DE19521464C2 - Method for controlling the brake of a knee prosthetic knee joint, and thigh prosthesis - Google Patents

Method for controlling the brake of a knee prosthetic knee joint, and thigh prosthesis

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DE19521464C2
DE19521464C2 DE1995121464 DE19521464A DE19521464C2 DE 19521464 C2 DE19521464 C2 DE 19521464C2 DE 1995121464 DE1995121464 DE 1995121464 DE 19521464 A DE19521464 A DE 19521464A DE 19521464 C2 DE19521464 C2 DE 19521464C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Kniebrem se eines ein Stumpfbett mit einem Prothesenunterteil mit ange schlossenem Prothesenfuß verbindenden Kniegelenkes, wobei das computergesteuerte Bremsmoment in Abhängigkeit von der Gehbewe gung des Prothesenträgers kontinuierlich zwischen "frei" und "blockiert" veränderbar ist, und die Gehbewegung durch im Stumpfbett gemessene EMG-Werte, im Fußbereich gemessene Druck werte, durch den jeweiligen Kniewinkel sowie die jeweilige, zwi schen Stumpfbett und Prothesenunterschenkel gemessene Winkelge schwindigkeit in Form elektrischer Signale (nachfolgend "Meßda ten") charakterisiert wird. The invention relates to a method for controlling the Kniebrem se of a stump bed with a prosthetic lower part with integrally schlossenem prosthetic connecting knee joint, wherein the computer controlled braking torque depending on the Gehbewe supply of the prosthesis wearer continuously between "free" and "blocked" is variable, and the walking movement by in stump bed EMG measured values ​​measured in the foot pressure values ​​measured by the respective knee angle and the respective, Zvi's stump bed and lower leg prosthesis Winkelge speed in the form of electrical signals (hereinafter "Meßda ten") is characterized.

Die Erfindung betrifft ferner eine Oberschenkelprothese, mit The invention further relates to a femoral prosthesis, with

  • - einem Stumpfbett, das zur Verbindung mit einem Oberschen kelstumpf des Prothesenträgers ausgebildet ist; - a stump bed which is adapted for connection to a top's kelstumpf of the prosthesis wearer;
  • - einem Prothesenunterschenkel, an den ein Prothesenfuß ange schlossen ist; - is a prosthetic lower leg to which a prosthesis is closed;
  • - einem Kniegelenk, das über eine Knieachse einen oberen Kniegelenkanschluß für das Stumpfbett gelenkig verbindet mit einem unteren Kniegelenkanschluß für den Prothesen unterschenkel; - a knee joint, the knee joint has an upper connection for the stump bed connects via a knee axis hinged to a lower knee joint connection for the prosthesis lower leg;
  • - einer computergesteuerten Bremse, die auf eine Bremswelle ein zwischen "frei" und "blockiert" kontinuierlich verän derbares Bremsmoment aufbringt; - a computer-controlled brake which applies a brake shaft between a "free" and "blocked" continuously changed derbares braking torque;
  • - einem Kniegelenkgetriebe zur Übertragung des Bremsmomentes von der Bremswelle auf die Knieachse; - a knee joint transmission for transmitting the braking torque from the brake shaft to the knee axis;
  • - einer Steuereinheit, die über einen Steueralgorithmus die Bremse in Abhängigkeit von der Gehbewegung des Prothesen trägers beaufschlagt; - a control unit which acts upon the brake carrier in function of the walking motion of the prosthesis via a control algorithm;
  • - EMG-Sensoren, die im Stumpfbett zur Anlage an bestimmten Oberschenkelmuskeln angeordnet sind und Signale an die Steuereinheit abgeben; - EMG sensors which are arranged at certain muscles in the thigh stump bed for abutment and emit signals to the control unit;
  • - Fußdrucksensoren, die in der Lauffläche des Prothesenfußes angeordnet sind und Signale an die Steuereinheit abgeben; - Fußdrucksensoren which are arranged in the tread of the prosthetic foot and emit signals to the control unit;
  • - einem Meßgerät, das den jeweiligen Kniewinkel sowie die jeweilige Winkelgeschwindigkeit zwischen Prothesenober- und -unterschenkel mißt und in Form elektrischer Signale an die Steuereinheit abgibt. - a measuring device which measures the relevant knee angle and the current angular rate between Prothesenober- and drumsticks and outputs in the form of electrical signals to the control unit.

Die EP 0 549 855 A2 offenbart eine Kniebremssteuerung, bei der ein hydraulischer Dämpfer die Winkelgeschwindigkeit im Kniege lenk steuert. EP 0549855 A2 discloses a knee brake control in which a hydraulic damper controls the angular speed in the directing Kniege. Ein Mikroprozessor ermittelt aus einer Belastungs messung und einer Kniewinkelmessung das übliche Gangmuster und beaufschlagt an verschiedenen Gang-Übergangspunkten einen Motor, der seinerseits eine im Hydraulikdämpfer vorgesehene Ventilein richtung verstellt. A microprocessor determined from a stress measurement and a knee angle measurement, the usual walking pattern and applied at different speed transition points of a motor which in turn adjusts an opening provided in the hydraulic damper Ventilein direction. Diese Ausführungsform ermöglicht dem Prothe senträger die Verwendung der Prothese in verschiedenen Gangarten einschließlich Treppensteigen und sich hinsetzen. This embodiment allows the prosthetic senträger the use of the prosthesis in various gear types including stair climbing and sit down.

Die DE 39 09 672 C2 offenbart eine schwungphasengeregelte Ober schenkelprothese mit einem Oberschaft, der mit einem Unterschaft gelenkig über eine Kniegelenkwelle verbunden und von einem Druckzylinder beaufschlagt ist. DE 39 09 672 C2 discloses a swing phase-controlled upper limb prosthesis having an upper shaft which is connected to a lower shank articulated manner via a knee-joint shaft and is acted upon by a pressure cylinder. Der Druckzylinder wird über ein Ventil angesteuert, dessen Öffnungsgrad durch eine Regulierein richtung in Abhängigkeit von mehreren während Gehversuchen aus gewählten Gehgeschwindigkeiten eingestellt wird. The printing cylinder is driven via a valve whose opening degree is adjusted by a Regulierein direction depending on a number selection made during attempts to walk from walking speeds. Vorgesehen ist eine Betriebsart-Wähleinrichtung zur Wahl verschiedener Öff nungsgrade für mehrere unterschiedliche Gehgeschwindigkeiten in einem Lehrprogrammeingabebetrieb sowie für einen Playbackbe trieb. Provided a mode selection means for selecting different voltage is Publ grade for a plurality of different walking speeds in a teaching program input operation as well as for a Playbackbe drive. Vorgesehen sind ferner eine die Öffnungsgrade ermittelnde Erfassungseinrichtung, eine die Öffnungsgrade der Betriebsart- Wähleinrichtung speichernde Einrichtung, eine Schwung- und Standphasen erfassende Phasenermittlungseinrichtung, eine Geh geschwindigkeits-Ermittlungseinrichtung, die die tatsächliche Gehgeschwindigkeit aufgrund der jeweiligen Zeitspannen der durch die Phasenermittlungseinrichtung erfaßten Schwung- und Standpha sen ermittelt, sowie eine Steuereinrichtung, die die tatsächlich von der Gehgeschwindigkeit-Ermittlungseinrichtung ermittelte Gehgeschwindigkeit mit den entsprechenden gespeicherten Öff nungsgraden der Betriebsart-Wähleinrichtung vergleicht und den Öffnungsgrad des Ventils einstellt. the opening degrees investigating detecting means, the opening degrees of the operating mode a are further provided selection means storing device, a swing and stance phases detected phase detection means, a go-speed detection means, the actual walking speed due to the respective periods detected by said phase detecting means swing and Standpha sen determined, and control means, the voltage levels of the walking speed actually determined by the walking speed detecting means with the corresponding stored Publ the mode selector compares and adjusts the opening degree of the valve. Gesteuert wird somit nur die Schwingphase. only the oscillation phase is thus controlled. Als Sensoren werden verwendet ein Kniewinkelsensor und Streck-Endschalter. When sensors are used a knee angle sensor and yield limit switches. Die Zeitdauer der Standphase wird als Parameter benutzt zur Steuerung des Dämpfungskoeffizienten in der Schwingphase. The duration of the stance phase is a parameter used to control the damping coefficient in the swing phase.

Auch die französische Patentanmeldung 26 23 086 A1 offenbart eine pneumatische Kniebetätigungseinrichtung. The French patent application 26 23 086 A1 discloses a pneumatic knee actuator. Als Sensoren wer den verwendet entweder Fußkontaktsensoren oder Belastungsmessun gen in Kombination mit einem Streck-Endschalter. As sensors who uses either Fußkontaktsensoren or Belastungsmessun services in combination with an extender limit switches. Die Steuerung löst während der Standphase eine automatische Knieblockierung aus und paßt während der Schwingphase den Dämpfungskoeffizienten der Gangzyklusdauer an. The controller triggers during the stance phase knee automatic blocking and adjusts the damping coefficient of the gait cycle duration on during the swing phase.

