CN116133620A - 用于控制假体或矫形器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于下肢的控制假体或矫形器的方法，所述假体或矫形器具有上部分(10)以及通过膝关节与上部分(10)连接的下部分(20)，所述下部分绕着关节轴(15)相对于上部分(10)能摆动地被支承，其中，在上部分(10)和下部分(20)之间布置能调节的阻力装置(40)，通过所述阻力装置基于传感器数据改变阻力(Rf)，其中，通过传感器检测状态信息，求得与行走不同的周期运动，并且将所述阻力(Rf)在周期运动期间调设到低的水平，其中，周期运动的求得具有以下步骤：a.在至少一个运动周期内检测屈曲角度(α_K)以及下部分(20)和/或上部分(10)的至少一个绝对角度(α_S)，b.由上部分(10)与下部分(20)的相对运动以及上部分(10)和/或下部分(20)在空间中的绝对运动识别出周期运动。

Description

用于控制假体或矫形器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制下肢的假体或矫形器的方法，所述假体或矫形器具有上部分以及通过膝关节与上部分连接的下部分，所述下部分绕着关节轴相对于上部分能摆动地被支承，其中，在上部分和下部分之间布置能调节的阻力装置，通过所述阻力装置基于传感器数据改变抵抗膝屈曲和/或伸展的阻力，其中，通过传感器检测状态信息，求得与行走不同的周期运动并且将阻力在周期运动期间调设到低的水平。

背景技术

人造的膝关节被使用在假体和矫形器以及作为矫形器的例外情况的外骨骼中。人造的膝关节具有上部分和下部分，所述上部分和下部分绕着关节轴、膝关节轴相对彼此能摆动地被支承。在最简单的情况中，膝关节构造为单轴膝关节，其中，例如销或布置在摆动轴上的两个支承部位构成单个的膝关节轴。同样公知了人造的膝关节，该人造的膝关节不构成上部分和下部分之间的固定的旋转轴，而是具有滑动的或滚动的表面或多个铰接地彼此连接的转向件。为了可以影响膝关节的运动特性并且获得矫形器或假体或外骨骼的近似于自然行走状态的运动状态，在上部分和下部分之间设置阻力装置，通过所述阻力装置可以改变相应的阻力。纯无源的阻力装置是无源的阻尼器、例如液压阻尼器、气动阻尼器或基于磁流变效应改变运动阻力的阻尼器。同样存在有源的阻力装置、例如马达或另外的驱动装置，所述另外的驱动装置能够通过相应的电路作为发电机或蓄能器被驱动。

相应的膝关节、即假体关节或矫形器膝关节通过相应的连接件固定在患者上。在假体膝关节的情况中，固定通常通过大腿筒进行，所述大腿筒接收肢体残端。替换的固定方式同样是可能的，其例如通过骨集成的连接件或者通过皮带和另外的装置实现。在矫形器和外骨骼的情况中，上部分和下部分直接固定在大腿和小腿上。为此设置的固定装置例如是皮带、绑带、护套或框架结构。矫形器也可以具有用于放置脚或鞋的脚部件。脚部件可以铰接地被支承在下部分上。

人造的膝关节在结构上能达到的最大伸展上具有180°的膝关节角度，通常不设置过度伸展，这相应于在后侧大于180°的角度。下部分相对于上部分向后的摆动称为膝屈曲，向前或向前方的摆动沿着这个方向称为伸展。

由EP 2 498 729 B1公知了一种用于通过阻力装置控制下肢的人造的矫形的或假体的关节的方法，给所述关节配置至少一个促动器，通过所述促动器根据传感器数据改变弯曲阻力和/或伸展阻力，其中，在使用关节期间通过传感器提供状态信息。如果求得与行走不同的周期运动，则在周期运动的持续时间内减小阻力。为了求得周期运动，考虑膝角度的最大值与最小值之间的与时间相关的差和特征性的膝角度变化曲线。如果未识别出最大值和最小值，则增大阻力。

在此有问题的是，在自行车骑行时可能发生不均匀地踩踏板的情况。例如在下坡骑行时或当使用者必须站立，以骑行跨过阻碍物时。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种方法，借助所述方法通过人造的膝关节简化自行车骑行。

