一种缓冲控制智能气压膝关节及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种缓冲控制智能气压膝关节及控制方法，设有缓冲位置识别传感器。当活塞向上运动并被所述缓冲位置识别传感器探测到时，使屈膝调节阀的阀位大于或等于基本气压平衡阀位，使气缸上腔和气缸下腔的气压迅速达到平衡；充分发挥缓冲腔的作用。本发明专利技术的有益效果是：显著改进了气压膝关节在伸展运动时的缓冲效果；经临床试验，在慢步和快步行走中，均可产生良好的缓冲效果，尤其在快步行走时，可及时在关节伸展的末期有一个缓冲阻尼，迅速降低伸展速度，最后轻度地落在限位胶垫上。有效地解决了智能气压膝关节缓冲效果不明显的问题，提高了舒适性。

Buffer control intelligent pneumatic knee joint and control method thereof

The invention relates to a buffer control intelligent pneumatic knee joint and a control method thereof. When the piston moves upwards and the buffer position recognition sensor detected, the knee valve valve is greater than or equal to the basic pressure balance valve, the cylinder pressure chamber and cylinder cavity rapidly reach equilibrium; give full play to the role of the buffer cavity. The invention has the advantages that significantly improved the buffering effect in the stretching exercises when the pressure of knee joint; through clinical trials, in the walk and trot walking, can produce good cushioning effect, especially in brisk walking, can have a buffer at the end of joint stretch, stretch rate decreased rapidly, at last light fell on the limit on the rubber pad. The utility model effectively solves the problem that the cushion effect of the intelligent pneumatic knee joint is not obvious, and the comfort is improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于假肢装置，尤其涉及一种缓冲控制智能气压膝关节及控制方法。
技术介绍
气压膝关节是为膝部残疾人士安装使用的一种常用假肢装置，帮助残疾人士恢复膝部功能和行走能力。中国技术专利（申请号：2013204462852）公开了一种智能气压膝关节。智能气压膝关节中有一个缓冲调节阀，当膝关节伸展到一定角度时，内部活塞移动到距气缸顶端一定范围时，活塞与气缸顶端的气缸上盖形成缓冲腔。缓冲调节阀控制着缓冲腔里的气体流到下腔中的流量，流量越小，缓冲伸展阻尼越大，缓冲效果越好；流量越大，缓冲伸展阻尼越小，缓冲效果越不明显。在没有形成缓冲腔时，上腔的气体是经过一个单向阀流至下腔的，伸展阻尼较小，膝关节在这段范围内可以快速伸展。智能气压膝关节还设有一个屈膝调节阀，它随着步态的改变，通过改变屈膝调节阀的阀位，改变屈膝阻尼，同时获得伸展气压助伸。缓冲结束后，膝关节基本伸直。