[发明专利]多自由度仿生智能矫形系统和方法

权利要求书

1.一种多自由度仿生智能矫形系统，其特征在于，包括：信息采集模块、多自由度仿生矫形机构、大小腿包裹装置、膝腿连接件和智能调节控制数据平台；

所述信息采集模块用于采集人体运动学和关节损伤信息；

所述多自由度仿生矫形机构包括：仿侧副韧带及仿前后交叉韧带的交叉控制元件、仿膝屈肌控制元件、仿膝伸肌控制元件和复合运动环；所述多自由度仿生矫形机构还包括位置传感器和矫治辅助动力装置；所述位置传感器用于采集股骨和胫骨的相对位置信息；

所述大小腿包裹装置用于承重及悬吊；所述膝腿连接件用于将所述多自由度仿生矫形机构与所述大小腿包裹装置结实连接；所述智能调节控制数据平台用于接收和处理所述采集模块以及所述位置传感器发送的信息，并生成控制信号发送至矫治辅助动力装置。

2.根据权利要求1所述的多自由度仿生智能矫形系统，其特征在于，所述人体运动学和关节损伤信息包括：健康人群及患者在运动过程中的股骨和胫骨相对时空信息、人体尺寸信息以及疾病诊断信息；所述股骨和胫骨的相对时空信息包括以下六个自由度：膝屈或膝伸、膝内收或膝外展、膝内旋或膝外旋、内移或外移、前移或后移、近端位移或远端位移。

3.根据权利要求1所述的多自由度仿生智能矫形系统，其特征在于，所述多自由度仿生矫形机构包括四个所述仿侧副韧带及仿前后交叉韧带的交叉控制元件；每个所述交叉控制元件均包括所述位置传感器和所述矫治辅助动力装置；所述交叉控制元件用于提供牵拉限位的矫治辅助动力；

四个所述交叉控制元件分别位于膝关节内侧前上到后下方向，膝关节内侧后上到前下方向，膝关节外侧前上到后下方向，膝关节外侧后上到前下方向；

其中，膝关节内侧的两个所述交叉控制元件用于仿内侧副韧带，膝关节外侧的两个所述交叉控制元件用于仿外侧副韧带，由后上到前下的两个所述交叉控制元件还用于仿前交叉韧带，由前上到后下的两个所述交叉控制元件还用于仿后交叉韧带。

4.根据权利要求1所述的多自由度仿生智能矫形系统，其特征在于，所述多自由度仿生矫形机构包括两个所述仿膝屈肌控制元件和两个所述仿膝伸肌控制元件；每个所述控制元件均包括所述位置传感器和所述矫治辅助动力装置，所述控制元件用于提供伸缩驱动的矫治辅助动力；

两个所述仿膝屈肌控制元件位于膝关节的后侧，两个所述仿膝伸肌控制元件位于膝关节的前侧。

5.根据权利要求4所述的多自由度仿生智能矫形系统，其特征在于，所述复合运动环包括近端复合运动环和远端复合运动环；八个所述控制元件的上端与所述近端复合运动环连接，八个所述控制元件的下端与所述远端复合运动环连接，所述控制元件与所述复合运动环以球铰链的方式进行连接。

6.根据权利要求1所述的多自由度仿生智能矫形系统，其特征在于，所述大小腿包裹装置包括弹性覆带和压缩板；

其中，所述弹性覆带跨过膝关节所有结构，在髌骨上方开口至边缘，开口处以系带方式收紧；所述压缩板位于股骨内外髁上软组织区、腘窝区和胫骨脊侧边的骨平面区；

所述压缩板的一侧与所述弹性覆带连接，所述压缩板的另一侧与所述膝腿连接件连接；

所述膝腿连接件的一侧与所述大小腿包裹装置连接，所述膝腿连接件的另一侧与所述复合运动环连接。

7.根据权利要求1所述的多自由度仿生智能矫形系统，其特征在于，

所述智能调节控制数据平台包括人体关节矫形数据库及矫治策略；

所述智能调节控制数据平台的承载介质包括计算机、手机、平板、显示面板；

所述智能调节控制数据平台的控制方式中包括个性化设置功能。