用于控制人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于控制人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)(2)的方法，在所述人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)上設(shè)置小腿組件(4，5)，所述人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)配備具有至少一個(gè)執(zhí)行器(31)的阻力裝置(3)，通過(guò)所述執(zhí)行器使彎曲阻力根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)被改變，所述傳感器數(shù)據(jù)在利用該人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)期間通過(guò)傳感器(7)求取，其中，僅僅通過(guò)至少一個(gè)慣性傳感器(7)確定所述小腿組件(4，5)的絕對(duì)角度，將求取到的角度與至少一個(gè)閾值比較并且在達(dá)到所述閾值時(shí)改變所述彎曲阻力。
【專利說(shuō)明】用于控制人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)的方法，在該人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)上設(shè)置小腿組件，并且所述人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)配備具有至少一個(gè)執(zhí)行器的阻力裝置，通過(guò)所述執(zhí)行器使彎曲阻力根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)被改變，所述傳感器數(shù)據(jù)在利用該矯正或假膝關(guān)節(jié)期間通過(guò)至少一個(gè)傳感器求取。

【背景技術(shù)】
[0002]假肢-或者矯正膝關(guān)節(jié)替代或者支持正常膝關(guān)節(jié)的功能。為了實(shí)現(xiàn)人造膝關(guān)節(jié)的盡可能最優(yōu)的功能性，在市場(chǎng)上有多種設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)影響膝關(guān)節(jié)在站立期和邁步期期間的行為。已知以下機(jī)電式膝關(guān)節(jié):在所述機(jī)電式膝關(guān)節(jié)中通過(guò)多個(gè)不同傳感器來(lái)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)情況并且基于傳感器數(shù)據(jù)來(lái)控制一阻力裝置，通過(guò)所述阻力裝置使彎曲阻力或者伸展阻力變化。根本問(wèn)題在于，難以以簡(jiǎn)單的規(guī)則來(lái)表達(dá)多種多樣可能的運(yùn)動(dòng)情況。因此，為了控制執(zhí)行器和制動(dòng)器具有所謂的狀態(tài)機(jī)，所述狀態(tài)機(jī)是高度復(fù)雜并且描繪多種不同的動(dòng)作。其不利的是長(zhǎng)的研發(fā)時(shí)間和耗費(fèi)的構(gòu)件的應(yīng)用。
[0003]文獻(xiàn)EP I 237 513 BI涉及一種替代四肢的存在或者功能的支持裝置，該支持裝置由至少兩個(gè)通過(guò)人造關(guān)節(jié)相互連接的部分和一控制裝置組成。支持裝置包括傳感器，該傳感器檢測(cè)到參照與關(guān)節(jié)連接的部分的重心線的傾斜角度并且耦合到所述控制裝置上。所述控制裝置如此設(shè)置，使得該控制裝置基于由傳感器傳送的傾斜角度數(shù)據(jù)來(lái)影響所述關(guān)節(jié)。傾斜角度傳感器在構(gòu)造為假膝關(guān)節(jié)的情況下設(shè)置在管式腿上，為了補(bǔ)充數(shù)據(jù)情況可以在小腿上設(shè)置第二傳感器。
