膝踝關(guān)節(jié)聯(lián)動式下肢義肢裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種膝踝關(guān)節(jié)聯(lián)動式下肢義肢裝置，該裝置可供從大腿處截肢的殘疾人使用，在行走時膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的運動更加貼近真實肢體的運動情況，能夠更方便的適應(yīng)義肢，更加穩(wěn)定、自然地使用義肢。
【背景技術(shù)】
[0002]下肢截肢的殘疾人為實現(xiàn)生活自理，需要安裝義肢以完成自主行走。從大腿處截肢，其下端下安裝的人工膝關(guān)節(jié)是實現(xiàn)自主行走動作的關(guān)鍵部件，常見義肢僅膝關(guān)節(jié)可動，通過假腿義肢雖能使使用者完成行走的動作，但與正常人行走還有差距，特別是在上下臺階時差距跟大，不利于使用者對義肢的適應(yīng)，動作也很不自然。
[0003]目前，實際使用中的假腿義肢，其膝關(guān)節(jié)可動，但其它位置均采用直接固連方式，不能活動。其膝關(guān)節(jié)一般采用四桿、七桿結(jié)構(gòu)，上部通過接受腔直接安裝在使用者大腿上，下部固連鋁合金管作為小腿，鋁合金管下方固連義腳，義腳采用橡膠制作，內(nèi)部安裝有彈性鋼板，以便在踩地時改變義腳形狀。但由于采用直接固聯(lián)方式，義腳相對小腿不能轉(zhuǎn)動，給使用帶來不便。當使用者將腿部前伸，身體重心向前運動準備行走時，義腳相對地面存在一定夾角，當義腳落地，使用者重心前移并將身體重量置于整個義肢上時，義腳在一段時間內(nèi)只有腳跟位置著地，并非全腳掌著地支撐，影響了義肢在使用時使用者正常行走時身體的穩(wěn)定性。這一腳步運動與膝部運動不配合的問題在義肢使用者上下臺階時表現(xiàn)的更為顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型提供了一種膝踝關(guān)節(jié)聯(lián)動式下肢義肢裝置，除具有膝關(guān)節(jié)外，還安裝了踝關(guān)節(jié)，且兩者能夠互相聯(lián)動，能仿照人體行走的自然動作，可使義肢用戶在行走時膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的運動更加貼近真實肢體的運動情況，能夠更加方便的適應(yīng)義肢，更加自然地使用義肢。
[0005]具體技術(shù)方案為:膝踝關(guān)節(jié)聯(lián)動式下肢義肢裝置，包括大腿圓筒、膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動機構(gòu)、小腿圓筒和義腳，膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動機構(gòu)鉸接于大腿圓筒下端，小腿圓筒固定連接于膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動機構(gòu)下端，所述大腿圓筒上部設(shè)置有上端開口的大腿接受腔，大腿圓筒下部設(shè)置有大腿腔固定接頭；所述膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動機構(gòu)由膝關(guān)節(jié)前連桿、關(guān)節(jié)窩連桿和膝關(guān)節(jié)后連桿組成，膝關(guān)節(jié)前連桿上端和膝關(guān)節(jié)后連桿上端分別鉸接于大腿圓筒下端，且膝關(guān)節(jié)前連桿位于膝關(guān)節(jié)后連桿左側(cè)，膝關(guān)節(jié)后連桿下端設(shè)置有槽形凸輪；關(guān)節(jié)窩連桿左端鉸接于膝關(guān)節(jié)前連桿下端，關(guān)節(jié)窩連桿右端通過銷軸與槽形凸輪連接，槽形凸輪上設(shè)置有異形槽；所述小腿圓筒與關(guān)節(jié)窩連桿固定連接，小腿圓筒內(nèi)設(shè)置有拉桿徑向限位套、上拉桿和下拉桿，拉桿徑向限位套豎直固定于關(guān)節(jié)窩連桿下端面；上拉桿貫穿拉桿徑向限位套，其上端通過設(shè)置于異形槽內(nèi)的凸輪滾柱與槽形凸輪連接，其下端與下拉桿上端轉(zhuǎn)動連接，下拉桿下端鉸接于義腳后端；所述義腳通過轉(zhuǎn)軸連接于小腿圓筒下端，且義腳內(nèi)設(shè)置有彈簧板。
[0006]所述異形槽位于槽形凸輪左下方。
[0007]所述異形槽由斜向槽和V型槽組成，V型槽開口向右上方；斜向槽左高右低，其右端與V型槽左側(cè)邊連通。
[0008]所述異形槽各節(jié)點處均為圓弧過渡。
