CN110464518B - 一种利用健肢协调动作的智能假肢套装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用健肢协调动作的智能假肢套装，包括健肢套和假肢部分，健肢套包括相互铰接的大腿杆和小腿杆，大腿杆和小腿杆的铰接轴上设置有角度传感器，大腿杆上设置有倾角传感器，大腿杆上设置有上绑带，小腿杆上设置有下绑带；假肢部分包括膝关节基座、膝关节轴、液压杆、支撑架和支撑杆，以及踝足装置；膝关节基座的上端连接有大腿套筒座，膝关节轴贯穿设置在膝关节基座的左右两侧，支撑架套装在膝关节轴的两端，液压杆的上端铰接在膝关节基座的后端，液压杆的下端通过液压铰接座铰接在支撑架的底部中间。本发明利用健肢的运动来控制假肢的协调动作，可有效的完成前摆、触地和后摆各种动作，做到了双腿平稳行走，灵活地平衡行走。
Description
技术领域
本发明涉及康复辅具技术领域，具体涉及一种利用健肢协调动作的智能假肢套装。
背景技术
由于战争、疾病、工伤、交通事故及自然灾害等各种原因，致使数以百万计的人失去健康的下肢，一些人失去了劳动能力，阻碍了他们进行正常社会交往，承受着巨大的身心压力；另一方面，肢体残疾往往影响人的日常生活，降低他们生存质量的同时也为护理他们的家人以及社会带来沉重的负担。由于目前医疗水平尚不能使肢体再生，因此，为这些截肢者安装假肢也就成为了代偿缺损肢体的重要手段。
现有的假肢膝关节主要为被动型和半主动型假肢膝关节，普遍采用复杂的气压/液压阻尼系统模拟人体肌肉-肌腱组织，靠残端带动膝关节运动，在能量提供方面存在缺陷，不能主动上、下楼梯和爬斜坡，长时间穿戴会使截肢者产生疲劳感。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供利用健肢的运动来控制假肢的协调动作，可有效的完成前摆、触地和后摆各种动作，做到了双腿平稳行走的一种利用健肢协调动作的智能假肢套装。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用健肢协调动作的智能假肢套装，包括健肢套和假肢部分，所述健肢套包括相互铰接的大腿杆和小腿杆，所述大腿杆和小腿杆的铰接轴上设置有角度传感器，所述大腿杆上设置有倾角传感器，所述大腿杆上设置有上绑带，所述小腿杆上设置有下绑带；所述假肢部分包括膝关节基座、膝关节轴、液压杆、支撑架和支撑杆，以及踝足装置；所述膝关节基座的上端连接有大腿套筒座，所述膝关节轴贯穿设置在膝关节基座的左右两侧，所述支撑架套装在膝关节轴的两端，所述液压杆的上端铰接在膝关节基座的后端，液压杆的下端通过液压铰接座铰接在支撑架的底部中间，所述支撑杆设置在支撑架的底端，所述踝足装置连接在支撑杆的底端；所述膝关节基座的前部设置有膝关节电机，所述膝关节电机与设置在支撑架一侧的控制器相连接；所述控制器连接有角度传感器、倾角传感器。
进一步的，所述液压杆的下部设置有阻尼板，所述阻尼板的末端连接有阻尼电机，所述阻尼板和阻尼电机均设置在液压铰接座上。
进一步的，所述阻尼板为扇形齿轮，且与阻尼电机的输出轴通过齿轮连接。
进一步的，所述踝足装置包括支撑座、铰接座、球冠座、脚板、后跟座和后跟板，所述支撑座的上端与支撑杆相连接，支撑座的下端通过铰接腔与铰接座相连接，所述铰接座的下端通过固定腔与球冠座相连接，所述球冠座的下方依次固定安装有脚板、后跟座和后跟板。
进一步的，所述球冠座与脚板的后端相连接，所述后跟座的后端与脚板的后端相连接，所述后跟板的前端与后跟座的前端相连接。
进一步的，所述球冠座的上端为球冠，所述球冠中设置有连接螺杆，所述连接螺杆通过螺栓固定在固定腔中。
进一步的，所述球冠座的前端设置有向下开口的上安装腔，所述上安装腔中安装有与控制器相连接的前压力传感器，所述后跟座的底端设置有向下开口的下安装腔，所述下安装腔中安装有与控制器相连接的后压力传感器。
进一步的，所述前压力传感器的下端设置有缓冲橡胶。
进一步的，所述支撑杆为伸缩杆。
进一步的，所述角度传感器与倾角传感器分别通过蓝牙传输设备与控制器相连接。
本发明的有益效果是，通过控制器接收安装在健肢套上的倾角传感器和角度传感器的实时信号，以及前压力传感器和后压力传感器的实时信号，然后通过控制膝关节电机和阻尼电机，使得假肢部分能够做出与健肢相适应的腿部动作；利用健肢的运动来控制假肢的协调动作，可有效的完成前摆、触地和后摆各种动作，做到了双腿平稳行走，灵活地平衡行走。
附图说明
图l是本发明的结构示意图；
图2是本发明阻尼调节装置的结构示意图；
图3是本发明踝足部的结构分解示意图；
图4是本发明踝足部的结构整体示意图。
附图中：1、膝关节基座，11、大腿套筒座，12、膝关节轴，13、液压杆，131、液压铰接座，132、阻尼板，133、阻尼电机，2、支撑架，21、支撑杆，22、支撑座，221、斜面，222、铰接腔，23、铰接座，233、固定腔，31、连接螺杆，32、球冠座，321、球冠，332、上安装腔，3321、前压力传感器，3322、缓冲橡胶，341、脚板，342、后跟座，3421、下安装腔，3422、后压力传感器，343、后跟板，411、大腿杆，412、小腿杆，421、大腿绑带，422、小腿绑带，431、角度传感器，432、倾角传感器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：