[0004]文獻(xiàn)DE 10 2008 027 639 Al涉及一種矯正關(guān)節(jié)，用于支持具有關(guān)節(jié)上部分和關(guān)節(jié)下部分的人體結(jié)構(gòu)上的膝關(guān)節(jié)，所述關(guān)節(jié)上部分和關(guān)節(jié)下部分鉸接式相互連接。設(shè)有一用于在任意的位置中自動(dòng)地解鎖和鎖定所述矯正關(guān)節(jié)的閉鎖元件，以及用于所述閉鎖元件的操縱元件和用于檢測(cè)針對(duì)解鎖和鎖定的重要信息的傳感器機(jī)構(gòu)。同樣存在一用于分析處理所檢測(cè)到的信息并且用于轉(zhuǎn)送該信息至用于操縱元件的控制-和/或調(diào)節(jié)單元的分析處理單元。傳感器機(jī)構(gòu)具有以下組中的至少兩個(gè)傳感器:傾斜傳感器、旋轉(zhuǎn)角度傳感器、加速度傳感器或者用于檢測(cè)信息的陀螺儀，所述信息描述了人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或靜止?fàn)顟B(tài)?？梢赃x擇一個(gè)類型的兩個(gè)傳感器或者不同類型的各一個(gè)傳感器。所有傳感器從人體結(jié)構(gòu)上的關(guān)節(jié)(尤其是膝關(guān)節(jié))朝下地設(shè)置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于控制人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)的方法，利用該方法可以通過(guò)簡(jiǎn)單和成本有利的方式和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)假肢或者矯正器的安全和舒適的行走性能。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求所述特征的方法解決。本發(fā)明有利的構(gòu)型和改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求、說(shuō)明書以及附圖中公開。
[0007]設(shè)定了用于控制人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)的方法，在該人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)上設(shè)置小腿組件，并且所述人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)配備具有至少一個(gè)執(zhí)行器的阻力裝置，通過(guò)所述執(zhí)行器使彎曲阻力根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)改變，所述傳感器數(shù)據(jù)在利用該矯正-或者假膝關(guān)節(jié)期間通過(guò)至少一個(gè)傳感器來(lái)求取，僅僅通過(guò)至少一個(gè)慣性傳感器來(lái)求取所述小腿組件的絕對(duì)角度，并且將求取到的角度與至少一個(gè)閾值相比較并且在達(dá)到(特別是超過(guò))所述閾值時(shí)改變(特別是減小)彎曲阻力。由此可以省去用于控制算法的傳感器數(shù)據(jù)，所述傳感器數(shù)據(jù)檢測(cè)不同的測(cè)量參量(例如扭矩、力和角度)，這些測(cè)量參量然后必須相對(duì)耗費(fèi)地處理。對(duì)所述絕對(duì)角度的應(yīng)用的限制是一種簡(jiǎn)單并同時(shí)令人驚訝的可靠的方式和方法，所述絕對(duì)角度通過(guò)一個(gè)或多個(gè)慣性傳感器來(lái)測(cè)量，其中，求取所述小腿組件的絕對(duì)角度，如阻力變化的控制可以在人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)中在阻力-或者阻尼裝置中實(shí)現(xiàn)。在此也設(shè)定了，確定多個(gè)閾值，所述閾值在被達(dá)到或者在被超過(guò)或者被低于時(shí)觸發(fā)所述彎曲阻力的適配。由此可以實(shí)現(xiàn)阻尼曲線，該阻尼曲線適配于病人并且能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)的步態(tài)。
