CN114886626A - 一种假肢及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种假肢及其控制方法，通过在膝曲柄结构上设置膝角度监测组件以及在主控组件上设置多个传感器，以采集识别小腿和大腿的运动姿态和运动位置数据，膝角度监测组件通过巧妙设计实现磁钢小行程线性移动，确保角度传感器始终能够接受磁场变化信号，从而快速精准地判断用户的步态意图，配合设置由液压油缸组件、节流阀开度监测组件以及驱动组件构成的阻尼调节结构，根据判断得到的用户步态趋势同步对假肢的阻尼进行精准调节，还能在同一步态下根据步态的不同阶段给予智能的阻尼调节，本发明的智能假肢能够协助大腿以下截肢的患者舒适灵活地完成不同的步态动作，解决了现有技术中存在的上述技术问题。

Description

一种假肢及其控制方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种假肢及其控制方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，各种能为人们生活带来便利的智能化产品越来越多地被使用。在医疗领域，对于大腿以下截肢的患者来说，智能假肢的使用能够大大改善其生活水平。最基础的膝关节假肢为机械假肢，仅能解决患者下地走路的需求，其阻尼器所提供的伸缩阻尼均是恒定的，患者无法根据自己的意志进行不同运动状态的自由切换，导致使用时不灵活且费力。随着技术的发展，目前市面上出现了智能假肢，其对于运动的识别主要采用接收人体的生物信号，如大腿肌电信号或者脑电波信号等方式，通过接收的信号来预估用户之后的运动意图，从而主动调节阻尼器的阻尼，实现不同运动状态时假肢阻尼的调节。

中国专利CN202111158478.3公开了一种假肢及其控制方法，假肢包括：腔体，腔体具有容置腔；膝关节组件，与所述腔体转动连接；运动状态检测组件，用于检测膝关节组件的运动状态信息；液压缸组件，用于为膝关节组件提供阻尼；驱动组件，用于调节液压缸组件阻尼的大小；位置传感器组件，用于检测驱动组件的位置信息；主控组件，分别与运动状态检测组件、位置传感器组件、肌电信号线以及驱动组件电连接，用于根据运动状态信息与肌电信号以及位置信息控制所述驱动组件调节所述液压缸组件阻尼的大小。本发明通过用户当前的使用状态调节液压缸组件阻尼的大小，以实现根据用户的行走状态来调整假肢的膝关节支架的状态，方便了用户的使用。

然而现有技术方案中，由于人机交互技术还未成熟，程序对于人体生物信号识别的准确度低且反应慢，因此患者在使用过程中易发生卡顿、跌倒等情况，具有极大的安全隐患；此外，智能假肢无内置电源，需通过外接便携式充电器解决供电问题，诸多的外接连接线也造成了诸多的使用不便。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种假肢及其控制方法，通过在膝曲柄结构上设置膝角度监测组件以及在主控组件上设置多个姿态传感器，以采集识别小腿和大腿的运动姿态和运动位置数据，膝角度监测组件通过巧妙设计实现磁钢小行程线性移动，确保角度传感器始终能够接受磁场变化信号，从而快速精准地判断用户的步态意图，配合设置由液压油缸组件、节流阀开度监测组件以及驱动组件构成的阻尼调节结构，根据判断得到的用户步态趋势同步对假肢的阻尼进行精准调节，还能在同一步态下根据步态的不同阶段给予智能的阻尼调节，本发明的智能假肢能够协助大腿以下截肢的患者舒适灵活地完成不同的步态动作，解决了现有技术中存在的上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种假肢，包括：壳体；还包括：轴部，所述轴部固定安装于所述壳体内；膝曲柄，所述膝曲柄转动安装于所述轴部上；膝角度监测组件，所述膝角度监测组件连接设置于所述轴部与膝曲柄之间；以及主控组件，所述主控组件安装于所述壳体内并正对所述膝角度监测组件设置；所述膝曲柄相对于轴部进行转动时，带动所述膝角度监测组件同步动作并产生变化磁场，所述主控组件识别变化磁场并由此获取该膝曲柄的运动状态信息。

