[发明专利]一种智能液压膝关节装置

说明书

本发明公开了一种智能液压膝关节装置，包括保护罩、骨架、液压控制单元、顶盖和智能液压膝关节控制系统，液压控制单元包括液压机构、传动机构和动力机构，智能液压膝关节控制系统包括控制板、第二惯性测量单元、压力感应装置和角度感应装置。本发明公开的一种智能液压膝关节装置，采用液压控制单元作为阻尼控制元件，通过压力感应装置、角度感应装置、第二惯性测量单元和第一惯性测量单元采集患者步态及位姿信息，根据这些信息不断调整液压控制单元内阻尼大小，以适应患者的各种运动，满足患者行走、跑步、防摔、交替上下斜坡及楼梯的需求，满足患者行走、跑步、防摔、交替上下斜坡及楼梯的需求。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种智能液压膝关节装置。

背景技术

随着因交通事故、疾病等原因导致的下肢截肢的患者逐渐增多，各种下肢假肢不断涌入市场，不仅在外观和功能上弥补了肢体缺陷所带来的不足，同时使截肢者可以自由地参与正常的生活和工作，满足了截肢患者回归社会的强烈意愿。膝关节装置作为下肢假肢的核心部件之一，其性能的优劣影响着患者步态及舒适度与否。

目前国内现有的假肢膝关节多为机械式、气压式以及液压式膝关节，还没有可根据需要自行调节液压阻尼大小的智能液压膝关节产品，现有的这些产品很大程度上限制了患者的运动需求和功能需求，难以满足患者的期望。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能液压膝关节装置，用以解决现有产品限制了患者的运动需求和功能需求、难以满足患者的期望的问题。

本发明提供一种智能液压膝关节装置，包括保护罩、骨架、液压控制单元、顶盖和智能液压膝关节控制系统，所述液压控制单元设置于骨架的内部，所述顶盖设置于骨架的顶端，所述保护罩设置于骨架的侧面；所述液压控制单元包括液压机构、传动机构和动力机构，所述动力机构能通过所述传动机构将动力传递至所述液压机构，所述液压机构能通过改变输油管内的流量大小来调节阻尼大小，进而调节膝关节的屈曲速度和复位速度；所述液压控制单元的底部和顶部分别设置有底部连接块和关节轴承；所述顶盖与所述骨架的顶端之间通过主轴枢接，所述顶盖与所述关节轴承之间通过第一轴枢接；所述底部连接块与所述骨架的底端之间通过第二轴枢接；所述智能液压膝关节控制系统包括一个控制板、若干电位计、第二惯性测量单元、一个压力感应装置和一个角度感应装置，所述控制板上集成有第一惯性测量单元和微处理器，所述控制板设置于保护罩上；所述动力机构包括若干伺服电机、若干减速器和若干动力机构输出轴，所述伺服电机的输出轴通过减速器与所述动力机构输出轴相连；若干所述电位计分别设置于所述动力机构输出轴上；所述压力感应装置设置于顶盖上，所述压力感应装置包括压力传感器；所述第二惯性测量单元设置于所述顶盖底部，所述第二惯性测量单元与所述第一惯性测量单元通过有线连接；所述角度感应装置包括设置于所述主轴上的磁铁和角度传感器芯片；所述伺服电机、所述减速器和所述电位计、所述压力传感器、所述第二惯性测量单元和所述角度传感器芯片均通过有线与所述控制板相连。

优选地，所述液压机构包括液压缸和活塞杆，所述液压缸底部设置有压缩阻尼调节旋钮和回复阻尼调节旋钮，当活塞杆向下压缩时，调节压缩阻尼调节旋钮，实现活塞杆相对于液压缸压缩过程的阻尼调节；当活塞杆向上伸长时，调节回复阻尼调节旋钮，实现活塞杆相对于液压缸回复过程的阻尼调节；所述传动机构包括第一从带轮、第二从带轮、安装支架、左导向支架、左主带轮、第一同步带以及右导向支架、右主带轮和第二同步带，所述安装支架固定套设所述液压缸的外壁，所述左导向支架和所述右导向支架分别设置于所述安装支架的两侧，所述左主带轮和所述右主带轮分别设置于所述左导向支架和所述右导向支架内；所述第一从带轮和所述第二从带轮分别设置于所述压缩阻尼调节旋钮和所述回复阻尼调节旋钮上；所述左主带轮通过所述第一同步带与所述第一从带轮连接，所述右主带轮通过所述第二同步带与所述第二从带轮连接。