本發(fā)明涉及矯形器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單下肢外骨骼矯形器及矯形控制方法。

背景技術(shù)：

人體下肢外骨骼矯形器是一款可穿戴的機(jī)械助力裝置，主要應(yīng)用在軍事和醫(yī)療領(lǐng)域，其中在軍事領(lǐng)域，是用來協(xié)助軍人攜帶超人體負(fù)荷的武器，而在醫(yī)療領(lǐng)域，主要作為醫(yī)療康復(fù)用具，輔助病人進(jìn)行康復(fù)。因此，基于上述應(yīng)用，人體下肢外骨骼矯形器需要具備穿戴靈活，穿著舒適，質(zhì)量輕便等特點(diǎn)，穿著外骨骼矯形器后，可以輔助人體行走，或者是人體能在超負(fù)荷下行走。

現(xiàn)有下肢外骨骼現(xiàn)有下肢外骨骼矯形器通常采用電機(jī)驅(qū)動液壓缸進(jìn)行矯形器的調(diào)節(jié)控制，其中電機(jī)帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過連桿推動活塞在液壓缸內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，從而帶動伸縮桿進(jìn)行伸縮運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)肢體運(yùn)動范圍的控制調(diào)節(jié)。因此，這種結(jié)構(gòu)的矯形器需要采用過重的電源和電機(jī)，導(dǎo)致矯形器的整體尺寸和質(zhì)量較大，不便于用作戶外醫(yī)療康復(fù)，對于單下肢膝伸展肌肉組織完全癱瘓或部分癱瘓的佩戴者，這中結(jié)構(gòu)的矯形器過于冗余。同時(shí)這種結(jié)構(gòu)的矯形器，由于需要電機(jī)驅(qū)動液壓缸進(jìn)行活塞運(yùn)動，使得人體運(yùn)動必須配合液壓缸伸縮桿的伸縮運(yùn)動，在液壓缸的帶動下強(qiáng)行帶動人行走，而且無法自行調(diào)節(jié)和控制行走的速度，然而人體身高尺寸存在差異性，這種主動調(diào)節(jié)控制方法無法適應(yīng)人體自身行走需求，容易造成重心不穩(wěn)，左路姿勢僵硬的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供一種單下肢外骨骼矯形器及矯形控制方法，解決現(xiàn)有矯形器存在的尺寸和質(zhì)量較大，電機(jī)驅(qū)動液壓缸進(jìn)行活塞運(yùn)動時(shí)強(qiáng)行帶動人行走，容易造成重心不穩(wěn)，左路姿勢僵硬的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種單下肢外骨骼矯形器，包括支撐機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)；

所述支撐機(jī)構(gòu)包括大腿支撐部、小腿支撐部和足底支撐部，其中所述大腿支撐部與所述小腿支撐部通過膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸連接，所述小腿支撐部與所述足底支撐部通過可調(diào)節(jié)連接件連接；

所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括液壓阻尼器，所述液壓阻尼器的兩端分別連接所述大腿支撐部和所述小腿支撐部，所述液壓阻尼器包括活塞缸以及與所述活塞缸連接的比例閥，其中所述活塞缸內(nèi)設(shè)有第一油腔和第二油腔，所述第一油腔中設(shè)有第一活塞，所述第一活塞連接活塞桿的第一端，所述活塞桿的第二端伸出所述活塞缸的外部；所述第二油腔中設(shè)有第二活塞，所述第二活塞連接彈簧的第一端，所述彈簧的第二端連接所述第二油腔的內(nèi)壁；所述第一油腔的通油口連接第一油道，所述第二油腔的通油口連接第二油道，所述比例閥設(shè)置在所述第一油道與所述第二油道之間；

所述控制機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述足底支撐部的若干足底壓力傳感器、設(shè)置在所述膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸上的膝關(guān)節(jié)角度傳感器、設(shè)置在所述液壓阻尼器上的活塞桿推力傳感器、以及控制器，其中所述控制器分別連接所述足底壓力傳感器、所述膝關(guān)節(jié)角度傳感器、所述活塞桿推力傳感器和所述比例閥。