[0009]所述大腿圓筒內(nèi)側(cè)面設(shè)置有指向膝關(guān)節(jié)后連桿的行程調(diào)節(jié)螺栓，膝關(guān)節(jié)后連桿左側(cè)設(shè)置有與行程調(diào)節(jié)螺栓對應(yīng)的緩沖墊。
[0010]所述槽形凸輪周向左下方側(cè)面設(shè)置有限位槽，所述小腿圓筒上端設(shè)置有阻尼限位機構(gòu)，阻尼限位機構(gòu)由限位孔、螺栓和阻尼桿組成，螺栓和阻尼桿均設(shè)置于限位孔內(nèi)，螺栓位于阻尼桿左側(cè)并與限位孔配合連接，阻尼桿通過彈簧與螺栓連接，且阻尼桿右端指向限位槽。
[0011]所述阻尼桿右端設(shè)置有阻尼輪，阻尼輪與限位槽配合連接。
[0012]所述上拉桿上端設(shè)置有滾柱耳片，凸輪滾柱貫穿滾柱耳片，凸輪滾柱兩端設(shè)置有滾柱擋片，凸輪滾柱上套設(shè)有滾柱套筒。
[0013]所述槽形凸輪前后兩端面上設(shè)置有板簧，板簧兩端與槽形凸輪固定連接，且板簧經(jīng)過V型槽中間位置。
[0014]本實用新型使用方便，通過膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動機構(gòu)和義腳的聯(lián)動配合，使使用者更加貼近正常人行走的自然狀態(tài)，更好的保護其隱私；本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，通過調(diào)節(jié)阻尼限位機構(gòu)和行程調(diào)節(jié)螺栓可以滿足不同使用者的行走習慣，另使用者更容易適應(yīng)本裝置；同時本實用新型制造工藝技術(shù)簡單，便于推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實用新型槽形凸輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為圖2中A-A向剖視圖；
[0018]圖4為本實用新型實施例1力學結(jié)構(gòu)分析圖；
[0019]圖5為本實用新型實施例2力學結(jié)構(gòu)分析圖；
[0020]圖6為本實用新型實施例3力學結(jié)構(gòu)分析圖；
[0021]圖7為圖1中C處放大示意圖；
[0022]圖8為本實用新型力學結(jié)構(gòu)分析圖；
[0023]圖9為本實用新型異形槽結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1、圖2和圖3所示，膝踝關(guān)節(jié)聯(lián)動式下肢義肢裝置，包括大腿圓筒1、膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動機構(gòu)、小腿圓筒2和義腳3，膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動機構(gòu)鉸接于大腿圓筒I下端，小腿圓筒2固定連接于膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動機構(gòu)下端，所述大腿圓筒I上部設(shè)置有上端開口的大腿接受腔4，在使用時，根據(jù)不同使用者大腿的截肢長度選擇相應(yīng)長度的大腿圓筒1，將使用者大腿放入大腿接受腔4內(nèi)并與大腿圓筒I固定，大腿圓筒I下部設(shè)置有大腿腔固定接頭5 ;膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動機構(gòu)由膝關(guān)節(jié)前連桿6、關(guān)節(jié)窩連桿7和膝關(guān)節(jié)后連桿8組成，膝關(guān)節(jié)前連桿6、關(guān)節(jié)窩連桿7、膝關(guān)節(jié)后連桿8和大腿固定接頭5組成四連桿機構(gòu)，膝關(guān)節(jié)前連桿6上端和膝關(guān)節(jié)后連桿8上端分別鉸接于大腿圓筒I下端，且膝關(guān)節(jié)前連桿6位于膝關(guān)節(jié)后連桿8左側(cè)，膝關(guān)節(jié)后連桿8下端設(shè)置有槽形凸輪9 ;關(guān)節(jié)窩連桿7左端鉸接于膝關(guān)節(jié)前連桿6下端，關(guān)節(jié)窩連桿7右端通過銷軸10與槽形凸輪9連接，槽形凸輪9上設(shè)置有異形槽11 ;所述小腿圓筒2與關(guān)節(jié)窩連桿7固定連接，小腿圓筒2內(nèi)設(shè)置有拉桿徑向限位套12、上拉桿13和下拉桿14，拉桿徑向限位套12豎直固定于關(guān)節(jié)窩連桿7下端面；上拉桿13貫穿拉桿徑向限位套12，使上拉桿13在拉桿徑向限位套12只能沿其軸向運動，上拉桿13上端通過設(shè)置于異形槽11內(nèi)的凸輪滾柱15與槽形凸輪9連接，其下端與下拉桿14上端轉(zhuǎn)動連接，下拉桿14下端鉸接于義腳3后端；義腳3通過轉(zhuǎn)軸16連接于小腿圓筒2下端，且義腳3內(nèi)設(shè)置有彈簧板17，在義腳3前端著地時，其前端產(chǎn)生彎曲，模擬出人體腳趾彎曲的動作。