作为优选，所述膝角度监测组件包括：卡槽结构；以及磁钢组件，所述磁钢组件限位卡设于所述卡槽结构内，所述膝曲柄转动时，所述磁钢组件在卡槽结构的导向限位作用下发生小行程的线性移动，以产生变化磁场。

作为优选，所述主控组件包括：主控板；以及膝角度传感器，所述膝角度传感器贴近所述磁钢组件设置，其识别磁钢组件产生的变化磁场并反馈至主控板。

作为优选，所述膝角度监测组件还包括：轴抱箍，所述膝曲柄相对于所述轴抱箍进行转动，所述轴抱箍上沿所述轴部的轴向方向开设有横槽；导轨部，所述导轨部安装于所述膝曲柄上以随所述膝曲柄同步转动，所述导轨部上沿所述膝曲柄的转动方向开设有弧形槽，所述弧形槽设置为沿所述横槽的开设方向扭曲的斜曲线结构；所述横槽与弧形槽形成所述卡槽结构，所述导轨部转动时，所述磁钢组件受弧形槽导向在横槽内进行移动。

作为优选，所述轴抱箍同轴固定套设于所述轴部上并由所述膝曲柄所包覆，其对所述膝曲柄进行转动限位，以限制该膝曲柄所能到达的最大伸直位置。

作为优选，假肢膝前侧的所述轴抱箍上凸出设置有限位部，所述膝曲柄的下部沿其转动方向开设有转槽，所述限位部位于所述转槽内，所述膝曲柄转动至所述最大伸直位置时，所述限位部与转槽位于假肢膝前侧的端部相抵触。

作为优选，还包括：液压油缸组件，所述液压油缸组件安装于所述壳体内并为所述膝曲柄提供动力或阻尼；以及安装于所述壳体内且均与所述主控组件电连接的驱动组件与节流阀开度监测组件，所述节流阀开度监测组件连接设置于所述驱动组件与液压油缸组件的节流阀之间并监测所述驱动组件的转动角度信息，所述主控组件根据驱动组件的转动位置信息来控制驱动组件对液压油缸组件阻尼的调节工作。

作为优选，所述壳体设置为中空腔体。

作为优选，所述节流阀开度监测组件包括：磁环连接件，所述磁环连接件包括连接壳以及嵌于所述连接壳内部的磁环，所述连接壳连接设置于所述液压油缸组件的节流阀与驱动组件的驱动轴之间，所述驱动轴转动时，所述磁环产生变化磁场；角度传感器，所述角度传感器识别所述磁环的变化磁场并反馈至主控组件，以由此获取驱动组件的转动位置信息，所述主控组件控制驱动组件转动以调节所述节流阀的开度大小。

作为优选，所述主控组件还包括：小腿姿态识别传感器组，所述小腿姿态识别传感器组识别假肢的运动状态并反馈至主控板。

作为优选，所述小腿姿态识别传感器组包括陀螺仪和加速度传感器；所述膝角度传感器与小腿姿态识别传感器组焊接于所述主控板上。

作为优选，还包括：电池，所述轴部设置为中空结构，所述电池安装于所述轴部内，所述电池为所述液压油缸组件、主控组件以及驱动组件供电。

本发明还提供一种假肢控制方法，包括以下步骤：

S1：膝曲柄转动时，带动磁钢组件发生线性移动以产生变化磁场，膝角度传感器识别变化磁场并反馈至主控板，小腿姿态识别传感器组识别假肢的运动状态并反馈至主控板；

S2：主控组件由各传感器获取到的假肢的整体运动信息确定用户接下来的运动意图；

S3：主控组件根据判断完成的运动意图控制驱动组件转动，以调节节流阀的开度；

S4：节流阀开度监测组件检测节流阀的开度位置并反馈至主控板，当达到所需开度位置时，主控板控制驱动组件停止转动，完成液压油缸组件的阻尼调节。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明通过在膝曲柄组件上设置膝角度监测组件以及在主控组件上设置多个传感器，以采集识别小腿和大腿的运动姿态和运动位置数据，从而快速精准地判断用户的步态意图，配合设置由液压油缸组件、节流阀开度监测组件以及驱动组件构成的阻尼调节结构，根据判断得到的用户步态趋势同步对假肢的阻尼进行精准调节，还能在同一步态下根据步态的不同阶段给予智能的阻尼调节，本发明的智能假肢能够协助大腿以下截肢的患者舒适灵活地完成不同的步态动作；