進(jìn)一步地，所述大腿支撐部包括兩個(gè)平行設(shè)置的大腿支撐板，在兩個(gè)所述大腿支撐板之間連接有若干大腿箍板，所述大腿箍板為與大腿的形狀相適配的圓弧形結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)所述大腿支撐板上還設(shè)有若干大腿綁帶夾，所述大腿綁帶夾上可拆卸的連接有大腿綁帶，所述控制器安裝在所述大腿箍板的外側(cè)。

進(jìn)一步地，所述小腿支撐部包括兩個(gè)平行設(shè)置的小腿支撐板，在兩個(gè)所述小腿支撐板之間連接有若干小腿箍板，所述小腿箍板為與小腿的形狀相適配的圓弧形結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)所述小腿支撐板上還設(shè)有若干小腿綁帶夾，所述小腿綁帶夾上可拆卸的連接有小腿綁帶；所述大腿支撐板與所述小腿支撐板通過所述膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸連接。

進(jìn)一步地，所述足底支撐部包括足底支撐板，所述可調(diào)節(jié)連接件為連接支撐板，所述足底支撐板通過所述連接支撐板與所述小腿箍板連接；所述小腿箍板的外側(cè)設(shè)有卡裝所述連接支撐板的卡裝槽，所述卡裝槽設(shè)有鎖緊所述連接支撐板的鎖緊件。

具體地，所述連接支撐板采用碳纖維彈性板，所述連接支撐板上設(shè)有多個(gè)等間距布置的定位孔，所述鎖緊件穿過所述定位孔與所述卡裝槽鎖緊連接。

具體地，所述小腿支撐板上設(shè)有限制所述膝關(guān)節(jié)彎曲角度的膝關(guān)節(jié)限位擋板。

具體地，所述活塞缸的兩端分別設(shè)有端蓋和缸蓋，所述端蓋和所述缸蓋上分別設(shè)有若干通氣孔。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種單下肢外骨骼矯形器的矯形控制方法，該方法采用上述的單下肢外骨骼矯形器進(jìn)行矯形控制，該方法具體包括如下步驟：

所述足底壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測足底壓力數(shù)據(jù)，并將檢測到的足底壓力數(shù)據(jù)傳輸至所述控制器；

所述膝關(guān)節(jié)角度傳感器實(shí)時(shí)檢測膝蓋彎曲角度數(shù)據(jù)，并將檢測到的膝蓋彎曲角度數(shù)據(jù)傳輸至所述控制器；

所述活塞桿推力傳感器實(shí)時(shí)檢測所述液壓阻尼器的活塞桿推力數(shù)據(jù)，并將檢測到的活塞桿推力數(shù)據(jù)傳輸至所述控制器；

所述控制器實(shí)時(shí)接收并處理所述的足底壓力數(shù)據(jù)、膝蓋彎曲角度數(shù)據(jù)和活塞桿推力數(shù)據(jù)，根據(jù)處理結(jié)果獲得人體當(dāng)前行走狀態(tài)，將獲得的人體當(dāng)前行走狀態(tài)與預(yù)存在所述控制器中的人體行走步態(tài)規(guī)律曲線進(jìn)行擬合分析，獲得與所述人體當(dāng)前行走狀態(tài)相對應(yīng)的流量控制信號；

