[發(fā)明專利]阻尼可調(diào)式踝足假肢

無效

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• 申請日: 2010-05-26
• 公開（公告）號: CN101856283A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設計）人: 王人成;沈強;劉啟棟;楊鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: A61F2/66
• 分類號: A61F2/66
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及康復工程領域，具體涉及一種阻尼可調(diào)式踝足假肢。

背景技術(shù)

踝足假肢是小腿假肢和大腿假肢共有的基本部件，它具有站立時和支撐期支撐體重、著地時腳板平滑滾動、足跟著地時減緩沖擊、在不平地面上控制平衡和儲能等功能。踝足假肢種類很多，按驅(qū)動方式可以分成被動和主動兩種。

被動踝足假肢按結(jié)構(gòu)可分成靜踝腳和動踝腳。靜踝腳簡稱SACH腳，這種腳沒有活動的踝關節(jié)，用螺栓與假肢小腿固連在一起，常見有定踝軟跟腳和儲能腳。定踝軟跟腳整體用橡膠或聚胺酯材料制成，腳后跟處有一個楔形的彈性軟墊。SACH腳整體具有一定彈性，能允許一定程度的內(nèi)、外翻和水平轉(zhuǎn)動。SACH腳結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，能量消耗低，壽命長。儲能腳最主要的特征是有一個用碳纖等特殊彈性材料制作的腳芯，稱為“龍骨”，其外面用橡膠或聚胺酯鑄成腳的形狀。儲能腳有很好的回彈性，能夠吸收和釋放能量，為行走提供助力，部分地代償截肢者所失去的腿部肌肉的功能，適合老年人和體弱的截肢者。

動踝腳是具有踝關節(jié)的假腳，動踝腳的主要優(yōu)點是它允許假腳有比較大的跖屈和背屈或其它方向的運動，可以更好地適應不平的路面。與靜踝腳相比，動踝腳較重，且外觀不如靜踝腳好。常見的動踝腳有單軸腳和萬向腳。單軸腳是具有跖屈和背屈一個自由度的動踝腳。單軸腳在踝關節(jié)的位置有一個垂直于矢狀面的旋轉(zhuǎn)軸，在軸的前后各有一塊用硬橡膠做的彈性緩沖塊，以適應假腳踝關節(jié)所受的跖屈和背屈力。假腳的主體部分一般用木質(zhì)材料制作，其底面及前部腳趾部分一般用橡膠或聚胺酯材料制作，因此也稱為木膠腳或者聚胺酯膠腳。萬向腳是具有跖屈和背屈、內(nèi)翻和外翻及旋轉(zhuǎn)三個自由度的動踝腳。萬向腳通常采用球鉸鏈的萬向關節(jié)，在其周圍填充帶限位的硬橡膠作為緩沖塊，以適應假腳踝關節(jié)所受的跖屈和背屈、內(nèi)翻和外翻及旋轉(zhuǎn)力。

常見的單軸腳和萬向腳關節(jié)采用硬橡膠做的彈性緩沖塊，假腳跖屈和背屈角度較小，且阻尼力固定，不能根據(jù)步速等外界環(huán)境變化調(diào)整踝關節(jié)阻尼，自適應這些外界環(huán)境變化。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，使踝足假肢能根據(jù)步速等外界環(huán)境變化調(diào)整踝關節(jié)阻尼，從而自適應這些外界環(huán)境變化。

(二)技術(shù)方案

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種阻尼可調(diào)式踝足假肢，包括腳板、相互連接的上端蓋組件和氣缸組件，所述氣缸組件固定在所述腳板上，

其中，所述上端蓋組件包括直線步進電機、針閥、針閥彈簧和上端蓋，所述直線步進電機安裝在所述上端蓋內(nèi)部，所述針閥與所述直線步進電機的輸出軸連接，所述直線步進電機、針閥和針閥彈簧三者構(gòu)成節(jié)流閥；

所述氣缸組件包括儲能彈簧、活塞、活塞直桿和活塞斜桿，所述儲能彈簧位于所述上端蓋和活塞之間，所述活塞直桿與所述活塞固定連接，活塞斜桿上端與活塞直桿鉸接。

其中，所述氣缸組件還包括第一節(jié)流孔，所述第一節(jié)流孔的下端位于所述活塞的下方，且上端與所述上端蓋上的第二節(jié)流孔相通，第一節(jié)流孔的其余部分為密封狀態(tài)。

其中，所述腳板和氣缸組件通過第一螺釘連接。

其中，所述直線步進電機通過電機密封圈安裝在所述上端蓋內(nèi)部。

其中，所述針閥的下端通過針閥彈簧與第二節(jié)流孔相連。

其中，所述氣缸組件還包括氣缸體、活塞導向環(huán)和活塞密封圈，所述活塞、活塞導向環(huán)和活塞密封圈均位于所述氣缸體內(nèi)，且所述活塞導向環(huán)和活塞密封圈外套于所述活塞上。

其中，所述氣缸組件還包括下端蓋、活塞桿密封體，所述上端蓋組件還包括上端蓋密封圈，所述下端蓋通過所述活塞桿密封體和上端蓋密封圈密封所述氣缸體的下端。

其中，所述氣缸組件還包括踝關節(jié)，所述氣缸體與所述踝關節(jié)連接，且能夠繞踝關節(jié)轉(zhuǎn)動。

其中，所述氣缸組件還包括滾針軸承、底座和踝關節(jié)軸，所述踝關節(jié)通過所述滾針軸承和踝關節(jié)軸與所述底座鉸接，且在踝關節(jié)和底座之間設置有兩個彈性限位塊。

(三)有益效果

本發(fā)明通過節(jié)流閥與儲能彈簧的設計，控制氣缸組件來調(diào)節(jié)腳板繞踝關節(jié)轉(zhuǎn)動的阻尼力矩，從而使踝足假肢的阻尼可調(diào)，進而使踝足假肢能自適應步速等外界環(huán)境變化。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的可調(diào)式踝足假肢的軸測圖；

圖2是本發(fā)明實施例的可調(diào)式踝足假肢帶有局部剖面的主視圖；

圖3是本發(fā)明實施例的可調(diào)式踝足假肢帶有局部剖面的側(cè)視圖；

圖4是圖3的A、B兩部分的局部視圖，左邊為A部分，右邊為B部分(放大倍數(shù)均為5倍)；