[发明专利]一种用于假肢膝踝关节的控制方法

摘要

本发明一种用于假肢膝踝关节的控制方法，涉及假肢膝关节，步骤是：先通过试验确定在该假肢膝关节上安装霍尔传感器的位置，并安装三个霍尔传感器，在假肢膝关节后盖的凹槽处安装控制器，该控制器根据上述三个霍尔传感器的信号变化判断并识别不同步态；根据第一步对步态的识别，控制器根据霍尔传感器的信号变化判断不同步态，在不同步态控制膝关节电机和踝关节电机上下运动，在不同步态和不同步速产生不同的阻尼，由此实现对步态的控制，使得膝踝协调，克服了现有技术的智能假肢存在步态不协调、假肢容易损坏和穿戴者能耗大的缺陷。

主权项

一种用于假肢膝踝关节的控制方法，其特征在于步骤如下：第一步，对步态的识别在由膝关节针阀、控制器、膝关节活塞、膝关节气缸缸体、内嵌于膝关节活塞中的磁体、膝关节电机和四连杆机构构成的假肢膝关节上安装霍尔传感器以对步态的识别，其方法是：通过试验确定在该假肢膝关节上安装霍尔传感器的位置，并分别安装三个霍尔传感器，具体操作步骤是：将假肢膝关节完全伸展时的膝关节活塞位置作为膝关节锁死位置，在此处安装第一个霍尔传感器；当脚跟着地时，假肢开始弯曲，该霍尔传感器会跳变成高电平，此时刻即为脚跟着地时刻，在前脚掌处安装压力传感器，假肢膝关节的可旋转轴处安装角度传感器，通过实验记录下不同步速下压力传感器信号上升沿时刻对应的膝关节角度，将记录下的膝关节角度值进行曲线拟合处理，再根据假肢膝关节活塞位置和膝关节角度的曲线关系得出对应的膝关节活塞位置，此时的膝关节活塞位置即为踝关节足平时刻对应的膝关节活塞位置，在此处安装第二个霍尔传感器；最后确定进入摆动期的时刻，进入摆动期的时刻即为足尖离地时刻，应用上述前脚掌处安装的压力传感器和假肢膝关节的可旋转轴处安装的角度传感器，通过实验记录下不同步速下压力传感器信号下降沿时刻对应的膝关节角度，将记录下的膝关节角度值进行曲线拟合处理，再根据假肢膝关节活塞位置和膝关节角度的曲线关系得出对应的膝关节活塞位置，此时的膝关节活塞位置即为假肢膝关节进入摆动期对应的膝关节活塞位置，在此处安装第三个霍尔传感器，并以此确定假肢膝关节进入摆动期的时刻；在假肢膝关节后盖的凹槽处安装控制器，该控制器根据上述三个霍尔传感器的信号变化进行对步态的识别，并判断不同步态；第二步，对步态的控制根据第一步对步态的识别，控制器根据霍尔传感器的信号变化判断不同步态，在不同步态控制膝关节电机和踝关节电机上下运动，膝关节电机和膝关节针阀放在一起，踝关节电机和踝关节针阀放在一起，进而带动膝关节针阀和踝关节针阀上下运动，从而控制气流量产生不同阻尼，上述膝关节和由踝关节针阀、踝关节活塞、踝关节气缸缸体和踝关节电机构成的踝关节在不同步态分别产生不同的阻尼，在脚跟着地时刻，该踝关节上的阻尼调整至控制器中储存的相应步速下的阻尼值，同时上述膝关节上的阻尼调整至最大，在该踝关节足平时刻，踝关节上的阻尼调整至最大，同时上述膝关节上的阻尼仍然保持最大，在摆动期，根据行走速度调整上述膝关节的阻尼，实现步速调整，此时该踝关节阻尼保持最大，在支撑期膝关节伸展时，膝关节和踝1关节的阻尼均调整至最大，由此实现对步态的 控制。