Die US-A-5,062,857 offenbart ein Verfahren zur automatischen Blockierung einer hydraulischen Kniebremse in Abhängigkeit myo elektrischer Meßsignale. The US-A-5,062,857 discloses a method for automatically blocking a hydraulic knee brake in dependence myo electrical measurement signals. Dieses vorbekannte Verfahren verarbei tet ausschließlich EMG-Signale und gibt nur die Wahl zwischen zwei Werten: völlige Blockierung oder aber Freigabe der Knie bremse. This known method proces tet only EMG signals, and outputs only the choice between two values: complete blocking or release of the knee brake. Die Steuerung reagiert nur in gefährlichen Situationen (der Prothesenträger verliert das Gleichgewicht oder er stol pert); The controller will only respond in dangerous situations (the prosthesis wearer loses his balance or he pert stol); eine Steuerung der Kniebremse während normaler Gehbewe gungen ist weder vorgesehen noch möglich. control of the knee brake during normal conditions Gehbewe is neither intended nor possible.

Der Aufsatz HORN, GW: Electro-Control: am EMG-Controlled A/K Prosthesis (Med. & biol. Engn, Vol. 10, 1972, Seiten 61 bis 73) offenbart auch nur eine Kniebremssteuerung zwischen den Stellun gen "blockiert" und "frei" und zwar in Abhängigkeit von nur ei nem EMG-Signal. The article HORN, GW: Electro-Control: the EMG-controlled A / K Prosthesis (.. Med. & Biol Engn, Vol 10, 1972, pages 61 to 73) also discloses only a knee brake control between the Stellun gen "blocked" and "free" and depending on just ei nem EMG signal. Vorgesehen ist lediglich eine Gelenkblockierung in Beugestellung, nicht aber in Streckstellung. Provided is merely a joint blockage in flexion, but not in extension. Offenbart ist überdies lediglich eine mechanische Blockierung, die kein kon tinuierliches, gesteuertes Bremsen zuläßt. Disclosed is also merely a mechanical lock that does not permit kon tinuierliches, controlled braking.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine den verschiedenen natürlichen Gangarten besser angepaßte Kniebremssteuerung sowie eine hierfür besser geeignete Oberschenkelprothese zu entwickeln. The invention is based on the object of developing the various natural species better adapted knee brake control and a more appropriate for this femoral prosthesis.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst: Starting from the method described above, this object is achieved according to the invention by the following features:

  • a) Ermittlung der jeweiligen Gangart aus einer Anzahl vorgege bener, zuvor für diesen Prothesenträger ermittelten Gangar ten, wie z. a) determining the respective gait of a number PRE-DEFINED, previously determined for that denture wearers Gangar th such. B. Gehen auf einem ebenen Untergrund, Treppen steigen, Treppenabstieg, das Gehen auf einer ansteigenden oder abschüssigen Fläche, Bewegungen im Stillstand, durch Auswerten von zumindest einigen der jeweils übermittelten Meßdaten; As walking on a level surface, climb stairs, steps down, walking on an ascending or sloping surface, movements at a standstill, by evaluating at least some of the measurement data transmitted respectively;
  • b) Auswahl des dieser ermittelten Gangart zugeordneten Steuer programms; b) Selection of these determined gait associated control program;
  • c) für jedes Steuerprogramm wird eine als Zeitspanne definier te Schrittperiode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fer sen/Boden-Kontakten unterteilt in mehrere Phasen, deren jeweiliger Endpunkt durch diese Phase vorgegebene, jeweils übermittelte Meßdaten bestimmt wird; c) for each control program is a period of time as DEFINE te step period between two successive Fer sen / ground contacts divided into several phases, the respective end point is determined by this phase given, each transmitted measurement data;
  • d) während jeder Phase wird kontinuierlich der genaue, sich aus dem ausgewählten Steuerprogramm für diesen Phasenab schnitt der augenblicklichen Gangart ergebende Bremswert errechnet, mit dem dann die Kniebremse beaufschlagt wird. d) during each phase of the exact, to cut out the selected control program for this Phasenab the instantaneous gait resulting braking value is calculated continuously, with the knee then the brake is applied.

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn zusätzliche Meßdaten ermit telt werden aus den am Knie sowie an der Hüfte angreifenden Mo menten. It may also be appropriate if additional measurement data ermit telt be from acting on the knee and at the hips Mo elements.

Erfindungsgemäß geht man aus von einer Schrittperiode, die defi niert ist als zeitlicher Abstand zwischen zwei Fersen/Boden-Kon takten. According to the invention proceeds from a step period, which is defi ned as a clock time interval between two heel / ground Kon. Diese Schrittperiode wird auf einer Zeitachse aufgetra gen und dann in eine bestimmte Anzahl von Schrittphasen unter teilt, wobei jeweils zwischen zwei Phasen ein Übergang, also ein Wechsel von der einen zur anderen Phase vorgesehen ist. This step period is aufgetra on a time axis gene and then be divided into a certain number of step phases, between two phases is provided a transition, that is, a change from one to the other phase. Jede Phase stellt somit einen zeitlichen Teilabschnitt einer Schritt periode dar, wobei während der Phase eine gesteuerte Kniebewe gung stattfindet. Each phase thus represents a temporal portion of a step is the period, during which phase takes place a controlled Kniebewe supply. Jeder Phasenübergang basiert auf Meßdaten. Each phase transition is based on measurement data.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht grundsätzlich die Möglichkeit, jederzeit von einer Gangart auf eine andere Gangart überzuwechseln, wobei jeder Gangart ein spezielles Steuerpro gramm zugeordnet ist. In the inventive process it is generally possible, at any time change from one to another pace gait, each gait is a special program Steuerpro assigned. Es kann aber festgelegt werden, daß ein Wechsel von dem Steuerprogramm der gerade benutzten Gangart zu dem Steuerprogramm einer anderen Gangart nur bei einer zuvor ausgewählten speziellen Phase der Schrittperiode der gerade be nutzten oder aber der neuen Gangart vorgenommen wird. but it can be determined that a change of the control program of pace to the control program a different pace just used the currently used be only at a pre-selected specific phase of the step period or else is made of the new gait.

Erfindungsgemäß erfolgt die Ermittlung der jeweils ausgeübten Gangart durch Vergleich der übermittelten Ist-Meßdaten mit den für jede Gangart vorgegebenen Referenz-Meßdaten. According to the invention the determination of the gait respectively exerted by comparing the actual measurement data transmitted with the predetermined gait for each reference measurement data. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Referenz-Meßdaten aus den für jede einzelne Gangart gemessenen EMG-Daten ermittelt werden. It is expedient if the reference measurement data are determined from the values ​​measured for each individual gait EMG data.

Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn für jede der vorgegebe nen Gangarten für jeden abgetasteten Hüftgelenkmuskel über eine Schrittperiode eine die Muskelaktivität wiedergebende Kurve er stellt wird. According to the invention it is advantageous if for each of the pre give NEN gaits for each sampled hip muscle via a step period, a muscle activity reproducing curve is it provides. Diese Kurve kann in der Praxis z. This curve can in practice for. B. durch dreißig Meßwerte erstellt werden. B. are created by thirty measurements. Beim Vergleich der Ist-Meßdaten mit den Referenzwerten ist jedoch nicht ohne weiteres feststellbar, mit welchem der beispielsweise genannten dreißig Meßwerten einer Muskelaktivitätskurve der gerade ermittelte Istwert verglichen werden muß. When comparing the actual measurement data with the reference values ​​but is not readily ascertainable, by which the thirty measurements of muscle activity curve of the actual value just determined, for example, mentioned must be compared. Es muß also eine Zuordnung innerhalb der Schrittpe riode erfolgen. So there must be an association within the Schrittpe Riode. Diese Schrittperiode ist jedoch für verschiedene Gangarten unterschiedlich und kann selbst innerhalb derselben Gangart variieren. However, this step period is different for different gaits and can even vary within the same gait. Da aber die Ist-Meßdaten in realer Zeit, also über einen bestimmten Zeitablauf übermittelt werden, die Refe renzdaten aber für einen vorgegebenen Zeitablauf und damit übli cherweise in Prozentangaben bezogen auf die Schrittperiode vor liegen, ein Vergleich der Realzeit mit Prozentangaben aber nicht möglich ist, muß die tatsächliche Schrittperiode in ihrer "Zeit länge" der Referenz-Schrittperiode angepaßt werden. However, since the actual measurement data is transmitted in real time, ie over a specific timing, but the Refe rence data for a predetermined time and thus übli cherweise in percentages with respect to the step period before lie, a comparison of real time with percentages but it is not possible the actual pitch period must be adjusted in their "time length" of the reference step period. Dies wird wie folgt vorgenommen: This is done as follows:

Nachdem man für jede der vorgegebenen Gangarten für jeden abge tasteten Hüftgelenkmuskel über eine Schrittperiode eine die Mus kelaktivität wiedergebende Kurve erstellt hat, werden dann die diese Kurve definierenden EMG-Meßdaten durch äquidistante linea re Interpolation auf eine bestimmte Anzahl EMG-Referenzwerte reduziert, die dann die EMG-Referenzkurve definieren. After creating a kelaktivität the Mus for each of the predetermined gaits for each abge keyed hip muscle via a step period reproducing curve, this curve are then defining EMG measurement data by equidistant linea re interpolation on a certain number of EMG reference values ​​reduced, then the define EMG reference curve. Der erste sowie der letzte EMG-Referenzwert entspricht dann den EMG-Meß daten bei Fersen/Boden-Kontakt. The first and the last EMG reference value then corresponds to the EMG measurement data during heel / ground contact. Zum Vergleich einer bestimmten Anzahl Ist-EMG-Meßdaten mit übereinstimmenden Referenz-EMG-Meß daten wird der jeweilige Zeitpunkt innerhalb der Schrittperiode ermittelt und zwar durch Vorausberechnung der Zeit des Endpunk tes der jeweiligen Phase. For comparison, a certain number of actual EMG measurement data with matching reference EMG measurement data of the respective time is determined within the step period, and through advance calculation of the period of the respective phase Endpunk tes. Es werden dann zu den Ist-Meßdaten die ihnen in Gangzeit am nächsten kommenden EMG-Referenzwerte der EMG-Referenzkurve herausgesucht. There are then the actual measurement data that picked them closest EMG reference values ​​of the EMG reference curve in transition. Dabei hat es sich als zweckmä ßig erwiesen, nicht alle EMG-Daten der kompletten Schrittperiode zu benutzen, sondern nur EMG-Daten aus einem bestimmten Ab schnitt der Schrittperiode, abhängig von der Gangart. It has proved expedient SSIG not to use all EMG data of the complete step period, but only EMG data from a particular cut from the step period, depending on the pace.

