專利名稱：關(guān)節(jié)(膝關(guān)節(jié))的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可限制擺動(dòng)位置的雙擺動(dòng)桿關(guān)節(jié)(膝關(guān)節(jié))，特別是人體關(guān)節(jié)，其中通過(guò)弧形的導(dǎo)軌產(chǎn)生組合式轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
設(shè)計(jì)各種關(guān)節(jié)，特別是膝關(guān)節(jié)的困難在于，應(yīng)當(dāng)模擬關(guān)節(jié)的自然運(yùn)動(dòng)，然而這種自然運(yùn)動(dòng)并不是純轉(zhuǎn)動(dòng)，而是一種轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)的組合。
在文獻(xiàn)AT PS393620中公開(kāi)了一種用于膝部假肢的關(guān)節(jié)，其中在一個(gè)第一假肢上有兩個(gè)弧形導(dǎo)軌，其中限制兩個(gè)假肢擺動(dòng)角度的第二假肢的端頭與該弧形導(dǎo)軌嚙合。該端頭或軸銷(xiāo)位于另一個(gè)端頭的弧形導(dǎo)軌軸線的端部位置。但是這種結(jié)構(gòu)無(wú)法模仿膝蓋的自然運(yùn)動(dòng)。
在文獻(xiàn)US A5009223中公開(kāi)了一種膝部假肢關(guān)節(jié)，其中除了有兩個(gè)弧形導(dǎo)軌外，還有另外兩個(gè)弧形導(dǎo)軌，這兩個(gè)額外的導(dǎo)軌構(gòu)成了一個(gè)“T”形，其中在“T”形的一個(gè)邊上有一個(gè)樞軸，在“T”形的另一個(gè)邊上有另一個(gè)樞軸，它屬于另一個(gè)假肢。這種公知構(gòu)造也不能模擬自然的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種上述類型的關(guān)節(jié)，它可產(chǎn)生組合式轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，特別是(但不僅限于)作為膝關(guān)節(jié)假肢。該方案還應(yīng)實(shí)現(xiàn)以相對(duì)簡(jiǎn)單的方式更換磨損件，而且更換時(shí)也可改變運(yùn)動(dòng)方式。
以上任務(wù)的解決方案是，一個(gè)與其中一個(gè)擺動(dòng)桿例如下股骨相連的凸輪體，它最好在兩側(cè)具有兩個(gè)凸輪，該凸輪與弧形導(dǎo)軌相互作用，而且該凸輪設(shè)置在半殼內(nèi)，所述半殼與例如上股骨的第二擺動(dòng)桿相連。
這種結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)的組合運(yùn)動(dòng)，即便改變弧形導(dǎo)軌也可適應(yīng)相應(yīng)的條件。更換磨損件的方式也相對(duì)簡(jiǎn)單。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，本發(fā)明所述凸輪體具有在圓角棱邊處相交的、構(gòu)成一個(gè)凸輪的圓柱面，并且具有在垂直于擺動(dòng)方向上凸出的、構(gòu)成第二個(gè)凸輪的凸臺(tái)，所述導(dǎo)軌在半殼內(nèi)分成兩段。
其中優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是，所述凸輪體的橫截面具有尖端為圓角的弧邊三角的形狀。
所述凸出的第二個(gè)凸輪在弧邊三角的、位于兩個(gè)圓柱面的相交棱邊對(duì)面的一側(cè)構(gòu)成。
最好將一個(gè)擺動(dòng)桿的連接件設(shè)置在兩個(gè)圓柱面的相交棱邊對(duì)面。
為了固定兩個(gè)半殼，所述兩個(gè)半殼被一個(gè)固定件部分包圍，在該固定件上設(shè)置了另一個(gè)擺動(dòng)桿的連接件。
所述半殼在所述固定件內(nèi)采用滑入方式構(gòu)成，所以易于更換。
下面對(duì)照附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明不受該實(shí)施例的限制。
其中

圖1表示本發(fā)明所述關(guān)節(jié)的立體圖；圖2表示圖1所示關(guān)節(jié)的分解圖；圖3表示關(guān)節(jié)位于伸展?fàn)顟B(tài)時(shí)的縱向剖視圖；圖3a表示關(guān)節(jié)處在圖3所示位置時(shí)的主要導(dǎo)軌；圖4表示關(guān)節(jié)處在最大彎曲位置的縱向剖視圖；圖4a表示關(guān)節(jié)處在圖4所示位置時(shí)的主要導(dǎo)軌；圖5表示沿垂直于圖3所示剖面將關(guān)節(jié)剖開(kāi)的局部視圖。
圖中所示的實(shí)施例是一個(gè)膝部假肢。其中在一個(gè)固定件1上設(shè)有連接桿2，它可與上股骨相連。在固定件1內(nèi)可插入兩個(gè)半殼3和4，它們通過(guò)孔5和未畫(huà)出的螺釘緊固在固定件1上。
在半殼3和4內(nèi)有弧形導(dǎo)軌6、6’和7、7’，其中的導(dǎo)軌7、7’相對(duì)導(dǎo)軌6、6’構(gòu)成臺(tái)階形。