（2）本发明通过在膝曲柄组件内设置膝角度监测组件，其包括与膝曲柄同步转动的导轨部、相对于膝曲柄固定设置的轴抱箍以及磁钢组件，通过在导轨部上沿膝曲柄转动的圆周方向开设弧形槽，在轴抱箍上正对导轨的一侧沿膝轴体的轴向方向开设横槽，磁钢组件同时卡设于弧形槽和横槽内，随着膝曲柄的转动，磁钢组件伴随弧形槽的运动导向沿横槽做往复直线运动，巧妙的利用了膝曲柄的旋转运动带动磁钢组件进行线性移动以产生变化磁场，从而获取膝角度数据，磁钢组件在卡槽结构的导向限位下仅做小行程的线性移动，保障角度传感器能够始终精准快速接收到变化磁场并判断用户的步态意图，且磁钢组件被导轨和轴抱箍包裹着运动，稳定性好，无脱落和松动风险，本发明整体结构集成度高、紧凑性好；

（3）本发明中的轴抱箍兼具在意外状态下对膝曲柄组件进行转动限位的作用，当较大的外力冲击冲断液压油缸组件与壳体或膝曲柄组件之间的连接时，膝曲柄旋转至最大伸直位置时被轴抱箍的限位部卡死限位，从而防止因膝曲柄反曲而导致用户摔倒的情况发生，充分保障用户的使用安全性；

（4）本发明通过在假肢上内置充电电池，只需将假肢与大腿进行机械连接固定后即可使用，使用过程中无需任何外接数据线，充分保障用户使用的便捷性。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明中整体结构剖视图；

图3为本发明中膝曲柄组件与膝角度监测组件的连接结构示意图；

图4为本发明中膝角度监测组件的安装结构示意图；

图5为图2中A处放大图；

图6为本发明中主控组件的结构正视图；

图7为本发明中导轨部的结构示意图；

图8为本发明中轴抱箍与磁钢组件的安装结构示意图；

图9为本发明中导轨部的结构正视图；

图10为本发明中轴抱箍与膝曲柄组件的配合结构示意图；

图11为图5的局部放大图；

图12为本发明中整体结构示意图（不含壳体）；

图13为本发明中液压油缸组件与驱动组件的连接结构示意图；

图14为图8的正视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

一种假肢，如图1-4所示，包括：壳体3；还包括：轴部11，所述轴部11固定安装于所述壳体3内；膝曲柄12，所述膝曲柄12转动安装于所述轴部11上；膝角度监测组件2，所述膝角度监测组件2连接设置于所述轴部11与膝曲柄12之间；以及主控组件5，所述主控组件5安装于所述壳体3内并正对所述膝角度监测组件2设置；所述膝曲柄12相对于轴部11进行转动时，带动所述膝角度监测组件2同步动作并产生变化磁场，所述主控组件5识别变化磁场并由此获取该膝曲柄12的运动状态信息。

本实施例中，所述轴部11与膝曲柄12组成膝曲柄组件1，膝曲柄组件1安装于假肢的壳体3内，可在一定角度范围内进行转动，用于模仿人体膝关节在运动过程中的弯曲和伸直动作。所述轴部11穿装于所述壳体3和膝曲柄12中，并与壳体3固定连接，所述膝曲柄12的两侧安装有轴承13，以使得膝曲柄12可绕着轴部11进行转动。

作为优选，如图4所示，所述膝角度监测组件2包括：卡槽结构20；以及磁钢组件21，所述磁钢组件21限位卡设于所述卡槽结构20内，所述膝曲柄12转动时，所述磁钢组件21在卡槽结构20的导向限位作用下发生小行程的线性移动，以产生变化磁场。

作为优选，如图5-6所示，所述主控组件5包括：主控板51；以及膝角度传感器52，所述膝角度传感器52贴近所述磁钢组件21设置，其识别磁钢组件21产生的变化磁场并反馈至主控板51。