所述控制器向所述液壓阻尼器的比例閥發(fā)送獲得的流量控制信號，根據(jù)所述流量控制信號控制所述比例閥。

進(jìn)一步地，所述控制器控制液壓阻尼器的比例閥，具體包括如下步驟：

所述控制器向所述比例閥中的驅(qū)動放大器發(fā)送流量控制信號；

所述驅(qū)動放大器接收到所述流量控制信號，將所述流量控制信號轉(zhuǎn)化為控制電流，并將所述控制電流發(fā)送至所述比例閥中的電磁鐵；

所述電磁鐵接收到所述控制電流，通過所述電磁鐵控制磁芯動作，通過所述磁芯的動作控制所述第一油道與所述第二油道之間的閥口開度。

具體地，所述控制器采用控制算法分別對所述的足底壓力數(shù)據(jù)、膝蓋彎曲角度數(shù)據(jù)和活塞桿推力數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，根據(jù)計(jì)算結(jié)果做出動作預(yù)判，獲得人體當(dāng)前行走狀態(tài)；其中所述控制算法為有限狀態(tài)機(jī)控制算法、迭代學(xué)習(xí)控制算法、模糊自適應(yīng)控制算法、或?qū)＜襊ID控制算法。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的單下肢外骨骼矯形器及矯形控制方法，通過大腿支撐部、小腿支撐部和足底支撐部將矯形器固定在人體下肢上，通過液壓阻尼器中活塞桿的伸縮運(yùn)動配合人體行走狀態(tài)，通過足底壓力傳感器實(shí)時(shí)測量足底所受壓力，通過膝關(guān)節(jié)角度傳感器實(shí)時(shí)測量膝關(guān)節(jié)彎曲角度，通過活塞桿推力傳感器實(shí)時(shí)測量阻尼器活塞桿的推力，通過控制器實(shí)時(shí)接收各個(gè)傳感器的測量值，并對測量值進(jìn)行分析做出動作預(yù)判，并向液壓阻尼器的比例閥發(fā)送流量控制信號，所述比例閥根據(jù)接收的流量控制信號控制閥口的開度大小來調(diào)節(jié)第一油道與第二油道之間液壓油的流量，進(jìn)而控制活塞桿的伸縮速率，使得人體行走時(shí)更加平穩(wěn)。

本發(fā)明提供的單下肢外骨骼矯形器及矯形控制方法，能夠隨時(shí)感應(yīng)人體行走狀態(tài)，隨時(shí)調(diào)節(jié)液壓阻尼器的伸縮速率，讓使用者不再擔(dān)心自己的行走速度，使得液壓阻尼器的活塞運(yùn)動能夠被動的配合人體的行走狀態(tài)，根據(jù)使用者行走速度的快慢來進(jìn)行隨時(shí)調(diào)節(jié)，最大限度保持人體行走自如，保證穩(wěn)定性。

本發(fā)明提供的單下肢外骨骼矯形器及矯形控制方法，與現(xiàn)有矯形器采用過重的電源和電機(jī)驅(qū)動液壓缸的結(jié)構(gòu)形式相比，省去了液壓阻尼器的驅(qū)動原件，最大程度減輕重量，結(jié)構(gòu)輕巧，便于在戶外穿戴。

本發(fā)明提供的單下肢外骨骼矯形器及矯形控制方法，在醫(yī)療領(lǐng)域主要用于截癱患者、中風(fēng)、脊髓損傷以及腦癱患者的矯形康復(fù)治療，通過本發(fā)明能夠徹底改變下肢癱瘓患者的康復(fù)治療和日常生活，幫助使用者盡快康復(fù)，實(shí)現(xiàn)自助行走。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一單下肢外骨骼矯形器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一單下肢外骨骼矯形器的立體結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例一單下肢外骨骼矯形器中液壓阻尼器的伸展?fàn)顟B(tài)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例一單下肢外骨骼矯形器中液壓阻尼器的壓縮狀態(tài)示意圖。

圖中：1：大腿支撐部；101：大腿支撐板；102：大腿箍板；103：大腿綁帶夾；104：第一安裝件；2：小腿支撐部；201：小腿支撐板；202：小腿箍板；203：小腿綁帶夾；204：卡裝槽；205：第二安裝件；3：足底支撐部；301：足底支撐板；302：連接支撐板；4：膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸；5：液壓阻尼器；501：活塞缸；502：比例閥；503：第一油腔；504：第二油腔；505：第一活塞；506：活塞桿；507：第二活塞；508：彈簧；509：第一油道；510：第二油道；511：端蓋；512：缸蓋；513：第一連接件；514：第二連接件；6：足底壓力傳感器；7：膝關(guān)節(jié)角度傳感器；8：活塞桿推力傳感器；9：控制器；10：膝關(guān)節(jié)限位擋板。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

