Hybrid Knee利用油压缸旋转装置和电子控制气缸同时实现了稳定性和自然行走功能。其特点之一就在于,利用“MRS(Mechanical of floor Reaction force Sensing)”系统和油压旋转装置,实现了在假腿承受体重时能够缓慢屈膝的功能。因此,在台阶或坡道这种单腿承受较大负荷的情况下,也能顺利行走。遇到小沟,甚至可以跳过去。 MRS是一种连动装置,用于根据来自地面的反作用力对旋转装置的油压阀进行控制。这种装置在脚尖部分有一个假想的支点(探测点, sensing point),根据向该支点施加负荷的方式,MRS部件滑动约0.5mm,就会切换油压阀。具体来说,就是在行走时从脚跟触地到重心移至脚尖部位这段时间里关闭油压阀。由于油压阻力会增大,因此不仅能够防止膝部骤然折断,而且稳定性也得以提高。当重心移到脚尖部位时,油压阀打开,膝部顺利弯曲。
它的另一个重要特点是,可根据行走速度,对气缸的反作用力进行10级电子控制,当腿离开地面后,为了使弯曲的膝部得到伸展,就会利用气缸摆动腿部,此时可根据行走速度,自动调节气缸的反作用力。因而,从慢走到小跑可支持很大的速度范围。可利用安装在气缸上的近控开关和磁铁,测定气缸的伸缩周期时间,然后由此算出行走速度。
电池采用锂离子电池。气缸控制使用的是微控制器和步进马达。而MRS和油压缸的控制由于不需电力,因此可连续使用2年而不需充电和更换电池。电池万一没电了,也只是速度调节功能不起作用,仍可以普通速度行走。
作为电子控制的假腿膝关节,海外厂商已经推出同类产品。但不仅价格昂贵,而且要对油压缸进行电子控制,同时还要使用应变仪检测行走状态,因此其缺点是耗电量大。不仅需要每天充电,而且电池一旦没电,膝部将无法弯曲。