[发明专利]一种智能假肢膝关节

说明书

本发明公开了一种智能假肢膝关节，包括连接装置、四连杆驱动结构、限定套筒、缓冲装置、压力测试装置及微控制器，缓冲装置内设有磁流变液缓冲结构，磁流变液缓冲结构包括磁流变液腔室，其内填充有随着磁场强度的变化，阻尼力发生改变的磁流变液。本发明通过大腿带动四连杆驱动结构运动，四连杆驱动结构带动缓冲装置进行上下往复运动，缓冲装置将行走过程中发生的冲击传递至测压弹簧，压力测试装置内的压力传感器对测压弹簧进行实时监测，并将采集到的压力值反馈至微控制器，微控制器根据压力值调整输出至线圈的电流大小，改变磁流变液的阻尼力，进而调节活塞杆所受作用力实现缓冲调节的目的，提高智能假肢膝关节在使用过程中的舒适性。

技术领域

本发明专利涉及假肢领域，尤其涉及一种智能假肢膝关节。

背景技术

近年来，交通事故及自然灾害的频发，截肢患者的数量在急剧上升。为了补全他们行走能力的缺陷，通常会安装假肢来代偿行走。随着社会的发展和生活质量的整体提高，现代假肢不仅要求实现代步功能，同时要求努力提高受用者的灵活性和舒适性。

科学技术的发展推动传统的假肢向着智能化方向发展。智能假肢膝关节是智能检测与控制技术结合用于假肢上的成果，能够按照用户意向进行运动，主动调整以适应外部环境变化，显著提高假肢装置的性能和舒适程度，使得假肢能够模拟人体缺失部分的功能。现有智能假肢膝关节主要研究行走过程的步态特征控制，忽略了行走过程中缓冲调节。

目前市场上销售的智能假肢膝关节多采用机械、液压和气压控制，其提供的阻尼性能差并且不能达到良好的缓冲调节的目的。使用者在行走过程中往往会出现强烈的振动冲击，从而引起不适。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能假肢膝关节，提高了假肢膝关节在使用过程中的舒适性。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种智能假肢膝关节，包括连接装置、四连杆驱动结构，还包括：

限定套筒，所述限位套筒的上端与所述四连杆驱动装置的下端固定连接；

缓冲装置，所述缓冲装置套装于所述限定套筒内，所述缓冲装置包括缓冲连接件和磁流变液缓冲结构；

所述缓冲连接件的上端伸出于所述限定套筒与驱动连杆相连，所述缓冲连接件的下端开设有安装腔；

所述磁流变液缓冲结构包括箱体、活塞杆、线圈，箱体内设有磁流变液腔室，所述箱体固定安装于所述安装腔内，所述磁流变液腔室内填充有磁流变液，所述活塞杆的一端滑移连接于所述磁流变液腔室内，所述活塞杆的另一端伸出于所述磁流变液腔室，所述线圈位于所述磁流变液腔室内，且套装于所述活塞杆上；

压力测试装置，包括压力传感器及测压弹簧，所述测压弹簧套装于所述活塞杆的下端，所述活塞杆带动所述测压弹簧发生弹性形变，所述压力传感器与所述测压弹簧相连，所述压力传感器用于采集所述测压弹簧的压力值；

微控制器，所述压力传感器的信号输出端与所述微控制器的信号输入端相连，所述微控制器的输出端与所述线圈电连接，所述微控制器通过所述压力传感器输送的所述压力值调整输出至所述线圈的电流值。

优选地，所述磁流变液缓冲结构还包括第一缓冲弹簧和第二缓冲弹簧，所述第一缓冲弹簧的顶端抵接于所述磁流变液腔室的顶端，所述第一缓冲弹簧的下端套接于所述活塞杆的上端，所述第二缓冲弹簧的底端抵接于所述磁流变液腔室的底端，且所述第二缓冲弹簧套接于所述活塞杆上。

优选地，所述压力测试装置还包括固定架，所述固定架的上端与所述限定套筒的下端固定连接，所述固定架的下端面与所述测压弹簧抵接，所述固定架用于固定安装所述压力传感器。