Die Ermittlung der Gangzeit sucht eine Antwort auf die Frage: The determination of the transitional period seeks an answer to the question:

An welcher Stelle befinden wir uns in der Schrittperiode? At which point we are in the step period? Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, innerhalb einer Schrittpe riode bestimmte Gang-Fixpunkte zu definieren. Here, it has proven expedient to define Riode certain speed fixed points within a Schrittpe. Zum Beispiel in folgender Reihenfolge: For example, in the following order:

  • 1. Fersen/Boden-Kontakt: 1. heels / soil contact:
    steigende Flanke des Fersendrucks, festge stellt mittels eines Schwellenwertes; rising edge of the heel pressure Festge is by means of a threshold value;
  • 2. Beginn Beugung Standphase: 2. Beginning diffraction stance:
    steigende Flanke des Kniewinkels, festge stellt mittels eines Schwellenwertes; rising edge of the knee angle, Festge is by means of a threshold value;
  • 3. Fuß flach: 3. foot flat:
    Metatarsalkopf I - Druck wird größer als der Fer sendruck; Metatarsal I - pressure is larger than the jerk-Fer transmitted;
  • 4. Maximum am Metatarsalkopf I: 4. maximum at the metatarsal I:
    Metatarsalkopf I - Druck wird maximal; Metatarsal I - pressure becomes maximum;
  • 5. Beugungsschwungphase: 5. diffraction swing phase:
    steigende Flanke des Kniewinkels, festge stellt mittels eines Schwellenwertes; rising edge of the knee angle, Festge is by means of a threshold value;
  • 6. maximale Beugungschwungphase: 6. maximum diffraction swing phase:
    Kniewinkel wird maximal; Knee angle becomes maximum;
  • 7. Streckung Schwungphase: 7. stretching swing phase:
    fallende Flanke des Kniewinkels, festge stellt mittels eines Schwellenwertes; falling edge of the knee angle, Festge is by means of a threshold value;
  • 8. volle Streckung: 8. full extension:
    Kniewinkel wird minimal oder negativ (Hyperex tension). Knee angle becomes minimum or negative (Hyperex tension).

Diese Gang-Fixpunkte sind über eine Schrittperiode verteilt und unterteilen die Schrittperiode in die vorstehend erläuterten Phasen. This gear fixed points are distributed over a pitch period and divide the step period in the above-described phases.

Die "online" Gang-Zeitbasis bestimmt die Gangzeit des momenta nen Zeitpunktes, bevor die derzeitige Schrittperiode beendet ist. The "online" transition time base determines the transit time of the momenta nen timing before the current step period is finished. Und dies erfolgt erfindungsgemäß durch Vorausberechnen der Zeit des Eintreffens eines zukünftigen Ereignisses mit einer bekannten Gangzeit. And this is done according to the invention by pre-calculating the time of arrival of a future event with a known transition period.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin gesehen werden, daß bei einem Wechsel der Gangart auch die Steuerung der Kniebremse geändert wird und zwar jeweils unter Adaptierung eines gespeicherten Referenzmusters. The main advantage of the method according to the invention can be seen in the fact that also the control of the knee brake is changed at a change of pace in each case under adaptation of a stored reference pattern.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ausgehend von der eingangs beschriebenen Oberschenkelprothese durch folgende Merkmale gelöst: The object underlying the invention object is achieved on the basis of the initially described femoral prosthesis by the following features:

  • a) zumindest zwei Fußdrucksensoren sind in nach unten offenen Ausnehmungen in der Fußsohle angeordnet und zwar im Fersen bereich sowie im Kopfbereich eines Os metatarsale; a) at least two Fußdrucksensoren are arranged in downwardly open recesses in the sole of the foot and that area in the heel and metatarsal head in the region of a bone;
  • b) die Bremse ist eine Magnetpulverbremse, die über gepulste Steuersignale einer Pulsweiten-Modulationsschaltung (PWM- Schaltung) angesteuert wird, wobei die Pulsweite den durch die Bremse fließenden Strom und somit das Bremsmoment be stimmt; b) the brake is a magnetic powder brake which (via pulsed control signals of a pulse width modulation circuit PWM circuit) is driven, wherein the pulse width agrees with the current flowing through the brake power and thus the braking torque be;
  • c) ein Einstell- und Kalibriersystem zur Anpassung des die Bremse beaufschlagenden Steueralgorithmus an den Gang des Prothesenträgers. c) a setting and calibration system for adjusting the brake control algorithm acting on the transition of the prosthesis wearer.

Erfindungsgemäß werden vorzugsweise zumindest zwei EMG-Sensoren verwendet. According to the invention two EMG sensors are preferably used at least. Außerdem können Sensoren zur Messung des Kniemomentes und/oder des Hüftmomentes vorgesehen werden. In addition, sensors for measuring torque of the knee and / or hip moment can be provided.

Die Kniebremse wird vorzugsweise mit einer konstanten Frequenz, z. The knee brake is preferably at a constant frequency, for example. B. 100 Hz beaufschlagt. As applied to 100 Hz. Grundsätzlich lassen sich alle Meß daten jederzeit vollständig verarbeiten; All measurement can basically handle data completely at any time; in der Praxis werden aber nur jeweils ausgewählte Meßdaten für die einzelnen Berech nungen herangezogen. in practice, however, only in each selected measurement data for the individual calculation voltages are used. In jedem Fall werden alle Meßdaten von ei nem Computer über eine bestimmte Zeit gespeichert (z. B. über 2,5 sek.), also nicht sofort vernichtet. In any case, all measurement data from ei nem computer over a certain time will be saved (eg. As more than 2.5 sec.), So do not immediately destroyed.

Für das Kniegelenkgetriebe werden erfindungsgemäß drei Alterna tiven vorgeschlagen. For the knee joint transmission according to the invention three Alterna tive are proposed.

Erfindungsgemäß ist es grundsätzlich möglich, die genannten EMG- Elektroden zur Identifizierung der Gangart, der Gangphase inner halb einer Schrittperiode und der Übergänge zwischen Gangart und -phasen heranzuziehen und sei es auch nur zur Kontrolle der im Fußbereich gemessenen Druckwerte und/oder der Kniewinkel-Messun gen. According to the invention it is in principle possible to use said EMG electrodes for identification of the gait, the transitional phase within half a step period and the transitions between gait and phases and if only to control the measured in the foot pressure values ​​and / or said knee angle Messun gene.

Erfindungsgemäß wird ein Steuerungsverfahren bevorzugt, bei dem die im Stumpfbett gemessenen EMG-Werte in Verbindung mit den im Fußbereich gemessenen Druckwerten und den jeweiligen Kniewinkeln als Information in den Mikroprozessor eingespeist werden zur Identifizierung der Gangart und -phasen und der Übergänge zwi schen ihnen. According to the invention, a control method is preferred in which are fed as information into the microprocessor for identifying the gangue and measured in the stump bed EMG values ​​associated with the measured in the foot pressure values ​​and the respective knee angles phases and transitions Zvi rule them. In jeder der Gangphasen wird die Kombination der im Fußbereich gemessenen Druckwerte mit dem gemessenen Kniewinkel als Steuerparameter für den Feedback-Steueralgorithmus benutzt. In each of the transitional phases, the combination of the measured pressure values ​​in the base area is used with the measured knee angle as a control parameter for the feedback control algorithm. Eine geschlossen ausgebildete Kniebeaufschlageinrichtung umfaßt ein Getriebe sowie eine Magnetpulverbremse, die eine direkte, kontinuierliche Steuerung des Kniebremsmomentes sowohl in der Standphase als auch in der Schwungphase ermöglichen. A closed trained Kniebeaufschlageinrichtung comprises a gear and a magnetic powder brake which allow a direct, continuous control of the knee brake torque both in the stance phase or in the swing phase. Die Kombi nation dieser drei Merkmalskomplexe führt zu einem zweischichti gen Steuersystem: die erste Schicht beinhaltet die Identifizie rung der Gangart und -phase sowie die Auswahl des gangartspezi fischen Steueralgorithmus, während die zweite Schicht definiert ist durch die direkte Steuerung des Kniebremsmomentes unter Ver wendung des geeigneten Algorithmus. The combi nation of these three characteristic complexes leads to a zweischichti gene control system: the first layer comprises the identifi cation of the gangue and phase as well as the selection of the gangartspezi fishing control algorithm, while the second layer is defined by the direct control of the knee brake torque under Ver application of the appropriate Algorithm.