如圖1-4所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的單下肢外骨骼矯形器，包括支撐機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)。

所述支撐機(jī)構(gòu)包括大腿支撐部1、小腿支撐部2和足底支撐部3，其中所述大腿支撐部1與所述小腿支撐部2通過膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸4連接，所述小腿支撐部2與所述足底支撐部3通過可調(diào)節(jié)連接件連接。

所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括液壓阻尼器5，所述液壓阻尼器5的兩端分別連接所述大腿支撐部1和所述小腿支撐部2。如圖3-4所示，所述液壓阻尼器5包括活塞缸501以及與所述活塞缸501連接的比例閥502，其中所述活塞缸501內(nèi)設(shè)有第一油腔503和第二油腔504，所述第一油腔503中設(shè)有第一活塞505，所述第一活塞505連接活塞桿506的第一端，所述活塞桿506的第二端伸出所述活塞缸501的外部。所述第二油腔504中設(shè)有第二活塞507，所述第二活塞507連接彈簧508的第一端，所述彈簧508的第二端連接所述第二油腔504的內(nèi)壁。所述第一油腔503的通油口連接第一油道509，所述第二油腔504的通油口連接第二油道510，所述比例閥502設(shè)置在所述第一油道509與所述第二油道510之間，所述第一油道509與所述第二油道510通過所述比例閥502相連通。

所述控制機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述足底支撐部3的若干足底壓力傳感器6、設(shè)置在所述膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸4上的膝關(guān)節(jié)角度傳感器7、設(shè)置在所述液壓阻尼器5上的活塞桿推力傳感器8、以及控制器9，其中所述控制器9分別連接所述足底壓力傳感器6、所述膝關(guān)節(jié)角度傳感器7、所述活塞桿推力傳感器8和所述比例閥502。其中所述的足底壓力傳感器6、膝關(guān)節(jié)角度傳感器7和活塞桿推力傳感器8將采集的測量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至所述控制器9，通過控制器9進(jìn)行處理分析后，向所述比例閥502反饋?zhàn)枘峥刂菩盘枴?/p>

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過大腿支撐部1、小腿支撐部2和足底支撐部3將矯形器固定在人體下肢上，通過液壓阻尼器5中活塞桿506的伸縮運(yùn)動配合人體行走狀態(tài)，通過足底壓力傳感器6實(shí)時(shí)測量足底所受壓力，通過膝關(guān)節(jié)角度傳感器7實(shí)時(shí)測量膝關(guān)節(jié)彎曲角度，通過活塞桿推力傳感器8實(shí)時(shí)測量阻尼器活塞桿的推力，通過控制器9實(shí)時(shí)接收各個(gè)傳感器的測量值，控制器9對各個(gè)測量值進(jìn)行實(shí)時(shí)分析做出動作預(yù)判，并向液壓阻尼器5的比例閥502發(fā)送與預(yù)判動作相對應(yīng)的流量控制信號，所述比例閥502根據(jù)接收的流量控制信號控制油口的大小來調(diào)節(jié)液壓油的流量，進(jìn)而控制活塞桿506的伸縮速率，使液壓阻尼器5能夠更好的配合人體行走，使人體行走時(shí)更加平穩(wěn)。

進(jìn)一步來說，所述大腿支撐部1包括兩個(gè)平行設(shè)置的大腿支撐板101，在兩個(gè)所述大腿支撐板101之間連接有若干大腿箍板102，所述大腿箍板102為與大腿的形狀相適配的圓弧形結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)所述大腿支撐板101上還設(shè)有若干大腿綁帶夾103，所述大腿綁帶夾103上可拆卸的連接有大腿綁帶(圖中未示)，通過大腿綁帶對大腿進(jìn)行綁扎固定。

