仿生肌腱制造技术

本实用新型专利技术提供仿生肌腱，包括通过铰销铰接的上定位杆和下定位杆，下定位杆的铰接头套设于上定位杆外侧，上定位杆的铰接头内设有缓冲反应机构；缓冲反应机构包括扭簧、反应力调节垫、限位柱和阻力片，扭簧绕卷于铰销，上扭臂通过反应力调节垫与固接于上定位杆铰接头内的限位柱连接，阻力片与扭簧的下扭臂连接；反应力调节垫采用D3O膨胀性泡沫材料制作，反应连杆可滑动连接于下定位杆开设的反应通孔内，反应连杆的尾端与设置于人体肢端的连接。本实用新型专利技术提出仿生肌腱，在剧烈运动中可提供缓冲作用对关节进行保护，并能将吸收冲击力储存转化为下一个运动循环的动力。在平常使用时起到保护关节的作用，且不产生额外运动限制。

【技术实现步骤摘要】
仿生肌腱
本技术涉及仿生结构
，具体涉及仿生肌腱。
技术介绍
肌腱是肌腹两端的索状或膜状致密结缔组织，其作用是使肌肉与骨骼相连，从肌肉传导拉力和张力到骨骼，还可以提供使关节活动的预应力。一块肌肉的肌腱分附在两块或两块以上的不同骨骼上，通过肌腱的牵引作用使肌肉收缩带动不同骨骼进行运动。在剧烈的运动过程中，关节、肌肉和肌腱都在不断承受较大冲击力，现在医疗器械中对关节的保护也仅用于对关节进行固定或加固，并没有对肌腱进行辅助来强化和保护关节的装置。仿生学是通过了解生物的结构和功能原理，来研制新的机械和新技术以解决问题的学科。使用仿生肌腱来强化和保护关节与肌腱，提高运动能力的技术还是空白，设置能够强化人体肌腱提高运动能力，保护关节降低受伤风险的仿生肌腱具有重要意义。
技术实现思路
本技术提出仿生肌腱，在剧烈运动中可提供缓冲作用对关节进行保护，并能将吸收冲击力储存转化为下一个运动循环的动力，可减少肌肉与骨骼负担，提高运动效率。在平常使用时起到保护关节的作用，且不产生额外运动限制。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本技术通过以下技术方案解决上述问题：仿生肌腱，包括上定位杆和下定位杆，上定位杆和下定位杆的一端通过铰销铰接；所述下定位杆的铰接头套设于上定位杆外侧，上定位杆的铰接头内设有缓冲反应机构；所述缓冲反应机构包括扭簧、反应力调节垫、限位柱和阻力片，所述扭簧绕卷于铰销，扭簧的上扭臂通过反应力调节垫与固接于上定位杆铰接头内的限位柱连接，阻力片与扭簧的下扭臂连接；所述反应力调节垫采用D3O膨胀性泡沫材料制作；所述下定位杆开设轴向反应通孔，反应连杆可滑动连接于反应通孔内，反应连杆的尾端与设置于人体肢端的反应器工作端保持接触，反应连杆前端在反应器工作状态下与阻力片抵接。上述方案中，下定位杆的铰接头套设于上定位杆铰接头外侧，铰销穿过两定位杆的铰接头作为铰接轴实现铰接，缓冲反应机构设置于上定位杆铰接头内，装置安装时铰接位置与关节对应，上、下定位杆分别固接于上下骨骼，上、下定位杆随肢体进行角度的变化，反应连杆尾端与设置于肢端的反应器连接。当反应器受力产生反应推动反应连杆向前推进时，反应连杆前端抵触阻力片形成闭锁机构，反应连杆与阻力片位置相对固定，反应连杆施加给阻力片的推力使阻力片沿上定位杆外侧滑动，带动扭簧下扭臂转动，扭簧将力传递至反应力调节垫。反应力调节垫采用D3O膨胀性泡沫材料制作，D3O是由一种由"智能分子"组成(粘胶液和一种聚合物化合而成)的抗冲击单一材料，可在不同的冲击下呈现出来坚硬与柔软两种状态。当对其缓慢施加作应力时，该材料柔软有弹性；当对遇到剧烈冲撞或挤压时，分子间锁定该材料会瞬间变硬；去除外力后，D3O膨胀性泡沫材料逐级软化。因D3O膨胀性泡沫的特殊性能，在外国已经广泛运用到军事与运动防护之中。当反应器受到剧烈冲撞或挤压时，反应器推动反应连杆抵触阻力片形成闭锁结构，高速冲击通过反应连杆传递至缓冲反应机构，反应力调节垫受到快速施加的应力瞬间变硬将扭簧上扭臂固定形成超限加力结构，扭簧形变可对冲击力进行缓冲并存储能量，可避免关节受到剧烈冲击损伤。此后反应连杆保持与阻力片的抵触，在反应连杆的继续作用下阻力片沿上定位杆外侧滑动，扭簧继续蓄力直至运动到动作转换阶段，扭簧蓄力达到最大数值。