Als Ergebnis hiervon paßt sich die Prothese automatisch an die Gangart und -phase des Prothesenträgers an. As a result, the prosthesis will automatically adjust to the pace and phase of the prosthesis wearer. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäß gestalteten Oberschenkelprothese ist darin zu sehen, daß eine Anpassung an den jeweiligen Prothesen träger ausschließlich in der Software, nicht aber in der Hardwa re erfolgen muß. A significant advantage of the present invention designed knee prosthesis is the fact that an adjustment to the respective prosthesis must be exclusively in the software, but not in the Hardwa re carrier. Dies vereinfacht eine Anpassung beträchtlich. This simplifies an adjustment considerably.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü che und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfin dung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert. Further features of the invention are subject of Unteransprü surface and are explained with reference to several embodiments thereof in conjunction with further advantages of dung OF INVENTION.

In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungs formen der Erfindung dargestellt. In the drawing, some serving as examples of execution are embodiments of the invention. Es zeigen: Show it:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Oberschenkelpro these; FIG. 1 is a synthesis Oberschenkelpro in a schematic representation;

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab das Stumpfbett gemäß Fig. 1 in Vorderansicht; Fig. 2 in an enlarged scale the stump bed of Figure 1 in front view.

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 2; Fig. 3 is a cross-section according to the line III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Prothesenfuß in Seitenansicht; Figure 4 is a prosthetic foot in a side view.

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab einen Fußdrucksensor im lotrechten Längsschnitt; FIG. 5 shows in enlarged scale a Fußdrucksensor in vertical longitudinal section;

Fig. 6 den Fußdrucksensor gemäß Fig. 5 in Unteransicht; Fig. 6 shows the Fußdrucksensor of FIG 5 in a bottom view.

Fig. 7 in seitlicher Rückansicht ein Kniegelenk in einer ersten Ausführungsform; Figure 7 in a lateral rear view of a knee joint in a first embodiment.

Fig. 8 das Kniegelenk gemäß Fig. 7 in seitlicher Vorder ansicht; Fig. 8, the knee joint according to Fig 7 in a lateral front view.

Fig. 9 einen lotrechten Schnitt in der Frontebene durch das Kniegelenk gemäß Fig. 7; 9 shows a vertical section in the front plane through the knee joint of FIG. 7.

Fig. 10 einen lotrechten Schnitt in der Sagittalebene durch das Gelenk gemäß Fig. 7; FIG. 10 is a vertical section in the sagittal plane through the hinge of FIG. 7;

Fig. 11 in Draufsicht einen Horizontalschnitt durch das Kniegelenk gemäß Fig. 8; 11 shows in plan view a horizontal section through the knee joint of FIG. 8. FIG.

Fig. 12 eine zweite Ausführungsform eines Kniegelenk in einer Darstellung gemäß Fig. 9; Fig. 12 shows a second embodiment of a knee joint in a representation according to FIG. 9;

Fig. 13 das Kniegelenk gemäß Fig. 12 in einer Darstellung gemäß Fig. 10; Fig. 13, the knee joint of FIG 12 in a representation according to FIG. 10.;

Fig. 14 das Kniegelenk gemäß Fig. 12 in einer Darstellung gemäß Fig. 11; . Fig. 14, the knee joint of FIG 12 in a representation according to FIG. 11;

Fig. 15 in schaubildlicher Darstellung eine dritte Ausfüh rungsform für ein Kniegelenk; Fig. 15 in a perspective view a third exporting approximate shape for a knee joint;

Fig. 16 das Kniegelenk gemäß Fig. 15 im Längsschnitt; Fig. 16, the knee joint of FIG 15 in longitudinal section.

Fig. 17 eine schematische Darstellung für die Definition des Kniewinkels; Figure 17 is a schematic representation for the definition of the knee angle.

Fig. 18 in schematischer Darstellung eine Oberschenkelpro these, deren Prothesenunterschenkel mit Dehnungs meßstreifenpaaren bestückt ist; FIG. 18 is a schematic representation of a synthesis Oberschenkelpro, the prosthesis lower leg is equipped with meßstreifenpaaren strain;

Fig. 19 ein Diagramm, in dem Fußdruck und Kniewinkel über eine Schrittperiode aufgetragen sind und ein diese Kurven verdeutlichendes Phasendiagramm; FIG. 19 is a diagram are plotted in the foot print and knee angle a step period and these curves verdeutlichendes phase diagram;

Fig. 20 ein etwas abgewandeltes Phasendiagramm in einer Darstellung gemäß Fig. 19; FIG. 20 is a somewhat modified phase diagram in a representation according to FIG. 19;

Fig. 21 elektronische Hardware in einem Blockschaltbild; Fig. 21 electronic hardware in a block diagram;

Fig. 22 ein Blockschaltbild für eine digitale Steuerein heit und Fig. 22 integral a block diagram for a digital Steuerein and

Fig. 23 in einem Blockschaltbild eine Steuereinheit mit zwei Controllern. Fig. 23 is a block diagram of a control unit comprising two controllers.

Die in Fig. 1 dargestellte Oberschenkelprothese besteht im we sentlichen aus einem Stumpfbett 1 , das zur Verbindung mit einem Oberschenkelstumpf des Prothesenträgers ausgebildet ist, aus einem Prothesenunterschenkel 2 , an den ein Prothesenfuß 3 ange schlossen ist und aus einem Kniegelenk 4 , das über eine Knieach se 5 einen oberen Kniegelenkanschluß 6 für das Stumpfbett 1 ge lenkig verbindet mit einem unteren Kniegelenkanschluß 7 für den Prothesenunterschenkel 2 . The knee prosthesis shown in Fig. 1 consists we sentlichen from a stump bed 1, which is designed for connection to a thigh stump of the prosthesis wearer, of a prosthesis lower leg 2 to which a prosthetic foot is closed 3 attached and a knee joint 4, a Knieach 5 se an upper knee joint terminal 6 ge for the stump bed 1 connects articulated manner to a lower knee joint connection 7 for the prosthesis lower leg. 2 Im Stumpfbett 1 sind EMG-Sensoren 8 und in der Unterseite des Prothesenfußes 3 sind Fußdrucksensoren 9 angedeutet. In Stumpf bed 1 EMG sensors 8 and in the bottom of the prosthetic foot 3 Fußdrucksensoren 9 are indicated. Am Kniegelenk 4 sind ein Kniewinkelsensor 10 sowie eine Bremse 11 schematisch eingezeichnet. At the knee joint 4, a knee angle sensor 10 and a brake 11 are shown schematically. Zur Steuerung dieser Bremse 11 dienen ein ebenfalls nur schematisch dargestellter Mikrocomputer 12 und Batterien 13 , die der Prothesenträger an einem Gürtel tragen kann, die aber auch unmittelbar in den Pro thesenunterschenkel 2 integriert sein können. For the control of this brake 11 is also shown only schematically microcomputer 12 and batteries 13, which may contribute to a belt of the prosthesis wearer, but which can also be integrated directly in the synthesis Pro lower leg 2 are used. In einer Alterna tivlösung ist die Steuerung der Kniebremse 11 durch einen exter nen Computer möglich. In a Alterna tivlösung controlling the knee brake 11 through an exter NEN computer is possible.

Die Fig. 2 und 3 lassen erkennen, daß drei EMG-Sensoren 8 vorgesehen sind, die jeweils einem das Hüftgelenk beaufschlagen den Muskel zugeordnet sind nämlich den Muskeln rectus femoris, adductor longus und hamstrings. Blank FIGS. 2 and 3 seen that three EMG-sensors 8 are provided which each act on the hip joint are associated with a muscle namely, the rectus femoris muscle, adductor longus and hamstrings. Die EMG-Sensoren 8 sind in der Innenwandung des Stumpfbettes 1 federelastisch festgelegt, um so eine permanente zuverlässige Anlage an dem zugeordneten Muskel zu gewährleisten. The EMG sensors 8 are set resiliently in the inner wall of the stump bed 1, so as to ensure a permanent reliable contact with the associated muscle. Die elektrischen Anschlüsse der EMG-Sensoren 8 sind außen am Stumpfbett 1 verlegt. The electrical connections of the EMG sensors 8 are moved outwardly at the die bed. 1 Der Abstand der EMG-Sensoren 8 vom Rand 1 a des Stumpfbettes 1 beträgt etwa 10 cm. The spacing of the EMG sensors 8 from the edge 1a of the stump bed 1 is about 10 cm.

Fig. 1 läßt erkennen, daß vier Fußdrucksensoren 9 vorgesehen sind von denen Fig. 4 nur zwei zeigt. Fig. 1 shows that four Fußdrucksensoren 9 are provided only two of which Fig. 4 shows. Der erste Fußdrucksensor liegt im Fersenbereich, der zweite im Bereich eines Os metatar sale, der dritte im Kopfbereich eines Os metatarsale und der vierte im Zehenbereich. The first Fußdrucksensor is located in the heel region, the second metatarsal in the range of Os metatar sale, the third in the head area of ​​an OS and the fourth toe. Jeder Fußdrucksensor 9 stützt sich gegen eine Metalleinlage 14 ab, die in eine Ausnehmung 15 eingelegt ist, die um den Fußdrucksensor 9 herum mit dem Material der Pro thesenfuß-Lauffläche ausgefüllt ist. Each Fußdrucksensor 9 is supported against a metal insert 14 which is inserted into a recess 15 which is filled around the Fußdrucksensor 9 around with the material of the Pro thesenfuß tread.

