[发明专利]一种基于电液直驱技术的动力人工脚踝

摘要

本发明的目的是提供一种基于电液直驱技术的动力人工脚踝，用于帮助膝下截肢患者恢复正常行走能力，包括电液直驱执行机构、小腿假肢、角度传感器、力传感器和控制模块，控制模块分别与角度传感器、力传感器、电液直驱执行机构电信号连接，利用电机带动齿轮泵，齿轮泵驱动液压缸为人体行走的动力跖屈阶段提供动力以及摆动阶段的姿态调整，利用液压系统对控制跖屈阶段以及背屈阶段提供缓冲，通过测量力传感器以及角度传感器的数据，实时判断出人工脚踝所处的姿态，指导人工脚踝的下一步运动。此外，还可进行人工脚踝步速的调节，以适应多种不同的运动速度以及运动需求。

主权项

1.一种基于电液直驱技术的动力人工脚踝，包括电液直驱执行机构、小腿假肢、角度传感器、力传感器和控制模块，控制模块分别与角度传感器、力传感器、电液直驱执行机构电信号连接，其特征在于：所述的电液直驱执行机构包括伺服电机、液压缸、双向齿轮泵、液压阀块和蓄能器，液压阀块与液压缸连接，伺服电机和双向齿轮泵固定在液压阀块上，伺服电机与双向齿轮泵通过联轴器连接；液压阀块内安装有三个单向阀、两个节流阀和二位三通电磁换向阀；第一单向阀进油口与第一节流阀出油口相连接；二位三通电磁换向阀出油口与第二节流阀进油口相连接；蓄能器连接在第二单向阀进油口、第三单向阀出油口之间，第二单向阀进油口与第三单向阀出油口连接；双向齿轮泵外卸油口与第三单向阀进油口相连接；双向齿轮泵一端油口分别与二位三通电磁换向阀进油口、第一单向阀出油口、液压缸一端油口相连接；双向齿轮泵另一端油口分别与第二单向阀出油口、第二节流阀出油口、第一节流阀进油口、液压缸另一端油口相连接；所述的小腿假肢单元包括小腿连接架、双耳环、液压缸后端盖、小腿假肢、液压缸前端盖、活塞杆轴端吊环、踝关节轴、足弓、足跟连接架和足跟；小腿连接架与小腿假肢上端固定连接，小腿连接架与双耳环铰接，双耳环与液压缸后端盖固定连接，液压缸安装于液压缸后端盖和液压缸前端盖之间，液压缸的活塞杆通过活塞杆轴端吊环与足弓铰接，足跟与足跟连接架固定连接，足跟连接架通过踝关节轴与足弓铰接；所述的踝关节轴安装有角度传感器，足弓和足跟的底部安装有力传感器，检测所处的步态阶段，通过控制模块控制电液直驱执行机构工作；在被动阶段，由液压缸和液压阀块提供阻尼，吸震缓冲，在主动阶段，利用电液直驱系统为人工脚踝提供动力，驱动人体前进，同时检测步速，使假肢跟随健肢协调运动。