[發明專利]一種基于人體橫弓和液壓傳動的變剛度假肢腳板

有效

• 申請號: 202010741970.2
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111821076B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 王坤陽;薛益峰;任雷;錢志輝;修豪華;梁威;任露泉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: A61F2/66
• 分類號: A61F2/66
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張冉昕

本發明公開了一種基于人體橫弓和液壓傳動的變剛度假肢腳板，由后跟碳纖板、中前足碳纖底板、液壓擴張組件、連接件組成，結合人體腳板橫向足弓特征，采用液壓傳動去傳遞人體重心移動所帶來的能量變化，使得假肢腳板能根據不同路面情況以及不同運動狀態，更加智能、及時可靠地調節假肢腳板的整體剛度，實現減輕假肢腳板的整體重量的同時，增加假肢腳板的支撐推進作用和舒適度，使用者靜態站立時，碳纖曲板橫向曲率小，假肢腳板整體剛度小，可適應各類復雜路面，增加靜態站立時的穩定性和舒適度；動態行走時，通過液壓擴張組件使碳纖曲板曲率增大，假肢腳板整體剛度增大，對地面反作用力的傳遞效率、支撐推進作用提高。

技術領域

本發明屬于人工假肢制造技術領域，特別涉及一種基于人體橫弓和液壓傳動的變剛度假肢腳板。

背景技術

假肢對于因疾病、事故等原因截肢的殘疾人生活質量的保證和提高具有重要意義。近來碳纖維增強復合材料在假肢領域的應用愈發廣泛，尤其是在假肢腳板的制作方面。目前市場上流行的制備碳纖維板的碳纖維排布增強方式有平紋、斜紋和緞紋織物，這種排布方式使得碳纖維板在主纖維方向上強度較好，而其他方向上的強度欠弱。人體腳板的縱向足弓保證腳板具有一定的彈性，著地時有一定的緩沖作用；而人體腳板的橫向足弓對于保證腳板的整體剛度有著至關重要的作用，是保證人正常行走的關鍵。目前市場上推廣的假肢腳板基本采用橫向平直的碳纖維板來制作，其通常采用較大厚度的碳纖維板來保證假肢腳板的強度，如此便增加了假肢的整體重量。同時，普遍的假肢腳板僅采用固定的碳纖維板制作，不能像人體腳板那樣動態地根據行走周期的不同階段以及不同的路面情況去改變整體剛度。因此有必要提供一種輕便同時可以保證支撐推進作用的動態變剛度新型假肢腳板產品。

發明內容

本發明的目的在于針對現有假肢腳板的不足，提供一種結合人體腳板縱向足弓和橫向足弓特征，采用及時可靠并且效率更高的液壓方式去傳遞人體重心移動所帶來的能量變化，用該能量去實現曲板橫向曲率的變化，實現假肢腳板的整體剛度變化，液動傳遞能量的方式能夠根據假肢腳板左右半邊不同的受力狀態來調節假肢腳板的整體剛度，使得假肢腳板對路面情況以及運動狀態的響應更加智能和及時可靠，滿足不同條件下的假肢腳板的剛度需求的變剛度假肢腳板。

一種基于人體橫弓和液壓傳動的變剛度假肢腳板，由后跟碳纖板、中前足碳纖底板、液壓擴張組件、連接件、螺栓組一、螺栓組二和緊定螺釘組組成，后跟碳纖板的頂端連接部分的頂面與中前足碳纖底板的左底板上平直部分二和右底板上平直部分一的下表面經螺栓組一對稱地緊貼固接在一起，液壓擴張組件中碳纖左曲板外側平直部分二和碳纖右曲板外側平直部分一分別對應地緊貼于中前足碳纖底板左底板上平直部分二和右底板上平直部分一的上表面，經螺栓組一、螺栓組二和緊定螺釘組固接在一起，液壓擴張組件中碳纖左壓板和碳纖右壓板上表面與中前足碳纖底板的邊緣開口直角凹槽二和開口直角凹槽一內側上表面緊貼，經螺栓組二和緊定螺釘組固接在一起，連接件底部傾斜平面與液壓擴張組件中碳纖左壓板和碳纖右壓板上表面經螺栓組一固接在一起，連接件左右兩側直角狀平板經螺栓組二與碳纖左壓板和碳纖右壓板7左右對稱地固接在一起。

所述的后跟碳纖板包括頂端連接部分、中間過渡部分和底端圓弧部分組成，各部分之間平滑過渡，頂端連接部分為頂部有一長方形凸臺的平直板狀，且開有左右對稱分布的六個通孔，中間過渡部分由兩段平直碳纖板夾一段圓弧碳纖板聯結而成，其中圓弧板的半徑為21-23毫米，底端圓弧部分為一小段圓弧，其半徑為40-44毫米，后跟碳纖板中部開有一寬度為30-32毫米的通槽，該通槽將中間過渡部分分割成左右對稱獨立分布的兩部分。

所述中前足碳纖底板由左右對稱的左底板和右底板組成，左底板由上平直部分二和下彎曲部分二組成，上平直部分二內側中空，上平直部分二比下彎曲部分二寬度上小，右底板由上平直部分一和下彎曲部分一組成，上平直部分一內側中空，上平直部分一比下彎曲部分一寬度上小，中前足碳纖底板的左底板和右底板上部整體上構成一個開口的矩形通槽，中前足碳纖底板的左底板和右底板邊緣均有向上彎折形成的開口直角凹槽二和開口直角凹槽一，中前足碳纖底板的左底板和右底板邊緣均開有連接用的通孔。