Zur Verstärkung der das Kniegelenk beaufschlagenden Bremskraft ist ein Kniegelenkgetriebe vorgesehen. To strengthen the knee joint acting braking force a toggle gear is provided. Die Fig. 7 bis 11 zei gen eine erste Ausführungsform für ein Kniegelenkgetriebe 16 . FIGS. 7 to 11 zei gene, a first embodiment for a knee joint transmission 16. Die Knieachse 5 sitzt zusammen mit einem ersten Getriebezahnrad 17 fest am oberen Kniegelenkanschluß 6 , während der untere Knie gelenkanschluß 7 als Getriebegehäuse 18 ausgebildet ist, das die Lagerung für die Knieachse 5 bildet und das eigentliche Getrie be, die Bremse 11 und ein Codiergerät umfaßt, das über den Knie winkelsensor 10 den jeweiligen Kniewinkel und außerdem die je weilige Winkelgeschwindigkeit zwischen Prothesenober- und -un terschenkel mißt und in Form elektrischer Signale an eine Steu ereinheit 19 abgibt (siehe Fig. 21). The knee axis 5 is seated together with a first gear wheel 17 fixed to the upper knee joint terminal 6 is designed as a gear case 18 while the lower knee joint connection 7, which forms the support for the knee axis 5 and the actual Getrie be, the brake 11 comprises and a coding apparatus, the angle sensor 10 over the knee terschenkel measures the respective knee angle and also the angular velocity between eg large Prothesenober- and -un and ereinheit in the form of electrical signals to a STEU 19 outputs (see Fig. 21).

Die in der Zeichnung im Detail nicht näher dargestellte Bremse 11 ist eine Magnetpulverbremse, die über gepulste Steuersignale einer Pulsweiten-Modulartionsschaltung (PWM-Schaltung) angesteu ert wird, wobei die Pulsweite den durch die Bremse fließenden Strom und somit das Bremsmoment bestimmt. The brake 11 is not shown in detail in the drawing in detail is a magnetic particle brake, which pulsed control signals of a pulse width Modular Reception circuit (PWM circuit) is angesteu ert, wherein the pulse width determines the current flowing through the brake power and thus the braking torque. Das erste Kniegelenk getriebe 16 ist ein zweistufiges Untersetzungsgetriebe mit par allel zueinander angeordneter Knieachse 5 , Zwischenwelle 20 und Bremswelle 21 , die drehbar im Getriebegehäuse 18 gelagert und jeweils mit einem Zahnrad 17 , 22 , 23 bestückt sind, wobei die Zwischenwelle 20 noch ein mit dem Zahnrad 23 der Bremswelle 21 kämmendes Zwischenrad 24 trägt. The first knee joint gear 16 is a two-stage reduction gear par allel to each other arranged knee axis 5, the intermediate shaft 20 and braking shaft 21 rotatably supported in the gear housing 18 and are each equipped with a gear 17, 22, 23, the intermediate shaft 20 still with the gear 23 of the brake shaft 21 carries meshing idler 24th

Die Fig. 7 und 8 zeigen einen Anschlag 25 für die Strecklage des Prothesenunterschenkels 2 . FIGS. 7 and 8 show a stop 25 for the extended position of the prosthesis lower leg 2. Fig. 8 zeigt außerdem einen fe derelastischen Vorbringer 26 , während in Fig. 9 eine auf der Bremswelle 21 sitzende Kniewinkel-Codierscheibe 27 angedeutet ist, der das vorstehend erwähnte, in Fig. 11 angedeutete Meß gerät 28 zugeordnet ist. Fig. 8 also shows a fe of the elastic extension assist 26, while in Fig. A person sitting on the brake shaft 21 knee angle encoder 27 is indicated 9, which is the above mentioned, in Fig. 11, indicated measuring device 28 is associated.

Die Fig. 12 bis 14 zeigen eine zweite Ausführungsform für ein Kniegelenkgetriebe 29 . Figs. 12 to 14 show a second embodiment for a knee joint mechanism 29. Hier ist die Knieachse 5 zugleich als Bremswelle ausgebildet und sowohl im oberen als auch im unteren Kniegelenkanschluß 6 , 7 drehbar gelagert. Here, the knee axis 5 is simultaneously configured as a brake shaft and rotatably supported 7 in both the upper and the lower knee joint terminal 6. Auf dieser die Brems welle bildenden Knieachse 5 sitzt drehfest ein Zahnrad 30 , das mit einem Zahnrad 31 einer Zwischenwelle 32 kämmt, die über ein zweites Zahnrad 33 im Eingriff steht mit einem fest mit dem obe ren Kniegelenkanschluß 6 verbundenen Zahnrad 34 . In this the brake shaft forming the knee axis 5 rotatably sits a gear 30 which meshes with a gear 31 of an intermediate shaft 32 which is connected via a second gear 33 in mesh with a fixedly connected to the obe ren knee joint terminal 6 gear 34th

Im übrigen wurden die mit dem ersten Kniegelenkgetriebe 16 über einstimmenden Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen. Incidentally, were provided with the first knee joint gear 16 matching components having the same reference numerals.

Die Fig. 15 und 16 zeigen eine dritte Ausführungsform für ein Kniegelenkgetriebe 35 . FIGS. 15 and 16 show a third embodiment for a knee joint gear 35. Dieses weist einen an seinem einen Ende fest mit dem oberen Kniegelenkanschluß 6 verbundenen Hebel 36 , der sich mit seinem freien Ende auf einer Spindel 37 geführten und deren Drehantrieb darstellenden Drehmutter 38 abstützt. This comprises a fixed at its one end connected to the upper knee joint terminal 6 lever 36 which is guided with its free end on a spindle 37 and its rotary drive performing rotation nut 38 is supported. Letztere ist gegen die Wirkung einer Feder 39 auf der Spindel 37 verschiebbar, die die Bremswelle bildet und mit ihrem unteren Ende am unteren Kniegelenkanschluß 7 drehbar gelagert ist. The latter can be displaced against the action of spring 39 on the spindle 37, which forms the brake shaft and is rotatably mounted with its lower end to the lower knee joint connection. 7

Fig. 17 zeigt eine Relativverschwenkung zwischen dem Stumpfbett 1 und dem Prothesenunterschenkel 2 und den sich hieraus ergeben den Kniewinkel α. Fig. 17 shows a relative pivoting between the stump bed 1 and the lower leg prosthesis 2 and to therefrom provide the knee angle α.

Fig. 18 zeigt in schematischer Darstellung, daß der Prothesen unterschenkel 2 mit zwei Dehnungsmeßstreifenpaaren 40 bestückt ist, wobei - in der Sagittalebene gesehen - von jedem Dehnungs meßstreifenpaar 40 jeweils ein Dehnungsmeßstreifen vorn und der jeweils andere hinten am Prothesenunterschenkel 2 angeordnet sind. Fig. 18 shows in a schematic representation, that the prosthesis is equipped with legs 2 with two Dehnungsmeßstreifenpaaren 40, wherein - as viewed in the sagittal plane - of each strain meßstreifenpaar 40 each have a strain gauge front and are each other disposed at the rear on the prosthesis lower leg 2. Es handelt sich um einen Sensor zur Messung des Kniemomen tes. There is a sensor for measuring the Kniemomen tes. Die gleichen Dehnungsmeßstreifenpaare 40 oder aber zwei zusätzliche Dehnungsmeßstreifenpaare dienen zudem als Sensor zur Messung des Hüftgelenkes. The same Dehnungsmeßstreifenpaare 40 or two additional Dehnungsmeßstreifenpaare also serve as a sensor for the measurement of the hip joint. Der untere Pfeil A symbolisiert die Bodenreaktionskraft; The lower arrow A symbolizes the floor reaction force; über die Achse B ist das Biegemoment aufge tragen. about the axis B bear up the bending moment. Die Punkte B1 und B2 geben die von den beiden Dehnungs meßstreifenpaaren 40 ermittelten Biegemomente an. The points B1 and B2 indicate the meßstreifenpaaren of the two strain 40 determined bending moments. Durch lineare Extrapolation dieser beiden Meßpunkte B1, B2 erhält man in der "Höhe" der Knieachse 5 den Wert für das Kniemoment BR und bei weiterer linearer Extrapolation bis zur "Höhe" des Hüftgelenkes 41 den Wert für das Hüftmoment B H . By linear extrapolation of these two measurement points B1, B2 are obtained in the "height" of the knee axis 5 the value for the knee moment BR and further linear extrapolation to the "height" of the hip joint 41 the value of the hip moment B H. Bei dieser Art der Messung des Hüftmomentes muß das Kniegelenk 4 in gestreckter Lage des Pro thesenunterschenkels 2 blockiert sein. In this type of measurement of the hip moment the knee joint 4 must be blocked synthesis leg 2 in the extended position of the Pro.

In dem in Fig. 19 gezeigten Diagramm sind auf der lotrechten Achse der jeweils gemessene Fußdruck in Prozent bzw. der jeweils gemessene Kniewinkel α in Winkelgrad aufgetragen, während die horizontale Achse die Zeitspanne einer kompletten Schrittperiode angibt. In the example shown in Fig. 19 graph of the foot print measured in each case in percent and the respective measured knee angle α are plotted in degrees, while the horizontal axis indicates the period of a complete step period on the vertical axis. Von den vier in Fig. 1 dargestellten Fußdrucksensoren 9 sind lediglich eine Druckkurve D1 für den Fersendrucksensor und eine Druckkurve D2 für einen Drucksensor im Kopfbereich des Os metatarsale I eingezeichnet. Of the four in Fig. 1 shown Fußdrucksensoren 9 only one pressure curve D1 for the heel pressure sensor and a pressure curve for a pressure sensor D2 in the head region of the os metatarsale are I located. Eingetragen ist ferner die Kurve Kα für den jeweiligen Kniewinkel. Is further added, the curve for the respective Ka knee angle.