所述小腿支撐部2包括兩個(gè)平行設(shè)置的小腿支撐板201，所述大腿支撐板101與所述小腿支撐板201通過所述膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸4連接。在兩個(gè)所述小腿支撐板之間連接有若干小腿箍板202，所述小腿箍板202為與小腿的形狀相適配的圓弧形結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)所述小腿支撐板201上還設(shè)有若干小腿綁帶夾203，所述小腿綁帶夾203上可拆卸的連接有小腿綁帶(圖中未示)，通過小腿綁帶對小腿進(jìn)行綁扎固定。

所述足底支撐部3包括足底支撐板301，所述可調(diào)節(jié)連接件采用連接支撐板302，所述足底支撐板301通過所述連接支撐板302與所述小腿箍板202連接。所述小腿箍板202的外側(cè)設(shè)有卡裝所述連接支撐板302的卡裝槽204，所述卡裝槽204設(shè)有鎖緊所述連接支撐板302的鎖緊件，由于使用者的身高存在差異，可以通過調(diào)整所述連接支撐板302在所述卡裝槽302中的卡裝位置來調(diào)整最佳固定位置，進(jìn)而通過鎖緊件進(jìn)行鎖緊固定。

具體來說，所述連接支撐板302采用碳纖維彈性板，在足部落地過程中，通過碳纖維彈性板來儲存一部分能量，在離地時(shí)釋放能量，使人體行走省力，另外避免著地時(shí)的剛性接觸。

考慮到使用者身高不同，為了使矯形器能夠更好的適應(yīng)不同身高的使用者，進(jìn)而達(dá)到矯形目的，在所述連接支撐板302上設(shè)置多個(gè)等間距布置的定位孔，當(dāng)所述連接支撐板302與所述所述小腿箍板202進(jìn)行連接，根據(jù)使用者的身高需求，使所述鎖緊件穿過適當(dāng)?shù)亩ㄎ豢着c所述卡裝槽302進(jìn)行鎖緊固定。

考慮到人體在行走過程中膝關(guān)節(jié)的彎曲角度，在所述小腿支撐板201上設(shè)有限制所述膝關(guān)節(jié)彎曲角度的膝關(guān)節(jié)限位擋板10，從而避免膝關(guān)節(jié)彎曲過渡導(dǎo)致的行走不便。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述控制器9優(yōu)選安裝在所述大腿箍板101的外側(cè)，避免控制器9在人體行走過程中造成干擾。

具體來說，所述液壓阻尼器5的活塞缸501兩端分別設(shè)有端蓋511和缸蓋512，所述端蓋511和所述缸蓋512上分別設(shè)有若干通氣孔，避免活塞運(yùn)動過程中壓縮空氣的影響。所述活塞桿506的第一端設(shè)有第一連接件513，所述缸蓋512上設(shè)有第二連接件514，相對應(yīng)的，在所述大腿支撐板101上設(shè)有第一安裝件104，所述小腿支撐板201上設(shè)有第二安裝件205，將所述第一連接件513與所述第一安裝件104相連，所述第二連接件514與所述第二安裝件205相連，從而實(shí)現(xiàn)液壓阻尼器在矯形器上的安裝操作。

特別地，所述第一油腔503和第二油腔504分別設(shè)置在所述比例閥502的左右兩側(cè)，所述第二油腔504的橫截面大于所述第一油腔503的橫截面。

更具體來說，所述比例閥502包括信號輸入端和流量控制輸出端，其中所述信號輸入端設(shè)置在所述活塞缸501外部，所述信號輸入端包括驅(qū)動放大器，所述驅(qū)動放大器與外部控制器連接，用于接收所述控制器9發(fā)出的流量控制信號。所述流量控制輸出端設(shè)置在所述活塞缸501內(nèi)，所述第一油道509與所述第二油道510分別與所述流量控制輸出端相連通，所述流量控制輸出端包括電磁鐵以及與所述電磁鐵相配合的磁芯，所述驅(qū)動放大器驅(qū)動連接所述電磁鐵，所述電磁鐵控制所述磁芯進(jìn)行伸縮動作，通過所述磁芯的伸縮動作來控制所述第一油道509與所述第二油道510之間閥口的開度。