[0008]本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)方案設(shè)定，由慣性傳感器的傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算出小腿組件的角速度，并且僅僅當(dāng)角速度不等于零時(shí)(也就是小腿組件沿著伸張-或者屈曲方向運(yùn)動(dòng)時(shí))才減小彎曲阻力。通過(guò)這種方式確保了，僅僅在行走期間根據(jù)小腿組件的絕對(duì)角度來(lái)執(zhí)行阻力改變。絕對(duì)角度與用于探測(cè)邁步期進(jìn)而用于確定何時(shí)彎曲阻力從站立期阻尼減小到邁步期阻尼的時(shí)刻的角速度的組合也在緩慢的行走速度的情況下證實(shí)為可靠的。通過(guò)絕對(duì)角度與角速度的組合也可以可靠地求取行走期間的運(yùn)動(dòng)的其它期，從而可以在一范圍內(nèi)改變彎曲阻力或者伸展阻力，使得產(chǎn)生協(xié)調(diào)的步態(tài)并且病人獲得安全且有效的支持。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)方案設(shè)定，僅僅通過(guò)一個(gè)或多個(gè)慣性傳感器來(lái)求取絕對(duì)角度，所述一個(gè)或多個(gè)慣性傳感器固定在小腿組件上或者在遠(yuǎn)端處固定的矯正-或者假肢組件上。在遠(yuǎn)端處設(shè)置的矯正-或者假肢組件特別是假腳或者是在矯正時(shí)用于正常腳的夾板或者支撐外殼。一個(gè)或多個(gè)傳感器優(yōu)選在中間和/或側(cè)向地固定在相應(yīng)的小腿組件上，以便求取所述小腿組件的絕對(duì)角度，也就是所述小腿組件相對(duì)于確定的參考參量(特別是垂直線)的位置。
[0010]所述絕對(duì)角度可以通過(guò)二維-或者三維磁場(chǎng)傳感器、二維-或者三維加速度傳感器和/或一維-、二維-或者三維陀螺儀來(lái)求取。在應(yīng)用多個(gè)傳感器的情況下，多個(gè)慣性傳感器的傳感器數(shù)據(jù)可以相互聯(lián)合，以便可以基于多個(gè)不同傳感器信號(hào)可靠地確定所述小腿組件的實(shí)際取向。在一個(gè)傳感器的情況下的測(cè)量精度或者干擾于是可以通過(guò)該傳感器或者其它傳感器來(lái)補(bǔ)償。
[0011]小腿組件的絕對(duì)角度的閾值可以調(diào)節(jié)到小腿組件在站立期的結(jié)束時(shí)具有的值，從而通過(guò)個(gè)別地調(diào)節(jié)可以考慮到病人的特別的身體特征。同樣可以考慮優(yōu)選的行走模式，其方式是:由主管的矯形技術(shù)人員將絕對(duì)角度的閾值個(gè)別地適配于病人的行走模式。將行走周期內(nèi)這樣的時(shí)刻理解為站立期的結(jié)束:在該時(shí)刻，剛好在腳尖與地面失去接觸且抬起之前，腳尖在腳滾動(dòng)時(shí)還正好接觸地面。通常的是，然后膝關(guān)節(jié)進(jìn)一步彎曲，從而膝關(guān)節(jié)中的屈曲增大了腳與地面的間距。
[0012]彎曲阻力可以在兩個(gè)確定的值之間切換，從而在邁步期期間小的彎曲阻力和在靜止期期間或者緊急情況模式中大的彎曲阻力是存在的。這樣的緊急情況可以在跌倒或者絆倒時(shí)被激活。于是可以設(shè)有經(jīng)提高的彎曲阻力，以便阻止膝蓋中未制動(dòng)的彎曲。執(zhí)行器的設(shè)計(jì)有利地如此選擇，使得在施加屈曲力矩的情況下不能通過(guò)執(zhí)行器發(fā)生觸發(fā)，以減小阻尼。這可以例如由此實(shí)現(xiàn):執(zhí)行器的功率被設(shè)定為小于這樣的功率:該功率對(duì)于克服以屈曲力矩負(fù)載的假肢關(guān)節(jié)的對(duì)應(yīng)壓力是必要的。通過(guò)這種方式，基于功率技術(shù)式或者機(jī)械式設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)了執(zhí)行器的操縱閉鎖，從而不需要附加的控制器或者傳感器。如果假肢使用者位于具有彎曲的、被負(fù)載的關(guān)節(jié)的位置中，那么可以由于執(zhí)行器的選擇的小的功率的原因而不進(jìn)行相對(duì)于系統(tǒng)內(nèi)壓的調(diào)整，由此即使?jié)M足了用于改變屈曲阻尼的預(yù)定的其它參數(shù)也可以避免在潛在危險(xiǎn)的情況下阻尼的開啟和阻尼的自發(fā)降低。
