[發明專利]一種用于智能膝關節假肢的針閥型雙油路耦合調節阻尼缸

有效

• 申請號: 202110676974.1
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113446346B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 喻洪流;張哲文;孟巧玲;曹武警;汪曉銘;孫金悅;洪迎盈
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: F16F13/00
• 分類號: F16F13/00;F16F9/19;F16F9/32;F16F9/46;F16F9/34;A61F2/64
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種用于智能膝關節假肢的針閥型雙油路耦合調節阻尼缸，涉及阻尼缸技術領域，包括缸部、流量調節模塊和電機固定模塊，流量調節模塊內設置有兩個針型閥體，通過電機固定模塊的直線電機進行控制和傳動。本發明通過一個直線電機同時控制兩個針型閥體的上下運動，從而僅用一個電機就實現了膝關節液壓阻尼的雙向獨立控制，阻尼調節連續，使得整個機構體積小、重量輕，并減少了耗電，整個機構精巧易于加工。

技術領域

本發明涉及阻尼缸技術領域，尤其涉及一種用于智能膝關節假肢的針閥型雙油路耦合調節阻尼缸。

背景技術

智能膝關節是指通過微電腦控制膝關節阻尼器從而同時控制擺動相的速度和支撐相的穩定性，使得下肢患者穿戴假肢行走時更接近健康人的步態，具有更高的跟隨性和對稱性。目前，在智能膝關節中調整阻尼的方式主要包括磁流變、氣壓和液壓三種。磁流變智能膝關節是通過改變電流從而改變磁場強度來達到調節阻尼的效果，但是磁流變液黏度變化與磁場密切相關，并且對磁流變液材料要求很高，不易于控制也不易于提升產能。液壓和氣壓都是通過微處理器驅動電機來調節阻尼缸部閥門開度大小，從而達到調節阻尼的目的，但是氣壓膝關節支撐性能的穩定性不可靠，容易造成安全事故。

目前，國內用于智能膝關節液壓阻尼缸的結構設計較少。在一種用于智能膝關節假肢的電控液壓阻尼缸結構中，電機、調節閥體和活塞的軸在一條直線上且互相連接或接觸，使得膝關節運作過程中電機受到的軸向載荷很大，調節過程中很容易失布及無法達到指定位置，嚴重影響膝關節阻尼調節的性能。在一種半驅動式假肢膝關節設備中，通過液壓缸和阻尼調節閥門實現驅動和非驅動模式，但是液壓閥回路特別復雜，液壓泵和電動機使得該結構復雜而笨重。在一種通過電機實現液壓阻尼雙向控制的結構中，所設計的閥體和調節座的間隙配合，長期會導致縫隙形成油膜，油膜產生的張力使得閥體旋轉時阻尼過大而旋轉不順暢，阻尼調節不準確，并且其中助伸彈簧是外置式的，液壓缸下端開放，密封性差。

因此，本領域的技術人員致力于提供一種用于智能膝關節假肢的針閥型雙油路耦合調節阻尼缸，實現阻尼的連續調節，并提高阻尼缸結構的緊湊性。

發明內容

有鑒于現有技術上的缺陷，本發明所要解決的技術問題是如何提供一種智能膝關節假肢的阻尼缸，實現阻尼的連續調節，并提高阻尼缸結構的緊湊性。

為實現上述目的，本發明提供了一種用于智能膝關節假肢的針閥型雙油路耦合調節阻尼缸，包括缸部(1)、流量調節模塊(2)、電機固定模塊(3)；

所述缸部(1)包括缸體(16)、缸蓋(12)、端蓋(13)、活塞組件、助伸彈簧(15)，所述缸蓋(12)與所述缸體(16)的上端連接，所述端蓋(13)位于所述缸體(16)內并置于所述缸蓋(12)的下側，所述活塞組件穿過所述缸蓋(12)和所述端蓋(13)，所述助伸彈簧(15)置于所述缸體(16)內并與所述活塞組件的底端連接；所述缸體(16)的側壁上下兩端設置有四個油孔(161)，形成兩個液壓油通道；

所述流量調節模塊(2)包括：與所述缸體(16)連接的外部油路座(21)，設置在所述外部油路座(21)內部的伸展油道針型閥體(23)、屈曲油道針型閥體(24)；所述外部油路座(21)上設置有屈曲油道槽口(241)、伸展油道槽口(231)和儲能器腔室(281)；所述屈曲油道針型閥體(24)設置在所述屈曲油道槽口(241)內，所述伸展油道針型閥體(23)設置在所述伸展油道槽口(231)內；所述外部油路座(21)與所述缸體(16)連接的一側設置有互成一定角度的液壓油通道，分別與所述缸體(16)的兩個液壓油通道相連通形成屈曲液壓油通道(212)和伸展液壓油通道(211)，所述屈曲油道槽口(241)與所述屈曲液壓油通道(212)連通，所述伸展油道槽口(231)與所述伸展液壓油通道(211)連通；

所述電機固定模塊(3)包括：固定在所述外部油路座(21)上的電機固定座(32)，固定在所述電機固定座(32)上的直線電機(33)，與所述直線電機(33)輸出端連接的閥體連接件(31)；所述閥體連接件(31)連接所述伸展油道針型閥體(23)和屈曲油道針型閥體(24)。