[发明专利]一种自动切换的主被动膝关节假肢扭矩测量平台

说明书

一种自动切换的主被动膝关节假肢扭矩测量平台属假肢生产领域，本发明由电机控制器组、移动控制平台、扭矩测量机构、夹具、固定平台和工作台组成，测量平台基于膝关节假肢的运动特征，可分别进行主动型膝关节假肢驱动扭矩和被动型膝关节假肢阻尼扭矩测试；测量平台的三个运动控制机构，可实现主动型膝关节假肢和被动型膝关节假肢测试模式的自动切换，能简化做功部件更换的繁琐流程，提高假肢测试的工作效率；测量平台中位置可调的膝关节假肢夹具，可充分适应不同尺寸结构的膝关节假肢，提高平台的适用范围。

技术领域

本发明属假肢生产技术领域，具体涉及一种自动切换的主被动膝关节假肢扭矩测量平台。

背景技术

膝关节假肢能够帮助膝上截肢患者重建行走的运动功能，提高生活自理水平，正常参与社会和经济活动，弥补截肢给患者带来的生理和心理上的伤害。随着大健康理念的发展与人民生活水平的提升，截肢者对膝关节假肢穿戴舒适度、步态自然性和运动能耗的要求也在不断提高。膝关节假肢的本身的扭矩特性是影响假肢步态自然性、舒适性和能耗的关键因素，体现在假肢运动学特征、动力学特征与健康关节的拟合程度。因此，在膝关节假肢的研发过程中，关节的扭矩测试变得尤为重要。现有的膝关节假肢种类繁多，根据假肢自身产生驱动扭矩或阻尼扭矩可将其分为主动型和被动型。主动型和被动型扭矩测试中的主要做功部件亦完全不同。针对现有测试设备不同时具备两种类型膝关节假肢扭矩测量的情况，我们开发了一款具有主/被动双模式的扭矩测量平台。在此基础上，我们还开发了测试台做功部件自动切换结构与夹具位置自动调节结构，简化了测试流程，提升了测试效率与假肢测试的适用性范围。

发明内容

本发明的目的是为了对主动型和被动型膝关节假肢进行扭矩测试，设计了一种自动切换的主被动膝关节假肢扭矩测量平台，将主动型膝关节假肢和被动型膝关节假肢的测量模式集成到一台设备，且利用电机和滚珠丝杠等结构实现两种模式之间的自动切换，简化了测试流程，提升了测试效率。

本发明的一种自动切换的主被动膝关节假肢扭矩测量平台，由工作台A、移动控制平台B、扭矩测量机构C、夹具D、固定平台E和电机控制器组1组成，其中工作台A由前台4和后台2固接而成，后台2设有桌柜3，前台4上面设有螺纹孔组Ⅱ4a，前台4前面设有螺纹孔组Ⅲ4b和螺纹孔组Ⅳ4c，后台2上面设有螺纹孔组Ⅰ2a；移动控制平台B由运动控制机构ⅠF1、运动控制机构ⅡF2、电机架5、螺栓组Ⅰ6、螺栓组Ⅱ7、磁粉制动器8、行星减速机9、螺栓组Ⅲ10、伺服电机11、螺栓组Ⅳ12、螺栓组Ⅴ13组成；扭矩测量机构C由联轴器Ⅱ52、支撑架53、扭矩传感器54、螺栓组a55、联轴器Ⅲ56组成；夹具D由转轴57、导向轴支座58、滑轨Ⅲ59、滑块60、四螺栓Ⅰ61、转换座62、支柱固定夹63、四螺栓Ⅱ64、螺栓对65组成；固定平台E由螺栓组b66、电机Ⅱ67、联轴器Ⅳ68、联轴器座69、滚珠丝杠支座Ⅰ70、滑轨Ⅳ71、滑块a72、滑块b73、螺栓组c74、螺栓组d75、滚珠丝杠c76、滚珠丝杠支座Ⅱ77、螺栓组e78、滑轨Ⅴ79、螺栓组f80、螺栓组g81、螺栓组h82、下端夹具83、T型螺母组84、支撑台85、螺帽c86、螺栓组i87组成；电机控制器组1固接于工作台A的桌柜3中；移动控制平台B中运动控制机构ⅠF1的传动架Ⅰ18的底板Ⅰ18d经螺栓组aⅧ21、螺栓组aⅨ22和螺栓组aⅩ24固接于工作台A的后台2上面；扭矩测量机构C中支撑架53的底板53e经螺栓组a55固接于工作台A的前台4上面后部；夹具D的转轴57固接于扭矩测量机构C的联轴器Ⅲ56；固定平台E的滑轨Ⅳ71、滚珠丝杠支座Ⅱ77、滑轨Ⅴ79和滚珠丝杠支座Ⅰ70经螺栓组c74、螺栓组e78、螺栓组g81和螺栓组i87固接于工作台A的前台4前面。