液压叶片式执行器等，其中，加压液流通过对移动表面的转动而产生动力或扭矩。
[0020]电源205的例子包括但不限于电池、镍金属氢化物(NiMH)电池、锂电池、碱性电池、可充电碱性电池、锂离子电池和聚合物锂离子电池等。
[0021]电动机202的例子包括但不限于电动机，其中电动机包括但不限于AC (交流)电动机、刷式DC (直流)电动机、无刷直流电动机、电子整流电动机(ECMs)、步进电动机以及其组合。
[0022]液压泵201的例子包括但不限于齿轮泵、摆线泵、旋转叶片式泵、螺杆泵、弯轴泵、轴向活塞泵、斜盘式泵、径向活塞泵和蠕动泵等。
[0023]步态站立传感器124的例子包括但不限于力传感器、应变式力传感器、压电式力传感器、力感电阻、偏转基定位传感器、编码器、电位计、处于液压流中的压力传感器以及其组合。
[0024]膝关节机构107的例子包括但不限于旋转支点、四杆机构、滑面接头、滚动元件接头以及其组合。
[0025]所述信号处理器130包括以下一个或多个部件的组合:模拟设备；模拟计算机模块；数字设备，包括但不限于小规模、中规模和大规模集成电路、专用集成电路、可编程门阵列、可编程逻辑阵列；机电继电器、固态开关、MOSFET开关和数字计算模块，其中，该数字计算模块包括但不限于微型计算机、微处理器、微控制器和可编程逻辑控制器。在运行中，所述信号处理器130从各传感器中收集信息，经计算后，对液压回路的各部件发出其应当执行任务的指令。
[0026]在本发明的一些实施例中，如图1所示，半驱动式假肢膝关节100进一步包括膝关节角度传感器120，该膝关节角度传感器120输出膝关节角度信号155，表示大腿连接件103和小腿连接件105之间的角度。膝关节角度传感器120包括从以下一组设备中选出的一个元件或多个元件的组合:编码器、数字编码器、磁性编码器、光学编码器、电位计、LVDT和分解器。
[0027]在一些实施例中，如图1所示，半驱动式假肢膝关节100进一步包括大腿角度传感器122，该大腿角度传感器122输出大腿角度信号156，表示大腿连接件103的绝对角度。所述大腿角度传感器122包括从以下一组设备中选出的一个元件或多个元件的组合:加速度计、陀螺仪、测斜仪、编码器、电位计以及其组合。图22表示本发明的一个实施例，其中，所述大腿角度传感器122固定至大腿连接件103，且包含加速度计133和陀螺仪134。
[0028]在本发明的一些实施例中，半驱动式假肢膝关节100进一步包括表示扭矩发生器104中的扭矩或力的扭矩传感器或力传感器(详细如下所述)。在本发明的一些实施例中，力传感器安装在线性扭矩发生器104的活塞上。在本发明的一些实施例中，用于半驱动式假肢膝关节100的力传感器包括两个压力传感器126和127，其用于测量扭矩发生器104两侧的液流压力，如图16所示。两个压力传感器126和127测得的数据也表示扭矩发生器104上的力。
[0029]在一些实施例中，如图1所示，步态站立传感器124包括一个力-扭矩传感器，该力-扭矩传感器安装在小腿连接件105上，用于测量矢状面上的力和力矩。
[0030]在一些实施例中，如图2所示，液压阀回路204包括相互串联的第一可控阀206和泵阀203，该第一可控阀206能够将液流分为两个方向。液压泵201连接到串联的第一可控阀206和泵阀203的两个端口上。扭矩发生器104连接到第一可控阀206的两个端口。在一些情况下，当半驱动式假肢膝关节100工作在在其驱动模式下时，第一可控阀206关闭。这使得整个液压泵的输出流流入扭矩发生器104。这进一步使得信号处理器130通过控制电动机202来控制扭矩发生器104。在驱动模式下向扭矩发生器104输入能量，能够控制膝关节机构107的活动，或向膝关节机构107上施加理想的扭矩。
