RU2032434C1 - Method for controlling lower extremity prosthesis and apparatus for carrying out same - Google Patents
Method for controlling lower extremity prosthesis and apparatus for carrying out same Download PDFInfo
- Publication number
- RU2032434C1 RU2032434C1 SU5045017A RU2032434C1 RU 2032434 C1 RU2032434 C1 RU 2032434C1 SU 5045017 A SU5045017 A SU 5045017A RU 2032434 C1 RU2032434 C1 RU 2032434C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- shock absorber
- cylinder
- prosthesis
- moment
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Prostheses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, а именно к протезированию и протезостроению. The invention relates to medicine, namely to prosthetics and prosthetics.
Известен способ управления протезом нижней конечности в фазе переноса с помощью балансировочного груза, расположенного в полости приемной гильзы голени и сервомотора, приводящего к изменению частоты колебаний голени. К недостаткам этого способа следует отнести то, что конструкция протеза очень громоздкая, содержит большую массу. A known method of controlling the prosthesis of the lower limb in the phase of transfer using a balancing weight located in the cavity of the receiving sleeve of the lower leg and servomotor, leading to a change in the frequency of vibration of the lower leg. The disadvantages of this method include the fact that the design of the prosthesis is very bulky, contains a large mass.
Наиболее близкий способ управления протезом нижней конечности в фазе переноса заключается в создании в коленном узле момента сил упругого элемента относительно коленного шарнира. The closest way to control the lower limb prosthesis in the transfer phase is to create a moment of elastic element forces relative to the knee joint in the knee node.
К недостаткам способа следует отнести отсутствие возможности подстройки под тем ходьбы. The disadvantages of the method include the lack of adjustment for that walk.
Известно также устройство для управления протезом нижней конечности, содержащее пневматический амортизатор с электроуправляемым клапаном, датчик скорости ходьбы и систему управления, обеспечивающую степень раскрытия клапанов в зависимости от скорости ходьбы. К недостаткам устройства следует отнести повышение энергозатрат при перепуске воздуха через клапан. A device for controlling a lower limb prosthesis is also known, comprising a pneumatic shock absorber with an electrically controlled valve, a walking speed sensor and a control system providing a degree of valve opening depending on the walking speed. The disadvantages of the device include an increase in energy consumption bypassing air through the valve.
Целью изобретения является повышение ходьбы путем изменения темпа ходьбы на протезе бедра. The aim of the invention is to increase walking by changing the pace of walking on the hip prosthesis.
Поставленная цель достигается тем, что управление протезом бедра в фазе переноса с помощью создаваемого в коленном узле момента сил упругого элемента относительно коленного шарнира создают навстречу его сгибания в фазе переноса, при этом дополнительно измеряют ускорение приемной гильзы бедра и момент включения упругого элемента относительно начала фазы переноса устанавливают с учетом этого ускорения. This goal is achieved in that the control of the hip prosthesis in the phase of transfer using the moment of elastic element forces relative to the knee hinge created in the knee assembly creates it towards bending in the phase of transfer, while the acceleration of the femoral sleeve and the moment the elastic element is turned on relative to the start of the phase of transfer are additionally measured set taking into account this acceleration.
В устройстве управления протезом нижней конечности, содержащем последовательно соединенные искусственную стопу, гильзу бедра, пневматический электроуправляемый амортизатор, цилиндр и поршень, механически соединенные со звеньями коленного шарнира, датчик угла поворота голени и систему управления, цилиндр и поршень пневматического амортизатора, выполнены из ферромагнитного материала, зазор между поршнем и цилиндром заполнен магнитной жидкостью для уплотнения между воздушными полостями амортизатора, а на поршне расположена электрическая обмотка. In the control device of the prosthesis of the lower limb, which contains a series-connected artificial foot, a thigh sleeve, an electrically controlled pneumatic shock absorber, a cylinder and a piston mechanically connected to the knee joints, a tibia angle sensor and a control system, a cylinder and a pneumatic shock absorber piston, are made of ferromagnetic material, the gap between the piston and the cylinder is filled with magnetic fluid to seal between the air cavities of the shock absorber, and on the piston there is an electric Skye winding.
