[發明專利]一種主動控制假肢膝踝關節運動的液壓回路

有效

• 申請號: 201910053385.0
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109764011B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 王興堅;張卿;張益鑫;王少萍;楊佳偉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F15B11/08
• 分類號: F15B11/08;F15B13/02;F15B1/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

1.一種主動控制假肢膝踝關節運動的液壓回路，所述的液壓回路包括膝關節回路和踝關節回路，其特征在于，包括電動機、液壓泵、第三單向閥、第四單向閥、第一單向閥、第二單向閥、第三蓄能器、第四蓄能器、第一蓄能器、第二蓄能器、第二三位四通閥、第一三位四通閥、第一常閉開關閥、第一阻尼閥、第二阻尼閥、第二常閉開關閥、旁路阻尼閥、單出桿液壓缸、雙出桿液壓缸、膝關節進油管路、膝關節出油管路、踝關節進油管路、踝關節出油管路、第一管路、第二管路、第三管路和第四管路；

所述第一三位四通閥具有P₁口、T₁口、A₁口和B₁口，在第一三位四通閥處于中位時，第一三位四通閥的P₁口和A₁口均截止，第一三位四通閥的T₁口和B₁口連通；在第一三位四通閥處于左位時，第一三位四通閥的P₁口和A₁口連通，第一三位四通閥的T₁口和B₁口連通；在第一三位四通閥處于右位時，第一三位四通閥的P₁口和B₁口連通，第一三位四通閥的T₁口和A₁口連通；

所述第二三位四通閥具有P₂口、T₂口、A₂口和B₂口，在第二三位四通閥處于中位時，第二三位四通閥的P₂口截止，第二三位四通閥的A₂口、B₂口和T₂口連通；在第二三位四通閥處于左位時，第二三位四通閥的P₂口和A₂口連通，第二三位四通閥的T₂口和B₂口連通；在第二三位四通閥處于右位時，第二三位四通閥的P₂口和B₂口連通，第二三位四通閥的T₂口和A₂口連通；

電動機驅動液壓泵，在踝關節回路中，液壓泵的出油口A與踝關節進油管路連通，踝關節進油管路與第一三位四通閥的P₁口連通，第一三位四通閥的A₁口與第一管路連通，第一管路接入雙出桿液壓缸的上桿腔，液壓泵的進油口B與踝關節出油管路連通，踝關節出油管路與第一三位四通閥的T₁口連通，第一三位四通閥的B₁口與第二管路連通，第二管路接入雙出桿液壓缸的下桿腔，在踝關節進油管路中接入第一單向閥和第一蓄能器，所述第一單向閥位于第一蓄能器和和液壓泵的出油口A之間，在踝關節出油管路中接入第二單向閥和第二蓄能器，所述第二單向閥位于第二蓄能器和液壓泵的進油口B之間；在膝關節回路中，液壓泵的出油口A與膝關節進油管路連通，膝關節進油管路與第二三位四通閥的P₂口連通，第二三位四通閥的A₂口與第三管路連通，第三管路接入單出桿液壓缸的有桿腔，液壓泵的進油口B與膝關節出油管路連通，膝關節出油管路與第二三位四通閥的T₂口連通，第二三位四通閥的B₂口與第四管路連通，第四管路接入單出桿液壓缸的無桿腔，在膝關節進油管路中接入第三單向閥和第三蓄能器，所述第三單向閥位于第三蓄能器和液壓泵的出油口A之間，在膝關節出油管路中接入第四單向閥和第四蓄能器，所述第四單向閥位于第四蓄能器和液壓泵的進油口B之間，旁路阻尼閥一端接入第一管路，另一端接入第二管路，第一常閉開關閥和第一阻尼閥并聯連接后接入第三管路中，第二阻尼閥與第二常閉開關閥并聯連接后接入第四管路中。

2.如權利要求1所述的一種主動控制假肢膝踝關節運動的液壓回路，其特征在于，對應于人行走周期的HS過程，對于踝關節，第一三位四通閥處于中位，旁路阻尼閥連通雙出桿液壓缸的上桿腔和下桿腔，當腳跟接觸地面，腳踝假肢在做拓屈運動時，雙出桿液壓缸中的活塞桿跟著腳面的聯動向上推動，位于雙出桿液壓缸的上桿腔的油被擠壓后通過旁路阻尼閥節流回到雙出桿液壓缸的下桿腔和第二蓄能器；對于膝關節，第二三位四通閥處于中位，第一常閉開關閥和第二常閉開關閥均通電打開，單出桿液壓缸中的活塞桿向下推動，位于單出桿液壓缸無桿腔的油被擠壓回到單出桿液壓缸的有桿腔和低壓蓄能器。