[发明专利]用于控制人造矫形器或假肢膝关节的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制人造矫形器或假肢膝关节的方法，小腿组件被布置在所述人造矫形器或假肢膝关节上并且阻力装置被配属于所述人造矫形器或假肢膝关节，在所述阻力装置中，屈曲阻力根据传感器数据被改变，所述传感器数据在所述矫形器或假肢膝关节的使用过程中通过至少一个传感器被求取。

背景技术

假肢或矫形器膝关节代替或者支持天然膝关节的功能。为了达到所述人造膝关节尽可能最佳的功能性，市场上存在众多结构，这些结构影响膝关节在站立阶段和迈步阶段过程中的表现。已知机电膝关节，在这些机电膝关节中，运动情况通过多个不同传感器来检测并且阻力装置基于传感器数据被控制，屈曲阻力或伸展阻力通过所述阻力装置变化。根本问题在于，可能的运动情况的庞大数量很难归纳成简单的规则。因此，采用所谓的状态机器控制致动器和制动器，所述状态机器极为复杂并构成很多不同的活动。这里的缺点在于长的研发时间和昂贵构件的使用。

文献EP 1 237 513 B1涉及一种代替肢体的存在或功能的由至少两个通过人造关节彼此连接的部件和控制装置组成的支持装置。所述支持装置包括传感器，所述传感器检测参照与所述关节连接的部件的重力线的倾斜角度并且与所述控制装置耦合。所述控制装置这样地布置，从而使得它基于由所述传感器传送的倾斜角度数据影响所述关节。在一种设计方案中，所述倾斜角度传感器作为假肢膝关节被布置在管腿上，为了补充数据情况，可在小腿上布置第二传感器。

文献DE 10 2008 027 639 A1涉及一种用于支持组织膝关节的矫形器关节，具有关节上部和关节下部，所述关节上部和所述关节下部可弯曲地彼此连接。设置用于所述矫形器关节在任意位置自动解锁和锁定的封闭元件，同样设置用于所述封闭元件的操纵元件和用于检测所述解锁和锁定用的相关信息的传感器器件。同样设有用于分析处理已检测的信息和用于将这些信息传送至用于所述操纵元件的控制和/或调节单元的分析处理单元。所述传感器器件具有来自倾斜传感器、转动角传感器、加速度传感器或陀螺仪组的至少两个传感器用于感应信息，所述至少两个传感器描述人的运动和/或静止状态。可以选择同类的两个传感器或者不同类型的各一个传感器。这些传感器被布置在组织关节、尤其是膝关节下游。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于控制人造矫形器或假肢膝关节的方法，借助该方法能够使用少的控制成本达到可靠的运动表现。

根据本发明，该任务通过具有独立权利要求特征的方法得以解决。本发明有利的设计方案和改进方案在从属权利要求、说明书以及附图中公开。

所述用于控制人造矫形器或假肢膝关节的方法，小腿组件被布置在所述人造矫形器或假肢膝关节上并且阻力装置被配属于所述人造矫形器或假肢膝关节，在所述阻力装置中，屈曲阻力根据传感器数据被改变，所述传感器数据在所述矫形器或假肢膝关节的使用过程中通过至少一个传感器被求取，设置的是，所述小腿组件的线性加速度被求取到，并且，在超过所述小腿组件线性加速度的临界值时，所述屈曲阻力被改变(尤其是被减少)。借助所介绍的方法，可以仅通过简单的传感器实现膝关节(所述膝关节被理解成不仅矫形器膝关节而且假肢膝关节)的控制，而无须进行昂贵和易受影响的力测量。通过这种方式，尤其是DMS应用程式的使用变得多余。

本发明的一改进方案设置，假肢或矫形器的伸展的步态位置借助假肢或矫形器膝关节被求取，并且，当存在所述伸展的步态位置时，所述屈曲阻力被减少。当所述膝角度为0°或者所述膝关节稍屈曲时(即具有在±5°范围内的屈曲角度时)，存在所述伸展的步态位置。如果存在所述伸展的步态位置，可认为，所述膝关节的使用者处于站立末期(起步阶段)，从而能够进行阻力减少。

为了探测到站立末期，还能够求取所述小腿组件的绝对角度，并且，在超过针对所述小腿组件的绝对角度预先求取到的临界值时，减少所述屈曲阻力。通过所述小腿组件相对于竖直线的倾斜角度，可推导出有关步态中各阶段的说服力十足的论断，从而使得所述绝对角度是改变(尤其是减少)所述屈曲阻力用的良好指示。

所述小腿组件的绝对角度能够由大腿组件的绝对角度和已知的(譬如测得的)膝角度求取到，或者直接借助惯性角度传感器被测量，所述惯性角度传感器被固定在所述小腿组件上。

此外可设置，所述膝角度还通过膝角度传感器被求取，并且，当超过膝角度临界值时，屈曲阻力被减少，因为所述膝角度允许有关腿或假肢的伸展状态进而有关步态周期内相应阶段的结论。所述膝角度也能够由大腿和小腿的惯性角度被求取。