在本实施例中，磁钢组件21在卡槽结构20的导向限位下仅做小行程的线性移动，保障磁钢组件21能够始终在膝角度传感器52的信号接收范围内，从而保障膝角度传感器52能够精准快速接收到变化磁场。

作为优选，如图4及图7-8所示，所述膝角度监测组件2还包括：轴抱箍22，所述膝曲柄12相对于所述轴抱箍22进行转动，所述轴抱箍22上沿所述轴部11的轴向方向开设有横槽221；导轨部23，所述导轨部23安装于所述膝曲柄12上以随所述膝曲柄12同步转动，所述导轨部23上沿所述膝曲柄12的转动方向开设有弧形槽231，所述弧形槽231设置为沿所述横槽221的开设方向扭曲的斜曲线结构；所述横槽221与弧形槽231形成所述卡槽结构20，所述导轨部23转动时，所述磁钢组件21受弧形槽231导向在横槽221内进行移动。

本实施例中膝角度监测组件2设计的关键点在于，膝关节膝曲柄12屈伸过程中，膝曲柄12进行转动运动，固定于膝曲柄12上的导轨23随膝曲柄12同步转动，通过在导轨23上设置上述弧形槽231，卡于其上的磁钢组件21伴随着导轨23的运动沿着轴抱箍22的横槽221做往复直线运动，由于轴抱箍22固定于轴部11上锁紧不动且轴部11本身不转动，在轴抱箍22上开设横槽221后，将磁钢组件21的支架部分嵌于弧形槽231内，磁钢211嵌于横槽221内，弧形槽231沿着圆周方向开设且为一条斜曲线，利用膝曲柄12的旋转运动来带动磁钢组件16移动，通过磁钢211往复直线运动产生的磁场变化来获取到膝角度的数据，利用膝曲柄12的旋转运动来带动磁钢组件21小范围线性移动，配合将膝角度传感器52设置在正对磁钢组件21的最贴近位置处，保障膝角度传感器52能够始终精准快速接收到磁钢组件21的变化磁场，结构设计巧妙。

作为一种优选的实施方式，结合图2及图5所示，膝角度传感器52正对磁钢组件21设置于导轨部23相对于磁钢组件21的另一侧上，这样保证膝角度传感器52与磁钢组件21最贴近，能够很好地接收磁钢组件21的磁场变化，信号接收能力强。

此外，值得说明的是，磁钢组件21被弧形槽231和横槽221包裹着运动，不存在脱落和松动的风险，且膝角度传感器52集成于主控板51上，整体结构紧凑，动作稳定性和检测灵敏度高。

作为优选，所述磁钢组件21位于所述轴抱箍22和导轨23之间且两端分别卡设于所述横槽221和弧形槽231内；所述磁钢组件21包括：支架，所述支架卡设于所述弧形槽231内；以及磁钢211，所述磁钢211通过强力胶粘于所述支架上，所述磁钢211卡设于所述横槽221内。

在本实施例中，磁钢组件21的支架卡设于弧形槽231内，由于膝曲柄12的转动，磁钢211会沿着弧形槽231在横槽221内来回移动，产生磁场的变化。

作为优选，如图9所示，所述弧形槽231沿所述横槽221的开设方向扭曲的角度为α，其中5°≤α≤10°；如图14所示，所述横槽221的长度为L，其中1cm≤L≤3cm。

作为一种优选的实施方式，α=7°，L=1.5cm。

在本实施例中，弧形槽231的扭曲角度小，所需配合的横槽221的长度短，磁钢组件21线性往复移动的位移短。

作为优选，如图6所示，所述主控组件5还包括：小腿姿态识别传感器组53，所述小腿姿态识别传感器组53识别假肢的运动状态并反馈至主控板51。

作为优选，所述膝角度传感器52与小腿姿态识别传感器组53焊接于所述主控板51上。

在本实施例中，小腿假肢转动时带动固定于主控组件5上的上述各传感器运动，通过设置膝角度监测组件2与膝角度传感器52配合，来识别大腿与小腿之间的弯曲角度，通过设置小腿姿态识别传感器组53，用于识别整个小腿假肢在整个三维空间的运动状态，从而实时采集小腿的运动姿态数据，结合膝角度传感器综合判断大腿的运动姿态数据，两个运动姿态数据的采集，即可完成对用户步态的识别，该识别方式能够更加全面准确地获取用户整个腿部的步态信息，稳定可靠。

