[发明专利]一种微电脑控制的无源自助膝关节

说明书

本发明公开了一种新型微电脑控制的无源自助膝关节，包括膝关节摆件、驱动机构、控制阀、止回阀、传感器和微电脑控制器，漆关节摆件接收到来自髋关节屈肌和伸肌力量，驱动驱动机构运动，根据髋关节屈肌和伸肌的力度，通过传感器将信号传递给微电脑控制器，微电脑控制器发指令控制控制阀、止回阀的连接情况，从而确保能按穿戴者的意愿完成要求的步态。本发明以多轴假肢膝关节运动控制和智能操作，实现了使膝关节适应外部环境的变化，能根据穿戴者的意愿完成行走的目的。

技术领域

本发明涉及于生物医学工程和康复辅具技术领域，具体涉及一种新型微电脑控制的无源自助膝关节。

背景技术

21世纪，假肢技术发展迅速，伴随着生活品质的提高，截肢患者对下肢假肢的要求也不断提高。目前市场上大部分大腿假肢为被动式，被动式大腿假肢又可分为普通型和智能型两种。普通型被动式大腿假肢膝关节阻尼力矩大小在安装时设定，难以适应步速等外部环境的变化，无法根据穿戴者的意愿完成行走。在步行过程中，下肢运动模式非常复杂，腿的总长以及膝关节的速度瞬心都是实时变化的。单轴膝关节机构的运动瞬心是固定的，无法模拟人腿膝关节的运动瞬心变化。但是目前的多轴膝关节机构需要的动能较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种由多轴假肢膝关节运动控制的智能操作的新型微电脑控制的无源自助膝关节。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型微电脑控制的无源自助膝关节，包括膝关节摆件、驱动机构、控制阀、止回阀、传感器和微电脑控制器，膝关节摆件设置在用户身上，膝关节摆件与驱动机构连接，传感器分别设置在用户和驱动机构上，膝关节摆件用于接收到来自髋关节屈肌和伸肌力量，传感器用于将从膝关节摆件接收到的信号传送到微电脑控制器，所述微电脑控制器分别与驱动机构、控制阀、止回阀和传感器通讯连接，所述驱动机构用于为所述新型微电脑控制的无源自助膝关节提供驱动力；所述止回阀和控制阀分别设置在驱动机构上，止回阀和控制阀连接，所述控制阀包括第一控制阀和第二控制阀，用于根据穿戴者的要求控制步距的大小；所述止回阀包括第一止回阀和第二止回阀，用于锁定所述新型微电脑控制的无源自助膝关节，保持穿戴者的步态，所述第一控制阀和第一止回阀连接，控制第二控制阀和第二止回阀连接。

当穿戴者站立时，传感器接收到来自髋关节屈肌和伸肌力量信号发送至微电脑控制器，此时微电脑控制器控制第一控制阀工作，第二控制阀截止，通过第一止回阀，保持穿戴者站立的姿态。

当穿戴者需要前行时，此时穿戴者重心改变，使左足的传感器失去压力，信号消失，微电脑控制器控制第一控制阀截止，第二控制阀工作，左足在髋关节伸肌的作用下，按穿戴者的意愿向前迈出N厘米距离左足落地，髋关节伸肌的伸展力量带动驱动机构的气压缸和、或液压缸中的气和、或液体运动，左足的传感器先后受压，发出信号，第二控制阀截止，第一控制阀工作。

同时右足受左足的影响向后伸，使得右足的第一压力传感器、第二压力传感器先后失去压力，而信号消失，微电脑控制器控制右足的第一控制阀截止，第二控制阀工作，在右髋关节的屈肌作用下，使有关节弯曲，随后带动驱动机构的气压缸和、或液压缸中的气和、或液体运动，带动右足前行，右足落地，传感器得到信号，右足的第二控制阀截止，右足的第一控制阀工作。如此往复根据穿戴者的意愿完成行走。

进一步，所述驱动机构包括气压缸和、或液压缸，所述气压缸和、或液压缸分别和膝关节摆件和传感器连接。气压缸将气压能转化为机械能，液压缸能将液压能转为机械能，两者任一或者两者组合起来都能为所述微电脑控制的无源自助膝关节提供驱动力。

再进一步，所述传感器包括霍尔传感器和压力传感器，所述霍尔传感器包括第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，均设置在驱动机构的气压缸和、液压缸上，所述压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器设置在穿戴者足底后部；第二压力传感器设置在穿戴者足底前部。