技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及智能動(dòng)力型膝關(guān)節(jié)假肢領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種以步進(jìn)電機(jī)為動(dòng)力以齒輪傳動(dòng)，及液壓減震的智能膝關(guān)節(jié)假肢。

背景技術(shù)：
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目前，假肢的種類(lèi)繁雜多樣，膝關(guān)節(jié)假肢的動(dòng)力主要是液壓驅(qū)動(dòng)、直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以為假肢提供較大的動(dòng)力，液壓動(dòng)力假肢即可提供動(dòng)力也可給運(yùn)動(dòng)中的假肢減震，但卻不能精確控制假肢膝關(guān)節(jié)處轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)精確地控制，但是直線(xiàn)電機(jī)具有自鎖功能，在膝關(guān)節(jié)伸展和彎曲過(guò)程都需要電力驅(qū)動(dòng)，浪費(fèi)能源且沒(méi)有減震功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種即可實(shí)現(xiàn)精確控制，又可在伸展時(shí)吸收能力并減震，在彎曲時(shí)釋放能量的膝關(guān)節(jié)假肢。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種動(dòng)力型膝關(guān)節(jié)假肢，它包括：大腿固定裝置、動(dòng)力系統(tǒng)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、液壓減震裝置。大腿固定裝置由固定圓筒、連接板、主軸軸座組成，固定圓筒內(nèi)部中空可以套在殘疾病人的大腿殘肢上，固定圓筒通過(guò)連接板和主軸座相連，主軸座兩側(cè)分別固定一個(gè)大齒輪，并且通過(guò)膝關(guān)節(jié)主軸與左右兩側(cè)的兩個(gè)固定側(cè)板相連接，傳動(dòng)軸的兩端固定在兩側(cè)板的軸孔里，傳動(dòng)軸上通過(guò)鍵連接兩個(gè)小齒輪和一個(gè)斜齒輪，兩個(gè)小齒輪分別與兩個(gè)大齒輪嚙合，兩側(cè)板之間固定著固定背板，步進(jìn)減速電機(jī)通過(guò)螺栓固定在固定背板上，步進(jìn)減速電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上通過(guò)鍵連接電機(jī)斜齒輪，電機(jī)斜齒輪與傳動(dòng)軸上的斜齒輪想嚙合，兩側(cè)板下端與液壓缸缸筒焊接在一起，液壓缸活塞通過(guò)方向?qū)Р酆头较驅(qū)l嵌套在液壓缸缸筒中，液壓缸缸筒和液壓缸活塞之間裝有液壓油，液壓缸活塞由活塞外殼、活塞桿和踝關(guān)節(jié)孔座組成，活塞外殼通過(guò)活塞桿與踝關(guān)節(jié)孔座相連，踝關(guān)節(jié)孔座通過(guò)踝關(guān)節(jié)軸與腳掌相連。

使用時(shí)通過(guò)大腿固定裝置把假肢固定在殘疾病人的大腿上，控制電路控制步進(jìn)減速電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)減速電機(jī)可以在低轉(zhuǎn)速的情況下提較大扭矩，減速步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)兩斜齒輪傳動(dòng)給傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸通過(guò)上面的小齒輪傳動(dòng)給大齒輪，由此帶動(dòng)假肢膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，從而讓殘疾病人實(shí)現(xiàn)步行以及跑步，同時(shí)位于下端的減震裝置在腳掌落地的時(shí)候被壓縮，里面被壓縮的液壓油可儲(chǔ)存能量并減輕震動(dòng)，在假肢蹬地的時(shí)候伸展釋放能量，從而減少運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，尤其是跑步過(guò)程中的電量消耗，增加假肢的續(xù)航能力。

本發(fā)明的有益效果是：設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)單，制作成本低廉，可以實(shí)現(xiàn)靈活精確操控，具有良好的減震效果和續(xù)航里程。

附圖說(shuō)明：

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖中圖1是本發(fā)明的主視圖，圖2是大腿固定裝置剖面圖，圖3是液壓減震裝置剖面圖。

圖中，1大腿固定裝置，2大齒輪，3膝關(guān)節(jié)主軸，4斜齒輪，5傳動(dòng)軸，6電機(jī)斜齒輪，7固定背板，8液壓缸缸筒，9液壓缸活塞，10踝關(guān)節(jié)軸，11腳掌，12固定側(cè)板，13小齒輪，14步進(jìn)減速電機(jī)，15方向?qū)Р郏?6方向?qū)l，101固定圓筒，102鏈接板，103主軸孔，104主軸軸座，201活塞外殼，202活塞桿，203踝關(guān)節(jié)孔座，204液壓油。