На фиг.1 изображен протез бедра в разогнутом положении; на фиг.2 то же, в согнутом положении. Figure 1 shows the hip prosthesis in an extended position; figure 2 is the same in a bent position.
Протез содержит искусственную стопу 1, гильзу голени 2, коленный шарнир 3, приемную гильзу 4 бедра, пневматический амортизатор с магнитной жидкостью с ферромагнитным цилиндром 5, разделенный ферромагнитным поршнем 6, с штоком 7 на две полости 8 и 9, заполненные воздухом и магнитной жидкостью 10, на поршне 6 размещена электрическая обмотка возбуждения 11, выводы 12 выведены через полый шток 7. Цилиндр 5 механически соединен гильзой голени 2, а поршень 6 через шток 7 и шарнир 13 с приемной гильзой 4. Эластичные уплотнения 14 и 15 служат для герметизации внутренних полостей амортизатора. Протез содержит также датчик 17, измеряющий угол поворота голени 2 относительно приемной гильзы 4. Датчики 16 и 17 и обмотка возбуждения 11 электрически соединены с системой управления 18. Поршень 6 перемещен в гильзе голени 2 вниз, при этом объем полости 8 увеличился, а объем полости 9 уменьшился. The prosthesis comprises an
Протез работает следующим образом. В фазе переноса инвалид сгибает культю, осуществляя сгибание голени с искусственной стопой, приводя к увеличению угла между бедром и голенью, при этом сигналы от датчиков ускорения 16, угла поворота 17 поступают на систему управления 18, от которой в определенный момент времени подается напряжение на обмотку возбуждения 11, причем образуется магнитный поток, который магнитную жидкость втягивает в область максимальной магнитной индукции, заполняя кольцевой зазор между поршнем 6 и цилиндром 5, образуя тем самым магнитно-жидкостное уплотнение. При этом полости 8 и 9 герметично разделены друг от друга и при дальнейшем увеличении угла сгибания голени, давление газа в полости 9 нарастает, а в полости 8 падает, причем напряжение на обмотку возбуждения обеспечивает удерживаемый перепад давления магнитной жидкости, превышающим максимальный перепад давления воздуха в полостях 8 и 9, в результате этого перепуск воздуха через магнитную жидкость невозможен и амортизатор работает как пневматическая пружина, стремящаяся вернуть протез в фазу разгибания. Момент пневматической пружины приводит к сокращению времени разгибания протеза, причем система управления 18 подает напряжение на обмотку возбуждения 11 после начала сгибания голени тем раньше, чем большее ускорение бедра в начальный период переноса. При разгибании протеза бедра напряжение отключается. The prosthesis works as follows. In the transfer phase, the disabled person bends the stump, bending the lower leg with an artificial foot, leading to an increase in the angle between the thigh and lower leg, while the signals from the acceleration sensors 16, rotation angle 17 are fed to the
Преимущества способа и устройства перед базовым объектом: получена возможность изменять темп ходьбы инвалида на протезе бедра; время действия момента силы пневматической пружины находится в прямой зависимости от скорости разгибания голени и бедра. Advantages of the method and device over the base object: it was possible to change the pace of walking of a disabled person on a hip prosthesis; the duration of the moment of force of the air spring is directly dependent on the extension speed of the lower leg and thigh.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5045017 RU2032434C1 (en) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | Method for controlling lower extremity prosthesis and apparatus for carrying out same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5045017 RU2032434C1 (en) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | Method for controlling lower extremity prosthesis and apparatus for carrying out same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2032434C1 true RU2032434C1 (en) | 1995-04-10 |
Family