[0013]本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)方案設(shè)定，如果角速度達(dá)到零點(diǎn)并且求取到小腿組件的運(yùn)動(dòng)方向的換向，那么改變(特別是提高)彎曲阻力。如果在邁步期屈曲結(jié)束時(shí)提高彎曲阻力，那么由此提供了提高的安全性以防在碰撞到障礙物時(shí)不期望的彎曲。如果病人絆倒，那么彎曲阻力的提高能夠?qū)崿F(xiàn)了:病人可以通過(guò)以矯正器或者假肢供給的腿支撐，而膝關(guān)節(jié)無(wú)需彎曲。如果在邁步期結(jié)束時(shí)求取到運(yùn)動(dòng)方向的換向，那么可以減小彎曲阻力，以便允許最初的站立期屈曲。在邁步期結(jié)束時(shí)運(yùn)動(dòng)方向的換向可以由此求取:角速度達(dá)到零點(diǎn)并且絕對(duì)角度減小。
[0014]由慣性傳感器數(shù)據(jù)也可以求取小腿組件的角加速度，其中設(shè)定，在超過(guò)閾值時(shí)提高或者不減小彎曲阻力。這用于識(shí)別特別情況(例如在絆倒的情況下)。角加速度優(yōu)選在朝前行走時(shí)求取，從而可以檢測(cè)并且可以考慮最經(jīng)常的行走情況。通過(guò)角加速度超過(guò)臨界值可以顯示出:協(xié)調(diào)的行走運(yùn)動(dòng)被中斷，從而其它阻尼值作為邁步期阻尼的值顯得有意義。通常的是，于是可以提高屈曲阻尼或者保持為高的值。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]以下依據(jù)附圖進(jìn)一步闡明本發(fā)明的實(shí)施例。附圖示出:
[0016]圖1:假肢裝置的示意圖；
[0017]圖2:控制的流程圖；以及
[0018]圖3:小腿角度曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]在圖1中在示意圖中設(shè)有假肢腿，其具有假肢桿1，用于接收大腿殘肢并且用于將假肢腿固定在病人上。在假肢桿I的遠(yuǎn)端處設(shè)置假膝關(guān)節(jié)2，其配備有例如以液壓阻尼器或者纏繞彈簧制動(dòng)器形式的阻力裝置3。在假膝關(guān)節(jié)2的遠(yuǎn)端處設(shè)有小腿管4和假腳5，作為其它遠(yuǎn)端組件。由假肢桿1、假膝關(guān)節(jié)2、小腿管4以及假腳5組成的功能元件通過(guò)裝飾部6包裹，以便給出盡可能自然的整體印象。
[0020]在小腿組件(該小腿組件由假膝關(guān)節(jié)2的遠(yuǎn)端部分、小腿管4和假腳5組成)在所示實(shí)施例中設(shè)有作為角度傳感器的慣性傳感器7。慣性傳感器7可以構(gòu)造為磁場(chǎng)傳感器、加速度傳感器或者陀螺儀。也可能的是，多個(gè)慣性傳感器7設(shè)置在小腿組件上，例如除了安裝在假膝關(guān)節(jié)2的遠(yuǎn)端部分上之外也安裝在小腿管4上或者假腳5上。加速度傳感器和磁場(chǎng)傳感器可以構(gòu)造為二維或三維傳感器，為了陀螺儀數(shù)據(jù)的求取可以使陀螺儀構(gòu)造為一維或者二維或者三維的陀螺儀。相同類型的多個(gè)慣性傳感器可以設(shè)置在小腿組件上，不同類型的慣性傳感器7 (例如加速度傳感器和陀螺儀)同樣可以固定在小腿組件上。
