[发明专利]可控被动人工膝部

摘要

一种适于被接合到人体下肢的外骨骼(100)，其包括大腿连接件(102)、小腿连接件(104)以及允许大腿和小腿连接件(102、104)之间的屈曲和伸展的膝部关节(106)。被连接到膝部关节(106)的力矩产生器(156)包括绕簧(110)，其具有被接合到大腿连接件(102)的第一端部(112)，以及被接合到能够选择地定位绕簧(110)的第二端部(118)的电子致动器(116)的第二端部(118)。控制器(120)致使电子致动器(116)定位绕簧(110)，以基于通过传感器(164、166、168)产生的信号(212、214、216)来在大腿和小腿连接件(102、104)之间提供选择性的力矩。

主权项

1.一种被配置为接合到使用者的下肢的外骨骼，所述外骨骼包括：第一连接件，所述第一连接件包括第一连接器，以将所述第一连接件接合到使用者的大腿；第二连接件，所述第二连接件包括第二连接器，以将第二连接件接合到使用者的小腿；膝部关节，其被定位在所述第一连接件和第二连接件之间，并且被配置为允许所述第一连接件和第二连接件之间的屈曲和伸展；绕簧，其具有第一端部和第二端部，其中所述绕簧的第一端部被接合到所述第一连接件；柱体，其被接合到所述第二连接件，其中所述柱体的一部分位于所述绕簧内部，并且所述柱体的主轴线基本平行于所述绕簧的主轴线；至少一个电子致动器，其被接合到所述绕簧的第二端部；至少一个腿部传感器，其被定位在第一连接件和使用者的大腿的其中之一上，且产生用于控制器的腿部信号，其中所述腿部信号包括选自由表示所述第一连接件和所述第二连接件之间的角度的信号、表示所述第一连接件相对于所述第二连接件的速度的信号、表示所述第一连接件相对于垂直重力线的绝对角度的信号、表示所述第一连接件相对于垂直重力线的绝对速度的信号及其组合所组成的组中的信号，其中，所述控制器与所述电子致动器相通信；并且其中，所述控制器被设置为，使得在膝部屈曲的至少一个时间长度期间所述电子致动器选择性地定位所述绕簧的所述第二端部，以提供所述第一连接件和所述第二连接件之间需要的阻力矩。