[發明專利]基于磁流變效應的四連桿假肢膝關節

有效

• 申請號: 200910191947.4
• 申請日: 2009-12-16
• 公開（公告）號: CN101716102A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 王代華;徐磊;付強
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: A61F2/64
• 分類號: A61F2/64;A61F2/68
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種基于磁流變效應的四連桿假肢膝關節，其特征在于：包括大腿承載 部(1)、小腿支撐部(2)、四連桿機構和半主動阻尼力控制組件，所述大腿承 載部(1)和小腿支撐部(2)通過四連桿機構連接；

所述四連桿機構包括集成在大腿承載部(1)下端的上連桿、集成在小腿支 撐部(2)上端的下連桿、連接大腿承載部(1)和小腿支撐部(2)的前連桿(10) 和后連桿(11)，大腿承載部還通過一根連接桿與活塞桿(8)連接；所述前連 桿(10)一端與大腿承載部(1)中部樞接，另一端與小腿支撐部(2)前端樞 接；所述后連桿(11)一端與大腿承載部(1)后端樞接，另一端與小腿支撐部 (2)后端樞接；所述連接桿為曲線連桿(12)，曲線連桿(12)一端與大腿承 載部(1)后端樞接，另一端與活塞桿(8)樞接；

所述半主動阻尼力控制組件包括傳感器(3)、控制單元(4)、電流驅動器 (5)和磁流變阻尼器；所述磁流變阻尼器包括缸體(6)、活塞(7)、活塞桿(8) 和勵磁線圈(15)，所述勵磁線圈(15)與電流驅動器(5)電連接，缸體(6) 內充滿磁流變液并與小腿支撐部(2)集成為一體，活塞(7)將缸體(6)分為 上缸(61)和下缸(62)，所述上缸(61)和下缸(62)之間設置有節流通道(9)， 所述勵磁線圈(15)產生的電磁場的磁力線從節流通道中穿過；所述傳感器(3) 用于監測兩腿的角度變化信號和小腿支撐部所受壓力信號，并將所述角度變化 信號和小腿支撐部所受壓力信號輸出到控制單元(4)，控制單元(4)輸出控制 信號到電流驅動器(5)，通過改變電流驅動器(5)輸出電流的大小而改變勵磁 線圈(15)中勵磁電流的大小，進而改變節流通道(9)中電磁場的磁場強度；

所述小腿支撐部(2)上還設置有回位裝置，用以將活塞(7)回復到缸體 (6)頂部。

2.根據權利要求1所述的基于磁流變效應的四連桿假肢膝關節，其特征在 于：所述活塞(7)下端與缸體(6)底部之間還設置有一個浮動活塞(13)，所 述浮動活塞(13)下端和缸體(6)下部形成氣缸(63)，氣缸(63)內充有壓 縮氣體，浮動活塞(13)和氣缸(63)組成所述回位裝置。

3.根據權利要求2所述的基于磁流變效應的四連桿假肢膝關節，其特征在 于：勵磁線圈(15)設置在活塞(7)內，所述節流通道(9)設置于活塞(7) 上，節流通道(9)兩端分別與上缸(61)和下缸(62)連通，活塞(7)沿軸 線周向纏繞有勵磁線圈(15)。

4.根據權利要求2所述的基于磁流變效應的四連桿假肢膝關節，其特征在 于：勵磁線圈(15)設置在活塞(7)內，活塞(7)的外徑小于缸體(6)內徑， 活塞(7)與缸體(6)之間的縫隙形成節流通道(9′)，活塞(7)沿軸線周向 纏繞有勵磁線圈(15′)。

5.根據權利要求2所述的基于磁流變效應的四連桿假肢膝關節，其特征在 于：所述節流通道(9″)設置于缸體(6)之外，并通過導管分別與所述上缸(61) 和下缸(62)連通，沿節流通道(9″)軸線周向纏繞有勵磁線圈(15″)。