ID=21605630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5045017 RU2032434C1 (en) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | Method for controlling lower extremity prosthesis and apparatus for carrying out same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2032434C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102658553A (en) * | 2012-05-14 | 2012-09-12 | 重庆绿色智能技术研究院 | Robot and robot arm vibration control and accurate positioning mechanism |
RU2661000C2 (en) * | 2013-08-22 | 2018-07-11 | Отто Бок Хелткэр Продактс Гмбх | Method for controlling artificial orthotic or prosthetic knee joint |
RU229342U1 (en) * | 2024-07-10 | 2024-10-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Ankle prosthesis |
-
1992
- 1992-01-30 RU SU5045017 patent/RU2032434C1/en active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 633524, кл. A 61F 2/60, 1976. * |
Заявка Великобритании N 2216426, кл. A 61F 2/68, 1990. * |
Заявка Японии N 52-47638, кл. A 61F 2/60, 1973. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102658553A (en) * | 2012-05-14 | 2012-09-12 | 重庆绿色智能技术研究院 | Robot and robot arm vibration control and accurate positioning mechanism |
CN102658553B (en) * | 2012-05-14 | 2014-09-17 | 重庆绿色智能技术研究院 | Robot and robot arm vibration control and accurate positioning mechanism |
RU2661000C2 (en) * | 2013-08-22 | 2018-07-11 | Отто Бок Хелткэр Продактс Гмбх | Method for controlling artificial orthotic or prosthetic knee joint |
US10945863B2 (en) | 2013-08-22 | 2021-03-16 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Method for controlling an artificial orthotic or prosthetic knee joint |
US11931273B2 (en) | 2013-08-22 | 2024-03-19 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Method for controlling an artificial orthotic or prosthetic knee joint |
RU229342U1 (en) * | 2024-07-10 | 2024-10-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Ankle prosthesis |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1267756B1 (en) | Speed-adaptive and patient-adaptive prosthetic knee | |
USRE39961E1 (en) | Computer controlled hydraulic resistance device for a prosthesis and other apparatus | |
US11273060B2 (en) | Artificial ankle-foot system with spring, variable-damping, and series-elastic actuator components | |
US5948021A (en) | Hydraulic cylinders for limb gait control | |
Sup et al. | Self-contained powered knee and ankle prosthesis: Initial evaluation on a transfemoral amputee | |
RU2089138C1 (en) | Method and apparatus for controlling knee joint of leg prosthesis | |
GB2244006A (en) | Artificial limb joint control device containing an electrorheological fluid | |
RU92004581A (en) | METHOD FOR CONTROL OF KNEE JOINT FOR PROSTHESIS OF THE FOOT, DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION AND DUMP OF KNEE JOINT | |
AU2001249759A1 (en) | Speed-adaptive and patient-adaptive prosthetic knee | |
DE69814871D1 (en) | LEG PROSTHESIS | |
WO2001017466A3 (en) | A lower limb prosthesis | |
US20050015156A1 (en) | Above-knee prosthesis with variable resistance knee joint | |
WO2000027318A1 (en) | Computer controlled hydraulic resistance device for a prosthesis and other apparatus | |
US20090259320A1 (en) | Generator for prosthesis and orthosis | |
SU1821177A1 (en) | Femur prosthesis with active stroke function | |
RU2032434C1 (en) | Method for controlling lower extremity prosthesis and apparatus for carrying out same | |
Ochoa-Diaz et al. | An above-knee prosthesis with magnetorheological variable-damping | |
Lee et al. | Swing-assist for enhancing stair ambulation in a primarily-passive knee prosthesis | |
Arteaga et al. | Prototype of robotic ankle-foot prosthesis with active damping using magnetorheological fluids | |
Sup et al. | Design of a pneumatically actuated transfemoral prosthesis | |
Durfee et al. | Preliminary design and simulation of a pneumatic, stored-energy, hybrid orthosis for gait restoration | |
Wallach et al. | Control mechanism performance criteria for an above-knee leg prosthesis | |
US20230390085A1 (en) | 3 degrees of freedom ankle prosthesis | |
CN212650955U (en) | A magnetorheological damping lower limb prosthesis | |
Liu et al. | Simulation and analysis of a full-active electro-hydrostatic powered ankle prosthesis |