所述半殼3，4內(nèi)容納了一個(gè)凸輪體8，該凸輪體上連接著一個(gè)桿9，該桿可與下股骨相連。所述凸輪體8的橫截面大致為一個(gè)弧邊三角形。兩個(gè)圓柱面10和11相交于一個(gè)帶有圓角的棱邊12，該棱邊位于桿9對(duì)面。所述兩個(gè)圓柱面10和11構(gòu)成一個(gè)凸輪，以引導(dǎo)凸輪體8。該凸輪或圓柱面10和11與弧形導(dǎo)軌7、7’相互作用。
在所述凸輪體8的側(cè)面有凸起的凸輪13和14，它們與弧形導(dǎo)軌6、6’相互配合。該凸輪13和14在圖中所示的實(shí)施例中大致呈橢圓形截面，其中的一個(gè)部分15具有較大的曲率半徑，它構(gòu)成了弧邊三角形的第三個(gè)邊，另兩個(gè)部分16具有較小的曲率半徑，它們與弧形導(dǎo)軌6、6’相配合。
如圖3和圖3a所示，在關(guān)節(jié)處于伸展位置時(shí)，圓柱面10靠在導(dǎo)軌7上，圓柱面11是自由的。伸展位置是通過(guò)桿9靠在半殼3和4上限定的。為了保證精確定位，桿9靠在半殼3和4上時(shí)，最好采用一個(gè)機(jī)械定位塊，它是在圓柱面10和導(dǎo)軌7之前構(gòu)成大約呈1度的機(jī)械擋塊。
如圖4和圖4a所示，在關(guān)節(jié)處于最大彎曲位置時(shí)，桿9靠在半殼3和4的對(duì)面的定位面上。在該位置上，圓柱面11靠在導(dǎo)軌7上，而圓柱面10是自由的。同樣，桿9靠在半殼3和4上時(shí)，最好采用一個(gè)機(jī)械定位塊，它是在圓柱面11和導(dǎo)軌7之前構(gòu)成大約呈1度的機(jī)械擋塊。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)許多變化。例如本發(fā)明所述關(guān)節(jié)可自由選擇控制單元，用于其他人體關(guān)節(jié)和假肢。若在其他領(lǐng)域中要求實(shí)現(xiàn)組合式轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)，則也可使用本發(fā)明所述關(guān)節(jié)。
權(quán)利要求
1.可限制擺動(dòng)位置的雙擺動(dòng)桿關(guān)節(jié)(膝關(guān)節(jié))，其中通過(guò)弧形的導(dǎo)軌(6，6’；7，7’)產(chǎn)生組合式轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明的特征是，具有一個(gè)與其中一個(gè)擺動(dòng)桿，例如下股骨相連的凸輪體(8)，它最好在兩側(cè)具有兩個(gè)凸輪(10，11；13，14)，該凸輪與弧形導(dǎo)軌(6，6’；7，7’)相互作用，而且該凸輪設(shè)置在半殼(3，4)內(nèi)，所述半殼與第二擺動(dòng)桿，例如上股骨相連。
2.如權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)，其特征是，所述凸輪體(8)具有在圓角棱邊(12)處相交的、構(gòu)成一個(gè)凸輪的圓柱面(10，11)，并且具有在垂直于擺動(dòng)方向上凸出的、構(gòu)成第二個(gè)凸輪(13，14)的凸臺(tái)，所述導(dǎo)軌(6，6’；7，7’)在半殼(3，4)內(nèi)分成兩段。
3.如權(quán)利要求1或2所述的關(guān)節(jié)，其特征是，所述凸輪體(8)的橫截面具有尖端為圓角的弧邊三角的形狀。
4.如權(quán)利要求3所述的關(guān)節(jié)，其特征是，所述凸出的第二個(gè)凸輪(13，14)在弧邊三角的位于兩個(gè)圓柱面(10，11)的相交棱邊(12)對(duì)面的一側(cè)構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求2至4中任何一項(xiàng)所述的關(guān)節(jié)，其特征是，一個(gè)擺動(dòng)桿的連接件設(shè)置在兩個(gè)圓柱面(10，11)的相交棱邊(12)對(duì)面。
6.如以上權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的關(guān)節(jié)，其特征是，所述兩個(gè)半殼(3，4)被一個(gè)固定件(1)部分包圍，在該固定件上設(shè)置了另一個(gè)擺動(dòng)桿的連接件。
7.如權(quán)利要求6所述的關(guān)節(jié)，其特征是，所述半殼(3，4)在所述固定件(1)內(nèi)采用滑入方式構(gòu)成。
全文摘要
可限制擺動(dòng)位置的雙擺動(dòng)桿關(guān)節(jié)(膝關(guān)節(jié)),其中通過(guò)弧形的導(dǎo)軌(6,6’;7,7’)產(chǎn)生組合式轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)運(yùn)動(dòng),本發(fā)明的特征是,一個(gè)與其中一個(gè)擺動(dòng)桿例如下股骨相連的凸輪體(8),它最好在兩側(cè)具有兩個(gè)凸輪(10,11:13,14),該凸輪與弧形導(dǎo)軌(6,6’;7,7’)相互作用,而且該凸輪設(shè)置在半殼(3,4)內(nèi),所述半殼與例如上股骨的第二擺動(dòng)桿相連。該方案可以相對(duì)簡(jiǎn)單的方式更換磨損件,而且更換時(shí)可改變運(yùn)動(dòng)方式。
文檔編號(hào)A61F2/38GK1280476SQ98811722
公開(kāi)日2001年1月17日 申請(qǐng)日期1998年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月19日
發(fā)明者約瑟夫·格拉芬格 申請(qǐng)人:約瑟夫·格拉芬格