小腿假肢阻尼器和下肢假肢制造技术

本发明专利技术提供一种小腿假肢阻尼器和下肢假肢，小腿假肢阻尼器包括：设置有套接孔的第一小腿杆；一端内置于套接孔内的第二小腿杆，第二小腿杆和第一小腿杆周向定位且两者可相对轴向移动；外套于第二小腿杆的阻尼弹簧，阻尼弹簧的一端固定在第一小腿杆上；能够调节阻尼弹簧的有效工作长度的变刚度调节件，变刚度调节件设置在第二小腿杆上，阻尼弹簧的有效工作段位于第一小腿杆与变刚度调节件之间。本发明专利技术的第一小腿杆与第二小腿杆之间通过阻尼弹簧弹性连接，阻尼弹簧能够缓冲下肢假肢使用时受到的外界冲击；同时能够根据不同的运动环境，利用变刚度调节件调节阻尼弹簧的有效工作长度，使小腿假肢阻尼器的刚度可调，扩宽了下肢假肢的运动范围。

Lower limb prosthesis damper and lower limb prosthesis

The invention provides a leg prosthetic damper and a lower limb prosthetic. The leg prosthetic damper includes a first leg rod with a socket hole, a second leg rod with one end embedded in the socket hole, a second leg rod and a first leg rod positioned circumferentially and both of them can move relatively axially, a damping spring coated on the second leg rod, and one end of the damping spring fixed on the first leg rod. The variable stiffness adjuster which can adjust the effective working length of the damping spring is set on the second leg rod, and the effective working section of the damping spring is located between the first leg rod and the variable stiffness adjuster. The first leg rod and the second leg rod of the invention are elastically connected by a damping spring, which can cushion the external impact when the lower limb prosthesis is used; at the same time, the effective working length of the damping spring can be adjusted by using a variable stiffness adjuster according to different motion environments, so that the stiffness of the leg prosthesis damper can be adjusted, and the range of motion of the lower limb prosthesis can be widened.

