分離防止部分335以防止施加構(gòu)件30和力傳送框架33之間的分離。第一分離防止部分336和第二分離防止部分335可以是例如朝著各對應部分突出的突出部分。第一分離防止部分336和第二分離防止部分335可以能夠使力傳送框架33在預期(或可選地，預定)范圍內(nèi)移動或旋轉(zhuǎn)，同時不與施加構(gòu)件30分離。

施加構(gòu)件30還可包括末端部分39，末端部分39被構(gòu)造為被插入到支撐帶154中。

在上述結(jié)構(gòu)中，可測量由力傳送框架33施加于用戶的大腿的力或力矩。詳細地講，可測量沿z軸方向的力的方向以及圍繞x軸和y軸的力矩的方向。

圖15是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的沿著平面y-z切開的施加構(gòu)件30的剖視圖。

參照圖15，布置在力傳送框架33上方的第一傳感器341和第二傳感器342可被稱為第一傳感器組件，布置在力傳送框架33下方的第四傳感器344和第五傳感器345可被稱為第二傳感器組件。根據(jù)位置，第一傳感器341可被稱為第一前傳感器，并且第二傳感器342可被稱為第一后傳感器。類似地，第四傳感器344可被稱為第二前傳感器，并且第五傳感器345可被稱為第二后傳感器。

力傳送框架33可包括：插入板331；加壓部分，將與第一傳感器341、第二傳感器342、第四傳感器344或第五傳感器345接觸。加壓部分可包括：前加壓部分333，接近插入板331的露出部分；后加壓部分334，與插入板331的露出部分相距較遠。

在上述結(jié)構(gòu)中，類似于參照圖4A至5D提供的描述，可確定沿施加構(gòu)件30的厚度方向(例如，z軸方向)施加的力的方向和圍繞與施加構(gòu)件30的寬度方向?qū)妮S(例如，x軸方向)施加的力矩的方向。

圖16是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的沿著平面x-z切開的施加構(gòu)件30和力傳送框架33的剖視圖。

參照圖16，布置在力傳送框架33上方的第三傳感器343和第一傳感器341可被稱為第一傳感器組件，并且布置在力傳送框架33下方的第六傳感器346和第四傳感器344可被稱為第二傳感器組件。根據(jù)位置，第三傳感器343可被稱為第一左傳感器，并且第一傳感器341可被稱為第一右傳感器。類似地，第六傳感器346可被稱為第二左傳感器，第四傳感器344可被稱為第二右傳感器。

力傳送框架33可包括：插入板331；加壓部分，將與第一傳感器341、第三傳感器343、第四傳感器344或第六傳感器346接觸。加壓部分可包括：左加壓部分337，被構(gòu)造為與第三傳感器343和第六傳感器346交疊；右加壓部分333，被構(gòu)造為與第一傳感器341和第四傳感器344交疊。

在上述結(jié)構(gòu)中，類似于參照圖7A至8D提供的描述，可確定沿施加構(gòu)件30的厚度方向(例如，z軸方向)施加的力的方向和圍繞與施加構(gòu)件30的長度方向?qū)妮S(例如，y軸方向)施加的力矩的方向。

總結(jié)參照圖15和16提供的描述，根據(jù)至少一個示例性實施例的運動輔助設(shè)備可包括：第一傳感器組件，包括非共線地布置的三個第一力傳感器341、342和343；第二傳感器組件，包括三個第二力傳感器344、345和346，所述三個第二力傳感器344、345和346被構(gòu)造為分別與所述三個第一力傳感器341、342和343交疊(或可選地，沿z軸寬度方向布置為對應于所述三個第一力傳感器341、342和343)。在上述結(jié)構(gòu)中，感測板可確定沿施加構(gòu)件30的厚度方向(例如，z軸方向)施加的力的方向以及圍繞與施加構(gòu)件30的寬度方向?qū)妮S(例如，x軸方向)和與施加構(gòu)件30的長度方向?qū)妮S(例如，y軸方向)施加的兩個力矩的方向。

以上已描述力傳送框架和施加構(gòu)件將力施加于用戶的大腿的情況。然而，力傳送框架和施加構(gòu)件也可將力施加于用戶的另一部分。例如，力傳送框架和施加構(gòu)件可將力施加于用戶的小腿。在這個示例中，力傳送框架的一端可連接到與用戶的膝關(guān)節(jié)對應的接頭，并且力傳送框架的另一端可連接到將力施加于用戶的小腿的施加構(gòu)件。在另一示例中，力傳送框架和施加構(gòu)件可將力施加于用戶的腳。在這個示例中，力傳送框架的一端可連接到與用戶的踝關(guān)節(jié)對應的接頭，并且力傳送框架的另一端可連接到將力施加于用戶的腳的施加構(gòu)件。