根据本发明，该任务通过具有独立权利要求的特征的方法来解决。本发明的有利的设计方案和进一步方案在从属权利要求、说明书以及附图中公开。

提出用于控制下肢的假体或矫形器的方法，所述假体或矫形器具有上部分以及通过膝关节与上部分连接的下部分，所述下部分绕着关节轴相对于上部分能摆动地被支承，其中，在上部分和下部分之间布置能调节的阻力装置，通过所述阻力装置基于传感器数据改变阻力，其中，通过传感器检测状态信息，求得与行走不同的周期运动，并且将阻力在周期运动期间调设到低的水平，所述方法设置，周期运动的求得包括：在至少一个运动周期内检测屈曲角度和下部分和/或上部分的至少一个绝对角度，并且由上部分与下部分的相对运动以及上部分和/或下部分在空间中的绝对运动识别出周期运动。所述屈曲角度在此不必直接通过角度传感器来测量，所述所述屈曲角度也可以通过上部分和下部分的绝对角度来计算。通过从具有180°的膝角度的伸展位态出发检测屈曲角度、即上部分与下部分之间的相对摆动，并且通过至少一个惯性角度传感器或IMU检测上部分或下部分的至少一个绝对角度而可能的是，识别出上部分与下部分相对彼此的相对运动以及在空间中的运动。不仅屈曲角度而且一个或多个绝对角度、即上部分的绝对角度和/或下部分的绝对角度的持续检测实现容易地切换到人造的膝关节的自行车功能中，而不必通过矫形器使用者或假体使用者实施附加的活动。不必改变开关位态，不必激活App或者实施特别的运动模式，确切地说，单独通过踩踏运动触发到自行车功能中的切换。自行车功能如此长时间地保持，直到探测到至少一个结束标准。尤其与行走不同的、连续的不中断的周期运动不是必须存在。如果例如在下车时假体或矫形器放置在地面上，则停用自行车功能，在不中断的行驶期间，也在无周期运动的情况下，例如当使用者停在踏板上行驶时，有利地不停用该功能，从而不再次必须经过整个识别周期，以接通自行车功能。对于自行车功能，在识别出周期运动之后有利地减小伸展阻力和屈曲阻力。如果在下文中通常提及阻力，则屈曲阻力和伸展阻力单个或共同被提及，如果明确地提及伸展阻力或屈曲阻力，则仅仅是指这个阻力。

本发明的一个进一步方案设置，只有当在满足确定条件的间隔内被合计的屈曲角度改变、特别是所述屈曲角度改变的值大于确定的极限值、特别是大于240°时，才进行阻力的减小。为了识别出周期踩踏运动并且由此激活自行车功能而有利的是，不仅所述屈曲角度而且上部分和/或下部分的绝对角度确切地说在确定的时间段内满足确定的标准，由此进行接通指令。有利地，所述时间段通过所述接通指令确定屈曲角度改变。屈曲角度的值的合计具有的优点是，特性参数：屈曲角度的检测可以连续地进行并且不必进行屈曲与伸展之间的区分。如果所述屈曲角度带符号地合计，则在踏板旋转一周之后总和为零并且不能确定周期运动，因为所述周期运动需要重复。替换地，所述屈曲角度改变的合计仅仅在确定的时间间隔内进行，或者在确定的条件下、例如仅仅在增大的屈曲角度下或者仅仅在减小的屈曲角度下或者在改变仅仅小于下部分的确定的轴向负荷的情况下或者在脚部分相对于下部分的同时的角度改变的情况下进行。所述屈曲角度被监测，并且所述屈曲角度的改变在确定的时间间隔内被累计或合计。如果在所累计的绝对屈曲角度改变的时间段内存在用于识别周期运动并且激活自行车模式所需的条件，则减小阻力。

如果在所求得的周期运动的时间段内不再满足条件，例如所述屈曲角度不处于预定的极限值之内或者下部分和/或上部分这样移位，以使得所述下部分和/或上部分不处于预定的参数以内，则用于屈曲角度的计数器又复位。由此防止在白天内分布地合计偶然的运动或者与参数的协调。极限值或参数必须在确定的时间段内满足例如所述屈曲角度改变的总和或被累计的绝对屈曲角度改变。在中断在激活自行车模式之前所需的条件的存在时，不引起阻力的减小并且不切换到骑行模式中。

