[發(fā)明專利]液壓仿生踝關(guān)節(jié)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811241341.2
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN111084681A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王衛(wèi)剛;朱金營;王啟寧;屠曉光;馬耀軍;王琛濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工道風(fēng)行智能技術(shù)有限公司
• 主分類號: A61F2/66
• 分類號: A61F2/66
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;謝斌

本發(fā)明涉及一種液壓仿生踝關(guān)節(jié)，其特征在于，包括：固定座，下端可與碳纖維儲能腳連接；液壓緩沖機(jī)構(gòu)，壓裝在固定座上，且液壓緩沖機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸與冠狀軸相平行，用來提供仿生踝關(guān)節(jié)跖曲運(yùn)動和背曲運(yùn)動時的阻尼力；四棱臺結(jié)構(gòu)件，上端可與假肢接受腔連接，下端與液壓緩沖機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸連接，四棱臺結(jié)構(gòu)件可圍繞液壓緩沖機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行前后向的旋轉(zhuǎn)擺動。本發(fā)明提供了一種集成液壓阻尼和自復(fù)位功能為一體的液壓仿生踝關(guān)節(jié)，其具有重量輕、體積小和無噪音的特點(diǎn)，讓踝關(guān)節(jié)接近于真實(shí)踝，為更多殘疾人士提供便利的優(yōu)異假肢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種仿生機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體是關(guān)于一種集成液壓阻尼和自復(fù)位功能為一體的液壓仿生踝關(guān)節(jié)。

背景技術(shù)

近年來，由于交通事故、疾病等原因，膝下截肢的人逐漸增多，而穿戴踝關(guān)節(jié)假肢可以達(dá)到對人體缺失功能大代償。現(xiàn)有踝關(guān)節(jié)假肢多為被動式，利用腳板自身變形量來滿足殘肢所需要的回彈力，運(yùn)動起來較為死板、僵硬、靈活性較差。對于上下樓梯的爬行，上下斜坡的行走基本需要裝配者殘端和胯部的身體擺動提供動力，行動起來比較吃力，導(dǎo)致殘疾人士在正常生活中帶來很多不便。

目前，雖然小腿假肢的研究方向傾向于智能化發(fā)展，但智能踝的傳動裝置影響到踝關(guān)節(jié)的體積、重量、噪音，較為重要的就是在價格上比較昂貴，導(dǎo)致殘疾人士在選擇假肢佩戴時不得不舍棄裝配智能假肢，繼續(xù)采用被動踝。此外，國內(nèi)研究主要側(cè)重于膝關(guān)節(jié)假肢功能的實(shí)現(xiàn)，而踝關(guān)節(jié)僅被當(dāng)作彈性儲能結(jié)構(gòu)輔助人體行走，一些關(guān)鍵技術(shù)尚待發(fā)展與完善。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種集成液壓阻尼和自復(fù)位功能為一體的液壓仿生踝關(guān)節(jié)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種液壓仿生踝關(guān)節(jié)，包括：固定座，下端可與碳纖維儲能腳連接；液壓緩沖機(jī)構(gòu)，壓裝在所述固定座上，且所述液壓緩沖機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸與冠狀軸相平行，用來提供仿生踝關(guān)節(jié)跖曲運(yùn)動和背曲運(yùn)動時的阻尼力；四棱臺結(jié)構(gòu)件，上端可與假肢接受腔連接，下端與所述液壓緩沖機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸連接，所述四棱臺結(jié)構(gòu)件可圍繞所述液壓緩沖機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行前后向的旋轉(zhuǎn)擺動。

所述的液壓仿生踝關(guān)節(jié)，優(yōu)選的，所述液壓緩沖機(jī)構(gòu)包括：液壓殼體；轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)動設(shè)置在所述液壓殼體內(nèi)；固定翼片，所述固定翼片的第一端與所述液壓殼體連接成一體，第二端與所述轉(zhuǎn)子密封接觸；活動翼片，所述活動翼片的第一端與所述轉(zhuǎn)子連接成一體，第二端與所述液壓殼體密封接觸；所述轉(zhuǎn)子、固定翼片和活動翼片共同將所述液壓殼體的內(nèi)腔分隔為第一液壓腔和第二液壓腔；在所述固定翼片上開設(shè)有至少兩個用來連通所述第一液壓腔和第二液壓腔的液壓流道，其中至少一個所述液壓流道內(nèi)設(shè)置有控制液壓工質(zhì)由所述第一液壓腔流向所述第二液壓腔的第一單向閥，其余所述液壓流道內(nèi)設(shè)置有控制液壓工質(zhì)由所述第二液壓腔流向所述第一液壓腔的第二單向閥。

所述的液壓仿生踝關(guān)節(jié)，優(yōu)選的，所述液壓殼體包括液壓外殼、密封蓋和液壓端蓋，所述液壓外殼為兩端敞口的筒形，所述密封蓋和液壓端蓋依次固定在所述液壓外殼的兩敞口端，以密封所述液壓外殼的內(nèi)腔。

所述的液壓仿生踝關(guān)節(jié)，優(yōu)選的，在所述液壓外殼上沿徑向開設(shè)有與所述液壓流道連通的調(diào)節(jié)孔，所述調(diào)節(jié)孔內(nèi)旋合有用來調(diào)節(jié)所述液壓流道過流面積的調(diào)節(jié)閥。

所述的液壓仿生踝關(guān)節(jié)，優(yōu)選的，在所述液壓殼體內(nèi)還設(shè)置有用來使所述轉(zhuǎn)子復(fù)位的彈性件，復(fù)位位置設(shè)置為靜止?fàn)顟B(tài)時所述四棱臺結(jié)構(gòu)件水平為正常對線位置。

所述的液壓仿生踝關(guān)節(jié)，優(yōu)選的，所述彈性件為裝配在所述密封蓋和液壓端蓋之間的渦簧，所述渦簧的第一端固定在所述轉(zhuǎn)子上，第二端固定在所述液壓外殼上。

所述的液壓仿生踝關(guān)節(jié)，優(yōu)選的，所述四棱臺結(jié)構(gòu)件的上端具有用來與假肢接受腔連接的標(biāo)準(zhǔn)連接件，下端具有倒U型鉸座，且所述鉸座的兩豎臂分別與所述液壓緩沖機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子連接。