1所屬技術(shù)領(lǐng)域

此發(fā)明主要應(yīng)用與健康衛(wèi)生領(lǐng)域，通過設(shè)計出z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器，可以對人體腿部進行支撐，進而可以分散腿部對膝蓋的巨大壓力，減輕人們在如廁時對膝蓋的損傷。

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背景技術(shù)：

膝關(guān)節(jié)是人體最大、最復(fù)雜的關(guān)節(jié)，它僅僅靠一個狹小的接觸面支撐著我們整個身體的重量。研究表明，平躺時膝蓋的負(fù)重幾乎是零，站起來和平地走路時負(fù)重是體重的1～2倍，上下坡或上下樓梯時是3～4倍，跑步是4倍，蹲和跪是8倍。舉例來說，一個體重60公斤的人，每上一級樓梯，膝蓋就要承受240公斤的重量，深蹲時則要承受480公斤的重量。因此，我們的膝關(guān)節(jié)常常不堪重負(fù)，出現(xiàn)各種毛病或疼痛。

隨著中國人口的逐漸老齡化，老年人膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率呈逐年上升趨勢。我國約有1.2億人患有骨關(guān)節(jié)炎，幾乎每10人中就有一個。中國中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院骨關(guān)節(jié)三科主任、國務(wù)院政府特殊津貼專家陳衛(wèi)衡告訴《生命時報》記者，骨關(guān)節(jié)炎主要分為膝關(guān)節(jié)炎和髖關(guān)節(jié)炎，但臨床經(jīng)驗表明，膝關(guān)節(jié)炎占大多數(shù)。目前我國50歲以上的人群中，一半人有此困擾，60歲后患病率達60％，到了70歲，幾乎每個老年人都會患上此病。

近年來我國骨關(guān)節(jié)疾病增多，與生活方式密不可分，比如不斷增加的體重對膝關(guān)節(jié)造成巨大負(fù)擔(dān)，不恰當(dāng)?shù)慕∩砗瓦\動方式加重了創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生等。雖然關(guān)節(jié)疾病并不致命，但患者會因長期疼痛而喪失勞動能力，甚至致殘。

對于馬桶最先做了詳細(xì)文字記載的是北宋時期歐陽修的《歸田錄二》中的“木馬子”，《辭源》中對其解釋為“木制的馬桶”。中國古代民間使用的馬桶是一種帶蓋的圓形木桶，用桐油或上好的防水朱漆加以涂抹。在1596年，第一個實用的馬桶——一個有水箱和沖水閥門的木制座位馬桶被英國貴族約翰·哈靈頓發(fā)明。這就是最早的沖洗式馬桶，經(jīng)過不斷改進和創(chuàng)新演變成今天的坐便器。雖然現(xiàn)在有了坐便器，但是由于馬桶長期在衛(wèi)生間不僅會滋生細(xì)菌，而且馬桶墊與人體大腿直接接觸也會導(dǎo)致疾病的發(fā)生，并且蹲式馬桶很多人并不習(xí)慣使用，對于如廁時間較長、腿腳有疾患的人或有痔瘡的人同時也不適用。而且大多公共場合都沒有馬桶，中國的農(nóng)村和一些偏遠地區(qū)等地方家里由于馬桶造價高也都沒有馬桶，所以說坐便器在中國并不普遍。因此z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)緩沖器的出現(xiàn)不僅可以有效的解決人們在如廁時膝蓋損傷的問題，而且其經(jīng)濟適用性還可適用于更廣泛的人群。

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技術(shù)實現(xiàn)要素：

此發(fā)明的基本思路就是把設(shè)計部位放在小腿和大腿之間，即在膝蓋處墊放東西從而分散壓力，減小膝蓋受壓力是保護膝關(guān)節(jié)的主要途徑，通過我們設(shè)計出的z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器對人體腿部進行支撐，進而分散腿部對膝蓋的直接作用。從生理結(jié)構(gòu)上來說，蹲式的排便更符合人體生理，理論上來說排便應(yīng)該更順暢。這主要是因為人在下蹲時，腹部的壓力比坐著時要大，這能減少腹部用力，對排便有幫助作用。因此此發(fā)明既能保證在如廁時保護我們的膝蓋，又有減少占地空間，方便攜帶，適用人群廣的優(yōu)點。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：利用鋼材與木材的抗壓性、緩沖性、剛性、吸濕性等；材料性能與人體生理結(jié)構(gòu)；如廁時對z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器高度的處理方法；各部件搭接、連接的關(guān)系，結(jié)合蹲式和坐便式的優(yōu)點，使構(gòu)型和腿部貼合，通過托住腿部從而減小膝蓋受壓而發(fā)明的。整體由六部分組合搭接而成：墊腳臺、弧形支撐架、擬形弧臺、斜撐桿、彈簧撐和連接桿。表面采用較為柔軟的海綿套包裹，一是有緩沖作用，二是增加了整體的美觀度和舒適度。