【技术实现步骤摘要】
小腿假肢阻尼器和下肢假肢
本专利技术涉及残疾人用品
，更具体地说，涉及一种小腿假肢阻尼器，本专利技术还涉及一种下肢假肢。
技术介绍
在医学上，假肢是一种能够替代因创伤、疾病或先天性疾病而丢失的遗体的人工装置。假肢旨在恢复身体缺失部分的正常功能。随着科学技术的进步，尤其是医疗康复机器人技术的大力发展，智能假肢在截肢患者身上有了新的应用。现有的多功能下肢假肢，包含残肢连接装置、膝关节、肢体、踝关节和假肢足部，其可根据个体差异调整限位调整螺母，达到因人而异的下蹲，限位调整螺母的固定后，行走时小腿部相应角度自然回屈和站立时不反向回折。然而这种设计的假肢结构整体基于“电机+刚性传动副”直接驱动关节结构，这种方式带来的无法避免干扰和外界冲击、体积较大以及耗能多等原理上的弊端，例如当假肢运动与地点发生干涉时，会导致截肢患者运动时遇到障碍物时容易摔倒。智能下肢假肢实际使用时，在不同的运动环境与运动状态下，假肢上受到的力变化较大。根据文献调研，人在步行时足部受力的峰值在1.5倍体重附近，而慢跑时足部受力峰值为是2.5倍体重左右，在快跑时甚至可以达到约2.9倍体重。针对这种情况，传统固定刚度的阻尼器也难以满足智能下肢假肢在各个情形下的自由运动。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种小腿假肢阻尼器，以缓冲下肢假肢使用时受到的外界冲击，同时扩宽下肢假肢的运动范围。本专利技术的另一目的在于提供一种具有上述小腿假肢阻尼器的下肢假肢。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种小腿假肢阻尼器，包括：设置有套接孔的第一小腿杆；一端内置于所述套接孔内的第二小腿杆，所述第二小腿杆和所述第一小腿杆周向定位且两者可相对轴向移动；外套于所述第二小腿杆的阻尼弹簧，所述阻尼弹簧的一端固定在所述第一小腿杆上；能够调节所述阻尼弹簧的有效工作长度的变刚度调节件，所述变刚度调节件设置在所述第二小腿杆上，所述阻尼弹簧的有效工作段位于所述第一小腿杆与所述变刚度调节件之间。优选的，上述小腿假肢阻尼器中，所述变刚度调节件为旋转套筒，所述第二小腿杆外表面设置外螺纹，所述旋转套筒设置有与所述外螺纹配合的内螺纹和供所述阻尼弹簧的螺旋圈卡入的螺旋槽，当所述旋转套筒沿着所述外螺纹旋转时，所述阻尼弹簧的螺旋圈能够沿着所述螺旋槽移动。优选的，上述小腿假肢阻尼器中，还包括驱动所述旋转套筒沿着所述外螺纹旋转的调节驱动件和控制所述调节驱动件的控制器。优选的，上述小腿假肢阻尼器中，所述调节驱动件为设置在所述第一小腿杆一侧的调节电机。优选的，上述小腿假肢阻尼器中，所述调节电机的输出轴平行于所述第一小腿杆，并通过传动机构与所述旋转套筒连接。优选的，上述小腿假肢阻尼器中，所述传动机构为齿轮机构，所述旋转套筒的外表面设置有调节齿轮；所述齿轮机构包括套设在所述调节电机的输出轴上的主动齿轮和与所述调节齿轮啮合的从动齿轮，所述从动齿轮的厚度大于所述调节齿轮的厚度。优选的，上述小腿假肢阻尼器中，所述从动齿轮的两端均设置有避免所述调节齿轮脱离所述从动齿轮的限位凸起。优选的，上述小腿假肢阻尼器中，所述第一小腿杆位于所述第二小腿杆上方。从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供的小腿假肢阻尼器包括第一小腿杆、第二小腿杆、阻尼弹簧和变刚度调节件；第一小腿杆设置有套接孔；第二小腿杆的一端内置于套接孔内，第二小腿杆和第一小腿杆周向定位且两者可相对轴向移动；阻尼弹簧外套于第二小腿杆，阻尼弹簧的一端固定在第一小腿杆上；变刚度调节件能够调节阻尼弹簧的有效工作长度，变刚度调节件设置在第二小腿杆上，阻尼弹簧的有效工作段位于第一小腿杆与变刚度调节件之间。本专利技术的小腿假肢阻尼器适用于下肢假肢，应用时，将小腿假肢阻尼器连接在下肢假肢的相应位置处。本专利技术提供的小腿假肢阻尼器中，第一小腿杆与第二小腿杆之间通过阻尼弹簧弹性连接，阻尼弹簧能够缓冲下肢假肢使用时受到的外界冲击；同时本专利技术能够根据不同的运动环境，利用变刚度调节件调节阻尼弹簧的有效工作长度，使小腿假肢阻尼器的刚度可调，进而使下肢假肢的刚度刚好适应当前的运动状态，以避免假肢形变过大或过小造成的失稳，扩宽了下肢假肢的运动范围。本专利技术还提供了一种下肢假肢，包括仿生足部结构、踝关节驱动器和小腿假肢，所述小腿假肢的底端与所述仿生足部结构连接，所述踝关节驱动器设置在所述小腿假肢与所述仿生足部结构的连接处，所述小腿假肢为上述任一种小腿假肢阻尼器，由于上述小腿假肢阻尼器具有上述效果，具有上述小腿假肢阻尼器的下肢假肢具有同样的效果，故本文不再赘述。优选的，上述下肢假肢中，还包括膝关节驱动器和具有残肢连接部的大腿部件，所述小腿假肢的顶端与所述大腿部件连接，所述膝关节驱动器设置在所述小腿假肢与所述大腿部件的连接处。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的小腿假肢阻尼器的立体结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的小腿假肢阻尼器的主视图；图3是本专利技术实施例提供的下肢假肢的立体结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的下肢假肢的主视图。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种小腿假肢阻尼器，能够缓冲下肢假肢使用时受到的外界冲击，同时扩宽了下肢假肢的运动范围。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。请参考附图1-2，本专利技术实施例提供的小腿假肢阻尼器包括第一小腿杆1、第二小腿杆2、阻尼弹簧3和变刚度调节件；第一小腿杆1设置有套接孔；第二小腿杆2的一端内置于套接孔内，第二小腿杆2和第一小腿杆1周向定位且两者可相对轴向移动；阻尼弹簧3外套于第二小腿杆2，阻尼弹簧3的一端固定在第一小腿杆1上；变刚度调节件能够调节阻尼弹簧3的有效工作长度，变刚度调节件设置在第二小腿杆2上，阻尼弹簧3的有效工作段位于第一小腿杆1与变刚度调节件之间。需要说明的是，第二小腿杆2的一端内置于套接孔内时，第一小腿杆1与第二小腿杆2之间采用机械限位结构，使第二小腿杆2不脱出套接孔，从而保证第一小腿杆1与第二小腿杆2始终套接在一起。变刚度调节件通过调节阻尼弹簧3的有效接入长度来调节阻尼弹簧3的有效工作长度，本实施例的小腿假肢阻尼器适用于下肢假肢，应用时，将小腿假肢阻尼器连接在下肢假肢的相应位置处。本实施例提供的小腿假肢阻尼器中，第一小腿杆1与第二小腿杆2之间通过阻尼弹簧3弹性连接，阻尼弹簧3能够缓冲下肢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小腿假肢阻尼器，其特征在于，包括：设置有套接孔的第一小腿杆(1)；一端内置于所述套接孔内的第二小腿杆(2)，所述第二小腿杆(2)和所述第一小腿杆(1)周向定位且两者可相对轴向移动；外套于所述第二小腿杆(2)的阻尼弹簧(3)，所述阻尼弹簧(3)的一端固定在所述第一小腿杆(1)上；能够调节所述阻尼弹簧(3)的有效工作长度的变刚度调节件，所述变刚度调节件设置在所述第二小腿杆(2)上，所述阻尼弹簧(3)的有效工作段位于所述第一小腿杆(1)与所述变刚度调节件之间。