Die im Diagramm dargestellte Schrittperiode ist die Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fersen/Boden-Kontakten des Prothesenfußes 3 . The step period shown in the diagram is the time between two consecutive heel / ground contacts of the prosthetic foot. 3 Diese Schrittperiode ist erfindungsgemäß un terteilt in mehrere Phasen (in dem dargestellten Beispiel in acht Phasen), deren jeweiliger Endpunkt durch für diese Phase vorgegebene Meßdaten bestimmt ist. This step period is inventively un tert rushes into several phases (in the illustrated example, eight phases), their respective end point is determined by predetermined for this phase measurement data. Dabei werden jeder Phase be stimmte, sich während dieser Phase gegebenenfalls ändernde Bremswerte zugeordnet, mit denen die Kniebremse 11 beaufschlagt wird. Each phase will be approved, where appropriate assigned changing brake values during this phase with which the knee brake is applied. 11

In der unteren Darstellung der. In the lower representation of. Fig. 19 zeigen die drei rechts von der gestrichelten Linie liegenden Phasen 1 bis 3 die Körper haltungsphase, die links von der gestrichelten Linie eingezeich neten Phasen 4 bis 8 die Schwungphase. Fig. 19 show the three right lying on the dashed line phases 1 to 3 pose phase body which is indicative Neten left of the dashed line phases 4 to 8, the swing phase. Dabei sind beispielsweise die Möglichkeiten vorgesehen, aus der Phase 1 unmittelbar in die Phase 4 und/oder aus der Phase 4 unmittelbar in die Phase 6 überzugehen. The possibilities are provided, for example, to pass from the phase 1 immediately in the phase 4 and / or from the phase 4 immediately in the phase. 6

Fig. 20 zeigt für das in der Fig. 19 dargestellte Phasendia gramm ein etwas vereinfachtes Beispiel für das Gehen auf ebenem Untergrund. Fig. 20 shows the illustrated in Fig. 19 grams Phasendia a somewhat simplified example, for walking on level ground. Auch hier bedeuten die durch einen Kreis symboli sierten Phasen jeweils einen kurzen Zeitabschnitt von einer Schrittperiode, wobei während jeder Phase eine gesteuerte Knie bewegung stattfindet. Again, the overbased by a circle symbolizes phases each represent a short period of time by a step period, wherein during each phase, a controlled movement of the knee takes place. Die Pfeile zwischen den Phasen geben den jeweiligen Phasenübergang an. The arrows between the phases passed to the respective phase transition. Es handelt sich hier um vorgegebe ne Schwellenwerte bzw. Fixpunkte, die den Endpunkt einer Phase definieren und jeweils von durch Sensoren übermittelte Meßdaten bestimmt werden. It is here to give pre-ne thresholds or fixed points that define the endpoint of a phase and are in each case determined by transmitted by sensors measuring data.

Fig. 21 zeigt ein Beispiel für die zur Steuerung der Kniebremse 11 vorgesehene elektronische Hardware. Fig. 21 shows an example for the envisaged for controlling the knee brake 11 electronic hardware. Diese umfaßt die bereits vorstehend erwähnte Steuereinheit 19 , die Schnittstellen für die drei EMG-Sensoren 8 , für zwei Fußdrucksensoren 9 sowie für das Meßgerät 28 aufweist. This includes the already above-mentioned control unit 19, having the cleavage sites for the three EMG-sensors 8, 9 as well as for two Fußdrucksensoren for the meter 28th Die Stromversorgung für die Steuereinheit 19 ist mit 42 bezeichnet. The power supply for the control unit 19 is designated by the 42nd Die Steuereinheit 19 steht mit einem externen Computer 43 in Verbindung und weist eine Steuerleitung 44 zur Steuerung der Bremse 11 auf. The control unit 19 communicates with an external computer 43 in connection and has a control line 44 for controlling the brake 11.

Gemäß Fig. 22 weist die Steuereinheit 19 einen Mikrocontroller aufbau auf, der einen Mikrocontroller 45 , zumindest einen RAM sowie eine serielle Schnittstelle zum bidirektionalen Datenaus tausch mit dem externen Computer 43 umfaßt. Referring to FIG. 22, the control unit 19 comprises a microcontroller assembly comprising a microcontroller 45, at least a RAM and a serial interface for bidirectional data exchange with the external computer 43. Der Mikrocontroller 45 umfaßt zur Speicherung der Betriebs- und Steuerungssoftware sowie der festen Daten einen internen 2 kB EEPROM und ist zur Aufnahme der flüchtigen Daten während des Betriebs mit einem externen 8 kB RAM verbunden. The microcontroller 45 comprises for storing the operating and control software as well as the fixed data an internal 2 kB EEPROM and is connected for receiving the volatile data during operation with an external 8 kB RAM.

Fig. 23 zeigt eine alternative Ausführungsform mit zwei Con trollern. Fig. 23 shows an alternative embodiment with two owners, controllers Con. Hier weist die Steuereinheit 19 einen Mikrocontroller aufbau in einer Master-Slave-Konfiguration auf, wobei der Mastercontroller 46 mit dem Meßgerät 28 und den Fußdrucksensoren 9 und der mit dem Mastercontroller 46 im direkten Datenaustausch verbundenen Slavecontroller 47 mit den EMG-Sensoren 8 verbunden ist. Here 19, the control unit comprises a microcontroller assembly in a master-slave configuration with the master controller 46 to the measuring device 28 and the Fußdrucksensoren 9 and connected to the master controller 46 in direct communication slave controller 47 is connected to the EMG sensors. 8 Beide Controller 46 , 47 weisen jeweils eine eigene Periphe rieschaltung, RAM und eine serielle Verbindung zu dem externen Computer 43 auf. Both controllers 46, 47 each have an own rieschaltung Periphe, RAM and a serial connection to the external computer 43.

Claims (29)