优选地设置，只有当对于屈曲角度和下部分的倾斜角度提出的、关于所累计的屈曲角度改变、例如所述屈曲角度改变的值的总和大于240°的条件存在或被满足时，才进行阻力的减小。用于阻力减小所需的条件必须在例如大于240°的所累计的屈曲角度改变的总时间段内存在，否则不激活自行车功能。如果实施自行车功能的激活，即所需的条件在特别是大于240°的屈曲角度改变的确定的时间段内存在，则不再需要实施相同形式的周期运动，以便继续存在减小的阻力。减小的阻力如此长时间地被保持，直到出现确定的改变或者探测到传感器值，所述确定的改变或传感器值需要增大屈曲阻力和/或伸展阻力。

本发明的一个进一步方案设置，只有当所述屈曲角度大于确定的极限值、特别是大于10°、特别是大于15°时，才确定周期运动。大于10°、尤其大于15°的屈曲角度是对于实施踩踏运动好的指标。在自行车骑行时，至少在坐着时或者要在开始时存在始终大于10°、特别是大于15°的屈曲角度。如果是这种情况，则可以随着高的安全性出现存在踩踏运动的情况。

本发明的一个进一步方案设置，只有当下部分的倾斜角度和/或所述屈曲角度不超过和/或低于确定的极限值时，才确定周期运动。下部分在空间中的倾斜角度并且所述倾斜角度关于时间的变化曲线是对于下述情况好的指标，即是否存在周期运动以及是否保持周期运动。结合屈曲角度可以限定下述参数，所述参数对于周期运动的存在或不存在是有说服力的。当下部分的倾斜角度在确定的时间段内处于确定的极限值之内、即不超过或低于极限值并且同样也适用于屈曲角度时，由此可以推断出周期运动的存在或不存在。如果探测到周期运动的存在，则减小阻力，当不应接通或激活自行车模式时，则将阻力保持在初始水平、例如用于在平地上行走的站立阶段水平上。

本发明的一个进一步方案设置，只有当下部分相对于垂线的倾斜角度不超过极限值、特别是小于5°时，才确定周期运动。下部分的倾斜角度、所谓的滚动角度同样是用于实施自行车骑行活动的指标。如果下部分向前相对于垂线的倾斜角度在确定的时间内始终小于极限值、特别是小于5°，其中，继续向前指向的倾斜度是无害的，则可以出现在此涉及自行车骑行运动的情况。当脚部分或踝关节轴处于膝关节轴之前时，下部分向后的倾斜度视为正的滚动角度。向后的小的倾斜度可以被容许并且在自行车骑行时发生，极限值不应被超过，特别是不大于5°。

本发明的一个进一步方案设置，周期运动的结束通过如下方式被识别，下部分在预定的时间段、特别是大于>150ms内由轴向负荷或轴向力卸负荷，并且所述屈曲角度低于极限值、特别是小于15°，或者下部分相对于所述垂线的倾斜度超过极限值、特别是大于10°。由轴向力对下部分的卸负荷在此可以是，朝向膝关节的方向作用的轴向力减小到预定的极限值以下或者存在下部分的完全的卸负荷，即没有轴向力朝向膝关节的方向作用。如果在预定的时间段内下部分被卸负荷并且没有朝向关节轴的方向作用的轴向力作用于下部分，则这可以作为参考值适用下述情况，即使用者已使脚从踏板摆脱并且由此必要时想下车或者然而放下脚或者然而必须放下脚，以便另外地支撑。此外，所述屈曲角度低于极限值，特别是小于15°，从而可以认为经护理的腿伸展，或者下部分相对于所述垂线的倾斜度超过极限值、特别是大于10°，这例如在下车并且腿越过后轮和车座时进行，有利地自行车骑行被识别为结束并且特别是屈曲阻力又增大。周期运动不必持续地从开始时被实施，仅仅在一定时间段内、即经过一定数量的踏板旋转周数或者经过屈曲角度改变的一定的总和被实施，以便调设为减小的阻力。