需要补充说明的是，本实施例中的膝角度传感器52设置为磁场传感器，如可采用现有技术中的KMT32B磁场角度传感器，实际为一个芯片，其工作原理是一个平行于芯片表面的（X-Y平面）的磁场的方向发生变化时，将会引起输出信号变化，可计算出外界磁场角度的变化量，由于角度芯片位置静止不变，因此该磁场的角度变化量就是膝关节的角度变化。本实施例中的磁钢211在横槽221内进行直线运动，此时磁钢211运动的方向平行于芯片表面，从而磁场变化能够被精准识别。

本实施例中的小腿姿态识别传感器组53为角速度和加速度传感器，是一款物理传感器，集成了陀螺仪传感器和加速度传感器，陀螺仪可识别假肢三维空间的的姿态变化（如前倾，后摆或者翻转等，加速度传感器用于测量假肢姿态变化过程中的加速度变化，两者结合即可完全识别小腿的空间运动姿态。

作为优选，如图1所示，还包括：液压油缸组件4，所述液压油缸组件4安装于所述壳体3内并为所述膝曲柄12提供动力或阻尼；如图12-13所示，以及安装于所述壳体3内且均与所述主控组件5电连接的驱动组件6与节流阀开度监测组件7，所述节流阀开度监测组件7连接设置于所述驱动组件6与液压油缸组件4的节流阀41之间并监测所述驱动组件6的转动角度信息，驱动组件6所转动的角度即为节流阀41的开度，所述主控组件5根据驱动组件6的转动位置信息来控制驱动组件6对液压油缸组件4阻尼的调节工作。

作为优选，所述壳体3设置为中空腔体，所述膝曲柄组件1、液压油缸组件4以及驱动组件6自上而下安装于所述壳体3的中空腔体内。

在本实施例中，所述驱动组件6提供转动扭矩以控制节流阀41调节阀门开度，所述主控组件5用于接收膝角度监测组件2、节流阀开度监测组件7以及小腿姿态识别传感器组53读取的数据，并控制驱动组件6进行转动。

作为优选，如图13所示，所述节流阀开度监测组件7包括：磁环连接件71，所述磁环连接件71包括连接壳以及嵌于所述连接壳内部的磁环，所述连接壳连接设置于所述液压油缸组件4的节流阀41与驱动组件6的驱动轴之间，所述驱动轴转动时，所述磁环产生变化磁场；角度传感器72，所述角度传感器72识别所述磁环的变化磁场并反馈至主控组件5，以由此获取驱动组件6的转动位置信息，所述主控组件5控制驱动组件6转动以调节所述节流阀41的开度大小。

在本实施例中，所述角度传感器72识别磁环712的变化磁场，从而识别当前节流阀41开启的开度并反馈给主控组件5，当节流阀41达到预设的开度时，主控组件5控制驱动组件6停止转动。

作为优选，如图12所示，所述液压油缸组件4包括：液压缸42，所述液压缸42通过其底部的油缸下轴43转动安装于所述壳体3内，所述液压缸42的活塞杆421通过油缸上轴44转动安装于所述膝曲柄12上，工作时，活塞杆421的直线往复运动转变为膝曲柄12的旋转运动；以及节流阀41，所述节流阀41调节控制液压缸42的油路开关，调节内部液压油的流动快慢，从而达到控制液压油缸具有不同的阻尼的作用。

作为优选，所述驱动组件6安装于所述液压缸42上并与液压缸42的节流阀41连接，用于调节液压油缸组件4的阻尼。

本实施例的智能假肢可以自主判断并识别用户在使用过程中的步态意图（例如慢走、快走、上下楼梯、上下坡，蹲下和站起，甚至于骑行等），采用目前市场上技术非常成熟的传感器，识别过程快速和准确，识别完成的同时同步做出精准调节，改变假肢的阻尼，使患者在不同姿态都感到舒适灵活。