[0021]構(gòu)造為角度傳感器的慣性傳感器7求取所述小腿組件相對(duì)于重心線8的角度值，該重心線穿過(guò)重力的中心9延伸。重力的中心9相應(yīng)于病人的身體重心，并且角度α在站立期結(jié)束時(shí)在假膝關(guān)節(jié)2的伸展的姿態(tài)中在重心線8與小腿組件穿過(guò)身體重心9的縱向延伸方向之間被求取。圖1中的小腿組件的取向通過(guò)沿著小腿管4穿過(guò)假膝關(guān)節(jié)2的擺動(dòng)軸線的縱向延伸方向的連接直線10定義。在示出的位置中，假膝關(guān)節(jié)2在站立期結(jié)束時(shí)處于伸張位態(tài)中。小腿組件相對(duì)于重心線8的在此存在的角度α作為閾值被存儲(chǔ)。在該值的情況下存在假膝關(guān)節(jié)2的以及髖關(guān)節(jié)的伸張進(jìn)而存在腿的步伐回移，并且使得使用者安全地開始邁步期。如果假腳5朝前的滾動(dòng)過(guò)程同時(shí)是可探測(cè)的(這在角速度α’>0并且角度增加方面表現(xiàn)出來(lái))，則同樣存在朝前的步伐?；谶@些數(shù)據(jù)使假膝關(guān)節(jié)2的阻力裝置3的執(zhí)行器31如此被激活，使得已存在的站立期阻尼被降低并且如此長(zhǎng)時(shí)間地保持很低，直至角速度α’在中間的邁步期中具有零點(diǎn)。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值可以使小腿組件對(duì)于在正常步伐的邁步期結(jié)束時(shí)的位置的角度范圍被保存。如果沒(méi)有實(shí)施完整的步伐(也就是沒(méi)有達(dá)到所述角度范圍或者確定了角速度α’的不協(xié)調(diào)的變化)，那么通過(guò)執(zhí)行器31如此影響所述阻力裝置3，使得存在提高的彎曲阻力。如果繼續(xù)未中斷的步伐，那么可以重新實(shí)施屈曲阻力的下降，以便結(jié)束該步伐。
[0022]在圖2中作為圖解示出了控制的工作原理。在控制開始之后，在第一步驟20中求取相應(yīng)的傳感器值。通過(guò)慣性傳感器7可以測(cè)量多個(gè)傳感器值7^7^73。除了確定所述小腿組件的三個(gè)傳感器值7ρ72、73的可能性之外，例如通過(guò)三個(gè)不同的慣性角度傳感器7 (如磁場(chǎng)傳感器、加速度傳感器和陀螺儀)也存在這樣的可能性:通過(guò)多個(gè)同類型的慣性傳感器7確定多個(gè)傳感器值。原則上也可能的是，僅以一個(gè)慣性傳感器7檢測(cè)所述傳感器值。
[0023]由慣性傳感器7檢測(cè)到的數(shù)據(jù)在另一工作步驟21中聯(lián)合，以便補(bǔ)償不精確性并且以便具有用于計(jì)算絕對(duì)角度的盡可能完整的數(shù)據(jù)情況。如果僅設(shè)有一個(gè)慣性傳感器7，那么數(shù)據(jù)不必聯(lián)合。
[0024]在隨后的分析處理步驟22中，由傳感器數(shù)據(jù)7p72、73計(jì)算出小腿組件相對(duì)于重心線8的角度α。同樣可能的是，與之并行地在另一工作步驟23中計(jì)算出小腿組件的角速度α '。
[0025]通過(guò)例如卡爾曼濾波器所計(jì)算出相對(duì)于重心線8的角度α然后在另一步驟24中與閾值X比較，該閾值被事先確定。一旦絕對(duì)角度α大于預(yù)調(diào)節(jié)的閾值X，那么可以在一種不考慮所述角速度α’的控制情況下在另一步驟26中如此激活所述執(zhí)行器31，使得阻尼裝置3采取經(jīng)減小的阻力以便引入邁步期。如果達(dá)不到所述閾值，那么執(zhí)行器31在可選步驟27中不被相應(yīng)地操縱并且阻力裝置3的阻力保持不變。
[0026]如果連同角度α也在步驟23中計(jì)算出角速度α’并且角速度α’大于零，那么行走運(yùn)動(dòng)在步驟28中被探測(cè)。在匯合步驟25中，角度α和角速度α’相互耦合，如果存在所述兩個(gè)閾值或者所述兩個(gè)閾值被超過(guò)，那么根據(jù)步驟26激活所述執(zhí)行器，如果用于角度α或者角速度α’的所述兩個(gè)閾值中之一不存在，那么根據(jù)步驟27不激活所述執(zhí)行器31。