1. Verfahren zur Steuerung der Kniebremse ( 11 ) eines ein Stumpfbett ( 1 ) mit einem Prothesenunterteil ( 2 ) mit angeschlossenem Prothesenfuß ( 3 ) verbindenden Kniege lenkes ( 4 ), wobei das computergesteuerte Bremsmoment in Abhängigkeit von der Gehbewegung des Prothesenträgers kontinuierlich zwischen "frei" und "blockiert" veränder bar ist, und die Gehbewegung durch im Stumpfbett ( 1 ) gemessene EMG-Werte, im Fußbereich gemessene Druckwerte, durch den jeweiligen Kniewinkel sowie die jeweilige, zwischen Stumpfbett ( 1 ) und Prothesenunterschenkel ge messene Winkelgeschwindigkeit in Form elektrischer Sig nale (nachfolgend "Meßdaten") charakterisiert wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: 1. A method for controlling the knee brake (11) of a stump bed (1) with a prosthesis part (2) with an attached prosthetic foot (3) connecting Kniege Lenke (4), wherein the computer controlled braking torque as a function of the walking motion of the prosthesis wearer continuously between "free "and" blocked "is Variegated bar, and the walking motion by the stump bed (1) measured EMG values measured in the foot pressure values by the respective knee angle and the respective, between the stump bed (1) and lower leg prosthesis ge-measured angular velocity in the form of electrical Sig -dimensional (hereinafter, "measurement data") is characterized characterized by the following features:
  • a) Ermittlung der jeweiligen Gangart aus einer Anzahl vorgegebener, zuvor für diesen Prothesenträger er mittelten Gangarten, wie z. a) determining the respective gait from a number of predetermined, previously for this prosthesis wearer he mediated gaits such. B. Gehen auf einem ebe nen Untergrund, Treppensteigen, Treppenabstieg, das Gehen auf einer ansteigenden oder abschüssigen Flä che, Bewegungen im Stillstand, durch Auswerten von zumindest einigen der jeweils übermittelten Meßda ten; As walking on a ebe suitable surface, stair climbing, stair descent, walking on an ascending or sloping FLAE che, movements at a standstill, ten by evaluating at least some of Meßda respectively transmitted;
  • b) Auswahl des dieser ermittelten Gangart zugeordneten Steuerprogramms; b) selection of the assigned this determined gait control program;
  • c) für jedes Steuerprogramm wird eine als Zeitspanne definierte Schrittperiode zwischen zwei aufeinan derfolgenden Fersen/Boden-Kontakten unterteilt in mehrere Phasen, deren jeweiliger Endpunkt durch für diese Phase vorgegebene, jeweils übermittelte Meß daten bestimmt wird; c) for each control program is defined as a period of time of the following step period between two aufeinan heel / ground contacts divided into several phases, the respective end point is determined by predetermined data for this stage, each transmitted measurement;
  • d) während jeder Phase wird kontinuierlich der genaue, sich aus dem ausgewählten Steuerprogramm für diesen Phasenabschnitt der augenblicklichen Gangart erge bende Bremswert errechnet, mit dem dann die Knie bremse beaufschlagt wird. d) during each phase is continuously calculates the exact, to erge from the selected control program for this phase portion of the instantaneous gait Bende braking value, then the knee brake is applied with the.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu sätzliche Meßdaten ermittelt werden aus den am Knie sowie an der Hüfte angreifenden Momenten. 2. The method according to claim 1, characterized in that additional measurement data to be determined from the acting on the knee and at the hip moments.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebenen Gangarten mit Hilfe der unterschiedlichen, sich aus der Messung der am Knie und an der Hüfte angrei fenden Momente ergebenden Meßdaten definiert werden. 3. A method according to claim 2, characterized in that the predetermined gait using the different, resulting from the measurement of the angrei at the knee and hip fenden moments measured data are defined.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der jeweiligen Gangart durch Vergleich der übermittelten Ist-Meßdaten mit den für jede Gangart vorgegebenen Referenz-Meßdaten erfolgt. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the determination of the respective pace by comparing the transmitted actual measurement data is carried out with the predetermined gait for each reference measurement data.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenz-Meßdaten aus den für jede einzelne Gangart gemes senen EMG-Daten ermittelt werden. 5. The method according to claim 4, characterized in that the reference measurement data from the gemes for each gait Senen EMG data are determined.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der vorgegebenen Gangarten für jeden abgetasteten Hüftgelenkmuskel über eine Schrittperiode eine die Muskel aktivität wiedergebende Kurve erstellt wird, daß dann die diese Kurve definierenden EMG-Meßdaten durch equidistante lineare Interpolation auf eine bestimmte Anzahl EMG-Refe renzwerte reduziert werden, die dann die EMG-Referenzkurve definieren, und daß zum Vergleich einer bestimmten Anzahl Ist-EMG-Meßdaten mit übereinstimmenden Referenz-EMG-Meßda ten der jeweilige Zeitpunkt innerhalb der Schrittperiode ermittelt wird durch Vorausberechnung der Zeit des Endpunk tes der jeweiligen Phase, wobei dann zu den Ist-Meßdaten die ihnen in Gangzeit am nächsten kommenden EMG-Referenz werte der EMG-Referenzkurve herausgesucht werden. 6. A method according to claim 5, characterized in that a is the muscle activity reproducing curve created for each of the predetermined gaits for each sampled hip muscle via a step period that then this curve defining EMG measurement data by equidistante linear interpolation on a certain number of EMG -Refe rence values ​​are reduced, which then define the EMG reference curve, and that actual EMG measurement data with matching reference EMG Meßda th of the respective time within the step period is determined by predicting the time of Endpunk tes for comparing a certain number of respective phase, then the actual measurement data of the EMG reference curve values ​​them in transition time closest EMG reference are searched.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechsel von dem Steuerprogramm der gerade benutzten Gangart zu dem Steuerprogramm einer ande ren Gangart nur bei einer zuvor ausgewählten speziellen Phase der Schrittperiode der gerade benutzten oder aber der neuen Gangart vorgenommen wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a change from the control program of the gait to the control program a ande ren pace only in a previously selected specific phase of the step period current-use of the currently used, or the new gait is made.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Meßdaten kurzfristig gespeichert werden. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that all measured data are stored short-term.
9. Oberschenkelprothese, mit 9. thigh prosthesis with
  • 1. einem Stumpfbett ( 1 ), das zur Verbindung mit einem Oberschenkelstumpf des Prothesenträgers ausgebildet ist; 1. a stump bed (1) which is adapted for connection to a thigh stump of the prosthesis wearer;
  • 2. einem Prothesenunterschenkel ( 2 ), an den ein Prothe senfuß ( 3 ) angeschlossen ist; 2 is connected a prosthetic lower leg (2) to which a prosthetic senfuß (3);
  • 3. einem Kniegelenk ( 4 ), das über eine Knieachse ( 5 ) ei nen oberen Kniegelenkanschluß ( 6 ) für das Stumpfbett ( 1 ) gelenkig verbindet mit einem unteren Kniegelenkan schluß ( 7 ) für den Prothesenunterschenkel ( 2 ); 3. a knee joint (4) connecting via a knee axis (5) ei NEN upper knee joint connection (6) for the cone bed (1) articulated to a lower Kniegelenkan circuit (7) for the prosthesis lower leg (2);
  • 4. einer computergesteuerten Bremse ( 11 ), die auf eine Bremswelle ( 21 ; 5 ; 37 ) ein zwischen "frei" und "blockiert" kontinuierlich veränderbares Bremsmoment aufbringt; 4. a computer-controlled brake (11) arranged on a brake shaft an applied between "free" and "blocked" continuously variable braking torque (21; 37; 5);
  • 5. einem Kniegelenkgetriebe ( 16 ; 29 ; 35 ) zur Übertragung des Bremsmomentes von der Bremswelle ( 21 ; 5 ; 37 ) auf die Knieachse ( 5 ); 5. a knee joint mechanism (16; 29; 35) for transmitting the braking torque from the brake shaft (21; 5; 37) to the knee axis (5);
  • 6. einer Steuereinheit ( 19 ), die über einen Steueralgo rithmus die Bremse ( 11 ) in Abhängigkeit von der Gehbe wegung des Prothesenträgers beaufschlagt; 6. a control unit (19), the algorithm over a Steueralgo acts on the brake (11) in dependence on the Gehbe movement of the prosthesis wearer;
  • 7. EMG-Sensoren ( 8 ), die im Stumpfbett ( 1 ) zur Anlage an bestimmten Oberschenkelmuskeln angeordnet sind und Signale an die Steuereinheit ( 19 ) abgeben; 7. EMG sensors (8) arranged in the stump bed (1) for bearing against certain thigh muscles and emit signals to the control unit (19);
  • 8. Fußdrucksensoren ( 9 ), die in der Lauffläche des Pro thesenfußes ( 3 ) angeordnet sind und Signale an die Steuereinheit ( 19 ) abgeben; 8. Fußdrucksensoren (9) which are arranged in the tread of the Pro thesis foot (3) and emit signals to the control unit (19);
  • 9. einem Meßgerät ( 28 ), das den jeweiligen Kniewinkel sowie die jeweilige Winkelgeschwindigkeit zwischen Prothesenober- und -unterschenkel ( 2 ) mißt und in Form elektrischer Signale an die Steuereinheit ( 19 ) abgibt; 9 a measuring device (28) which measures the respective knee angle and the current angular rate between Prothesenober- and drumsticks (2) and discharges in the form of electrical signals to the control unit (19); insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach ei nem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: in particular for performing the method according ei nem of the preceding claims, characterized by the following features:
    • a) zumindest zwei Fußdrucksensoren ( 9 ) sind in nach unten offenen Ausnehmungen ( 15 ) in der Fußsohle angeordnet und zwar im Fersenbereich sowie im Kopfbereich eines Os metatarsale; a) at least two Fußdrucksensoren (9) are arranged in (downwardly open recesses 15) in the sole of the foot and metatarsal Although in the heel region and in the head region of a bone;
    • b) die Bremse ( 11 ) ist eine Magnetpulverbremse, die über gepulste Steuersignale einer Pulsweiten-Modu lationsschaltung (PWM-Schaltung) angesteuert wird, wobei die Pulsweite den durch die Bremse fließen den Strom und somit das Bremsmoment bestimmt; b) the brake (11) is a magnetic particle brake, which is controlled by pulsed control signals of a pulse width modu lationsschaltung (PWM) circuit, wherein the pulse width of the by the brake current to flow and thus determines the braking torque;