值得说明的是，本实施例的智能假肢还能在同一种步态下根据步态的不同阶段，给予智能的阻尼调节，使用户在使用过程中节省极大的体力。例如在正常步行状态下，用户在假肢抬起后摆的过程中，阻尼器阻尼最小，使得假肢后摆灵活省力；在用户落地的一瞬间，阻尼器的阻尼较大，从而能够使得膝关节支撑人体重量，避免用户摔倒。此外，当识别到用户具有摔倒风险的特殊运动状态时，会调节阻尼将整个膝关节完全锁死，帮助用户稳稳站立。

实施例二

本实施例与上述实施例中相同或相应的部件采用与上述实施例相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与上述实施例的区别点。该实施例与上述实施例的不同之处在于：

作为优选，如图8所示，所述轴抱箍22同轴固定套设于所述轴部11上并由所述膝曲柄12所包覆，其对所述膝曲柄12进行转动限位，以限制该膝曲柄12所能到达的最大伸直位置，防止膝关节反向弯曲而导致用户摔倒。

作为优选，如图10所示，假肢膝前侧的所述轴抱箍22上凸出设置有限位部220，所述膝曲柄12的下部沿其转动方向开设有转槽120，所述限位部220位于所述转槽120内，如图11所示，所述膝曲柄12转动至所述最大伸直位置时，所述限位部220与转槽120位于假肢膝前侧的端部121相抵触，图2示出膝曲柄12处于接近最大伸直位置的状态。

在本实施例中，轴抱箍22兼具限位和磁钢组件21滑槽这两种作用。

针对限位作用，为了防止用户在受到外力冲击时膝关节反曲导致的摔倒，本实施例中的假肢对膝曲柄12设计了多重限位功能。首先，对于膝关节伸直的过程：液压油缸组件4的活塞杆421伸出至最高处时，由于膝曲柄12与活塞杆421连接，因此无法再继续旋转，此为正常使用过程中膝关节伸直的第一重限位，此时轴抱箍22尚未起作用；如果外力冲击较大，液压油缸组件4与壳体3或膝曲柄12的连接处断裂，此时膝曲柄12会继续旋转，直至轴抱箍22限位，此时膝曲柄12的角度与水平面呈4°角（该角度可通过轴抱箍22的锁定位置进行调节），避免了膝关节反曲的情况。

需要说明的是，所述轴抱箍22通过螺栓固定锁紧于所述轴部11上，其限位部220上用于固定螺栓，限位部220的锁定位置可根据所需设计的膝曲柄最大伸直位置进行调节。

实施例三

本实施例与上述实施例中相同或相应的部件采用与上述实施例相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与上述实施例的区别点。该实施例与上述实施例的不同之处在于：

作为优选，如图8所示，还包括：电池81，所述轴部11设置为中空结构，所述电池81安装于所述轴部11内，所述电池81为所述液压油缸组件4、主控组件5以及驱动组件6供电。

在本实施例中，电池81设置为可充电电池，假肢在使用过程中无需外接移动电源，用户在使用过程中无需担忧各种拖拉在外部的数据线给其行动造成的不变，使用舒适性好。

作为优选，如图1所示，还包括：轴盖板82，所述轴盖板82盖设于所述轴部11的两端，用于防止电池81松动和进水。

实施例四

本发明还提供一种假肢控制方法，包括以下步骤：

S1：膝曲柄12转动时，带动磁钢组件21发生线性移动以产生变化磁场，膝角度传感器52识别变化磁场并反馈至主控板51，小腿姿态识别传感器组53识别假肢的运动状态并反馈至主控板51；

S2：主控组件5由各传感器获取到的假肢的整体运动信息确定用户接下来的运动意图；

S3：主控组件5根据判断完成的运动意图控制驱动组件6转动，以调节节流阀41的开度，从而控制液压油缸组件4的阻尼；

S4：节流阀开度监测组件7检测节流阀41的开度位置并反馈至主控板51，当达到所需开度位置时，主控板51控制驱动组件6停止转动，完成液压油缸组件4的阻尼调节。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种假肢，包括：

