[发明专利]矫形外科技术装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种矫形外科技术装置，尤其是矫正器或假肢，具有可彼 此相对摆动地被支承着的部件。

背景技术

具有两个铰接地相连接并且可彼此相对摆动地被支承着的部件的矫形 外科技术装置对于确定的应用情况配备有传感器和执行机构。基于所测定 的传感器数据，可在矫形外科技术装置上进行变化，例如可根据所测定的 传感器数据改变关节的阻尼特性。支持运动的措施也可通过执行机构引入 或者矫形外科技术装置仅配备有传感器，这些传感器的传感器信号例如可 无线地传递给接收器。由此，在用于对应的假肢使用者期间可监测或检验 所述装置，由此可较简单地进行必要时所需的适配。

通常给传感器或执行机构或发送装置供应蓄电池的电能，蓄电池在确 定的时间段上保证无故障的工作。该时间段包括一天的通常的活动时间段， 而蓄电池在非活动时间段期间充电。对于矫形外科技术装置的工作来说可 使用的蓄电池不仅在其结构尺寸方面而且在其重量方面受到限制，因为在 矫形外科技术装置中应安装尽可能小且轻的部件。由此，蓄电池的充电容 量受限制。因此问题在于，超过最低配备设置附加的传感器或执行机构或 者设置运动的有效支持。使用时间也受到限制。

由US 5,703,474已经公知，将机械力转化成电能并且由此对蓄电池充 电。也已经公知，使用在奔跑时通过人的重量而产生的地面反力来压电地 获得能量。在IEEE-MICRO的2001年五月～六月分册第30～42页中描述 了一种压电装置，该压电装置安置在鞋底上的挠性薄膜上。所获得的能量 用于对鞋底照明。可通过在挠性薄膜上使用压电元件而获得的电能微不足 道，因此不适于在矫形外科技术装置中使用。

发明内容

本发明的任务在于，这样改进具有两个可彼此相对摆动地被支承着的 部件和必要时配置给这些部件的传感器或执行机构的矫形外科技术装置， 使得保证足够的能量供应并且实现尽可能轻的结构。

该任务通过具有权利要求1的特征的矫形外科技术装置来解决。本发 明的有利的构型和进一步构型在从属权利要求中予以描述。

根据本发明的矫形外科技术装置具有两个可彼此相对摆动地被支承着 的部件，该矫形外科技术装置提出，在该矫形外科技术装置上设置有一个 用于产生电能的发电机。发电机通过传递装置驱动，该传递装置传递这两 个部件彼此间的相对运动。在矫形外科技术装置运动时，尤其是在行走时， 在关节内部短期地提供呈弯矩形式的相对高的能量值。这种高的能量值由 在体重着地和制动时的脉冲以及对应的关节上的杠杆比例产生。在例如上 肢上的其它假肢装置或矫正器装置中，或者在腰矫正器中，也可产生高的 弯矩。为了可利用这种短时的能量输入，设置有一个传递装置，该传递装 置这样变换平移运动或旋转运动，使得用于产生电能的发电机优选被驱动 得转动。该驱动优选这样进行：对于发电机的驱动轴仅允许一个转动方向， 以便使发电机转动方向换向的投入最小化。也可通过在仅一个转动方向上 驱动来使力储存器、尤其是弹簧较容易地被加载、尤其是被张紧和被有效 使用。发电机优选构造成交流发电机，该交流发电机固定在矫正器或假肢 上并且给消耗能量的部件、例如执行机构或传感器供应能量。发电机在此 按照电磁感应的电机原理工作，作为替换方案，也可构造成直流发电机。

通过发电机提供能量的进一步稳定这样来实现：在发电机前面连接有 一个力储存器。力储存器优选构造成弹簧，尤其是构造成螺线弹簧或螺旋 弹簧并且用于平顺或者说用于吸收运动脉冲。这样的弹簧已由钟表制造业 充分公知并且只要弹簧的预张紧力足够高就保证发电机必要时通过传动装 置以相应高的转速工作。因为通过力储存器不仅使传动装置而且使发电机 保持运动，所以不产生静摩擦效应或起动损失，这使得效率进一步提高。 为了提高效率以及为了使发电机的驱动稳定，在该发电机前面优选连接有 一个传动装置，该传动装置将两个可彼此相对摆动的部件的相对短的运动 距离转变成与发电机相适配的转速。

本发明的一个进一步构型提出，给发电机配置一个闭锁装置，当力储 存器具有过小的力水平时，该闭锁装置使发电机的驱动闭锁。由此保证例 如在弹簧力储存器的情况下仅从弹簧最小张紧起使发电机工作。这可通过 发电机、力储存器或连接在中间的传动装置的机械闭锁器或者通过使发电 机闭锁的电闭锁线路、例如短接线路来进行。