具有上述结构功能的智能气压膝关节在实际使用中存在的缺陷是：在缓冲调节阀调整好后，慢步行走时，屈膝阻尼较小，缓冲效果较好；当快步行走时，屈膝阻尼较大，且伸展时会产生较大的气压助伸作用，使缓冲效果减小甚至完全消失，会产生较严重的冲击振动，影响使用者的舒适性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种缓冲控制智能气压膝关节及控制方法的技术方案，改进气压膝关节的缓冲效果。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种缓冲控制智能气压膝关节，包括气缸、活塞、缓冲调节阀、屈膝调节阀、支撑期传感器和控制器，所述气缸中位于活塞上方的腔体是气缸上腔，所述气缸中位于活塞下方的腔体是气缸下腔，当所述缓冲控制智能气压膝关节做屈膝运动时，所述活塞向下方运动至屈膝位置，当所述缓冲控制智能气压膝关节做伸展运动时，所述活塞向上方运动至支撑位置，所述活塞向上方运动到所述支撑位置之前在所述气缸上腔中形成缓冲腔，所述缓冲腔中的气体通过所述缓冲调节阀流入所述气缸的下腔；所述缓冲控制智能气压膝关节设有缓冲位置识别传感器。更进一步，所述缓冲位置识别传感器是在所述形成缓冲腔之前探测到活塞的传感器。更进一步，所述缓冲位置识别传感器是在活塞运动到距离形成缓冲腔位置之前4mm～5mm处探测到活塞的传感器。更进一步，所述缓冲位置识别传感器是霍尔传感器，所述缓冲位置识别传感器安装在气缸壁上，在所述活塞上设有用于被所述传感器探测的磁片。更进一步，所述霍尔传感器与所述磁片之间的作用范围包括接近范围和离开范围，所述霍尔传感器与所述磁片之间的接近范围为5mm～8mm，所述霍尔传感器与所述磁片之间的离开范围为6mm～9mm。更进一步，所述控制器接收所述缓冲位置识别传感器的信号、并控制所述屈膝调节阀的阀位。一种缓冲控制智能气压膝关节控制方法，所述方法是上述的缓冲控制智能气压膝关节的控制方法，所述方法包括：a.建立缓冲控制智能气压膝关节的屈伸频率与调屈阀位的对应关系，所述调屈阀位是在进行每次所述屈膝运动时屈膝调节阀的阀位，所述调屈阀位随所述屈伸频率变化；b.在缓冲控制智能气压膝关节的每个屈伸循环中，控制器根据支撑期传感器的信息计算所述缓冲控制智能气压膝关节的屈伸频率；c.当所述缓冲控制智能气压膝关节开始做屈膝运动时，控制器根据所述屈伸频率调整屈膝调节阀的阀位至所述调屈阀位；其特征在于，所述控制方法还包括：d.设定所述屈膝调节阀的基本气压平衡阀位，所述基本气压平衡阀位是使所述气缸上腔和气缸下腔内的气压能够在50ms内达到平衡的阀位；e.当所述活塞向上运动并被所述缓冲位置识别传感器探测到时，使屈膝调节阀的阀位大于或等于所述基本气压平衡阀位；f.当所述气缸上腔和气缸下腔内的气压内达到平衡后，将所述屈膝调节阀的阀位恢复到所述调屈阀位。更进一步，在方法e中，当所述活塞向上运动并被所述缓冲位置识别传感器探测到时，如果屈膝调节阀的阀位小于所述基本气压平衡阀位，将屈膝调节阀的阀位开大到所述基本气压平衡阀位。更进一步，在所述方法f中，当活塞运动到所述支撑位置时，所述屈膝调节阀的阀位恢复到所述调屈阀位。更进一步，如果基本气压平衡阀位大于当前的调屈阀位，屈膝调节阀的阀位恢复到当前的调屈阀位。本专利技术的有益效果是：显著改进了气压膝关节在伸展运动时的缓冲效果；经临床试验，在慢步和快步行走中，均可产生良好的缓冲效果，尤其在快步行走时，可及时在关节伸展的末期有一个缓冲阻尼，迅速降低伸展速度，最后轻度地落在限位胶垫上。有效地解决了智能气压膝关节缓冲效果不明显的问题，提高了舒适性。下面结合附图和实施例对本专利技术作一详细描述。附图说明图1是本专利技术结构图；图2是本专利技术缓冲控制智能气压膝关节在伸直状态的示意图；图3是本专利技术缓冲控制智能气压膝关节在屈膝状态的示意图；图4是本专利技术缓冲控制智能气压膝关节做屈膝运动的示意图；图5是本专利技术缓冲控制智能气压膝关节做伸展运动的示意图；图6是本专利技术缓冲控制智能气压膝关节形成缓冲腔位置的示意图；图7是本专利技术缓冲控制智能气压膝关节缓冲位置识别传感器被触发位置的示意图。具体实施方式如图1、图2、图3，一种缓冲控制智能气压膝关节，包括气缸10、活塞20、缓冲调节阀30、屈膝调节阀40、支撑期传感器50和控制器60，所述气缸中位于活塞上方的腔体是气缸上腔11，所述气缸中位于活塞下方的腔体是气缸下腔12，当所述缓冲控制智能气压膝关节做屈膝运动时，所述活塞向下方运动至屈膝位置（如图3所示的位置），当所述缓冲控制智能气压膝关节做伸展运动时，所述活塞向上方运动至支撑位置（如图2所示的位置），所述活塞向上方运动到所述支撑位置之前在所述气缸上腔中形成缓冲腔（如图6所示），所述缓冲腔中的气体通过所述缓冲调节阀流入所述气缸的下腔；所述缓冲控制智能气压膝关节设有缓冲位置识别传感器70。