【技术特征摘要】
1.一种小腿假肢阻尼器，其特征在于，包括：设置有套接孔的第一小腿杆(1)；一端内置于所述套接孔内的第二小腿杆(2)，所述第二小腿杆(2)和所述第一小腿杆(1)周向定位且两者可相对轴向移动；外套于所述第二小腿杆(2)的阻尼弹簧(3)，所述阻尼弹簧(3)的一端固定在所述第一小腿杆(1)上；能够调节所述阻尼弹簧(3)的有效工作长度的变刚度调节件，所述变刚度调节件设置在所述第二小腿杆(2)上，所述阻尼弹簧(3)的有效工作段位于所述第一小腿杆(1)与所述变刚度调节件之间。2.根据权利要求1所述的小腿假肢阻尼器，其特征在于，所述变刚度调节件为旋转套筒(4)，所述第二小腿杆(2)外表面设置外螺纹，所述旋转套筒(4)设置有与所述外螺纹配合的内螺纹和供所述阻尼弹簧(3)的螺旋圈卡入的螺旋槽，当所述旋转套筒(4)沿着所述外螺纹旋转时，所述阻尼弹簧(3)的螺旋圈能够沿着所述螺旋槽移动。3.根据权利要求2所述的小腿假肢阻尼器，其特征在于，还包括驱动所述旋转套筒(4)沿着所述外螺纹旋转的调节驱动件和控制所述调节驱动件的控制器。4.根据权利要求3所述的小腿假肢阻尼器，其特征在于，所述调节驱动件为设置在所述第一小腿杆(1)一侧的调节电机(7)。5.根据权利要求4所述的小腿假肢阻尼器，其特征在于，所述调节电机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智军，魏冬，徐崔超，杨辰光，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34