本发明专利技术涉及用于控制下肢的矫形外科技术上的关节装置的方法，所述关节装置具有一上部件(2)和一铰接式支承在所述上部件上的下部件(3)，在所述上部件(2)和所述下部件(3)之间布置有一能量转换装置(5)，通过所述能量转换装置在行走期间转换或存储来自所述下部件(3)和所述上部件(2)之间的相对运动的动能并又输入给所述关节，以便辅助所述相对运动，其中，动能在一运动周期之内转换和/或存储并且在同一运动周期之内以受控制的方式在时间上错开地作为动能又输送给所述关节装置(1)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制矫形外科技术上的关节装置的方法和矫形外科技术上的关节装置
本专利技术涉及用于控制下肢的矫形外科技术上的关节装置的方法以及一种作为下列关节装置的矫形外科技术上的关节装置，所述关节装置具有一上部件和一铰接式支承在所述上部件上的下部件，在所述上部件和所述下部件之间布置有一阻尼器装置，通过所述阻尼器装置来造成摆动运动的伸开阻尼和/或屈曲阻尼，其中，在行走期间转换和存储来自所述下部件和所述上部件之间相对运动的动能并又输入给所述关节，以便辅助所述相对运动。
技术介绍
下肢的矫形外科技术上的关节装置例如是矫形器或假肢。尤其在替代天然膝关节的假肢中有利并且设置的是：屈曲和伸开阻力的主动影响在运动周期流程中进行，以便使关节装置的行为适配运动行为或另外的影响因素。此外获得以公知方式驱动的假肢或矫形器，其驱动马达用于实施对应的关节装置的屈曲或伸开。WO2007/025116A2描述了一种具有经电子控制的假膝盖的假肢装置，其具有一再生式制动装置。在确定的状况下，在行走时存在的动能被转换成电能和存储。在另外的状况下设置：过程行为辅助地或完全地被控制。设置一电子控制系统，以便控制所述假肢装置的运行并分配产生的电能。过量的电能可以存储在蓄电池或电容器中并且在一适当的时间点被取出用于运动辅助。所述能量存储器装置在假肢或矫形器的情况下很大且重，以便具有足够的容量，因此可以进行有效的运动辅助。此外存在这样的可能性，即，通过上部件相对于下部件的主动移位，在对于使用者而言不再能够监控的状况下以相应强的驱动来带动使用者。EP439028B1描述了在设计成一多中心假膝关节的矫形外科技术上的辅助器件的两个部件之间的一摆动连接装置，其中，在外力作用的情况下长度可变地构造了一关节机构。关节机构的长度改变可以以弹簧弹性的方式构造，从而使得在外力减小或消失之后，关节机构直接又占据它的原始长度。
技术实现思路
本专利技术的任务因此是提供一种方法和装置，利用它们可以实现步态的改善，而不危害使用者并且使用者不必承担重的关节装置。根据本专利技术，该任务通过具有独立权利要求特征的方法以及具有并列独立权利要求特征的矫形外科技术上的关节装置来解决。本专利技术的有利的设计方案和改进方案在分别从属的权利要求、说明书以及附图中列出。用于控制下肢的矫形外科技术上的装置的根据本专利技术的方法，其中，所述关节装置具有一上部件和一铰接式支承在所述上部件上的下部件并且在所述上部件和所述下部件之间布置有一能量转换装置，通过所述能量转换装置在行走期间转换和/或存储来自所述下部件和所述上部件之间相对运动的动能并又输入给所述关节，以便辅助所述相对运动，该方法设置：在一个运动周期之内转换和/或存储动能并且在同一个运动周期之内在时间上错开地作为动能又输入给所述关节装置。在下肢的矫形外科技术上的关节装置的一个典型运动周期中，即在一典型的脚步周期中存在这样的阶段，在这些阶段中，过量的能量必须被转换，但是也存在这样的阶段，在这些阶段中，利用动能的辅助是有意义的。因此设置：用于制动所述关节装置部件所存储的或转换并存储的过量能量在同一个脚步周期中在适当的部位上又被输入，其中，在所述存储或者转换和存储与作为动能的重新输入之间存在时间上的错开，即返回引导不是直接衔接所述存储。基于在同一运动周期中的被转换或存储的能量的输入而不需要大的蓄电池或电容器，这是因为仅存在相对低的能量量。由此节省了重量并且关节装置可以容易地被保持。用于转换和/或存储动能的装置可以构造为阻尼器装置的部件并且造成摆动运动的伸开阻尼和/或屈曲阻尼的部分，如果转换或存储了能量的话。所述装置可以构造为液压阻尼器和/或气动阻尼器，同样可以设置作为发电机的设计方案。前述装置彼此的组合也是可行的。用于转换和/或存储动能的装置可以设置在传统的阻尼器装置旁边。其余的阻尼部件，一般气动或液压的阻尼器保留继续获得，但是附加地要么设置力存储器要么设置能够可转换地作为马达运行的发电机，以便在所述运动之内的适当部位上取得来自系统的动能或将动能输入给系统。基于液压或气动阻尼系统耗散了该能量的很大部分的实际情况，所述系统可以为了辅助所述运动而小且轻地保持。所述能量转换和返回引导的时间点通过一控制装置来确定。本专利技术的一改进方案设置：动能在伸开运动期间被转换和/或存储。动能的重新输入可以在开始用于辅助回转阶段屈曲的回转阶段时进行。同样地可以在脚趾离开(英文“toeoff”)之后，在用于维持屈曲速度的步骤中又输入所述动能。也设置：在达到例如能够通过运动反转或通过速度传感器获知的最大屈曲角度之后，为了辅助伸开运动而输入能量。也可以在最初的脚跟接触后的屈曲运动之后，即在站立阶段屈曲之后，为了辅助所述伸开运动重新输入动能。原则上可行的是：所述输入仅在脚步运动的一单个的阶段中进行，替换于此地可以在该脚步运动的多个或所有描述的阶段或时间点进行动能的输入。此外可以设置：动能在所述屈曲运动期间转换和/或存储并且为了开始回转阶段用于辅助所述屈曲运动和/或为了脚趾离开之后维持弯曲速度又被输入。因此可以设置：所述动能在开始回转阶段之后被转换和/或存储并且在达到用于辅助所述弯曲运动的最大屈曲速度之后才又被输入。达到最大屈曲速度可以通过速度传感器或加速度传感器获知。