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申请/专利权人：复旦大学;珠海复旦创新研究院

摘要：本发明提供一种支撑相控制膝关节支具，包括：鞋垫；内侧膝关节模块，包括小腿内侧连杆、大腿内侧连杆和小腿内侧连杆限位块；内侧关节盖板，连接于大腿内侧连杆上；外侧膝关节模块，包括小腿外侧连杆、大腿外侧连杆和小腿外侧连杆限位块；外侧关节盖板，连接于大腿外侧连杆上；小腿前挡板，两侧分别连接于小腿内侧连杆和小腿外侧连杆上；大腿前挡板，连接于大腿内侧连杆和大腿外侧连杆上；传感器模块，用于检测使用者的步态行为；控制模块，用于根据使用者的步态行为控制两个弹簧预紧单向棘轮模块的状态，其中，外侧膝关节模块还包括设置于外侧关节盖板外内侧的弹簧预紧单向棘轮组件。

主权项：1.一种支撑相控制膝关节支具，用于提供膝关节的辅助限位支撑，其特征在于，包括：鞋垫，置于使用者的足下；内侧膝关节模块，包括相互连接的小腿内侧连杆和大腿内侧连杆以及设置于所述小腿内侧连杆的顶部表面用于限位的小腿内侧连杆限位块；内侧关节盖板，一端连接于所述大腿内侧连杆上，另一端连接于所述小腿内侧连杆和所述大腿内侧连杆的连接处；外侧膝关节模块，包括相互连接的大腿外侧连杆和小腿外侧连杆以及设置于所述小腿外侧连杆的顶部表面用于限位的小腿外侧连杆限位块；外侧关节盖板，连接于所述大腿外侧连杆上；小腿前挡板，两侧分别连接于所述小腿内侧连杆靠近足部的一端以及所述小腿外侧连杆靠近足部的一端，用于支撑小腿；大腿前挡板，两侧分别连接于所述大腿内侧连杆靠近躯干的一端以及所述大腿外侧连杆靠近躯干的一端，用于支撑大腿；传感器模块，用于检测使用者的步态行为，包括安装于所述大腿外侧连杆顶端的第一六轴加速度计、安装于所述小腿外侧连杆的下端的第二六轴加速度计、由所述小腿外侧连杆顶部表面的磁头以及与第二滑动轴承同轴并靠近所述磁头的磁环组成的角速度传感器以及多个设置于所述鞋垫表面并通过电线与所述第二六轴加速度计连接的压力传感器；以及控制模块，用于根据使用者的步态行为控制弹簧预紧单向棘轮组件的状态，包括设置于所述大腿前挡板上的具有手动控制按钮的并安装有所述第一六轴加速度计的主控制器、与所述主控制器通过电线连接的电池组以及与所述主控制器通过电线连接的电磁致动器；其中，所述外侧膝关节模块还包括设置于所述外侧关节盖板内侧的弹簧预紧单向棘轮组件，该弹簧预紧单向棘轮组件包括：第一滑动轴承，设置于大腿外侧连杆与所述外侧关节盖板之间；第二滑动轴承，设置于小腿外侧连杆与所述外侧关节盖板之间；棘爪，套设于所述第一滑动轴承外围，且所述棘爪的表面具有位于前部的第一外缘凸起以及位于后部的第二外缘凸起；棘轮，套设于所述第二滑动轴承外围；预紧弹簧，一端固定于所述大腿外侧连杆上的第一凸起上，另一端固定于所述棘爪的第一外缘凸起上，用于对所述棘爪施加第一预紧力，且该第一预紧力的方向为辅助所述棘爪与所述棘轮咬合的方向；扭簧，嵌于所述棘轮内圈，用于给所述棘轮提供一个与咬合受力方向相反的第二预紧力；以及棘爪滚轮，通过滚轮插销安装于所述棘爪上，所述棘爪滚轮的表面在所述棘爪与所述棘轮咬合时，与所述棘轮的齿面接触，从而降低咬合时所述棘爪与所述棘轮之间的摩擦力，所述棘爪与所述棘轮均在所述预紧弹簧的预紧力的作用下在咬合，从而使咬合面产生的交互力阻止膝关节弯曲的扭矩，在行走的支撑相进行单向锁定，且在所述电磁致动器的作用下，使得所述棘爪在步态摆动相时克服所受的预紧力，从而完成所述棘轮与所述棘爪之间的解锁动作，进而完成膝关节的弯曲。

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