所述缓冲位置识别传感器是在所述形成缓冲腔之前探测到活塞的传感器。所述缓冲位置识别传感器是在活塞运动到距离形成缓冲腔位置之前4mm～5mm处探测到活塞的传感器。所述缓冲位置识别传感器是霍尔传感器，所述缓冲位置识别传感器安装在气缸壁上，在所述活塞上设有用于被所述传感器探测的磁片71。所述霍尔传感器与所述磁片之间的作用范围包括接近范围和离开范围，所述霍尔传感器与所述磁片之间的接近范围为5mm～8mm，所述霍尔传感器与所述磁片之间的离开范围为6mm～9mm。所述控制器接收所述缓冲位置识别传感器的信号、并控制所述屈膝调节阀的阀位。一种缓冲控制智能气压膝关节控制方法，所述方法是权利要求1至5任意一项所述的缓冲控制智能气压膝关节的控制方法，所述方法包括：a.建立缓冲控制智能气压膝关节的屈伸频率与调屈阀位的对应关系，所述调屈阀位是在进行每次所述屈膝运动时屈膝调节阀的阀位，所述调屈阀位随所述屈伸频率变化；b.在缓冲控制智能气压膝关节的每个屈伸循环中，控制器根据支撑期传感器的信息计算所述缓冲控制智能气压膝关节的屈伸频率；c.当所述缓冲控制智能气压膝关节开始做屈膝运动时，控制器根据所述屈伸频率调整屈膝调节阀的阀位至所述调屈阀位；d.设定所述屈膝调节阀的基本气压平衡阀位，所述基本气压平衡阀位是使所述气缸上腔和气缸下腔内的气压能够在50ms内达到平衡的阀位；e.当所述活塞向上运动并被所述缓冲位置识别传感器探测到时，使屈膝调节阀的阀位大于或等于所述基本气压平衡阀位；f.当所述气缸上腔和气缸下腔内的气压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓冲控制智能气压膝关节，包括气缸、活塞、缓冲调节阀、屈膝调节阀、支撑期传感器和控制器，所述气缸中位于活塞上方的腔体是气缸上腔，所述气缸中位于活塞下方的腔体是气缸下腔，当所述缓冲控制智能气压膝关节做屈膝运动时，所述活塞向下方运动至屈膝位置，当所述缓冲控制智能气压膝关节做伸展运动时，所述活塞向上方运动至支撑位置，所述活塞向上方运动到所述支撑位置之前在所述气缸上腔中形成缓冲腔，所述缓冲腔中的气体通过所述缓冲调节阀流入所述气缸的下腔；其特征在于，所述缓冲控制智能气压膝关节设有缓冲位置识别传感器。

【技术特征摘要】
1.一种缓冲控制智能气压膝关节，包括气缸、活塞、缓冲调节阀、屈膝调节阀、支撑期传感器和控制器，所述气缸中位于活塞上方的腔体是气缸上腔，所述气缸中位于活塞下方的腔体是气缸下腔，当所述缓冲控制智能气压膝关节做屈膝运动时，所述活塞向下方运动至屈膝位置，当所述缓冲控制智能气压膝关节做伸展运动时，所述活塞向上方运动至支撑位置，所述活塞向上方运动到所述支撑位置之前在所述气缸上腔中形成缓冲腔，所述缓冲腔中的气体通过所述缓冲调节阀流入所述气缸的下腔；其特征在于，所述缓冲控制智能气压膝关节设有缓冲位置识别传感器。2.根据权利要求1所述的一种缓冲控制智能气压膝关节，其特征在于，所述缓冲位置识别传感器是在所述形成缓冲腔之前探测到活塞的传感器。3.根据权利要求2所述的一种缓冲控制智能气压膝关节，其特征在于，所述缓冲位置识别传感器是在活塞运动到距离形成缓冲腔位置之前4mm～5mm处探测到活塞的传感器。4.根据权利要求1所述的一种缓冲控制智能气压膝关节，其特征在于，所述缓冲位置识别传感器是霍尔传感器，所述缓冲位置识别传感器安装在气缸壁上，在所述活塞上设有用于被所述传感器探测的磁片。5.根据权利要求4所述的一种缓冲控制智能气压膝关节，其特征在于，所述霍尔传感器与所述磁片之间的作用范围包括接近范围和离开范围，所述霍尔传感器与所述磁片之间的接近范围为5mm～8mm，所述霍尔传感器与所述磁片之间的离开范围为6mm～9mm。6.根据权利要求1所述的一种缓冲控制智能气压膝关节，其特征在于，所述控制器接收所述缓冲位置识别传感器的信号、并控制所述屈膝调节阀的阀位。7.一种缓冲控制智能气压膝关...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛伟，
申请(专利权)人：北京东方瑞盛假肢矫形器技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11