如图1-图4所示，一种利用健肢协调动作的智能假肢套装，包括健肢套和假肢部分，健肢套包括相互铰接的上杆411和下杆412，上杆411和下杆412的铰接轴上设置有角度传感器431，上杆411上设置有倾角传感器432；假肢部分包括膝关节基座1、膝关节轴12、液压杆13、支撑架2和支撑杆21，以及踝足装置；膝关节基座1的上端连接有大腿套筒座11，膝关节轴12贯穿设置在膝关节基座1的左右两侧，支撑架2套装在膝关节轴12的两端，液压杆13的上端铰接在膝关节基座1的后端，液压杆13的下端通过液压铰接座131铰接在支撑架2的底部中间，支撑杆21设置在支撑架2的底端，踝足装置连接在支撑杆21的底端；膝关节基座1的前部设置有膝关节电机，膝关节电机与设置在支撑架2一侧的控制器相连接，控制器分别通过蓝牙传输设备连接有角度传感器431、倾角传感器432，支撑杆21为伸缩杆。
液压杆13的下部设置有阻尼板132，阻尼板132的末端连接有阻尼电机133，阻尼板132和阻尼电机133均设置在液压铰接座131上，阻尼板132为扇形齿轮，且与阻尼电机133的输出轴通过齿轮连接。
踝足装置包括支撑座22、铰接座23、球冠座32、脚板341、后跟座342和后跟板343，支撑座22的上端与支撑杆21相连接，支撑座22的下端通过铰接腔222与铰接座23相连接，铰接座23的下端通过固定腔233与球冠座32相连接，球冠座32的下方依次固定安装有脚板341、后跟座342和后跟板343；球冠座32与脚板341的后端相连接，后跟座342的后端与脚板341的后端相连接，后跟板343的前端与后跟座342的前端相连接，球冠座32的上端为球冠321，球冠321中设置有连接螺杆31，连接螺杆31通过螺栓固定在固定腔233中；球冠座32的前端设置有向下开口的上安装腔332，上安装腔332中安装有与控制器相连接的前压力传感器3321，后跟座342的底端设置有向下开口的下安装腔3421，下安装腔3421中安装有与控制器相连接的后压力传感器3422；前压力传感器3321的下端设置有缓冲橡胶3322。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细说明的内容属于本领域技术人员熟知的现有技术。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种利用健肢协调动作的智能假肢套装，其特征在于，包括健肢套和假肢部分，所述健肢套包括相互铰接的大腿杆和小腿杆，所述大腿杆和小腿杆的铰接轴上设置有角度传感器，所述大腿杆上设置有倾角传感器，所述大腿杆上设置有上绑带，所述小腿杆上设置有下绑带；所述假肢部分包括膝关节基座、膝关节轴、液压杆、支撑架和支撑杆，以及踝足装置；所述膝关节基座的上端连接有大腿套筒座，所述膝关节轴贯穿设置在膝关节基座的左右两侧，所述支撑架套装在膝关节轴的两端，所述液压杆的上端铰接在膝关节基座的后端，液压杆的下端通过液压铰接座铰接在支撑架的底部中间，所述支撑杆设置在支撑架的底端，所述踝足装置连接在支撑杆的底端；所述膝关节基座的前部设置有膝关节电机，所述膝关节电机与设置在支撑架一侧的控制器相连接；所述控制器连接有角度传感器、倾角传感器，所述液压杆的下部设置有阻尼板，所述阻尼板的末端连接有阻尼电机，所述阻尼板和阻尼电机均设置在液压铰接座上，所述阻尼板为扇形齿轮，且与阻尼电机的输出轴通过齿轮连接，所述踝足装置包括支撑座、铰接座、球冠座、脚板、后跟座和后跟板，所述支撑座的上端与支撑杆相连接，支撑座的下端通过铰接腔与铰接座相连接，所述铰接座的下端通过固定腔与球冠座相连接，所述球冠座的下方依次固定安装有脚板、后跟座和后跟板，所述球冠座的前端设置有向下开口的上安装腔，所述上安装腔中安装有与控制器相连接的前压力传感器，所述后跟座的底端设置有向下开口的下安装腔，所述下安装腔中安装有与控制器相连接的后压力传感器，所述球冠座与脚板的后端相连接，所述后跟座的后端与脚板的后端相连接，所述后跟板的前端与后跟座的前端相连接，所述球冠座的上端为球冠，所述球冠中设置有连接螺杆，所述连接螺杆通过螺栓固定在固定腔中。
2.根据权利要求1所述的一种利用健肢协调动作的智能假肢套装，其特征在于，所述前压力传感器的下端设置有缓冲橡胶。
3.根据权利要求2所述的一种利用健肢协调动作的智能假肢套装，其特征在于，所述支撑杆为伸缩杆。
4.根据权利要求3所述的一种利用健肢协调动作的智能假肢套装，其特征在于，所述角度传感器与倾角传感器分别通过蓝牙传输设备与控制器相连接。
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