[发明专利]一种主动控制假肢膝踝关节运动的液压回路

说明书

本发明公开了一种主动控制假肢膝踝关节运动的液压回路，属于假肢与矫形器技术领域。所述液压回路具体包括电动机、液压泵、第三单向阀、第四单向阀、第一单向阀、第二单向阀、第三蓄能器、第四蓄能器、第一蓄能器、第二蓄能器、第二三位四通阀、第一三位四通阀、第一常闭开关阀、第一阻尼阀、第二阻尼阀、第二常闭开关阀、旁路阻尼阀、单出杆液压缸、双出杆液压缸、膝关节进油管路、膝关节出油管路、踝关节进油管路、踝关节出油管路、第一管路、第二管路、第三管路和第四管路。本发明所提供的液压回路具有功率密度大，输出能量大，利用蓄能器可以有效储存能量，利用阻尼阀可以灵活控制缓冲能力等特点，可以显著提高假肢的性能。

技术领域

本发明属于液压控制技术领域，涉及一种假肢与矫形器的液压控制技术，具体地说，是指一种主动控制假肢膝踝关节运动的液压回路。

背景技术

现今，由于交通事故、疾病等原因使得下肢截肢的群体数量逐渐增多，而对于下肢截肢者而言，目前常见的补偿其行走能力缺陷的方式是轮椅、拐杖和假肢。然而，轮椅占地面积较大，并且行走范围有限，无法进行楼梯行走等，需要人辅助。拐杖的使用占用了人双手的功能，并且对使用者的身体有很大的压迫感。相较而言，穿戴假肢可以达到人体缺失功能的代偿，且在装饰性和行走舒适性等方面具有优势。

目前，市面上有各种不同的关节假肢，按照人体的弥补部位来看，主要包括：踝关节假肢和膝关节假肢。而按是否有主动驱动力分类，主要有被动假肢和主动假肢。在踝关节假肢中，被动踝关节假肢利用橡胶、碳纤维等弹性材料制作脚板，或在机构中引入弹簧等储能器件使得脚的整体具有一定弹性，起到减震和适应道路的作用。但由于被动踝关节假肢无动力源，存在截肢患者行走与正常肢体运动轨迹不匹配问题，主动式踝关节假肢可以有效解决这一问题。在膝关节假肢中，为了适应穿戴者的多种动作，例如屈腿等，使得步态更为自然，多为主动式膝关节假肢，但相应的踝关节部分使用的是被动式踝关节。

发明内容

为了有效提升假肢的功能和性能，使得穿戴者的步态更为自然，假肢的适应能力更强，本发明提供一种主动控制假肢膝踝关节运动的液压回路，具体为一种结构合理，工作性能好的主动式膝踝关节结合的液压驱动回路，所述液压回路需要能输出足够的峰值功率以满足正常行走的需求，同时能有较低的功耗以满足对续航的要求，具有功率密度大，输出能量大，利用蓄能器可以有效储存能量，利用阻尼阀可以灵活控制缓冲能力等特点，可以显著提高假肢的性能。

本发明提供的一种主动控制假肢膝踝关节运动的液压回路，所述的液压回路包括膝关节回路和踝关节回路，具体包括电动机、液压泵、第三单向阀、第四单向阀、第一单向阀、第二单向阀、第三蓄能器、第四蓄能器、第一蓄能器、第二蓄能器、第二三位四通阀、第一三位四通阀、第一常闭开关阀、第一阻尼阀、第二阻尼阀、第二常闭开关阀、旁路阻尼阀、单出杆液压缸、双出杆液压缸、膝关节进油管路、膝关节出油管路、踝关节进油管路、踝关节出油管路、第一管路、第二管路、第三管路和第四管路。

所述第一三位四通阀具有P₁口、T₁口、A₁口和B₁口，在第一三位四通阀处于中位时，第一三位四通阀的P₁口和A₁口均截止，第一三位四通阀的T₁口和B₁口连通；在第一三位四通阀处于左位时，第一三位四通阀的P₁口和A₁口连通，第一三位四通阀的T₁口和B₁口连通；在第一三位四通阀处于右位时，第一三位四通阀的P₁口和B₁口连通，第一三位四通阀的T₁口和A₁口连通。