實(shí)施例二

本發(fā)明還提供了一種采用上述實(shí)施例一所述的單下肢外骨骼矯形器進(jìn)行矯形控制的方法，通過大腿支撐部1、小腿支撐部2和足底支撐部3將單下肢外骨骼矯形器固定在人體下肢上，在人體行走過程中，所述液壓阻尼器5中活塞桿會配合人體行走狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的伸縮運(yùn)動。則所述控制方法具體包括如下步驟：

所述足底壓力傳感器6實(shí)時(shí)檢測足底壓力數(shù)據(jù)，并將檢測到的足底壓力數(shù)據(jù)傳輸至所述控制器9。

所述膝關(guān)節(jié)角度傳感器7實(shí)時(shí)檢測膝蓋彎曲角度數(shù)據(jù)，并將檢測到的膝蓋彎曲角度數(shù)據(jù)傳輸至所述控制器9。

所述活塞桿推力傳感器8實(shí)時(shí)檢測所述液壓阻尼器的活塞桿推力數(shù)據(jù)，并將檢測到的活塞桿推力數(shù)據(jù)傳輸至所述控制器9。

所述控制器9實(shí)時(shí)接收所述的足底壓力數(shù)據(jù)、膝蓋彎曲角度數(shù)據(jù)和活塞桿推力數(shù)據(jù)，并采用控制算法分別對所述的足底壓力數(shù)據(jù)、膝蓋彎曲角度數(shù)據(jù)和活塞桿推力數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，根據(jù)計(jì)算結(jié)果做出動作預(yù)判，獲得人體當(dāng)前行走狀態(tài)，例如直立相、直立到擺動相過渡、擺動相、擺動相到直立相過渡等。其中所述控制算法可以根據(jù)實(shí)際需求采用有限狀態(tài)機(jī)控制算法、迭代學(xué)習(xí)控制算法、模糊自適應(yīng)控制算法、或?qū)＜襊ID控制算法。

所述控制器9將計(jì)算獲得的人體當(dāng)前行走狀態(tài)與預(yù)存在控制器9中的人體行走步態(tài)規(guī)律曲線進(jìn)行擬合分析，獲得與人體當(dāng)前行走狀態(tài)相對應(yīng)的流量控制信號。

所述控制器9向所述液壓阻尼器5中的比例閥502發(fā)送流量控制信號，根據(jù)所述流量控制信號控制所述比例閥502。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過上述控制方法能夠不斷糾正人體下肢膝關(guān)節(jié)的行走狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)矯形器隨控的被動控制，避免強(qiáng)行帶動人體行走，造成重心不穩(wěn)，走路姿勢僵硬的問題。

其中，通過所述控制器9進(jìn)行液壓阻尼器的比例閥控制時(shí)，包括如下步驟：

所述控制器9向所述比例閥502中的驅(qū)動放大器發(fā)送流量控制信號。

所述驅(qū)動放大器接收到所述流量控制信號，將所述流量控制信號轉(zhuǎn)化為控制電流，并將所述控制電流發(fā)送至所述比例閥中的電磁鐵。

所述電磁鐵接收到所述控制電流，所述磁芯在所述電磁鐵的磁力作用下進(jìn)行伸縮動作，通過所述磁芯的動作控制所述第一油道509與所述第二油道510之間的閥口開度，從而控制所述第一油道509與所述第二油道510之間液壓油的流量，實(shí)現(xiàn)對液壓阻尼器5中活塞桿的伸縮速率的調(diào)整。

其中，液壓阻尼器5的具體控制過程如下：

當(dāng)人體行走狀態(tài)處于直立相時(shí)，液壓阻尼器處于如圖3所示的完全伸展?fàn)顟B(tài)，所述活塞桿506完全伸出在所述活塞缸501的外部，所述第一活塞505處于所述第一油腔503的最左端，所述第二活塞507也處于所述第二油腔504的最左端，所述彈簧508處于伸展?fàn)顟B(tài)。此時(shí)控制器9需要控制液壓阻尼器的比例閥502完全將油口鎖死，避免膝關(guān)節(jié)彎曲。