本发明的一个进一步方案设置，在中断周期运动并同时给下部分施加轴向力时伸展阻止膝关节小于确定的屈曲角度、特别是小于10°并且增大屈曲阻力，并且在达到末端止挡、后续的屈曲和再次的伸展之后，再次调设用于周期运动的阻力设定。如果例如探测到膝伸展，这中断周期运动，然而不中断自行车骑行和由此不中断阻力装置中所设定的阻力模式并且同时探测到轴向力，则阻止膝关节的伸展超过确定的值。例如超过小于10°的伸展值，以阻止膝关节的完全的伸展。在中断踩踏运动时、例如在站立时的完全的伸展可以导致膝关节的困难的弯曲，这在踩踏运动又应被开始时是不期望的。同时屈曲阻力被增大到例如在行走时的站立阶段水平，这实现基本的屈曲。由此也为了在站立之后的坐下提供足够大的屈曲阻尼或屈曲阻力，以实现受控的膝弯曲。如果到达伸展的末端止挡并且进行接着的屈曲抵抗可能增大的阻力，则在相反运动和再次伸展时再次调设用于周期运动的阻力设定，即减小屈曲阻力和必要时伸展阻力。由此防止，必须存在关于屈曲角度和下部分的倾斜角度的均等标准又超过被累计的绝对屈曲角度改变的全部需要的值、例如所述屈曲角度改变的值。例如由此识别出例如在行驶通过障碍物时的站立情况并且实现阻力装置的简化的自由激活。

本发明的一个进一步方案设置，为了求得周期运动，计算角速度，并且求得所述角速度在确定的时间段内的商。所述角速度的商的改变被求得为确定的时间段内的切线斜率。当切线斜率的时间变化曲线单调递增时，进行周期运动的确定。即使存在单调条件的较小的偏差，也存在切线斜率的时间变化曲线的单调递增。重要的是，斜率的改变在此不处于确定的极限值以下。对角速度、即屈曲角度和下部分的倾斜角度的角速度的计算以及在确定的时间段内对角速度的商的计算实现，可以求得这两个角速度的变化曲线的切线斜率，所述切线斜率可以表示为闭合的、凸形的二维曲线。当经过曲线的完全的循环所述切线斜率确定为单调递增时，则认为确定出周期运动并且由此减小阻力。

本发明的一个进一步方案设置，仅仅在超过屈曲角速度的极限值时进行角速度的评估。屈曲角速度的考虑表明有附加证据，即实际进行自行车骑行运动并且不偶然将例如在坐着时的小的相反运动错误地识别为自行车骑行运动。此外由此避免在确定切线斜率时观察不连续点。

为了求得周期运动可以考虑两个角度特性参数和或其导数的相空间，特别是可以确定并且考虑在相空间中的旋转方向，以便识别，是否存在与在平地上行走不同的周期运动并且实施阻力的相应的减小。角度特性参数是所述屈曲角度和围绕膝关节的所述部件之一的至少一个绝对角度。下部分和/或上部分的在空间中的角度被使用。

本发明的一个进一步方案设置，脚部分的轨迹曲线和或所述轨迹曲线的导数相对于所求得的髋旋转点由膝角度和/或上部分和下部分的绝对角度被确定并且被考虑用于求得周期运动。由膝角度、这些绝对角度或一个绝对角度以及膝关节轴与脚部分、例如脚部分的在脚底附近或踝关节轴的位置上的参考点之间的已知的几何关系能够确定脚部分的轨迹曲线。轨迹曲线或所述轨迹曲线的时间导数可以与所求得的旋转点相关。髋旋转点总归由矫形外科技术人员在调整矫形器或假体期间被确定。与膝关节轴的间距因此同样是已知的。脚部分的参考点相对于旋转点的轨迹曲线走向、轨迹曲线速度和/或轨迹曲线加速度则可以由相应已知的几何关系和角度改变被求得并且用作是否存在周期运动的指标。