一般在达到最大伸开之前制动所述伸开运动，以便减少冲量，该冲量在未制动地碰撞到伸开止挡中的情况下存在。该动能可以被转换和/或存储并且为了开始和/或辅助所述关节装置的屈曲又被输入。在关节装置的回转阶段期间可以为了提高或维持所述伸开速度而输入动能，以便使得所述下部件的前置变得容易和受到辅助。此外设置：动能在站立阶段期间，在脚跟负载下的站立阶段屈曲开始时、在达到伸开止挡之前和/或在前脚掌负载下的开始站立阶段屈曲之后被转换和/或存储。尤其地，动能可以在最初的脚跟冲击时被转换和/或存储并且为了开始和/或辅助所述屈曲运动在达到一伸开止挡之后又被输入。在行走速度增加的情况下可以设置：较少的动能被输入给所述关节，以便所述系统不自己加强并且由此使所述矫形外科技术上的关节装置的使用者被置于总是可以较快地行走。动能可以转换和中间存储成电能或转换和中间存储成势能，例如通过一力存储器的装载，例如弹簧的装载或液压或气动压力存储器的装载。此外设置：被转换的能量在一个运动周期中完全又被输入给所述关节装置，从而使得不进行被转换的能量的超出该运动周期的存储。由此来确保：仅在所述一个运动周期期间存在和被转换的能量又可以作为动能输入给所述系统。这可以通过如下方式进行，即，在该运动周期的特性参量的被识别的返回之后，到那时候存储的能量被耗散或者能量量连续地通过最后的运动周期被监控。此外可以设置：动能的存储和/或转换仅在一个运动周期期间的预先确定的阶段中执行，即所述能量转换装置不是持续地工作，以便使来自运动的动能的一部分转换、存储或又作为动能输入给关节装置。为此要么确定了确定的运动阶段，在这些确定的运动阶段中总是发生转换、存储或返回引导，例如通过机械或电的控制装置，要么确定了时间点和时间段，在这些时间点或时间段中发生转换、存储或返回引导，为此基于所述运动根据用于每个运动周期或用于一个运动周期的特性参量的分析来确定运动周期的预先确定的或计算出的数目。这例如可以通过电子控制装置来进行。在根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于控制下肢的矫形外科技术上的关节装置的方法，所述关节装置具有一上部件(2)和一铰接式支承在所述上部件上的下部件(3)，在所述上部件(2)和所述下部件(3)之间布置有一能量转换装置(5)，通过所述能量转换装置在行走期间转换或存储来自所述下部件(3)和所述上部件(2)之间相对运动的动能并又输送给所述关节，以便辅助所述相对运动，其特征在于，动能在一运动周期之内转换和/或存储并且在同一运动周期之内以受控制的方式在时间上错开地作为动能又输送给所述关节装置(1)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.03 DE 102012013140.21.用于控制下肢的矫形外科技术上的关节装置的方法，所述关节装置具有一上部件(2)和一铰接式支承在所述上部件上的下部件(3)，在所述上部件(2)和所述下部件(3)之间布置有一能量转换装置(5)，通过所述能量转换装置在行走期间转换或存储来自所述下部件(3)和所述上部件(2)之间相对运动的动能并又输送给所述关节，以便辅助所述相对运动，其中，动能在一运动周期之内转换和/或存储并且在同一运动周期之内以受控制的方式在时间上错开地作为动能又输送给所述关节装置(1)，其特征在于，所述动能的存储和/或转换在一个运动周期期间仅在预先确定的阶段中执行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，动能在一伸开运动期间被转换和/或存储并且在用于辅助屈曲的回转阶段开始时、在用于维持屈曲速度的脚趾离开之后、在达到用于辅助所述伸开运动的最大屈曲角度之后和/或在用于辅助所述伸开运动的最初的脚跟接触后的屈曲运动之后又被输入。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，动能在关节装置的屈曲运动期间转换和/或存储并且为了开始用于辅助所述屈曲运动的回转阶段和/或为了在脚趾离开之后维持弯曲速度又被输入。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述动能在所述回转阶段开始之后被转换和/或存储并且在达到用于辅助弯曲运动的最大屈曲速度之后又被输入。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，动能在达到伸展止挡之前被转换和/或存储并且为了开始和/或辅助所述关节装置的屈曲又被输入。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述关节装置的回转阶段期间，输入动能用于提高或维持伸开速度。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，动能在站立阶段期间，在脚跟负载下的站立阶段屈曲开始时、在达到伸开止挡之前和/或在开始前脚掌负载下的所述站立阶段屈曲之后被转换和/或存储。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，动能在站立阶段期间，在脚跟负载下的站立阶段屈曲开始时、在达到伸开止挡之前和/或在开始前脚掌负载下的所述站立阶段屈曲之后被转换和/或存储。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，动能在最...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·普施，C·威尔，
申请(专利权)人：奥托·博克保健有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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