[发明专利]矫形技术关节装置及其控制方法

说明书

本发明涉及一种用于控制下肢的矫形技术关节装置(1)的方法，该关节装置具有一个上部分(2)和一个铰接式安置在上部分上的下部分(3)，在所述上部分和下部分之间布置了转换装置(5)，通过所述转换装置在上部分(2)相对于下部分(3)摆动期间转换来自该相对运动的机械功并将其存储在至少一个蓄能器(54)中并且在时间上错开地再输入给所述关节装置(1)，以便支持该相对运动，其中，将存储的能量逆变转换并且在支持所述相对运动期间受控地进行机械功的输入。

技术领域

本发明涉及一种用于控制下肢矫形技术关节装置的方法，该关节装置具有一个上部分和一个铰接式安置在上部分上的下部分，在上部分和下部分之间布置了转换装置，通过所述转换装置在上部分相对于下部分摆动期间转换来自该相对运动的机械功并将其存储在至少一个蓄能器中并且在时间上错开地再输入给关节装置，以便支持所述相对运动。本发明还涉及一种下肢矫形技术关节装置，具有一个上部分和一个铰接式安置在上部分上的下部分，在上部分和下部分之间布置了转换装置，通过所述转换装置在上部分相对于下部分摆动期间转换来自该相对运动的机械功并将其存储在至少一个蓄能器中并且在时间上错开地再输入给关节装置，以便支持所述相对运动。这样一种矫形技术关节装置尤其有利于假肢，但也可以用在矫形器中。

背景技术

大多数下肢假肢是如此设计的：使得运动能只转换成热，以影响假肢行为，大多不发生能量的主动输入。假肢使用者在行走时例如通过其具有髋部肌肉系统的残肢控制假肢膝关节。在此，行走实验室的研究表明，这种方式的行走比健康的被测试者需要更多的能量，特别是在缓慢行走和交替上台阶时，假肢使用者必须比健康的被测试者施加更大的能量。

如果在行走的确定阶段给假肢或矫形器输入能量，则假肢使用者或矫形器使用者必须少施加自己的能量，在摆动阶段期间的离地自由性可以提高而且运动总体来说更安逸和舒适。

存在所谓的主动假肢膝关节，在这种假肢膝关节中，驱动装置模仿整个运动过程，在此，电动机这样设计，使得能够模拟通常的行走模式。其后果是，电动机必须设计得较强而且能量供应相应困难。对于足够强的电动机，控制功能失灵对于使用者是一种危险。如果电动机设计得较弱，则不再能满足全部行走多样性。另一个缺点在于，在一定运动开始之后，即使当状况改变或者使用者意愿改变，使用者也被强制进行已开始的运动。使用者则不再对运动可能性有影响并且被动运动。

除了电动机驱动的假肢膝关节外，从US 2010/0312363 A1中已知一种装有电动机和弹簧蓄能器的假肢膝关节，其中为了减低驱动装置费用，来自运动的能量被存储在弹簧内并且在达到一定角度位置后再被释放。该支持可以这样确定尺度，使得能够在平地行走或者也可上台阶。

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于控制矫形技术关节装置的方法和一种这样的关节装置，通过它们能够凭直觉使用矫形技术关节装置，提供高度安全性并且能实现长的使用寿命。

根据本发明的方法用于控制下肢的矫形技术关节装置，该关节装置具有一个上部分和一个铰接式安置在上部分上的下部分，在上部分和下部分之间布置了转换装置，通过该转换装置在上部分相对于下部分转动期间转换来自该相对运动的机械功并将其存储在至少一个蓄能器中并且在时间上错开地在输入给该关节装置，以便支持该相对运动，该方法规定，将存储的能量逆变转换并且用于支持相对运动和在支持相对运动期间的机械功输入受控地进行。在从蓄能器、例如弹簧释放能量时，按照现有技术，存储的能量冲击式地输入给关节装置，也就是由上部分和下部分以及铰节式支承结构组成的系统，使得在很短时间段上导入高的能量。按照本发明规定，存储的能量受控地再输入给该系统并且转换成机械功和支持上部分相对于下部分的移位，以便在较长时间段上支持该运动，使得能够进行假肢装置或者矫形装置的接近于自然运动过程的运动。按照现有技术，与改变了的行走模式、速度或者不同病人的适配只能特别费事地实施，其方式是使用专门适配的弹簧，这对日常使用来说是不实际的。相反，按照本发明，向系统中的释放输出受到控制，使得可以在较长时间段上馈入所需的能量，以便如愿地影响行走姿势。