圖17是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的傳感器模塊4的透視圖，圖18是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的傳感器模塊4的分解透視圖。

參照圖17和18，傳感器模塊4可包括：容納體40，包括插入空間41；插入體43，將被布置在插入空間41中；上傳感器441，包括上感測板441a和上傳感器連接線441b；下傳感器442，包括下感測板442a和下傳感器連接線442b；感測板45，連接到上傳感器連接線441b和下傳感器連接線442b。

容納體40可包括：上支撐板421，被布置在插入體43上方；下支撐板422，被布置在插入體43下方；第一連接部分48，將連接到插入體43。

插入體43可包括：插入板431，將被布置在插入空間41中；第二連接部分49，將連接到第一連接部分48。

插入板431可包括橫截面面積減少部分431a，橫截面面積減少部分431a具有比剩余部分小的橫截面面積。相對于插入板431中與上感測板441a和下感測板442a交疊的部分，橫截面面積減少部分431a可被布置在施加外力的部分的相對側(cè)。在上述布置中，由外力導致的插入板431的變形的程度可增加，并且因此，傳感器模塊4的靈敏度可提高。詳細地講，橫截面面積減少部分431a可被布置在第二連接部分49以及插入板431中與上感測板441a和下感測板442a交疊的部分之間。

第二連接部分49可連接到第一連接部分48。詳細地講，插入體43可連接到容納體40。更詳細地講，插入體43可具有懸臂的形狀，其一端是自由端并且另一端是固定端。插入體43和容納體40可被形成為整體。上述形狀可在不使用插入體43的單獨的引導裝置的情況下防止插入體43與容納體40分離。

圖19是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的傳感器模塊5的透視圖。

參照圖19，傳感器模塊5可包括：插入空間51；容納體50，包括支撐板52和第一連接部分58；插入體53，將被布置在插入空間51中并且包括第二連接部分59；傳感器54，被布置在插入體53和容納體50之間；感測板55，連接到傳感器54。

圖20是示出根據(jù)至少一個示例性實施例的傳感器模塊6和包括傳感器模塊6的機械臂的示圖。

參照圖20，機械臂可包括：第一臂a1；第二臂a2，被構(gòu)造為相對于第一臂a1移動；手部h，連接到第二臂a2。第一臂a1、第二臂a2和手部h中的至少一個可包括傳感器模塊6，傳感器模塊6連接到與其相鄰的第一臂a1、第二臂a2和手部h中的另一個。以下，將描述這樣的情況：第二臂a2包括傳感器模塊6，傳感器模塊6連接到手部h。

傳感器模塊6可包括容納體60、插入體63、第一傳感器641和第二傳感器642。容納體60和插入體63中的一個可連接到手部h，并且容納體60和插入體63中的另一個可連接到容納體60和插入體63中的所述一個。以下，將描述這樣的情況：插入體63連接到手部h，并且容納體60連接到插入體63。

容納體60可包括彼此分隔開的第一支撐板621和第二支撐板622，并且形成在第一支撐板621和第二支撐板622之間的空間可被定義為插入空間61。

插入體63可連接到手部h并且被布置在插入空間61中。例如，插入體63的一端連接到手部h，并且插入體63的另一末端部分可連接到插入空間61的內(nèi)壁。

第一傳感器641可被布置在插入體63和第一支撐板621之間，并且包括第一感測板641a和第一傳感器連接線641b。

第二傳感器642可被布置在插入體63和第二支撐板622之間，并且包括第二感測板642a和第二傳感器連接線642b。

在上述結(jié)構(gòu)中，可感測關(guān)于通過手部h施加于第二臂a2的外力的信息。如上所述，傳感器模塊6可被設(shè)置在各種機器人(諸如，例如操縱器、康復裝置、社交機器人、偵察機器人和工業(yè)機器人)的臂中。關(guān)于施加于臂的外力的信息可由傳感器模塊6感測。

圖21示出根據(jù)至少一個示例性實施例的控制器。

參照圖1、圖14和圖21，傳感器34可連接到控制器2100。

控制器2100可包括存儲器2110、處理器2120、輸入/輸出(I/O)裝置2130和連接存儲器2110、處理器2120、輸入/輸出(I/O)裝置2130的總線2140?？刂破?100可被安裝在例如感測板25上。

I/O裝置2130可包括傳送器和/或接收器。傳送器可包括用于將信號(包括例如數(shù)據(jù)信號和/或控制信號)傳送給驅(qū)動器13的硬件和任何必要的軟件。接收器可包括用于從傳感器34接收信號(包括例如數(shù)據(jù)信號和/或控制信號)的硬件和任何必要的軟件。