附图说明

下面借助附图阐述本发明的一个实施例。附图示出：

图1-假体腿的示意图；

图2-踩踏运动的示意图；

图3-屈曲角度和滚动角度的共同的图；

图4-对切线斜率的计算的示意图；

图5-测量到的角速度与计算出的角速度的对比；

图6-根据图5的图表中的连接线的斜率的变化曲线；

图7-对于开始行驶并且激活自行车功能的数据记录；以及

图8-矫形器的视图。

具体实施方式

图1示出了在假体腿上的应用中的人造的膝关节1的示意图。替代在假体腿上的应用，相应地构造的人造的膝关节1也可以被装入矫形器或外骨骼中。替代自然的关节的替换方案，相应的人造的膝关节1布置在自然的关节内侧和/或外侧。在示出的实施例中，人造的膝关节1以具有上部分10的假体膝关节的形式构造，所述上部分具有沿着行走方向在前的或前面的侧11和后侧12，所述后侧与前侧11对置。下部分20绕着摆动轴15能摆动地被支承在上部分10上。下部分20也具有前侧21或前面的侧和后侧22或后面的侧。在示出的实施例中，膝关节1构造为单中心的膝关节，原则上也可能的是，相应地控制多中心的膝关节。在下部分20的远端的端部上布置脚部分30，所述脚部分可以作为刚性的脚部分30与不能运动的脚关节连接或者然而可以通过摆动轴35与下部分连接，以实现与自然的运动过程近似的运动过程。

上部分10的后侧12和下部分20的后侧22之间的膝关节角度KA被测量。膝关节角度KA可以通过膝关节角度传感器25直接被测量，所述膝关节角度传感器可以布置在摆动轴15的区域中。膝关节角度传感器25可以与力矩传感器耦合或者具有所述力矩传感器，以便检测围绕关节轴15的膝关节力矩。在上部分10上布置惯性角度传感器或IMU 51，所述惯性角度传感器测量上部分10例如相对于恒定的力方向、例如重力G的空间位置，所述重力竖直地指向下。在下部分20上同样布置惯性角度传感器或IMU 53，以在使用假体腿期间求得下部分的空间位置。

除了惯性角度传感器53以外，在下部分20或脚部分30上可以布置加速度传感器和/或横向力传感器53。通过下部分20或脚部分30上的力传感器或力矩传感器54可以求得作用于下部分20的轴向力FA或围绕踝关节轴35作用的踝关节力矩。

在上部分10和下部分20之间布置阻力装置40，以影响下部分20相对于上部分10的摆动运动。阻力装置40可以构造为无源的阻尼器、驱动装置或所谓的半有源的促动器，通过所述半有源的促动器能够存储运动能量并且在之后的时间点有针对性地又输出运动能量，以便制动或支持运动。阻力装置40可以构造为线性的或旋转的阻力装置。阻力装置40与控制装置60连接、例如有线地连接或通过无线连接来连接，所述控制装置又与至少一个传感器25，51，52，53，54耦合。控制装置60电子地借助处理器、计算单元或计算机处理由传感器传输的信号。所述控制装置具有电能供应装置以及至少一个存储单元，程序和数据被存储在所述存储单元中，并且在所述存储单元中提供用于处理数据的工作存储器。在处理传感器数据之后输出激活指令或停用指令，通过所述激活指令或停用指令激活或停用阻力装置40。通过激活阻力装置40中的促动器可以例如将阀打开或关闭或者产生磁场，以改变阻尼特性。

假肢筒固定在假体膝关节1的上部分10上，所述假肢筒用于接收大腿残端。假体腿通过大腿残端与髋关节16连接，在上部分10的前侧测量髋关节角度HA，所述髋关节角度在前侧11在通过髋关节16和上部分10的纵向延伸的竖直线与髋关节16和膝关节轴15之间的连接线之间被提供。如果大腿残端抬起并且髋关节16屈曲，则例如在坐下时髋关节角度HA减小。反过来在伸展时、例如在起立或类似的运动过程中髋关节角度HA增大，例如在自行车骑行中向下踩踏板时。

在图2中示意性地示出假体腿，其具有在上部分10和下部分20之间的人造的膝关节。假体脚30放置在踏板2上并且实施沿着踏板路径的圆周运动。下部分20或下部分20的纵向延伸处于所示的位置中，在垂直位态中，下部分20相对于垂线G的倾斜度由此为0°，滚动角度由此是0。由上部分10相对于下部分20绕着膝关节轴的摆动得出的屈曲角度α_K是相对于完全伸展的或伸开的假体腿的改变。所述屈曲角度α_K由180°和膝角度KA之间的差来计算。在实施在自行车骑行中用于驱动自行车所需的踩踏运动时实施周期运动。脚部分30作用于踏板20的力在图1中所示的力作用点PF被导入。该力通常是压力，因为假体使用者或矫形器使用者借助在肌肉组织中受限的马达能力仅能困难地施加反向于重力方向作用的力。由于缺乏与下部分20的肌肉连接，通常不能将在水平方向上作用的力施加给踏板2。因为出于安全原因不将脚部分30固定在踏板2上，所以也没有例如通过激活髋屈肌而反向于重力方向作用的力被传递。因此在踩踏运动中，屈曲阻力和伸展阻力也是不期望的，因为所述屈曲阻力和伸展阻力阻碍踏板2绕着脚踏曲柄的旋转轴的旋转运动。