[0027]在圖3中示出了小腿角度α關(guān)于時(shí)間的曲線圖。在曲線圖的上部示出了在步伐周期期間的各個(gè)位置。所述步伐以腳跟(所謂的腳后跟)著地開始，由此首先輕微增大所述小腿角度α。在繼續(xù)步伐的過(guò)程中假腳完全著地并且小腿或小腿組件在大約0.4秒后實(shí)現(xiàn)垂直，從而小腿角度α為0°。通過(guò)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)使小腿或小腿組件進(jìn)一步傾斜，從而小腿α在數(shù)值方面增大。在大約0.8秒時(shí)實(shí)現(xiàn)站立期的結(jié)束，假腳尖離開地面，從而進(jìn)入邁步期屈曲。在邁步期結(jié)束時(shí)，在正常行走的情況下在小腿角度45°時(shí)達(dá)到換向點(diǎn)。這是在大約1.3秒時(shí)的情況。隨后實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)換向，小腿角度α在數(shù)值方面減小并且接近垂線，直至所述小腿角度在大約1.7秒時(shí)又達(dá)到垂線并且然后通過(guò)腳朝前伸展來(lái)進(jìn)一步相對(duì)于垂線傾斜，然而這次進(jìn)入到正的角度范圍內(nèi)。通過(guò)小腿角度α的變化曲線可以確定多個(gè)針對(duì)該小腿角度α的閾值。如果達(dá)到或者超過(guò)或低于這些閾值(根據(jù)人們從哪個(gè)方向看待所述閾值)，可以執(zhí)行彎曲阻力的改變，特別是可以在達(dá)到最大彎曲角度之后增大彎曲阻力，以便提供保護(hù)免于在絆倒時(shí)膝關(guān)節(jié)的不期望且未制動(dòng)的彎曲。通過(guò)小腿相對(duì)于垂線的調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)阻力裝置的阻尼的簡(jiǎn)單且有效地控制。
[0028]已經(jīng)證實(shí)的是，上述簡(jiǎn)單算法可以良好地用于在站立期阻尼與邁步期阻尼之間來(lái)回切換。特別可靠的是這樣的控制:角度值α大于事前存儲(chǔ)的閾值(該閾值通過(guò)操縱所述假肢裝置上的控制鈕來(lái)調(diào)節(jié))，而病人處于回移并且角速度α ’大于零。如果存在所述兩個(gè)條件，那么阻力裝置3可以例如通過(guò)切換液壓閥或者松開制動(dòng)裝置的閉鎖由高的站立期阻尼轉(zhuǎn)換成較小的邁步期屈曲阻尼。
[0029]僅應(yīng)用慣性傳感器降低了成本，因?yàn)榛趹?yīng)變片的力矩傳感器對(duì)于可選的方法是非常昂貴的。除此之外，慣性角度傳感器是無(wú)磨損的。
[0030]除了將角度信號(hào)一次求導(dǎo)以確定角速度之外，將角度信號(hào)二次求導(dǎo)的應(yīng)用也是可能的，以便求取角加速度。加速度信號(hào)可以用于跌倒探測(cè)，角加速度超過(guò)確定的臨界值可以顯示出:協(xié)調(diào)的行走運(yùn)動(dòng)被中斷并且其它阻尼值(通常是屈曲阻力的提高)可能更有意義。
[0031]此外，也可以通過(guò)觀察角度變化曲線來(lái)推斷出行走速度，除此之外可以在邁步期不僅在兩個(gè)值之間二進(jìn)制地來(lái)回切換阻力特性進(jìn)而阻尼特性，而且所述切換可以以在時(shí)間上非常小的間隔對(duì)于離散角度值或者對(duì)于每個(gè)角度值或每個(gè)角度值的掃描進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如可以逐步地調(diào)節(jié)液壓閥或者適配地調(diào)節(jié)同樣可以用作阻力裝置的制動(dòng)裝置，以便產(chǎn)生協(xié)調(diào)的步態(tài)。
[0032]此外可以由角度變化曲線如下調(diào)節(jié)所述阻力裝置，使得在以伸展的關(guān)節(jié)進(jìn)行腳跟著地時(shí)通過(guò)降低屈曲阻力能夠?qū)崿F(xiàn)站立期屈曲。在著地之后也可以設(shè)定阻尼的累進(jìn)的變化，從而在腳跟著地之后的站立期屈曲降低之后實(shí)現(xiàn)大幅上升的阻尼，所述阻尼能夠?qū)崿F(xiàn)在腳跟著地之后的彎膝直至確定的角度值，除此之外通過(guò)調(diào)節(jié)所述阻力裝置來(lái)中斷所述角度的繼續(xù)增大。
