現(xiàn)階段全世界智能假肢產(chǎn)品多種多樣，處于實驗室研究階段的假肢樣機更是種類繁多。昆明膝關(guān)節(jié)假肢公司下面按照關(guān)節(jié)驅(qū)動方式、驅(qū)動類型、轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)等對智能膝關(guān)節(jié)假肢進行分類闡述。

關(guān)節(jié)驅(qū)動方式

智能膝關(guān)節(jié)假肢按照關(guān)節(jié)驅(qū)動方式可分為主動型和被動型。

昆明膝關(guān)節(jié)假肢主動型假肢主要以電機作為動力源，能夠代替腿部肌肉提供力矩，使膝關(guān)節(jié)主動彎曲、伸展。但電機自重大、能量轉(zhuǎn)化率低、功耗高，運行時噪聲大；電池容量小、體積重量大、續(xù)航短，這些問題是主動型假肢產(chǎn)品面臨的主要技術(shù)難題。市場上唯一的一款主動型假肢產(chǎn)品是OSSUR公司的POWERKNEE。也有研究機構(gòu)用氣壓、液壓作為動力源進行主動型假肢的研究。

被動型假肢(也稱為阻尼式假肢)不提供主動力矩，行走時通過大腿殘肢帶動假肢小腿擺動實現(xiàn)行走。假肢根據(jù)外界條件的變化調(diào)節(jié)膝關(guān)節(jié)阻尼力矩實現(xiàn)步態(tài)調(diào)整。由于控制方式相對簡單，實現(xiàn)難度相對較小，同時能耗相對較低，市場上主流產(chǎn)品均為被動阻尼式假肢。

驅(qū)動類型

阻尼式假肢按照驅(qū)動類型可以分為氣壓、液壓、磁流變、電流變、機械摩擦等。阻尼式假肢提供的阻尼可以分為流體阻尼和摩擦阻尼兩種。其中，氣壓和液壓的阻尼原理類似，通過調(diào)節(jié)閥門開度大小改變流體的阻尼。由于氣體壓縮性較大，氣壓提供的阻尼力矩較小、阻尼器動作較快，適用于擺動相；液壓能提供較大的阻尼力矩，既適用于支撐相也適用于擺動相。

磁流變和電流變阻尼假肢的原理是在不同磁場、電場的作用下，磁流變液和電流變液的黏性不同，改變磁場強度或電場強度即可改變流體的阻尼，這種類型阻尼器不需機械執(zhí)行機構(gòu)，對調(diào)節(jié)的反應(yīng)也更加迅速。云南膝關(guān)節(jié)假肢市場上已經(jīng)有磁流變假肢產(chǎn)品出現(xiàn)，但電流變假肢由于技術(shù)原因仍在實驗室階段。摩擦阻尼式假肢通過調(diào)節(jié)機構(gòu)來產(chǎn)生摩擦阻尼，但實現(xiàn)準確穩(wěn)定的力矩控制以及建立準確的數(shù)學模型均有很大難度，現(xiàn)在還沒有摩擦式智能膝關(guān)節(jié)產(chǎn)品。

轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)

膝關(guān)節(jié)假肢按照結(jié)構(gòu)可以分為單軸假肢和多連桿假肢。

單軸膝關(guān)節(jié)只有單個回轉(zhuǎn)軸，在擺動期的靈活性較高，但支撐期不夠穩(wěn)定。由于結(jié)構(gòu)比較簡單，模型的建立比較容易，同時也能夠允許假肢實現(xiàn)較復雜的運動，現(xiàn)有的智能膝關(guān)節(jié)假肢產(chǎn)品除了IntelligentKnee(Four-barAxis)以及國內(nèi)的氣壓多連桿假肢之外，均為單軸結(jié)構(gòu)；在實驗室研究中，單軸膝關(guān)節(jié)的研究也占主要部分。

多軸膝關(guān)節(jié)大多為多連桿膝關(guān)節(jié)(四連桿、五連桿或六連桿)，多連桿機構(gòu)的設(shè)計使轉(zhuǎn)動中心可以以一定的軌跡移動，更加符合人體正常行走時膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動中心的變化，在伸展時轉(zhuǎn)動瞬心可以大大高于轉(zhuǎn)動軸，彎曲時快速下降至轉(zhuǎn)軸附近，使其伸展靈活，同時支撐期也能保持穩(wěn)定。

智能多連桿假肢大多采用四連桿結(jié)構(gòu)，NABTESCO公司的IntelligentKnee(Four-barAxis)、臺灣德林公司的VOne以及北京精博的假肢是已經(jīng)產(chǎn)品化的四連桿智能假肢；河北工業(yè)大學的楊鵬等則分別研究了氣壓、電機驅(qū)動的四連桿膝關(guān)節(jié)。臺灣德林公司也研發(fā)了五連桿智能假肢TGK-5PSOIC以及ADLIB智能假肢。