在人體行走狀態(tài)從直立相過渡到擺動相時(shí)，人體足跟離地，人體行走過程中，大腿甩動帶動膝關(guān)節(jié)慣性彎曲，進(jìn)而向所述活塞桿506施加一定壓力，推動活塞桿506進(jìn)行收縮，帶動所述第一活塞505向右移動，進(jìn)而壓縮所述第一油腔503中的液壓油向右流動，液壓油從第一油道509經(jīng)過所述比例閥502的調(diào)節(jié)后流入所述第二油道510，液壓油從所述第二油道510進(jìn)入到所述第二油腔504，推動所述第二活塞507向右移動，進(jìn)而壓縮所述彈簧508，直至所述液壓阻尼器的狀體如圖4所示，在此過程中，通過控制器9控制所述比例閥502調(diào)節(jié)閥口的大小來調(diào)節(jié)液壓油的流量，進(jìn)而控制所述活塞桿506的收縮速率，用以擬合人體膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動速度，使得人體行走時(shí)更加平穩(wěn)。

同理，在人體行走狀態(tài)從擺動相過渡到直立相時(shí)，也即在如圖4所示的液壓阻尼器的壓縮狀態(tài)基礎(chǔ)上，人體行走狀態(tài)發(fā)生變化，施加在所述活塞桿506上的壓力逐漸減小，則在所述彈簧508的彈力作用下，推動所述第二活塞507向左移動，進(jìn)而壓縮所述第二油腔504中的液壓油向左流動，液壓油從所述第二油道510經(jīng)過所述比例閥502的調(diào)節(jié)后流入所述第一油道509，液壓油從所述第一油道509進(jìn)入到所述第一油腔503，推動所述第一活塞505向左移動，帶動所述活塞桿506向左端伸出，直至所述液壓阻尼器的狀體如圖3所示，在此過程中，通過控制器9控制所述比例閥502調(diào)節(jié)閥口的大小來調(diào)節(jié)液壓油的流量，進(jìn)而控制所述活塞桿506的伸展速率，用以擬合人體膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動速度，使得人體行走時(shí)更加平穩(wěn)。當(dāng)彈簧釋放到完全伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)，此時(shí)再次通過控制器9控制比例閥502將閥口鎖死，完成一次循環(huán)，整個(gè)循環(huán)過程中，各個(gè)傳感器不停檢測步態(tài)狀態(tài)，從而通過控制器實(shí)時(shí)控制液壓油的流速大小。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所述的單下肢外骨骼矯形器及矯形控制方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明能夠隨時(shí)感應(yīng)人體行走狀態(tài)，隨時(shí)調(diào)節(jié)液壓阻尼器的伸縮速率，讓使用者不再擔(dān)心自己的行走速度，使得液壓阻尼器的活塞運(yùn)動能夠被動的配合人體的行走狀態(tài)，根據(jù)使用者行走速度的快慢來進(jìn)行隨時(shí)調(diào)節(jié)，最大限度保持人體行走自如，保證穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明與現(xiàn)有矯形器采用過重的電源和電機(jī)驅(qū)動液壓缸的結(jié)構(gòu)形式相比，省去了液壓阻尼器的驅(qū)動原件，最大程度減輕重量，結(jié)構(gòu)輕巧，便于在戶外穿戴行走。

3、本發(fā)明能夠用于醫(yī)療領(lǐng)域中截癱患者、中風(fēng)、脊髓損傷以及腦癱患者的矯形康復(fù)治療，通過本發(fā)明能夠徹底改變下肢癱瘓患者的康復(fù)治療和日常生活，幫助使用者盡快康復(fù)，實(shí)現(xiàn)自助行走。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“若干”的含義是一個(gè)或多個(gè)；“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上；術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的機(jī)或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。