[0031]当半驱动式假肢膝关节100在工作其非驱动模式下时，泵阀203完全关闭或部分关闭。当泵阀203完全关闭时，将不会有液流通过液压泵201。通过使用信号处理器130，能够调整第一可控阀206的开口大小，以适当调节扭矩发生器104中的液体流动阻力。当泵阀203部分关闭时，可以只将扭矩发生器104中的液体流动阻力从零调节到泵阀203和液压泵201中的液体流动阻力合并的大小。调节扭矩发生器104中的液体流动阻力，能够在行走周期的各阶段中控制膝关节机构107对力和扭矩的阻力，同时使用的电能更少，因为电动机202在该非驱动模式下未消耗任何电能。
[0032]当半驱动式假肢膝关节100工作在功率再生模式下时，泵阀203不关闭，使得来自扭矩发生器104的液压流的至少一部分能够转动液压泵201，同时电动机控制器128向电动机202上施加非零电流，以阻挡液压泵201中的液压流。
[0033]为更清楚地理解液压阀回路204的实施例，对其弯曲和伸展定义如下。当扭矩发生器104的活塞在图2所示的箭头131的方向上移动时，发生假肢膝关节100的弯曲。当扭矩发生器104的活塞在图2所示的箭头132的方向上移动时，发生假肢膝关节100的伸展。
[0034]在一些实施例中，如图3所示，液压阀回路204除其他部件外，还包括与第一可控阀206串联安装的第一止回阀207。这种实施例的工作类似于2所示的实施例的工作，不同之处在于，所述第一液压可控阀206只在一个方向上调节扭矩发生器104中液流的阻力。对比图2的实施例，这种实施例将扭矩发生器104中的液体流动阻力的范围限制在弯曲方向，使其总是大于液压泵201产生的液体流动阻力。进一步地，如果第一可控阀206打开，扭矩发生器104将可以自由伸展，且仍然能够在扭矩发生器104的伸展方向上注入能量。与图2的实施例类似，当半驱动式假肢膝关节100工作在其驱动模式下时，第一可控阀206关闭。这样，信号处理器130通过控制电动机202来控制扭矩发生器104。在驱动模式下，向扭矩发生器104中输入能量，能够控制膝关节机构107的运动，或向膝关节机构107上施加理想的扭矩。
[0035]在一些实施例中，如图4所示，液压阀回路204除其他部件外，还包括第二可控阀208，该第二可控阀208与串联安装的第一可控阀206和第一止回阀207并联安装。通过使用信号处理器130，可以调节第一可控阀206和第二可控阀208的开口，以适当调节扭矩发生器104中的液体流动阻力。这种实施例的操作类似于3中的实施例的操作，其不同之处在于，这种实施例不将扭矩发生器104中的液体流动阻力的范围限制在弯曲方向上。当半驱动式假肢膝关节100工作在其驱动模式下时，第一可控阀206和第二可控阀208关闭。这使得信号处理器130通过控制电动机202来控制扭矩发生器104。在驱动模式下，向扭矩发生器104中输入能量，能够控制膝关节机构107的运动，或向膝关节机构107上施加理想的扭矩。
[0036]在一些实施例中，如图5所示，液压阀回路204包括第二止回阀209和第二可控阀208，二者彼此串联，且与串联安装的第一可控阀206和第一止回阀207并联安装。这种实施例的工作类似于4所示的实施例的工作，其不同之处在于，如果第二可控阀208打开，则扭矩发生器104可以自由弯曲，且仍然能够在扭矩发生器104的弯曲方向上注入能量。与图4的实施例类似，当图5的液压阀回路204在工作其驱动模式下时，第一可控阀206和第二可控阀208关闭，以便控制膝关节机构107的运动，或向膝关节机构107上施加理想的扭矩。
[0037]第一可控阀206和第二可控阀208都包括任何能电动或手动调节阀口大小的阀或多个阀的组合。第一可控阀206和第二可控阀208的例子包括但不限于流量控制阀、压力控制阀、驱动针型阀、电磁阀和双位阀。