[0033]人造膝關(guān)節(jié)可以不僅作為假肢(如在實(shí)施例中示出那樣)而且用作矯正器。阻力裝置可以設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單的閉鎖件、復(fù)雜的液壓裝置或纏繞彈簧制動(dòng)件。通過(guò)考慮所述角速度α也可以使用驅(qū)動(dòng)裝置，以便附加地允許彎曲或者伸展。為了在負(fù)荷下(也就是在施加屈曲力矩的情況下)防止不期望的彎曲或者阻尼降低，執(zhí)行器可以在功率方面如此設(shè)計(jì)，使得在出現(xiàn)屈曲力矩時(shí)待施加的切換功率處于執(zhí)行器的輸出功率之上，從而能夠不進(jìn)行阻尼的降低和與之相伴的突然彎曲。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)(2)的方法，在所述人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)上設(shè)置小腿組件(4，5)，并且給所述人造矯正-或者假膝關(guān)節(jié)配備具有至少一個(gè)執(zhí)行器(31)的阻力裝置(3)，通過(guò)所述執(zhí)行器使彎曲阻力根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)改變，所述傳感器數(shù)據(jù)在使用所述矯正-或者假膝關(guān)節(jié)期間通過(guò)傳感器(7)求取，其特征在于，僅僅通過(guò)至少一個(gè)慣性傳感器(7)求取所述小腿組件(4，5)的絕對(duì)角度，將求取到的角度與至少一個(gè)閾值相比較并且在達(dá)到所述閾值時(shí)改變所述彎曲阻力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述小腿組件(4，5)的角速度由所述至少一個(gè)慣性傳感器(7)的傳感器數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出，并且僅僅當(dāng)所述角速度不等于零時(shí)才減小所述彎曲阻力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，僅僅通過(guò)一個(gè)或多個(gè)慣性傳感器(7)求取絕對(duì)角度，所述一個(gè)或多個(gè)慣性傳感器固定在所述小腿組件(4，5)上或者固定在一矯正-或者假肢組件上，所述矯正-或者假肢組件在遠(yuǎn)端處固定在所述小腿組件上。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述絕對(duì)角度通過(guò)二維-或者三維磁場(chǎng)傳感器、二維-或者三維加速度傳感器和/或一維_、二維-或者三維陀螺儀求取。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將多個(gè)慣性傳感器(7)的傳感器數(shù)據(jù)相互聯(lián)合。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述小腿組件(4，5)的絕對(duì)角度的閾值調(diào)節(jié)到所述小腿組件(4，5)在站立期結(jié)束時(shí)具有的值。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述彎曲阻力在兩個(gè)確定的值之間切換。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，如果所述角速度已經(jīng)達(dá)到零點(diǎn)并且求取到所述小腿組件(4，5)的運(yùn)動(dòng)方向的換向，那么改變所述彎曲阻力。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，求取所述小腿組件(4，5)的角加速度并且在超過(guò)閾值時(shí)提高或者不降低所述彎曲阻力。
【文檔編號(hào)】A61F2/68GK104244872SQ201380020329
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月22日
【發(fā)明者】E·拉奇 申請(qǐng)人:奧托·博克保健有限公司