整體一共分為以下六個部分：

1.墊腳臺：結(jié)合助跑器原理，根據(jù)牛頓第三定律中作用力與反作用力的知識，當(dāng)人們?nèi)鐜昶鹕硭查g給腳的反作用力會感到更輕松、快速，且斜面設(shè)計能分解人的重力，防止足部的著力點過度受壓引起頭暈?zāi)垦！?/p>

2.弧形支撐架：為了貼合小腿弧形設(shè)計，讓腿部均勻受力，增加舒適度，而弧形近似于拱形，充分發(fā)揮拱結(jié)構(gòu)傳力明確，抗壓能力強的特點。同時，該作為主要構(gòu)件，起著支撐作用，根據(jù)強柱弱梁的要求，因此需要足夠的承載力。

3.擬形弧臺：為貼合人體大腿而進行了擬形弧設(shè)計，盡可能托住大腿，人性化處理，增加舒適度，均勻承受人體重量。

4.支撐桿：連接墊腳臺和弧形支撐架，使弧形支撐架受到的力傳遞給弧墊腳臺，且三者近似構(gòu)成三角形，增強了整體的穩(wěn)定性。

5.彈簧撐：首先起到支撐擬形弧臺的作用，此次在人蹲下去時起到儲能的作用，當(dāng)人起身時又起到緩沖和減震的作用。

6.連接桿：用于連接兩個z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器，增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

各個構(gòu)件各司其職，協(xié)調(diào)配合，缺一不可。

本發(fā)明新型的有益效果為，結(jié)合了坐便式和蹲式坐便器的優(yōu)點，既可以有效的保護我們膝蓋，又可以使我們科學(xué)，暢通的方便。

4附圖說明

圖1是本發(fā)明型z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器的側(cè)視圖。

圖2是圖本發(fā)明型z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器的主視圖。

圖3是圖本發(fā)明型z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器的主俯視圖。

圖中：1.海綿套,2.擬形弧臺，3.彈簧撐，4.弧形支撐架，5.支撐桿，6.墊腳臺，7.槽孔。

5具體實施方式

z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器有以下六個部分組成：

1、墊腳臺：結(jié)合助跑器原理，根據(jù)牛頓第三定律中作用力與反作用力的知識，當(dāng)人們?nèi)鐜昶鹕硭查g給腳的反作用力會感到更輕松、快速，且斜面設(shè)計能分解人的重力，防止足部的著力點過度受壓引起頭暈?zāi)垦！?/p>

2、弧形支撐架：為了貼合小腿弧形設(shè)計，讓腿部均勻受力，增加舒適度，而弧形近似于拱形，充分發(fā)揮拱結(jié)構(gòu)傳力明確，抗壓能力強的特點。同時，該作為主要構(gòu)件，起著支撐作用，根據(jù)強柱弱梁的要求，因此需要足夠的承載力。

3、擬形弧臺：為貼合人體大腿而進行了擬形弧設(shè)計，盡可能托住大腿，人性化處理，增加舒適度，均勻承受人體重量。

4、支撐桿：連接墊腳臺和弧形支撐架，使弧形支撐架受到的力傳遞給弧墊腳臺，且三者近似構(gòu)成三角形，增強了整體的穩(wěn)定性。

5、彈簧撐：首先起到支撐擬形弧臺的作用，此次在人蹲下去時起到儲能的作用，當(dāng)人起身時又起到緩沖和減震的作用。

6、連接桿：用于連接兩個z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器，增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

具體使用方法是，z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器可以根據(jù)個人情況，先調(diào)節(jié)弧形支撐架(4)的角度，然后將支撐桿(5)卡在凹槽(7)處合適的位置，即將支撐桿卡在凹槽(7)處，然后平放于地面，雙腳踩在墊腳臺(6)上，緩慢按照貼合腿形的弧度下蹲，使人體腿部貼合于套有海綿套(1)的擬形弧臺(2)上，保持輕松、愉悅的心情，放心使用。在起身時，擬形弧臺(2)與弧形支撐架(4)之間的彈簧撐(3)可起到緩沖的作用，同時也提高使用的安全可靠性。

該作品的優(yōu)勢是較坐便器適用于更多人群，并且根據(jù)力學(xué)原理，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，節(jié)省空間，便于更換，攜帶方便，成本低，使用范圍廣泛等。

推廣的前景是我們基于蹲坑過久對膝蓋損傷以及坐便式易患傳染病幾率的情況設(shè)計出了z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器，讓大家避免了患膝蓋疾病的機率，同時較低的成本適用于更多的地方和人群。