壳体；

其特征在于，还包括：

轴部，所述轴部安装于所述壳体内；

膝曲柄，所述膝曲柄转动安装于所述轴部上；

膝角度监测组件，所述膝角度监测组件连接设置于所述轴部与膝曲柄之间；以及

主控组件，所述主控组件安装于所述壳体内并正对所述膝角度监测组件设置；

所述膝曲柄相对于轴部进行转动时，带动所述膝角度监测组件同步动作并产生变化磁场，所述主控组件识别变化磁场并由此获取该膝曲柄的运动状态信息。

2.根据权利要求1所述的一种假肢，其特征在于，所述膝角度监测组件包括：

卡槽结构；以及

磁钢组件，所述磁钢组件限位卡设于所述卡槽结构内，所述膝曲柄转动时，所述磁钢组件在卡槽结构的导向限位作用下发生线性移动，以产生变化磁场。

3.根据权利要求2所述的一种假肢，其特征在于，所述主控组件包括：

主控板；以及

膝角度传感器，所述膝角度传感器贴近所述磁钢组件设置，其识别磁钢组件产生的变化磁场并反馈至主控板。

4.根据权利要求2所述的一种假肢，其特征在于，所述膝角度监测组件还包括：

轴抱箍，所述膝曲柄相对于所述轴抱箍进行转动，所述轴抱箍上沿所述轴部的轴向方向开设有横槽；

导轨部，所述导轨部随所述膝曲柄同步转动，所述导轨部上沿所述膝曲柄的转动方向开设有弧形槽，所述弧形槽设置为沿所述横槽的开设方向扭曲的斜曲线结构；

所述横槽与弧形槽形成所述卡槽结构，所述导轨部转动时，所述磁钢组件受弧形槽导向在横槽内进行移动。

5.根据权利要求4所述的一种假肢，其特征在于，所述轴抱箍套设于所述轴部上并由所述膝曲柄所包覆，其对所述膝曲柄进行转动限位，以限制该膝曲柄所能到达的最大伸直位置。

6.根据权利要求5所述的一种假肢，其特征在于，假肢膝前侧的所述轴抱箍上凸出设置有限位部，所述膝曲柄的前部及下部沿其转动方向开设有转槽，所述限位部位于所述转槽内，所述膝曲柄转动至所述最大伸直位置时，所述限位部与转槽位于假肢膝前侧的端部相抵触。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种假肢，其特征在于，还包括：

液压油缸组件，所述液压油缸组件安装于所述壳体内并为所述膝曲柄提供动力或阻尼；以及

安装于所述壳体内且均与所述主控组件电连接的驱动组件与节流阀开度监测组件，所述节流阀开度监测组件连接设置于所述驱动组件与液压油缸组件之间并监测所述驱动组件的转动角度信息，所述主控组件根据驱动组件的转动位置信息来控制驱动组件对液压油缸组件阻尼的调节工作。

8.根据权利要求3-6任一所述的一种假肢，其特征在于，所述主控组件还包括：

小腿姿态识别传感器组，所述小腿姿态识别传感器组识别假肢的运动状态并反馈至主控板。

9.根据权利要求7所述的一种假肢，其特征在于，还包括：

电池，所述轴部设置为中空结构，所述电池安装于所述轴部内并为所述液压油缸组件、主控组件以及驱动组件供电。

10.一种假肢控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：膝曲柄转动时，带动磁钢组件发生线性移动以产生变化磁场，膝角度传感器识别变化磁场并反馈至主控板，小腿姿态识别传感器组识别假肢的运动状态并反馈至主控板；

S2：主控组件由步骤S中各传感器获取到的假肢的整体运动信息确定用户接下来的运动意图；

S3：主控组件根据判断完成的运动意图控制驱动组件转动，以调节节流阀的开度；

S4：节流阀开度监测组件检测节流阀的开度位置并反馈至主控板，当达到所需开度位置时，主控板控制驱动组件停止转动，完成液压油缸组件的阻尼调节。

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