CN105193526A - 一种多轴液压控制仿生膝关节 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多轴液压控制仿生膝关节，其特征在于：其包括上关节体和下关节体，所述上关节体与所述下关节体通过一转动轴能旋转的连接在一起，所述上关节与所述下关节之间还设置有用于改变所述上关节体与下关节体之间的夹角的缓冲装置，所述上关节体与下关节体内部设置有液压缸。本发明提供一种多轴液压控制仿生膝关节，在步态行走中通过弹性几何锁定装置提供屈膝支撑功能完成屈膝步行，通过液压调节装适配变速行走功能，从而具有正常人体膝关节的屈膝步行和变速行走，同时采用滚针轴承替代传统的轴套而大大加长了假肢膝关节的使用年限。
Description
技术领域
本发明涉及人造关节领域，具体地涉及一种多轴液压控制仿生膝关节。
背景技术
随着科学技术的进步，下肢假肢取代了拐杖，这不仅在外观和功能上弥补了肢体缺陷带来的不足，而且使截肢者双手能够自由地参与正常的工作和生活，扩大了截肢者参与社会活动的深度和广度。
假肢关节是大腿假肢的核心部件，它在行走过程中不仅起到支撑体重的作用，而且其性能对假肢步态逼真程度起着决定性的作用。假肢侧和健肢侧的对称性是衡量假肢关节性能的重要指标。目前，市场上的假肢膝关节的屈伸都是由残肢带动的，只能通过调节假肢关节的阻尼力矩，使得假肢侧步态接近健肢侧步态。
人体膝关节在步态行走中表现了二个基本的特点，一是安全的屈膝步行，二是变速行走能力。
目前国内膝关节产品处于一个比较低端的水平状况，关节结构简单支撑期稳定性弱，摆动期多采用机械和气压控制，变速范围小跟随性差，轴套式的承重轴易摩损，使关节的使用年限短，所以目前国内膝关节只能完成简单的硬性支撑(即无弹性屈膝功能)和较弱的变速行走，这些设计在很大程度上限制了使用者的活动范围和功能需求。
发明内容
本发明为了解决上述提到的现有的膝关节只能完成简单的硬性支撑，即无弹性屈膝功能和变速行走功能的缺点，提供一种多轴液压控制仿生膝关节，在步态行走中通过弹性几何锁定装置提供屈膝支撑保险功能完成屈膝步行，通过液压调节装适配变速行走功能，从而具有正常人体膝关节的屈膝步行和变速行走，同时采用滚针轴承替代传统的轴套而大大加长了假肢膝关节的使用年限。
具体地，本发明提供一种多轴液压控制仿生膝关节，其包括上关节体和下关节体，所述上关节体与所述下关节体通过一转动轴能旋转的连接在一起，所述上关节体与所述下关节体之间还设置有用于改变所述上关节体与下关节体之间的夹角的缓冲装置，所述上关节体与下关节体内部设置有液压缸。
优选地，所述转动轴设置有滚针轴承。
优选地，所述缓冲装置包括与所述上关节体连接的第一缓冲装置以及与所述下关节体连接的第二缓冲装置，所述第一缓冲装置与所述第二缓冲装置之间通过连接轴连接。
优选地，所述连接轴为锁定机构。
优选地，所述锁定机构为弹性几何锁定机构。
优选地，所述液压缸设置在所述上关节体与所述下关节体之间。
优选地，所述液压缸包括设置在内部的活塞以及相互并联的两个腔室。
优选地，所述液压缸内部设置有用于调节流量大小的液压阀。
本发明提供一种多轴液压控制仿生膝关节，在步态行走中通过弹性几何锁定装置提供屈膝支撑功能完成屈膝步行，通过液压调节装适配变速行走功能，从而具有正常人体膝关节的屈膝步行和变速行走，同时采用滚针轴承替代传统的轴套而大大加长了假肢膝关节的使用年限。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明的结构及工作原理做进一步解释：
如图1所示，本发明提供一种多轴液压控制仿生膝关节，其包括上关节体1和下关节体2，所述上关节体1与所述下关节体2通过一转动轴4能旋转的连接在一起，从而能够进行屈膝行进等动作。优选地，所述转动轴4设置有滚针轴承41，能够增加关节的使用寿命。
所述上关节体1与所述下关节体2之间还设置有用于改变所述上关节体1与下关节体2之间的夹角的缓冲装置3。缓冲装置3能够改变所述上关节体1与下关节体2之间的夹角，达到弯曲的目的。
优选地，缓冲装置3包括与所述上关节体1连接的第一缓冲装置31以及与所述下关节体2连接的第二缓冲装置32，所述第一缓冲装置31与所述第二缓冲装置32之间通过连接轴33连接。
优选地，所述连接轴33为锁定机构。所述锁定机构为几何弹性锁定机构，能够进行弹性弯曲。