    • c) ein Einstell- und Kalibriersystem zur Anpassung des die Bremse ( 11 ) beaufschlagenden Steueralgorithmus an den Gang des Prothesenträ gers. c) a setting and calibration system for adjusting the brake (11) acting on the control algorithm to the path of the Prothesenträ gers.
10. Oberschenkelprothese nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen dritten Fußdrucksensor ( 9 ) im Bereich eines Os meta tarsale und einen vierten Fußdrucksensor ( 9 ) im Zehenbe reich. 10. A femoral prosthesis according to claim 9, characterized by a third Fußdrucksensor (9) in the region of Os meta tarsal and a fourth Fußdrucksensor (9) in Zehenbe rich.
11. Oberschenkelprothese nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge kennzeichnet, daß in der Innenwandung des Stumpfbettes ( 1 ) zumindest zwei EMG-Sensoren ( 8 ) festgelegt sind, deren elektrische Anschlüsse außen am Stumpfbett ( 1 ) verlegt sind. 11. A femoral prosthesis according to claim 9 or 10, characterized in that in the inner wall of the stump bed (1) at least two EMG sensors (8) are fixed, the electrical connections are routed outside the residual limb bed (1).
12. Oberschenkelprothese nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß die zwei EMG-Sensoren ( 8 ) den Muskeln rectus femo ris und hamstrings zugeordnet sind. 12. A femoral prosthesis according to claim 11, characterized in that the two EMG sensors (8) rectus muscles are femo ris and hamstrings assigned.
13. Oberschenkelprothese nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeich net durch einen dritten, dem adductor longus zugeordneten EMG-Sensor ( 8 ). 13. A femoral prosthesis according to claim 11 or 12, gekennzeich net by a third associated with the adductor longus EMG sensor (8).
14. Oberschenkelprothese nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die EMG-Sensoren federelastisch festge legt sind. 14. A femoral prosthesis according to claim 11, 12 or 13, characterized in that the EMG sensors sets are resiliently Festge.
15. Oberschenkelprothese nach einem der Ansprüche 9 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß der Abstand der EMG-Sensoren ( 8 ) vom Rand ( 1 a) des Stumpfbettes ( 1 ) etwa 10 cm beträgt. 15. A femoral prosthesis according to one of claims 9 to 14, as by in that the distance of the EMG sensors (8) from the edge (1 a) of the stump bed (1) is about 10 cm. ( Fig. 2) (Fig. 2)
16. Oberschenkelprothese nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder Fußdrucksensor ( 9 ) gegen eine Metalleinlage ( 14 ) abstützt, die in eine Ausneh mung ( 15 ) eingelegt ist, die um den Fußdrucksensor ( 9 ) her um mit dem Material der Prothesenfuß-Lauffläche ausgefüllt ist. 16. A femoral prosthesis according to one of claims 9 to 15, characterized in that each Fußdrucksensor (9) is supported against a metal liner (14) in a Ausneh mung (15) is inserted, to the Fußdrucksensor (9) round about with is filled in the material of the prosthetic foot tread. ( Fig. 5 und 6) (Fig. 5 and 6)
17. Oberschenkelprothese nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fußdrucksensor ( 9 ) die Größe des von der Sensor-Kontaktfläche auf den Boden ausge übten Drucks in Form elektrischer Signale abgibt. 17. A femoral prosthesis according to one of claims 9 to 16, characterized in that each Fußdrucksensor (9) gives the magnitude of the out of the sensor contact surface to the ground exerted pressure in the form of electrical signals.
18. Oberschenkelprothese nach einem der Ansprüche 9 bis 17, ge kennzeichnet durch einen Sensor zur Messung des Kniemomen tes. 18. A femoral prosthesis according to one of claims 9 to 17, characterized by at a sensor for measuring the Kniemomen tes.
19. Oberschenkelprothese nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß der Kniemoment-Sensor aus zumindest zwei Dehnungs meßstreifenpaaren ( 40 ) besteht, die in der Sagittalebene jeweils vorn und hinten am Prothesenunterschenkel ( 2 ) an geordnet sind. 19. A femoral prosthesis according to claim 9, characterized in that the knee torque sensor comprises at least two strain meßstreifenpaaren (40) consists of, respectively, front and rear in the sagittal plane on the prosthesis lower leg (2) are arranged on. ( Fig. 18) (Fig. 18)
20. Oberschenkelprothese nach einem der Ansprüche 9 bis 19, gekennzeichnet durch einen Sensor zur Messung des Hüftmo mentes. 20. A femoral prosthesis according to one of claims 9 to 19, characterized by a sensor for measuring the Hüftmo mentes.
21. Oberschenkelprothese nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich net, daß der Hüftmoment-Sensor aus zumindest zwei Dehnungs meßstreifenpaaren ( 40 ) besteht, die in der Sagittalebene jeweils vorn und hinten am Prothesenunterschenkel ( 2 ) an geordnet sind, und daß zur Messung das Kniegelenk ( 4 ) blockiert ist. 21. A femoral prosthesis according to claim 20, characterized in that the hip moment sensor at least two strain meßstreifenpaaren (40) consists of which are arranged respectively in front and behind in the sagittal plane on the prosthesis lower leg (2), and that (for measuring the knee joint 4) is blocked. ( Fig. 18) (Fig. 18)
22. Oberschenkelprothese nach einem der Ansprüche 9 bis 21, da durch gekennzeichnet, daß die Knieachse ( 5 ) sowie ein er stes Getriebezahnrad ( 17 ) fest am oberen Kniegelenkanschluß ( 6 ) sitzen, während der untere Kniegelenkanschluß ( 7 ) als Getriebegehäuse ( 18 ) ausgebildet ist, das die Lagerung für die Knieachse ( 5 ) bildet und Getriebe, Bremse ( 11 ) und Ko diergerät ( 28 ) umfaßt. 22. A femoral prosthesis according to one of claims 9 to 21, as by in that the knee axis (5) and a he Stes transmission gear (17) firmly fixed to the upper knee joint connection (6), while the lower knee joint connection (7) of the transmission housing (18) is formed, which forms the support for the knee axis (5) and transmission brake (11) and co commanding device (28).
23. Oberschenkelprothese nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch ein zweistufiges Untersetzungsgetriebe ( 16 ) mit parallel zueinander angeordneter Knieachse ( 5 ), Zwischenwelle ( 20 ) und Bremswelle ( 21 ), die drehbar im Getriebegehäuse ( 18 ) gelagert und jeweils mit einem Zahnrad ( 17 ) bestückt sind, wobei die Zwischenwelle ( 20 ) noch ein mit dem Zahnrad ( 23 ) der Bremswelle ( 21 ) kämmendes Zwischenrad ( 24 ) trägt. 23. A femoral prosthesis according to claim 22, characterized by a two-stage reduction gear (16) with parallel arranged knee axis (5), intermediate shaft (20) and the brake shaft (21) rotatably mounted in the transmission housing (18) and in each case with a gear (17) are fitted, wherein the intermediate shaft (20) carries another with the gear (23) of the brake shaft (21) meshing idler gear (24). ( Fig. 7-11) (Fig. 7-11)
24. Oberschenkelprothese nach Anspruch 22, dadurch gekenn zeichnet, daß die Knieachse ( 5 ) zugleich als Bremswelle ausgebildet und sowohl im oberen als auch im unteren Kniegelenkanschluß ( 6 , 7 ) drehbar gelagert ist und drehfest ein Zahnrad ( 30 ) trägt, das mit einem Zahnrad ( 31 ) einer Zwischenwelle ( 32 ) kämmt, die über ein zweites Zahnrad ( 33 ) im Eingriff steht mit einem fest mit dem oberen Kniegelenkanschluß ( 6 ) verbundenen Zahnrad ( 34 ). 24. A femoral prosthesis according to claim 22, characterized in that the knee axis (5) at the same time designed as a brake shaft and both the upper and the lower knee joint connection (6, 7) is rotatably mounted and rotationally fixed a toothed wheel (30) provided with a gear (31) meshes an intermediate shaft (32) via a second gear (33) is engaged is connected to a fixed manner to the upper toggle joint connection (6) gear (34). ( Fig. 6) (Fig. 6)
25. Oberschenkelprothese nach einem der Ansprüche 9 bis 24, da durch gekennzeichnet, daß das Kniegelenkgetriebe ( 35 ) einen an seinem einen Ende fest mit dem oberen Kniegelenkanschluß ( 6 ) verbundenen Hebel ( 36 ) aufweist, der sich mit seinem freien Ende auf einer auf einer Spindel ( 37 ) geführten und deren Drehantrieb darstellenden Drehmutter ( 38 ) abstützt, die auf der Spindel ( 37 ) verschiebbar ist, die die Brems welle bildet und mit ihrem unteren Ende am unteren Kniege lenkanschluß ( 7 ) drehbar gelagert ist. 25. A femoral prosthesis according to one of claims 9 to 24, as by in that the knee joint mechanism (35) comprises a fixed at its one end to the upper knee joint connection (6) lever (36) connected, which on its free end on a a spindle (37) guided and its rotation drive performing rotary nut (38) supported on said spindle (37) is displaceable, which forms the brake shaft and steering connection with its lower end at the bottom Kniege (7) is rotatably mounted. ( Fig. 15 und 16) (Fig. 15 and 16)
26. Oberschenkelprothese nach einem der Ansprüche 9 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät ( 28 ) einen opti schen Encoder sowie eine auf einer Getriebewelle ( 21 ; 32 ; 37 ) sitzende Kodierscheibe ( 27 ) umfaßt. 9 to 25, characterized in that the measuring device (28) comprises optical rule and an encoder on a transmission shaft 26. A femoral prosthesis according to one of claims (21; 32; 37) fitting comprises encoder disk (27). ( Fig. 11 und 14) (Fig. 11 and 14)
27. Oberschenkelprothese nach einem der Ansprüche 9 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elektronische Hardware zusammensetzt aus der digitalen Steuereinheit ( 19 ), ihrer Verkabelung mit einer Energiequelle ( 42 ), den EMG- und Fuß drucksensoren ( 8 , 9 ), dem Meßgerät ( 28 ) und der Bremse ( 11 ), und aus einem Anschluß für einen externen, das Einstell- und Kalibriersystem bildenden Computer ( 43 ) zum zeitweili gen Datenaustausch, Anpassung und Eichung der Steuereinheit ( 19 ). 27. A femoral prosthesis according to one of claims 9 to 26, characterized in that the electronic hardware consists of the digital control unit (19), their wiring to a power source (42), the EMG and foot pressure sensors (8, 9), the meter (28) and the brake (11), and a connection for an external, the adjustment and calibration forming computer (43) for zeitweili gen data exchange, adjustment and calibration of the control unit (19). ( Fig. 21) (Fig. 21)
28. Oberschenkelprothese nach einem der Ansprüche 9 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Steuereinheit ( 19 ) in einem Gehäuse am Prothesenunterschenkel ( 2 ) angeordnet ist. 28. A femoral prosthesis according to one of claims 9 to 27, characterized in that the digital control unit (19) is arranged in a housing on the prosthesis lower leg (2).
29. Oberschenkelprothese nach Anspruch 27 oder 28, dadurch ge kennzeichnet, daß der genannte Anschluß für den externen Computer ( 43 ) über Parallelkabel mit Schnittstellen für die Sensoren und Stellglieder verbindbar ist. 29. A femoral prosthesis according to claim 27 or 28, characterized in that said terminal for the external computer (43) via parallel cables with interfaces for sensors and actuators is connectable.
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