[發明專利]一種多磁極控制的義肢關節

在審

• 申請號: 201811314206.6
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109259907A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 羅中明;周子萱;趙宏宇;辛振濤;路佳浩
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: A61F2/58
• 分類號: A61F2/58;A61F2/60;A61F2/68
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明一種多磁極控制的義肢關節涉及一種多角度轉動、轉動靈活、可固定位置的活動關節；該義肢關節由關節內球、關節外球上框、關節外球窩和磁極陣列組成；關節內球置于義肢關節外球上部與義肢關節外球下部之間的空腔中，電磁鐵設置于義肢關節外球下部上均勻分布的圓孔內，磁極陣列中每個電磁鐵線圈分別接入接口電路；本發明義肢關節的有益效果在于：第一、設計圓形的關節模塊，通過磁極對關節內球中磁鐵的吸引作用，使關節模塊自由轉動，能夠更靈活的進行多方向的轉動；第二、由于磁極陣列中每個電磁鐵采用相對獨立的工作模式，接口電路可以根據要求對不同位置電磁鐵通電，實現關節模塊平滑流暢的自由轉動和位置固定。

技術領域

本發明一種多磁極控制的義肢關節涉及一種轉動角度廣、關節轉動靈活、可固定位置的義肢關節，用于義肢和仿生機器人的研究。

背景技術

義肢是為彌補截肢者或肢體不完全缺損的肢體而專門設計和制作裝配的人工假體，它的主要作用是代替失去肢體的部分功能，使截肢者恢復一定的生活自理和工作能力。而如今的大部分下肢假肢的關節部分都只是簡單的支撐行走，有的采用多軸電機進行角度轉動，有的則無法進行轉動，并不能像人類原有的關節那樣靈活，將關節采用多磁極控制，可以達到轉動靈活，使用更加人性化。

發明內容

為了解決上述問題，本發明設計了一種多磁極控制的義肢關節，該義肢關節不僅轉動角度廣、轉動靈活，而且可以根據需求實時調整關節轉動，改變轉動方向，也可以將位置進行固定。

本發明的目的是這樣實現的：

一種多磁極控制的義肢關節，其特征在于，由義肢關節外球上部(1)、義肢關節外球下部(3)、義肢關節內球(2)和磁極陣列(12)組成；

所述義肢關節外球上部(1)空腔一側固定義肢關節內球(2)的上部，空腔以圓環的形式均勻分布著圓孔(6)，義肢關節外球上部(1)下端兩側設置兩個對稱的固定接口(7)。

所述義肢關節內球(2)置于義肢關節外球上部(1)與義肢關節外球下部(3)之間的空腔中，義肢關節內球(2)與肢干(8)的接口(5)位于義肢關節外球上部(1)中，采用螺紋型式固定，義肢關節內球(2)為中空球體，由四部分組成，接口(20)采用切割的方式，鋼珠(17)與磁極陣列(12)可根據需要設置于義肢關節內球(2)上均勻分布的圓孔(4)。

所述義肢關節外球下部(3)為半圓形空腔，空腔從中心位置以圓環的形式均勻分布著圓孔(10)，圓形空腔上端兩側設置兩個與義肢關節外球上部(1)相同位置的固定接口(9)，通過螺絲與義肢關節外球上部兩側兩個對稱的固定接口(6)對接，義肢關節外球下部與肢干(18)的接口(19)采用螺紋型式固定。

所述義肢關節外球上部(1)的圓孔(7)與義肢關節外球下部(3)的圓孔(10)中均勻分布著N性磁極(21)，與磁極陣列(12)帶有S性磁極(13)接觸。

所述磁極陣列(12)設置于義肢關節內球(2)上均勻分布的圓孔(4)內，構成磁極陣列(12)的每個電磁鐵(16)由線圈(11)和鐵心(14)組成，線圈(11)纏繞在鐵心(14)上，鐵心(14)一端帶有S性磁極(13)與義肢關節外球上部(1)和外求下部(3)接觸，另一端接入有安全穩定的電壓接口電路(15)上，磁極陣列(12)的陣列密度可以隨著對義肢關節轉動靈活度的控制要求增減。

本發明的有益效果：

第一、設計圓形的義肢關節，通過電磁鐵工作使義肢關節自由轉動，能夠更靈活的獲得多方向的轉動角度；

第二、由于磁極陣列中每個電磁鐵采用相對獨立的工作模式，接口電路可以根據要求對不同位置電磁鐵通電，實現義肢關節平滑流暢的自由轉動和位置固定。

附圖說明

圖1是本發明一種多磁極控制的義肢關節的總體結構示意圖；