[发明专利]半驱动式大腿假肢膝关节

权利要求书

1.一种半驱动式假肢膝关节设备，用于连接到截肢者的膝上残余下肢，并可在驱动和非驱动模式下操作，该设备包括：

小腿连接件，用于连接到人工足；

大腿连接件，用于连接到截肢者的膝上残余下肢；

膝关节机构，该膝关节机构连接所述大腿连接件和所述小腿连接件，并使所述大腿连接件和所述小腿连接件能够相对于彼此进行弯曲和伸展运动；

液压扭矩发生器，该液压扭矩发生器置于所述大腿连接件和所述小腿连接件之间；

液压动力单元，包括液压阀回路、液压泵和电动机，其中所述液压阀回路液压连接到所述扭矩发生器，所述电动机机械连接到所述液压泵；

电源，用于向所述电动机提供电能；

至少一个传感器，用于感应与所述小腿连接件、所述大腿连接件和所述膝关节机构中的其中一个相关联的操作；

连接到电源和液压动力单元的信号处理器，该信号处理器基于从所述至少一个传感器处接收的信号来控制液压动力单元的操作，

其中，当所述半驱动式假肢膝关节设备在其驱动模式下操作时，电能从所述电源转移到所述电动机，以驱动液压泵，使液压泵在信号处理器的控制下为所述扭矩发生器提供工作液流，从而在所述小腿连接件和所述大腿连接件之间产生扭矩，当所述半驱动式假肢膝关节设备在其非驱动模式下操作时，所述液压阀回路调节所述扭矩发生器中液流的阻力，使得所述半驱动式假肢膝关节设备在没有任何电能从所述电源转移到所述电动机的条件下进行操作。

2.根据权利要求1所述的半驱动式假肢膝关节设备，其特征在于：所述半驱动式假肢膝关节在功率再生模式下是可操作的，在该模式下，所述液压泵液压连接至所述扭矩发生器，并且，至少一部分来自所述扭矩发生器的液压流流向所述液压泵、引起所述电动机转动并产生电能。

3.根据权利要求1所述的半驱动式假肢膝关节设备，其特征在于：所述液压阀回路包括彼此串联的第一可控阀和泵阀，所述液压泵连接到所述第一可控阀的两个端口、以及连接至所述泵阀，且所述扭矩发生器连接到所述第一可控阀的两个端口，其中，当所述半驱动式假肢膝关节在其驱动模式下操作时，所述泵阀不关闭，使得所述信号处理器通过控制所述电动机来控制所述扭矩发生器，并且，当所述半驱动式假肢膝关节在其非驱动模式下操作时，所述第一可控阀调节所述扭矩发生器中液流的阻力。

4.根据权利要求3所述的半驱动式假肢膝关节设备，其特征在于：当所述半驱动式假肢膝关节在所述非驱动模式下操作时，所述泵阀为完全或部分关闭。

5.根据权利要求3所述的半驱动式假肢膝关节设备，其特征在于：所述半驱动式假肢膝关节在功率再生模式下为可操作的，在该模式下，所述泵阀未关闭，使得至少一部分来自所述扭矩发生器的液流转动所述液压泵，并且，电动机控制器向所述电动机上施加非零电流，以抵制所述液压泵中的液流。

6.根据权利要求3所述的半驱动式假肢膝关节设备，其特征在于：所述液压阀回路进一步包括第一止回阀，该第一止回阀与所述第一可控阀串联安装，使得所述第一可控阀只在一个方向上调节所述扭矩发生器中的液流阻力。

7.根据权利要求6所述的半驱动式假肢膝关节设备，其特征在于：所述液压阀回路进一步包括一个第二可控阀，该第二可控阀与串联在一起的所述第一可控阀和第一止回阀并联安装。

8.根据权利要求6所述的半驱动式假肢膝关节设备，其特征在于：所述液压阀回路进一步包括第二可控阀和第二止回阀，二者串联安装且与每个所述第一可控阀和所述第一止回阀并联安装。

9.根据权利要求1所述的半驱动式假肢膝关节设备，其特征在于：所述液压阀回路包括串联的第一止回阀和执行器阀，所述扭矩发生器连接到所述第一可控阀和所述执行器阀的两个端口，且所述液压泵连接到所述第一可控阀的两个端口，其中，当所述半驱动式假肢膝关节在其驱动模式下操作时，所述第一可控阀关闭，所述执行器阀不关闭，使得所述信号处理器通过控制所述电动机来控制所述扭矩发生器，并且，当所述半驱动式假肢膝关节在非驱动模式下操作时，所述执行器阀调节所述扭矩发生器中的液流阻力。