[0038]图6显示了液压阀回路204的另一实施例。图6所示的该液压阀回路204的实施例与图3所示的实施例相似，其不同之处在于，图3中的第一止回阀207被并联回路217替代。并联回路217包括第一止回阀207和第一调节限制阀215，二者串联安装，且与串联安装的第二止回阀209和第二调整限制阀216并联安装。
[0039]在工作中，当半驱动式假肢膝关节100工作在其驱动模式下时，第一可控阀206关闭。这使得整个液压泵的输出流流入扭矩发生器104中。这进一步实现了信号处理器130通过控制电动机202来控制扭矩发生器104。在驱动模式下，向扭矩发生器104中输入能量，能够控制膝关节机构107的运动，或向膝关节机构107上施加理想的扭矩。当半驱动式假肢膝关节100工作在其非驱动模式下时，泵阀203关闭，从而没有液流通过液压泵201。通过使用信号处理器130，可以调整第一可控阀206的开口大小，以调节扭矩发生器104中的液体流动阻力。调节限制阀215在扭矩发生器104的伸展方向上对液流提供阻力。调节限制阀216在扭矩发生器104的弯曲方向上对液流提供阻力。调节扭矩发生器104中的液体流动阻力，能够控制膝关节机构107对力和扭矩的阻力，同时使用的电能更少，因为电动机202在该非驱动模式下未消耗任何电能。
[0040]在一些实施例中，如图7所示，液压阀回路204包括第一可控阀206和执行器阀214，该第一可控阀206能在两个方向上控制液压流，该执行器阀214相互串联。在本实施例中，扭矩发生器104连接到串联连接的第一可控阀206和执行器阀214的两个自由端口。液压泵201连接到第一可控阀206的两个端口。
[0041]在工作中，当半驱动式假肢膝关节100工作在其驱动状态下时，第一可控阀206关闭。这使得整个液压泵的输出流流入扭矩发生器104。这进一步使得信号处理器130通过控制电动机202来控制扭矩发生器104。在驱动模式下，向扭矩发生器104中输入能量，能够控制膝关节机构107的运动，或向膝关节机构107上施加理想的扭矩。当半驱动式假肢膝关节100工作在其非驱动模式下时，通过使用信号处理器130，可以调节执行器阀214的开口，以调节扭矩发生器104中的液体流动阻力。调节扭矩发生器104中的液体流动阻力，能够在行走周期的各阶段中控制膝关节机构107对力和扭矩的阻力，同时使用的电能更少，因为电动机202在该非驱动模式下未消耗任何电能。
[0042]当半驱动式假肢膝关节100工作在功率再生模式下时，执行器阀214不关闭，使得来自扭矩发生器104的液压流的至少一部分转动液压泵201，同时电动机控制器128向电动机202施加非零电流，以阻挡液压泵201中的液流。
[0043]在一些实施例中，如图8所示，液压阀回路204除其他部件外，还包括第一止回阀207，该第一止回阀207与第一可控阀206串联安装，使得液流只在一个方向上流动。对比图7的实施例可看出，这种实施例将扭矩发生器104中的液体流动阻力限制在弯曲方向上，且使其总是大于液压泵201产生的液体流动阻力。如果第一可控阀206打开，且仍能够在扭矩发生器104的伸展方向输入能量，这将进一步使扭矩发生器104自由伸展。当半驱动式假肢膝关节100工作在其驱动模式下时，第一可控阀206关闭。这样，能够控制膝关节机构107的运动，或向膝关节机构107上施加理想的扭矩。
[0044]在一些实施例中，如图9所示，液压阀回路204，除其他部件外，还包括第二可控阀208，其与串联安装的第一可控阀206和第一止回阀207并联安装。该实施例的工作类似于8所示的实施例的工作，不同之处在于该实施例不将扭矩发生器104中的液体流动阻力限制在弯曲方向，使其总是大于液压泵201产生的流体阻力。在操作中，当图9的液压阀回路20