[发明专利]具有主缩肌-拮抗肌激励的动力人造膝

说明书

相关申请

本申请要求2010年1月30日申请的第61/148,545号美国临时申请的优先权，其全部内容在此合并引入作为参考。

本申请是同时待决的2009年10月29日申请的第12/608,627号美国专利申请的部分继续申请，第12/608,627号申请是2006年12月19日申请的第11/642,993号美国专利申请的继续申请，第11/642,993号申请目前已被放弃，其要求2005年12月19日申请的第60/751,680号目前已期满的美国临时专利申请的优先权，并且，它是下面列出的第11/395,448、11/495,140和11/600,291号以及第11/499,853号(现美国专利号为7,313,463)的美国专利申请的部分继续申请，第11/499,853号申请要求2005年8月4日申请的第60/705,651号美国临时专利申请的申请日的优先权，并且是下面列出的第11/395,448号美国专利申请的部分继续申请，其全部内容在此合并引入作为参考。

本申请也是Hugh M.Herr、Daniel Joseph Paluska和Peter Dilworth于2006年3月31日申请的第11/395,448号、题名为“使用致动器、弹簧和可变阻尼元件的人造肢体和关节”的美国专利申请的部分继续申请。序列号为11/395,448的美国专利申请要求2005年3月31日申请的第60/666,876号美国专利申请的申请日的优先权，以及2005年8月1日申请的第60/704,517号美国专利申请的申请日的优先权。

本申请还是Hugh M.Herr、Samuel K.Au、Peter Dilworth和Daniel Joseph Paluska于2006年7月29日申请的第11/495,140号、题名为“具有弹簧、可变阻尼和串联弹性致动器组件的人造踝—足系统”的美国专利申请的部分继续申请。第11/495,140号美国专利申请要求2005年8月1日申请的第60/704,517号美国专利申请的申请日的优先权，并且也是第11/395,448号美国专利申请的部分继续申请。

本申请还是Hugh M.Herr、Conor Walsh、Daniel Joseph Paluska、Andrew Valiente、Kenneth Pasch和William Grand于2006年11月15日申请的第11/600,291号、题名为“用于跑和走的外骨骼”的美国专利申请的部分继续申请。第11/600,291号美国专利申请要求2005年11月15日申请的第60/736,929号美国临时专利申请的申请日的优先权，并且是第11/395,448、11/499,853和11/495,140号美国专利申请的部分继续申请。

本申请要求前述每件专利申请的申请日的优先权，并在此将每件前述申请的内容合并引入作为参考。

关于联合研究或开发的声明

本发明基于由美国退役军人管理局授予的编号为VA241-P-0026的美国政府资助而完成。政府在本发明中具有某些权利。

技术领域

本发明涉及用于假体、外骨骼、矫正或机器人装置中的人造关节和肢体，特别地，涉及动力人造膝关节。

背景技术

大多数商品化的下肢假体和矫形器是被动的，并且不能提供主动机械能，以在步态周期中复制关节生物力学。动力膝系统设计的现存方法主要集中在利用单马达传动系统直接与关节耦接。然而，为了甚至在平地步行期间完全模拟生物膝关节的机械特性，这种直接驱动设计需要高电能消耗。缺乏能量节约的一个原因在于对腿的被动动力以及腱类结构的弹性能量存储和恢复利用不充分。

用于膝上截肢者的膝假体可以被分为三个主要类型：被动型、可变阻尼型和动力型。被动型膝假体不需要为它们的操作提供能量，并且通常比可变阻尼型假体对环境干扰的适应能力要差。可变阻尼型膝确实需要能量源，但仅能调整阻尼水平，而动力型膝假体能够起到非守恒的主动膝的作用。

可变阻尼型膝在机械被动设计方面提供了很多优势，包括增强膝对于不同步行速度的稳定性和适应性。虽然可变阻尼型膝在纯被动膝结构方面提供了一些优势，但是，它们却不能产生主动机械能，并因此不能复制人类膝关节的主动工作阶段，例如站—坐动作、平地行走以及楼梯/斜坡上升行走。这并不奇怪，经股截肢者在使用可变阻尼型膝技术时会遇到临床问题，例如，不对称的步态型、缓慢的步速，以及相比于非截肢者而言需要更高的代谢能量。

发明内容