因此设置，至少阻力、特别是屈曲阻力和必要时伸展阻力也根据识别自行车骑行中的周期运动被减小。所述识别和W的减小尽可能快地实施，而人造的膝关节的使用者不必除了实施自行车骑行运动以外采取另外的措施。如果随着自行车骑行出现的周期运动过程一被识别出，则保持调设为自行车模式，直到识别出参数或传感器数值的改变，所述改变表明自行车骑行的结束，这不一定必须随着周期运动的结束出现。

在图3中示出屈曲角度α_K和作为下部分20在空间中的倾斜角度的滚动角度α_S。由左边的视图可知，这两个角度基本上在自行车骑行期间周期地延伸并且在踏板的均匀的转速下进行相同形式的改变。右边的视图是这两个值在X-Y图表中的视图。通过踩踏运动实现闭合的凸形的二维曲线，其中，所述屈曲角度α_K在X轴上标出，并且小腿角度α_S在Y轴上标出。如果相同形式的和周期的运动被识别，即在确定的时间段内、例如在两个踏板旋转周内被识别，则减小阻力装置的阻力。在自行车骑行时，图3的右边的视图中的曲线逆时针地进行，其中，曲线的切线斜率的时间变化曲线如同在图4中示出的那样向右被读出并且因此单调递增。在确定的时间点t1的斜率k1由水平分量与竖直分量之商算出，在之后的时间点t2的切线的斜率k2在示出的实施例中是更大的。切线斜率是X分量的改变与Y分量的改变的商、即屈曲角度α_K的角速度与下部分20的倾斜角度α_S的角速度的商。

在图5和6中示出计算或求得切线斜率的一个变体。在图5中不仅示出测量的角速度而且示出被滤波的测量的角速度。下部分的角速度VS和屈曲角度的角速度VA例如由于振动或测量误差具有干扰信号，所述干扰信号通过不均匀的曲线走向而变得可识别。被滤波的角速度信号VSF和VAF同样被标出。在右边的视图中，所述值在具有在十字交叉处的坐标原点的X-Y图表中示出。相对平缓的曲线走向与不平稳的曲线走向之间的差异在此也是明显的。原点X与X-Y图表中的曲线上在时间点t1和时间点t2的相应的点之间的连接线的斜率通过根据图4的规则被算出。在膝角速度VA＝0下无限地进行从正到负的无限的符号跃变。所述值在观察下被移除，其方式是，所述评估仅仅在超过屈曲角速度的极限值时进行。原则上，如前所述的单调条件的较小的偏差也可以是容许的，以便还视为满足均匀性标准。

为了识别出是否实施自行车骑行的周期运动而合计所述屈曲角度改变的值∑Δα_K，所述屈曲角度和滚动角度和/或上部分在空间中的定向在此被观察。在图7的图表中标出在开始自行车骑行时的屈曲角度α_K的变化曲线。从伸开的腿出发进行屈曲，然后进行伸展并且又进行屈曲和伸展。阻力Rf首先保持在高的水平上。当存在足够的绝对膝角速度、即屈曲角度α_K的足够大的改变，则数值∑Δα_K始终增大。在以减小的屈曲角度改变进行相反运动的范围内，不更新数值，以便在识别出自行车骑行运动时不危及足够的安全性。同样适用于在计算出最大伸展、即屈曲角度α_K的低的相对最小值之后的过程。如果数值达到确定的极限值、例如所述屈曲角度改变的值240°，该值在数值∑Δα_K的水平的变化曲线处可看到，则将阻力Rf减小到期望的值，例如几乎降为0。不进行数值的继续的更新，因为均匀性标准被充分满足。

