1.一种带有智能张紧功能的自适应变刚度体外膝关节装置,其特征在于:由腰部固定组件(1)、智能张紧物理交互装置(2)、膝关节组件(3)、变刚度调节支撑杆结构(4)、小腿调节固定组件(5)五大部分组成;
所述腰部固定组件(1)由侧腰板(1-1)、腰部固定带A(1-2)、腰部固定带B(1-3)、腰部锁扣(1-4)、腰腿连接带A(1-5)、腰腿连接锁扣(1-6)、腰腿连接带B(1-7)七部分构成,其中侧腰板(1-1)左端连接腰部固定带A(1-2),右端连接腰部固定带B(1-3),下端与腰腿连接带(1-5)连接;腰腿连接带(1-5)下端与腰腿连接锁扣(1-6)连接,腰腿连接锁扣(1-6)下部与腰腿连接带B(1-7)上部连接。
所述智能张紧物理交互装置(2)由大腿加强环板A(2-1)、大腿加强环板B(2-2)、左副环板(2-3)、右副环板(2-4)、连接铰链(2-5)、上左张紧带(2-6)、上右张紧带(2-7)、上张紧带锁扣(2-8)、自动张紧模块(2-9)、分力环筋(2-10)组成,其中自动张紧模块(2-9)由张紧盒(2-9-1)、张紧电机(2-9-2)、蜗杆(2-9-3)、涡轮(2-9-4)、张紧杆(2-9-5)、张紧线(2-9-6)、控制电路(2-9-7)、电池(2-9-8)组成,大腿加强环板A(2-1)下端与连接铰链(2-5)一端通过螺钉连接,大腿加强环板B(2-2)与连接铰链(2-5)另一端通过螺钉连接;大腿加强环板A(2-
1)和大腿加强环板B(2-2)的左右分别与左副环板(2-3)和右副环板(2-4)通过连接铰链(2-
5)连接,其中连接铰链与以上环板均以螺钉连接;张紧盒(2-9-1)和左副环板(2-3)通过螺钉连接;电池(2-9-8)与左副环板(2-3)通过胶水固定;张紧线(2-9-6)一端固定并缠绕于张紧杆(2-9-5)上,另一端与上左张紧带(2-6)的右端固定;分力环筋(2-10)与大腿加强环板B(2-2)通过焊接固连;所述电池(2-9-8)与张紧电机(2-9-2)、控制电路(2-9-7)、电池(2-9-
8)均通过信号线连接;
所述膝关节组件(3)由股骨块(3-1)、前杆(3-2)、后杆(3-3)、胫骨块(3-4)组成,其中前杆(3-2)的上端和下端分别与股骨块(3-1)和胫骨块(3-4)通过螺栓形成转动副;后杆(3-3)的上端与下端分别与股骨块(3-1)和胫骨块(3-4)通过螺栓形成转动副;股骨块(3-1)与分力环筋(2-10)通过螺纹连接;
所述变刚度调节支撑杆结构(4)由弹簧托盘(4-1)、弹簧(4-2)、转动推杆(4-3)、刹车块(4-4)、支撑触发杆(4-5)组成,其中触发杆(4-5)由触发内杆上(4-5-1)、触发内杆下(4-5-
2)、内杆(4-5-3)、外杆(4-5-4)、支撑弹簧(4-5-6)、外杆盖(4-5-7)组成,其中刹车块(4-4)与触发内杆上(4-5-1)通过螺栓连接;转动推杆(4-3)与前杆(3-2)通过螺钉连接;
所述小腿调节固定组件(5)由小腿加强环板(5-1)、下左张紧带(5-2)、下右张紧带(5-
3)、下张紧带锁扣(5-4)、下连接块(5-5)组成,其中下连接块(5-5)与小腿加强环板(5-1)通过螺钉连接。
2.根据权利要求1所述的带有智能张紧功能的自适应变刚度体外膝关节装置,其特征是:大腿加强环板A(2-1)、大腿加强环板B(2-2)、小腿加强环板(5-1)内侧均装有不同的数量的柔性均力垫,柔性均力垫通过化学制剂或螺纹连接的方式与加强环板连接,且采用气垫或橡胶块。
3.根据权利要求1所述的带有智能张紧功能的自适应变刚度体外膝关节装置,其特征是:所述上左张紧带(2-6)、上右张紧带(2-7)、下左张紧带(5-2)、下右张紧带(5-3)为尼龙材料;张紧线(2-9-6)采用高强度复合材料。
4.根据权利要求1所述的带有智能张紧功能的自适应变刚度体外膝关节装置,其特征是:后杆(3-3)采用气动弹簧。
5.根据权利要求1所述的带有智能张紧功能的自适应变刚度体外膝关节装置,其特征是:张紧电机(2-9-2)能够带动张紧杆(2-9-5)旋转并卷动张紧线(2-9-6)从而使上左张紧带(2-6)张紧或放松。
6.根据权利要求1所述的带有智能张紧功能的自适应变刚度体外膝关节装置,其特征是:刹车块(4-4)通过上下移动贴紧或远离弹簧托盘(4-1),控制弹簧托盘(4-1)的旋转与否,进而实现体外膝关节在“支撑相”时呈现高刚度承重,在“摆动相”时呈现灵巧运动的特点。