[發(fā)明專利]仿生柔性被動(dòng)足踝關(guān)節(jié)假肢

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011026426.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112168441B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳劍橋;王坤陽(yáng);任雷;錢志輝;修豪華;梁威;任露泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): A61F2/66
• 分類號(hào): A61F2/66;A61F2/68
• 代理公司: 廣州圣理華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44302
• 代理人: 黃日濤

本發(fā)明的仿生柔性被動(dòng)足踝關(guān)節(jié)假肢，包括：足板頂組件；包括前部為足趾部的足前板構(gòu)件和足板后跟構(gòu)件；踝部組件設(shè)于足板頂組件上側(cè)，其前部通過(guò)第一彈性構(gòu)件連接在足前板構(gòu)件上方，踝部組件可通過(guò)壓縮第一彈性構(gòu)件作用足板后跟構(gòu)件使其向底部方向彈性活動(dòng)；足板助力機(jī)構(gòu)；包括定位架、介質(zhì)輸出倉(cāng)和介質(zhì)接收倉(cāng)，足板后跟構(gòu)件被作用時(shí)可擠壓介質(zhì)輸出倉(cāng)；介質(zhì)輸出倉(cāng)被擠壓時(shí)產(chǎn)生進(jìn)入介質(zhì)接收倉(cāng)的流體介質(zhì)，使介質(zhì)接收倉(cāng)膨脹變形對(duì)足趾部產(chǎn)生推頂作用。本發(fā)明的足踝關(guān)節(jié)假肢，在步態(tài)運(yùn)動(dòng)的初期通過(guò)假肢后跟著地，使足板后跟構(gòu)件對(duì)介質(zhì)輸出倉(cāng)產(chǎn)生擠壓作用，迫使介質(zhì)接收倉(cāng)膨脹產(chǎn)生對(duì)足趾部在步態(tài)運(yùn)動(dòng)的末期離地的推頂助力，輔助截肢者自然步態(tài)的恢復(fù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于人體假肢技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及仿生柔性被動(dòng)足踝關(guān)節(jié)假肢。

背景技術(shù)

踝足關(guān)節(jié)下體假肢主要作用有以下幾個(gè)方面，1.支撐人體重量；2.緩震作用；3.輔助恢復(fù)自然步態(tài)行走；4.足趾離地期推進(jìn)助力。但是目前現(xiàn)有的下體假肢多數(shù)為剛性假肢，主動(dòng)型剛性假肢雖然在支撐人體重量、緩震及推進(jìn)過(guò)程中能發(fā)揮較高的工作效率，但由于其不利于截肢者自然步態(tài)的恢復(fù)以及過(guò)多的增加人體負(fù)荷與提高新陳代謝速率，最終導(dǎo)致改變了假肢使用者本身的自然行走特性。

相較于剛性假肢，被動(dòng)仿生柔性下體假肢自身重量輕，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、成本花費(fèi)低廉。其不但盡量輔助截肢者以較為自然的步態(tài)行走，且能自主適應(yīng)不同路面進(jìn)行內(nèi)外翻形變以及跖、背屈的上下坡度運(yùn)動(dòng)。然而，現(xiàn)有的被動(dòng)仿生柔性下體假肢輔助在步態(tài)運(yùn)動(dòng)的末期是通過(guò)腳跟的彈性助力結(jié)合足板前側(cè)以杠桿原理的方式推動(dòng)足趾離地，區(qū)別于正常人體自然步姿以足趾發(fā)力的方式使足板自然脫離地面。可見(jiàn)，現(xiàn)有的被動(dòng)仿生柔性下體假肢，其人體步姿仿真效果不夠理想，不利于截肢者自然步態(tài)的恢復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種使足趾離地期具有較大推進(jìn)助力的仿生柔性被動(dòng)足踝關(guān)節(jié)假肢。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

仿生柔性被動(dòng)足踝關(guān)節(jié)假肢，包括：足板頂組件、踝部組件和足板助力機(jī)構(gòu)；足板頂組件包括前部為足趾部的足前板構(gòu)件和足板后跟構(gòu)件，足板后跟構(gòu)件連接在足前板構(gòu)件后側(cè)，并可向底部方向彈性活動(dòng)。

踝部組件設(shè)于足板頂組件上側(cè)，其前部通過(guò)第一彈性構(gòu)件連接在足前板構(gòu)件上方，所述踝部組件可通過(guò)壓縮第一彈性構(gòu)件并以其為支點(diǎn)向下方作用足板后跟構(gòu)件，使其向底部方向彈性活動(dòng)。

足板助力機(jī)構(gòu)位于所述足板頂組件下側(cè)，其包括定位架、介質(zhì)輸出倉(cāng)和介質(zhì)接收倉(cāng)，所述介質(zhì)輸出倉(cāng)可向所述介質(zhì)接收倉(cāng)輸送流體介質(zhì)，所述介質(zhì)接收倉(cāng)設(shè)于所述定位架內(nèi)并且位于所述足趾部下側(cè)，所述介質(zhì)輸出倉(cāng)設(shè)于所述定位架內(nèi)位于介質(zhì)接收倉(cāng)后側(cè)，所述足板后跟構(gòu)件被作用時(shí)可擠壓所述介質(zhì)輸出倉(cāng)；所述介質(zhì)輸出倉(cāng)被擠壓時(shí)產(chǎn)生進(jìn)入介質(zhì)接收倉(cāng)的流體介質(zhì)，使介質(zhì)接收倉(cāng)膨脹變形對(duì)足趾部產(chǎn)生推頂作用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的仿生柔性被動(dòng)足踝關(guān)節(jié)假肢，步態(tài)運(yùn)動(dòng)的初期通過(guò)假肢后跟著地，使足板后跟構(gòu)件彈性變形對(duì)介質(zhì)輸出倉(cāng)產(chǎn)生擠壓作用，從而迫使介質(zhì)接收倉(cāng)膨脹產(chǎn)生對(duì)足趾部在步態(tài)運(yùn)動(dòng)的末期離地的推頂助力，通過(guò)將人體對(duì)足板后跟構(gòu)件的重力逐級(jí)轉(zhuǎn)化為對(duì)足趾部的彈力，輔助假肢足趾部在步態(tài)運(yùn)動(dòng)的末期進(jìn)行推脫，模擬于正常人體自然步姿以足趾發(fā)力的方式使足板自然脫離地面，有效地輔助截肢者自然步態(tài)的恢復(fù)。

進(jìn)一步的，所述足板助力機(jī)構(gòu)還包括設(shè)于所述定位架內(nèi)的彈性緩沖結(jié)構(gòu)，所述彈性緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)于所述介質(zhì)輸出倉(cāng)側(cè)部并位于所述足板后跟構(gòu)件下側(cè)，所述足板后跟構(gòu)件被作用時(shí)可壓縮所述彈性緩沖結(jié)構(gòu)，使彈性緩沖結(jié)構(gòu)向介質(zhì)輸出倉(cāng)一側(cè)產(chǎn)生擠壓作用；通過(guò)這樣設(shè)置，假肢后跟著地后，使足板后跟構(gòu)件在彈性緩沖結(jié)構(gòu)的作用下自然脫離地面，輔助假肢后跟的在步態(tài)運(yùn)動(dòng)的中期進(jìn)行推脫。

進(jìn)一步的，所述彈性緩沖結(jié)構(gòu)包括緩沖氣墊和設(shè)于所述緩沖氣墊內(nèi)的彈性復(fù)位件；通過(guò)這樣設(shè)置，有效保證彈性緩沖結(jié)構(gòu)具有可變形擠壓所述介質(zhì)輸出倉(cāng)的效果。