在图8中以示意图示出矫形器的一个实施例，所述矫形器具有上部分10以及绕着摆动轴15能摆动地被支承在所述上部分上的下部分20，通过所述矫形器同样可以实施所述方法。人造的膝关节1由此构造在上部分10和下部分20之间，所述膝关节在示出的实施例中布置在自然的膝关节外侧。除了上部分10和下部分20相对于腿的单侧布置以外，两个上部分和下部分也可以布置在自然的腿内侧和外侧。下部分20具有在其远端的端部处具有脚部分30，所述脚部分绕着踝关节轴35相对于下部分20能摆动地被支承。脚部分30具有脚踏板，脚或鞋可以放置在脚踏板上。不仅在下部分20上而且在上部分30上布置用于固定在小腿或大腿上的固定装置。在脚部分30上也可以布置用于将脚固定在脚部分30上的装置。固定装置可以构造为带扣，皮带，搭扣或诸如此类，以便矫形器能松开地安置在使用者的腿上并且又可以无损坏地被取下。阻力装置40固定在上部分10上，所述阻力装置支撑在下部分20和上部分10上并且提供能调节的阻力抵抗绕着摆动轴15的摆动。前面结合假体的实施例所述的传感器和控制装置相应地也存在于矫形器上。

Claims (13)

1.一种用于控制下肢的假体或矫形器的方法，所述假体或矫形器具有上部分(10)以及通过膝关节与所述上部分(10)连接的下部分(20)，所述下部分绕着关节轴(15)相对于所述上部分(10)能摆动地被支承，其中，在所述上部分(10)和所述下部分(20)之间布置能调节的阻力装置(40)，通过所述阻力装置基于传感器数据改变阻力(Rf)，其中，通过传感器检测状态信息，求得与行走不同的周期运动，并且将所述阻力(Rf)在所述周期运动期间调设到低的水平，其特征在于，所述周期运动的求得具有以下步骤：

a.在至少一个运动周期内检测屈曲角度(α_K)以及所述下部分(20)和/或所述上部分(10)的至少一个绝对角度(α_S)，

b.由上部分(10)与下部分(20)的相对运动以及上部分(10)和/或下部分(20)在空间中的绝对运动识别出所述周期运动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，只有当在满足确定条件的间隔内被合计的屈曲角度改变(∑Δα_K)、特别是所述屈曲角度改变的值大于确定的极限值、特别是大于240°时，才进行所述阻力(Rf)的减小。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，只有当所述屈曲角度(α_K)大于极限值、特别是大于10°、特别是大于15°时，才确定周期运动。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，只有当所述下部分(20)的倾斜角度(α_S)和/或所述屈曲角度(α_K)不超过和/或低于确定的极限值时，才确定周期运动。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，只有当所述下部分(20)向前相对于垂线(G)的倾斜角度(α_S)小于极限值、特别是小于5°时，才确定周期运动。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述周期运动的结束通过如下方式被识别，即所述下部分(20)在预定的时间段内由轴向力(FA)卸负荷，并且所述轴向力(FA)减小到预定的极限值以下，并且所述屈曲角度(α_K)低于极限值，或者所述下部分(20)相对于所述垂线(G)的倾斜度(α_S)超过极限值。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在中断所述周期运动并同时给所述下部分(20)施加轴向力(FA)时，阻止所述膝关节(1)伸展小于确定的屈曲角度(α_K)并且增大所述屈曲阻力(Rf)，并且在达到末端止挡、后续的屈曲和再次的伸展之后，再次调设用于所述周期运动的阻力设定。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了求得所述周期运动，计算所述屈曲角度(α_K)的角速度和所述倾斜角度(α_S)的角速度，并且求得所述角速度在确定的时间段内的商。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述角速度的商的改变被求得为确定的时间段内的切线斜率。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，当所述切线斜率的时间变化曲线单调递增时，进行所述周期运动的确定。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，仅仅在超过屈曲角速度的极限值时进行所述角速度的评估。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了求得所述周期运动而考虑两个角度特性参数和/或其导数的相空间，特别是确定并且考虑在所述相空间中的旋转方向。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述脚部分(30)的轨迹曲线和/或所述轨迹曲线的导数相对于所求得的髋旋转点由膝角度(KA)和/或上部分(10)和下部分(20)的绝对角度被确定并且被考虑用于求得所述周期运动。

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