存儲器2110可以是非易失性存儲器、易失性存儲器、硬盤、光盤和上述裝置中的兩個或更多個裝置的組合。存儲器可以是非暫時性計算機可讀介質(zhì)。非暫時性計算機可讀介質(zhì)也可以是分布式網(wǎng)絡(luò)，以使得以分布式方式存儲和執(zhí)行程序指令。非易失性存儲器可以是只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)或閃存。易失性存儲器可以是隨機存取存儲器(RAM)。

處理器2120可由布置在印刷電路板上的至少一個半導體芯片實現(xiàn)。處理器320可以是算術(shù)邏輯單元、數(shù)字信號處理器、微型計算機、現(xiàn)場可編程陣列、可編程邏輯單元、微處理器或能夠以限定的方式對指令做出響應以及執(zhí)行指令的任何其它裝置。

處理器320可被利用指令編程，該指令將處理器320配置成專用計算機以基于由傳感器34提供的信息經(jīng)I/O裝置2130傳送用于控制驅(qū)動器13的控制指令，從而控制器2100基于由傳感器34測量的力控制向用戶提供的輔助轉(zhuǎn)矩。

在此描述的單元和/或模塊可使用硬件組件和軟件組件被實施。例如，硬件組件可包括：麥克風、放大器、帶通濾波器、音頻數(shù)字轉(zhuǎn)換器和處理裝置。處理裝置可使用一個或多個硬件裝置被實施，其中，所述一個或多個硬件裝置被配置為通過執(zhí)行算術(shù)、邏輯和輸入/輸出操作來執(zhí)行和/或運行程序代碼。處理裝置可包括：處理器、控制器和算術(shù)邏輯單元、數(shù)字信號處理器、微計算機、現(xiàn)場可編程陣列、可編程邏輯單元、微處理器或能夠以限定的方式響應和執(zhí)行指令的任何其它裝置。處理裝置可運行操作系統(tǒng)(OS)以及一個或多個在OS上運行的軟件應用。處理裝置還可響應于軟件的運行而訪問、存儲、操作、處理和創(chuàng)建數(shù)據(jù)。為了簡潔的目的，對處理裝置的描述被用作單數(shù)；然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，處理裝置可包括多個處理元件以及多種類型的處理元件。例如，處理裝置可包括多個處理器或一個處理器和一個控制器。此外，不同的處理配置是可行的，例如，并行處理器。

軟件可包括用于獨立地或共同地命令和/或配置處理裝置按照需要進行操作的計算機程序、一段代碼、指令或它們的一些組合，從而將處理裝置轉(zhuǎn)換為專用處理器?？稍谌魏晤愋偷臋C器、組件、物理或虛擬設(shè)備、計算機存儲介質(zhì)或裝置中或者以能夠?qū)⒅噶罨驍?shù)據(jù)提供給處理裝置或被處理裝置解釋的傳輸信號波來永久地或暫時地實施軟件和數(shù)據(jù)。軟件還可被分布在聯(lián)網(wǎng)的計算機系統(tǒng)中，從而以分布式存儲和執(zhí)行軟件?？赏ㄟ^一個或多個非暫時性計算機可讀記錄介質(zhì)來存儲軟件和數(shù)據(jù)。

根據(jù)上述示例實施例的方法可被記錄在包括程序指令的非暫時性計算機可讀介質(zhì)中以實現(xiàn)上述示例實施例的各種操作。介質(zhì)還可包括單獨的或與程序指令結(jié)合的數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。記錄在介質(zhì)上的程序指令可以是針對示例實施例的目的而專門設(shè)計和構(gòu)造的那些程序指令，或者它們可以是對計算機軟件領(lǐng)域的技術(shù)人員公知和可用的類型。非暫時性計算機可讀介質(zhì)的示例包括：磁介質(zhì)(例如，硬盤、軟盤和磁帶)；光介質(zhì)(例如，CD ROM盤、DVD和/或藍光光盤)；磁光介質(zhì)(例如，光盤)；和專門配置為存儲和執(zhí)行程序指令的硬件裝置(例如，只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、閃存(例如，USB閃速驅(qū)動器、存儲卡、記憶棒等)等)。程序指令的示例包括機器代碼(例如，由編譯器所產(chǎn)生的)和包含計算機使用解釋器可執(zhí)行的高級代碼的文件。上述裝置可被配置為充當一個或多個軟件模塊以執(zhí)行上述示例實施例的操作，反之亦然。

以上已經(jīng)描述了多個示例實施例。然而，應理解，可對這些示例實施例進行各種修改。例如，如果以不同的順序執(zhí)行描述的技術(shù)，和/或如果描述的系統(tǒng)、架構(gòu)、裝置或電路中的組件以不同的方式組合和/或被其它組件或其等同物代替或補充，則可實現(xiàn)合適的結(jié)果。因此，其它實施方式落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)。