[0025]異形槽11位于槽形凸輪9側(cè)面左下方。異形槽11由斜向槽18和V型槽19組成，V型槽19開口向右上方；斜向槽18左高右低，其右端與V型槽19左側(cè)邊連通，異形槽11各節(jié)點處均為圓弧過渡。
[0026]大腿圓筒I內(nèi)側(cè)面設(shè)置有指向膝關(guān)節(jié)后連桿8的行程調(diào)節(jié)螺栓20，膝關(guān)節(jié)后連桿8左側(cè)設(shè)置有與行程調(diào)節(jié)螺栓20對應(yīng)的緩沖墊21，通過調(diào)整行程調(diào)節(jié)螺栓20與緩沖墊21之間的距離可調(diào)整小腿圓筒2向前擺動的幅度，從而適應(yīng)不同使用者的行走習慣。
[0027]如圖7所示，槽形凸輪9周向左下方側(cè)面設(shè)置有限位槽22，所述小腿圓筒2上端設(shè)置有阻尼限位機構(gòu)，阻尼限位機構(gòu)由限位孔23、螺栓24和阻尼桿25組成，螺栓24和阻尼桿25均設(shè)置于限位孔23內(nèi)，螺栓24位于阻尼桿25左側(cè)并與限位孔23配合連接，阻尼桿25通過彈簧26與螺栓24連接，且阻尼桿25右端指向限位槽22，阻尼桿25右端設(shè)置有阻尼輪27，阻尼輪27與限位槽22配合連接。
[0028]上拉桿13上端設(shè)置有滾柱耳片28，凸輪滾柱15貫穿滾柱耳片28，凸輪滾柱15兩端設(shè)置有滾柱擋片29，凸輪滾柱15上套設(shè)有滾柱套筒30，防止凸輪滾柱15與槽形凸輪9直接摩擦，增加凸輪滾柱15的使用壽命。
[0029]槽形凸輪9前后兩端面上設(shè)置有板簧31，板簧31兩端與槽形凸輪9固定連接，且板簧31經(jīng)過V型槽19中間位置。板簧31為凸輪滾柱15提供一定向上的支持力，防止凸輪滾柱15在異形槽11部分運動段因壓力角較小而影響凸輪滾柱15運動，使凸輪滾柱15具有良好的通過性。
[0030]在本實用新型中凸輪滾柱15在異形槽11中的運動由異形槽11進行導向，板簧31與異形槽11組成可變壓力角凸輪結(jié)構(gòu)，板簧31利用形變產(chǎn)生的彈性力輔助凸輪滾柱15在槽中的運動。
[0031]如圖9所示，設(shè)V型槽19右側(cè)邊上端位置為D點，V型槽19右側(cè)邊中間位置為E點，V型槽19底部為F點，V型槽19左側(cè)邊與斜向槽18連接處為G點，斜向槽18左端位置為H點。
[0032]實施例1
[0033]如圖8和圖4中Al所示，使用者準備平地行走時，先邁出安裝本裝置的一條腿，本裝置隨使用者大腿向上運動脫離地面并處于自由狀態(tài)，凸輪滾柱15位于E點，通過阻尼限位機構(gòu)與限位槽22的配合，此時膝關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動機構(gòu)不會發(fā)生轉(zhuǎn)動，保持使用者的平衡狀態(tài)；如圖4中BI和Cl所示，當使用者向前運動，大腿向前帶動本裝置運動，由于慣性，阻尼限位機構(gòu)與限位槽22脫離，膝關(guān)節(jié)前連桿6和膝關(guān)節(jié)后連桿8分別繞其上端鉸鏈順時針轉(zhuǎn)動，小腿圓筒2在關(guān)節(jié)窩連桿7的帶動下略向前甩，在膝關(guān)節(jié)前連桿6和膝關(guān)節(jié)后連桿8轉(zhuǎn)動到一定程度時，行程調(diào)節(jié)螺栓20與緩沖墊21接觸，阻止在膝關(guān)節(jié)前連桿6和膝關(guān)節(jié)后連桿8繼續(xù)轉(zhuǎn)動，從而防止小腿圓筒2過于前傾影響使用者的身體平衡，使用者可以根據(jù)自身的行走習慣調(diào)整行程調(diào)節(jié)螺栓20，從而改變小腿圓筒2的前甩幅度，當小腿圓筒2前甩時，凸輪滾柱15由E點運動至D點，運動動力來自于小腿圓筒2前甩前甩帶動槽形凸輪9的旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)經(jīng)E點與D點之間的異形槽11傳遞給凸輪滾柱15，壓力點處于異形槽11下部，由于凸輪滾柱15的運動還受到直動機構(gòu)的限制，故凸輪滾柱15實際的運動為直動，在直動過程中運動隨槽形凸輪9轉(zhuǎn)動的位置變化受到異形槽11的限制。在該運動過程中，槽形凸輪9的壓力角能夠滿足驅(qū)動凸輪滾柱15的需要，凸輪滾柱15運動的同時帶動上拉桿13