具體實(shí)施方式：

一種動(dòng)力型膝關(guān)節(jié)假肢，它包括：大腿固定裝置（1）、動(dòng)力系統(tǒng)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、液壓減震裝置。如圖2所示，大腿固定裝置（1）由固定圓筒（101）、連接板（102）、主軸軸座（104）組成；固定圓筒（101）內(nèi)部中空可以套在殘疾病人的大腿殘肢上，固定圓筒（101）通過(guò)連接板（102）和主軸座（104）相連，主軸座（104）兩側(cè)分別固定一個(gè)大齒輪（2），并且通過(guò)膝關(guān)節(jié)主軸（3）與左右兩側(cè)的兩個(gè)固定側(cè)板（12）相連接，傳動(dòng)軸（5）的兩端固定在兩側(cè)板的軸孔里，傳動(dòng)軸（5）上通過(guò)鍵連接兩個(gè)小齒輪（13）和一個(gè)斜齒輪（4），兩個(gè)小齒輪（13）分別與兩個(gè)大齒輪（2）嚙合，兩側(cè)板之間固定著固定背板（7），步進(jìn)減速電機(jī)（14）通過(guò)螺栓固定在固定背板（7）上，步進(jìn)減速電機(jī)（14）的轉(zhuǎn)軸上通過(guò)鍵連接電機(jī)斜齒輪（6），電機(jī)斜齒輪（6）與傳動(dòng)軸上（5）的斜齒輪（4）嚙合，兩固定側(cè)板（12）下端與液壓缸缸筒（8）焊接在一起，液壓缸活塞（9）通過(guò)方向?qū)Р郏?5）和方向?qū)l（16）嵌套在液壓缸缸筒（8）中，方向?qū)Р郏?5）和方向?qū)l（16）結(jié)構(gòu)可保證液壓缸缸筒（8）和液壓缸活塞（9）在液壓缸收縮伸展的過(guò)程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓缸缸筒（8）和液壓缸活塞（9）之間裝有液壓油（204），液壓缸活塞（9）由活塞外殼（201）、活塞桿（202）和踝關(guān)節(jié)孔座（203）組成，活塞外殼（201）通過(guò)活塞桿（202）與踝關(guān)節(jié)孔座（203）相連，踝關(guān)節(jié)孔座（203）通過(guò)踝關(guān)節(jié)軸（10）與腳掌（11）相連。

如圖1所示，使用時(shí)通過(guò)大腿固定裝置（1）把假肢固定在殘疾病人的大腿上，控制電路控制步進(jìn)減速電機(jī)（14）的轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)減速電機(jī)（14）可以在低轉(zhuǎn)速的情況下提較大扭矩，步進(jìn)減速電機(jī)（14）的動(dòng)力通過(guò)電機(jī)斜齒輪（6）和斜齒輪（4）傳動(dòng)給傳動(dòng)軸（5），傳動(dòng)軸（5）通過(guò)上面的小齒輪（13）傳動(dòng)給大齒輪（2），由此帶動(dòng)假肢膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，從而讓殘疾病人實(shí)現(xiàn)步行以及跑步，同時(shí)位于下端的減震裝置在腳掌落地的時(shí)候里面的液壓油（204）被壓縮，里面被壓縮的液壓油（204）可儲(chǔ)存能量并減輕震動(dòng)，在假肢蹬地的時(shí)候液壓油（204）里的能量釋放能量，推動(dòng)液壓缸活塞（9）往外運(yùn)動(dòng)，從而減少運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，尤其是跑步過(guò)程中的電量消耗，增加假肢的續(xù)航能力。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種動(dòng)力型膝關(guān)節(jié)假肢，它包括：大腿固定裝置、動(dòng)力系統(tǒng)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、液壓減震裝置，通過(guò)大腿固定裝置把假肢固定在殘疾病人的大腿上，控制電路控制步進(jìn)減速電機(jī)為假肢提供動(dòng)力，由此帶動(dòng)假肢膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，從而讓殘疾病人實(shí)現(xiàn)步行以及跑步，同時(shí)位于下端的減震裝置在腳掌落地的時(shí)候被壓縮，里面被壓縮的液壓油可儲(chǔ)存能量并減輕震動(dòng)，在假肢蹬地的時(shí)候伸展釋放能量，從而減少運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，尤其是跑步過(guò)程中的電量消耗，增加假肢的續(xù)航能力；是一種以步進(jìn)電機(jī)為動(dòng)力以齒輪傳動(dòng)，及以液壓減震的智能膝關(guān)節(jié)假肢。

技術(shù)研發(fā)人員：任勝樂(lè);李光偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.03
技術(shù)公布日：2017.07.25