一种用于膝关节的磁流变阻尼器的制作方法

本发明涉及假肢，尤其涉及一种用于膝关节的磁流变阻尼器。

背景技术：

1、由于交通事故、疾病等原因，下肢截肢的患者逐渐增多，下肢假肢不仅在外观和功能上弥补了肢体缺陷所带来的不足，同时使截肢者可以自由的参与正常的生活和工作。膝关节作为下肢假肢的核心部件之一，其性能对患者步态及舒适度起着决定性作用。

2、目前，现有的假肢膝关节均为机械式、气压式以及液压式。机械式膝关节通过助伸弹簧和摩擦阻尼调节器等机械结构来调节膝关节的伸展和屈曲，从而保证关节支撑期的稳定性及摆动期的控制。但由于摩擦阻尼的固有特性，导致机械膝关节灵敏度和灵活性较差。气压膝关节利用气体作为阻尼来调节膝关节的伸展和屈曲，但由于气体的可压缩性，变速范围小跟随性和灵敏度差。

3、液压阻尼器是液压膝关节的重要部件，液压阻尼器充分利用了液压的阻尼特性及液体的不可压缩性。变速范围大、灵活性好、安全性高，但是目前液压阻尼器均为被动式，即人为的将液压阻尼调节到某一适合行走的值，利用液压阻尼其本身速度越快阻尼越大速度越小阻尼越小的特性，可以一定程度上满足普通行走的需求。但是普通的液压阻尼器存在如下问题：

4、①虽然液压阻尼足够柔顺，但毕竟与人体行走时真正所需阻尼存在一定差距阻尼器不能不断调节出符合人体所需的阻尼值。

5、②当人体交替腿上下楼梯以及上下斜坡时，小阻尼可以方便屈膝抬腿，大阻尼可以确保平稳下楼梯和斜坡，阻尼器不能不断的在一个很大的阻尼值和一个很小的阻尼值之间来回切换并不断调整。

6、③出现意外时，阻尼器并不能将阻尼调节到很大，确保假肢不会屈膝，避免人员摔倒。

7、因此，亟需开发一种能够调节阻尼大小的阻尼器，满足假肢膝关节的使用需求。

技术实现思路

1、针对上述问题中的一个或几个，本发明的目的是提供一种用于膝关节的磁流变阻尼器，利用磁流变液流动性可控的特性，改变磁流变液的粘度，实现阻尼大小的调节。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种用于膝关节的磁流变阻尼器，包括：

4、外壳，其内部设有圆形的中空腔，所述中空腔的内壁上设有多个第一齿槽；

5、齿套，呈圆筒状，设置在所述中空腔内；所述齿套的外壁设有多个第一齿，所述齿套的外壁上套设有多个相互交错间隔设置的内齿片和外齿片；所述内齿片的内壁设有与所述第一齿啮合的内齿槽，所述外齿片设有与所述第一齿槽啮合的外齿；

6、电磁铁，设置在所述齿套内；

7、端盖，设置有两个，分别转动密封设置在所述外壳的两端，两个所述端盖与所述齿套的两端密封连接，且两个所述端盖分别与所述电磁铁的两端连接；

8、所述齿套的外壁与所述外壳的内壁之间形成密闭空间，所述密闭空间内及所述间隙内充满磁流变液。

9、优选地，每个所述端盖的内侧都设有内轴，所述内轴上套设有轴承，所述外壳两端的内壁上分别设有第一环形槽，所述轴承嵌设在所述第一环形槽内。

10、优选地，所述端盖与所述齿套之间设有阻磁盖。

11、优选地，所述内轴的端面设有凸台，所述阻磁盖的一侧设有与所述凸台嵌合的凹槽。

12、优选地，所述阻磁盖的另一侧设有第二齿槽，所述第一齿的一端卡入所述第二齿槽内。

13、优选地，所述阻磁盖与所述齿套的端面之间设有密封圈。

14、优选地，所述阻磁盖的外壁上套设有油封。

15、优选地，所述外壳的两端内设有第二环形槽，所述油封嵌设在所述第二环形槽内。

16、优选地，所述外壳的外壁下部设有凸起，所述端盖上设有能够限制所述凸起转动范围的限位块。

17、优选地，所述限位块上设有减震垫安装位，所述减震垫安装位上安装有减震垫。

18、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

19、1.本发明提供的用于膝关节的磁流变阻尼器，利用磁流变液流动性可控的特性，通过改变电磁铁的电流，改变磁流变液的粘度，使内齿片及外齿片之间的磁流变液产生剪切阻尼力也随之改变，从而实现阻尼器的阻尼力大小的调节。

20、2.本发明提供的用于膝关节的磁流变阻尼器，阻磁盖为高磁导金属，配合硅钢制成的内齿片和外齿片片能够确保磁场导向，避免过多磁场外溢。

技术特征：

1.一种用于膝关节的磁流变阻尼器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于膝关节的磁流变阻尼器，其特征在于，每个所述端盖的内侧都设有内轴，所述内轴上套设有轴承，所述外壳两端的内壁上分别设有第一环形槽，所述轴承嵌设在所述第一环形槽内。

3.根据权利要求2所述的用于膝关节的磁流变阻尼器，其特征在于，所述端盖与所述齿套之间设有阻磁盖。

4.根据权利要求3所述的用于膝关节的磁流变阻尼器，其特征在于，所述内轴的端面设有凸台，所述阻磁盖的一侧设有与所述凸台嵌合的凹槽。

5.根据权利要求3所述的用于膝关节的磁流变阻尼器，其特征在于，所述阻磁盖的另一侧设有第二齿槽，所述第一齿的一端卡入所述第二齿槽内。

6.根据权利要求5所述的用于膝关节的磁流变阻尼器，其特征在于，所述阻磁盖与所述齿套的端面之间设有密封圈。

7.根据权利要求3所述的用于膝关节的磁流变阻尼器，其特征在于，所述阻磁盖的外壁上套设有油封。

8.根据权利要求7所述的用于膝关节的磁流变阻尼器，其特征在于，所述外壳的两端内设有第二环形槽，所述油封嵌设在所述第二环形槽内。

9.根据权利要求1所述的用于膝关节的磁流变阻尼器，其特征在于，所述外壳的外壁下部设有凸起，所述端盖上设有能够限制所述凸起转动范围的限位块。

10.根据权利要求9所述的用于膝关节的磁流变阻尼器，其特征在于，所述限位块上设有减震垫安装位，所述减震垫安装位上安装有减震垫。

技术总结
本发明涉及一种用于膝关节的磁流变阻尼器，包括外壳、齿套、电磁铁和端盖；外壳内部设有圆形的中空腔，中空腔的内壁上设有多个第一齿槽；齿套设置在中空腔内；齿套的外壁设有多个第一齿，齿套的外壁上套设有多个相互交错间隔设置的内齿片和外齿片；内齿片的内壁设有与第一齿啮合的内齿槽；外齿片设有与第一齿槽啮合的外齿；电磁铁设置在齿套内；端盖分别设置外壳的两端；端盖与外壳转动密封连接；两个端盖与齿套的两端密封连接；两个端盖分别与电磁铁的两端连接；齿套的外壁与外壳的内壁之间形成密闭空间内充满磁流变液。阻尼器利用磁流变液流动性可控的特性，通过改变电磁铁的电流，改变磁流变液的粘度，从而实现阻尼器的阻尼力大小的调节。

技术研发人员：王启宁,戚佳川,王琛涛,朱金营
受保护的技术使用者：北京工道风行智能技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11