在运动时，通过改变第一缓冲装置31与第二缓冲装置32之间的夹角，即能够改变上关节体1与下关节体2之间的夹角，从而使假肢在支撑期时完成屈膝步行状态。使假肢更加符合仿生要求，增加使用者的舒适度。
所述上关节体1与下关节体2内部设置有液压缸5。
优选地，液压缸5设置在所述上关节体1与所述下关节体2之间。
优选地，所述液压缸5包括设置在内部的活塞以及相互并联的两个腔室。
优选地，所述液压缸5内部设置有用于调节流量大小的液压阀。
下面对本发明的工作原理做进一步解释：
上关节体1和下关节体2通过一个可压缩的缓冲装置4进行连接，通过调节缓冲装置4的强弱来改变上关节体1与下关节体2在受力时的夹角，从而使假肢在支撑期时完成屈膝步行状态。缓冲装置3能够改变所述上关节体1与下关节体2之间的夹角，达到弯曲的目的。
关节内部的小型液压缸5控制关节在摆动期的状态，液压缸5内部的液压阀门可以调节流量大小，利用液体不能压缩的特点，故在摆动期时上关节体1所传导的力会被及时有效时转移到下关节体2，从而有效地提高了假肢的摆动反应和摆动速度，即极大的改善了穿戴者变速行走的能力。几何弹性锁定机构能够使膝关节进行弹性弯曲。
用滚针轴承41代替目前的轴套减少了机械摩损从而延长关节的使用寿命。
本发明提供的膝关节更接近人体膝关节在正常步态行走中的表现形式，即在步态行走中通过弹性几何锁定装置提供屈膝支撑功能完成屈膝步行，通过液压缸调节适配变速行走功能，从而具有正常人体膝关节的屈膝步行和变速行走，同时采用滚针轴承替代传统的轴套而大大加长了假肢膝关节的使用年限。
本发明提供一种多轴液压控制仿生膝关节，在步态行走中通过弹性几何锁定装置提供屈膝支撑功能完成屈膝步行，通过液压调节装适配变速行走功能，从而具有正常人体膝关节的屈膝步行和变速行走，同时采用滚针轴承替代传统的轴套而大大加长了假肢膝关节的使用年限。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种多轴液压控制仿生膝关节，其特征在于：其包括上关节体和下关节体，所述上关节体与所述下关节体通过一转动轴能旋转的连接在一起，所述上关节体与所述下关节体之间还设置有用于改变所述上关节体与下关节体之间的夹角的缓冲装置，所述上关节体与下关节体内部设置有液压缸。
2.根据权利要求1所述的多轴液压控制仿生膝关节，其特征在于：所述转动轴设置有滚针轴承。
3.根据权利要求1所述的多轴液压控制仿生膝关节，其特征在于：所述缓冲装置包括与所述上关节体连接的第一缓冲装置以及与所述下关节体连接的第二缓冲装置，所述第一缓冲装置与所述第二缓冲装置之间通过连接轴连接。
4.根据权利要求3所述的多轴液压控制仿生膝关节，其特征在于：所述连接轴为锁定机构。
5.根据权利要求4所述的多轴液压控制仿生膝关节，其特征在于：所述锁定机构为弹性几何锁定机构。
6.根据权利要求1所述的多轴液压控制仿生膝关节，其特征在于：所述液压缸设置在所述上关节体与所述下关节体之间。
7.根据权利要求6所述的多轴液压控制仿生膝关节，其特征在于：所述液压缸包括设置在内部的活塞以及相互并联的两个腔室。
8.根据权利要求7所述的多轴液压控制仿生膝关节，其特征在于：所述液压缸内部设置有用于调节流量大小的液压阀。
Priority Applications (1)
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| CN201510730580.4A CN105193526A (zh) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 一种多轴液压控制仿生膝关节 |
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| CN201510730580.4A Pending CN105193526A (zh) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 一种多轴液压控制仿生膝关节 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN105193526A (zh) |
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