申请/专利权人：吉林大学

申请日：2024-03-29

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN117959047B

主分类号：A61F2/66

分类号：A61F2/66;A61F2/70;A61F2/50

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2024.05.21#实质审查的生效;2024.05.03#公开

摘要：本发明公开了一种主被动混合型变刚度仿生踝关节假肢及其控制方法，涉及医疗器械技术领域，包括：脚掌；踝关节连接件固定在脚掌后部上端；踝关节轴承支撑的一端与踝关节连接件可转动的相连接；踝关节结构件为L型结构，踝关节结构件的横向侧固定在踝关节轴承支撑的另一端；可移动框架可移动的设置在踝关节结构件的纵向侧；两个连杆均设置在踝关节连接件和可移动框架之间；回复装置设置在可移动框架和踝关节结构件之间，踝关节连接件的跖屈运动范围为0~45°，背屈运动范围为0~30°。本发明还公开了一种主被动混合型变刚度仿生踝关节假肢的控制方法，通过主动模式结合被动模式，在步态周期内提供能量，提高步态对称性和长时间的使用需求。

主权项：1.一种主被动混合型变刚度仿生踝关节假肢，其特征在于，包括：脚掌；以及踝关节连接件，其固定在所述脚掌后部上端，且所述踝关节连接件两侧设置有滑槽，用于带动所述脚掌跖屈或背屈；两个踝关节轴承支撑，其一端均与所述踝关节连接件可转动的对称连接；踝关节结构件，其呈L型结构，且所述踝关节结构件的横向侧固定在所述两个踝关节轴承支撑的另一端；可移动框架，其可移动的设置在所述踝关节结构件的纵向侧；两个连杆，其一端分别可滑动的设置在所述滑槽中，另一端分别可转动的设置在所述可移动框架的两侧；回复装置，其设置在所述可移动框架和踝关节结构件之间，用于可移动框架的限位或蓄力；其中，所述踝关节连接件的跖屈运动范围为0~45°，所述踝关节连接件的背屈运动范围为0~30°；该主被动混合型变刚度仿生踝关节假肢的控制方法，包括如下步骤：步骤一、采集足底压力值和足尖压力值；步骤二、判断人体的行走步态周期：若且，则为由站立前期进入站立中期；若且，则为由站立中期进入站立后期；若且，则为由站立后期进入预摆动期；若、且，则为由预摆动期进入摆动期；若且，则为由摆动期进入站立前期；其中，为足底压力值，为足尖压力值，为人体体重的5%，为人体体重的55%，为人体体重的4%，为人体体重的53%，为当前踝关节角度，为正常人体踝关节背屈最大角度；步骤三、若踝关节处于被动模式，则根据人体的行走步态周期，踝关节转动带动可移动框架向靠近踝关节连接件方向移动，可移动框架压缩弹簧，弹簧提供跖屈扭矩或背屈扭矩，以使脚掌实现背屈或跖屈；若踝关节处于主动模式，则在被动模式基础上，实时调节动力机构的输出扭矩，增加跖屈扭矩或背屈扭矩，控制踝关节实现背屈或跖屈；所述动力机构的输出扭矩满足： ；式中，为踝关节期望扭矩，为人体的行走步态周期的刚度系数，为踝关节角速度，为期望踝关节角度，为期望踝关节角速度，为人体的行走步态周期的阻尼系数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 吉林大学 一种主被动混合型变刚度仿生踝关节假肢及其控制方法

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