当肌肉进入主动做功阶段，即开始主动使用力量进行运动时，扭簧开始复位进入释放能量辅助运动的阶段，此时反应连杆与阻力片位置还是保持抵触，阻力片在扭簧复位作用下沿上定位杆内侧滑动(方向与上一阶段相反)。当肌肉主动做功阶段完成，肢端离开受力面时，反应连杆复位脱离阻力片闭锁结构解锁，反应力调节垫恢复柔软松弛状态，整个装置被释放恢复初始状态。当反应器受到缓慢冲撞或挤压时，反应器推动反应连杆抵触阻力片形成闭锁结构，但缓冲反应机构中反应力调节垫的粘度不受影响保持柔软，扭簧上扭臂在反应力调节垫作用下可在一定范围内转动，扭簧不蓄力或蓄力较小不影响关节的转动。此时仿生肌腱可以起到固定关节防止扭伤拉伤的作用。当反应器不工作时，反应连杆不受力脱离阻力片不形成闭锁机构，仿生肌腱不会影响关节的自由转动。进一步的，所述上定位杆、下定位杆的铰接头为中空圆弧头，阻力片为与上定位杆铰接头直径相同的弧形片，阻力片外侧沿圆周开设可供反应连杆前端抵接的齿形槽。设置齿弧形阻力片，能保证反应连杆前端与阻力片良好接触并具有较好的施力点。进一步的，所述限位柱平行于铰销设置，限位柱两端固接于上定位杆铰接头内壁。所述扭簧的上扭臂和限位柱分别嵌件注塑于反应力调节垫两端。进一步的，所述下定位杆开设的反应通孔为阶梯孔，反应连杆为与反应通孔配合的阶梯杆，反应通孔置内设置可辅助反应连杆复位的复位弹簧。复位弹簧可在肢端不受力时，辅助反应器使反应连杆回归于初始工作位。优选的，所述反应器采用气囊。本技术的优点与效果是：1、本技术所述的仿生肌腱，上定位杆下定位杆与关节两侧固接，上定位杆下定位杆铰接位置与关节对应，可提高关节强度，防止关节做出超关节正常活动范围的运动，减少关节扭伤、拉伤风险。2、本技术所述的仿生肌腱，在进行激烈运动时，缓冲反应机构可提供缓冲作用减小冲击力对关节、骨骼肌的损伤，且缓冲反应机构形成的超限加力结构可对冲击力进行存储，在下一个运动循环中释放，增强肌肉力量，提高运动效率。附图说明图1为仿生肌腱的结构示意图；图2为仿生肌腱的爆炸示意图。图号标识：1、上定位杆，2、下定位杆，3、铰销，4、扭簧，5、反应力调节垫，6、限位柱，7、阻力片，8、反应连杆，9反应器，10、复位弹簧。具体实施方式下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本实施例所述的仿生肌腱，如附图1、2所示，其主体包括上定位杆1、下定位杆2、缓冲反应机构、反应连杆8、反应器9、复位弹簧10。其中上定位杆1、下定位杆2分别设置对应的圆弧形铰接头，下定位杆2的铰接头套设于上定位杆1外侧，铰销3穿过两铰接头圆心开设的连接通孔与螺母配合，实现上定位杆1与下定位杆2的铰接。上定位杆1、下定位杆2分别固接于上、下骨骼，铰接位置与关节对应。缓冲反应机构设置于上定位杆1的铰接头内，包括扭簧4、反应力调节垫5、限位柱6和阻力片7，所述扭簧4绕卷于铰销3，扭簧4的上、下扭臂分别与反应力调节垫5、阻力片7连接。反应力调节垫5一端与扭簧4扭臂连接，另一端连接于限位柱6，限位柱6为两端固接于上定位杆1内壁的平行于铰销3的半圆弧柱体。为实现较好的连接，扭簧4上扭臂、限位柱6分别嵌件注塑于反应力调节垫5的两端。反应力调节垫5采用采用D3O膨胀性泡沫材料，当扭簧4受到剧烈冲击力时，径向力被铰销3承担，切向力传递给反应力调节垫5，D3O膨胀性泡沫材料受到快速强烈的力时会瞬间变硬将扭簧4上扭臂锁死，扭簧4受力形变存储复位势能。如附图1所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.仿生肌腱，其特征在于：包括上定位杆(1)和下定位杆(2)，上定位杆(1)和下定位杆(2)的一端通过铰销(3)铰接；所述下定位杆(2)的铰接头套设于上定位杆(1)外侧，上定位杆(1)的铰接头内设有缓冲反应机构；/n所述缓冲反应机构包括扭簧(4)、反应力调节垫(5)、限位柱(6)和阻力片(7)，所述扭簧(4)绕卷于铰销(3)，扭簧(4)的上扭臂通过反应力调节垫(5)与固接于上定位杆(1)铰接头内的限位柱(6)连接，阻力片(7)与扭簧(4)的下扭臂连接；所述反应力调节垫(5)采用D3O膨胀性泡沫材料制作；/n所述下定位杆(2)开设轴向反应通孔，反应连杆(8)可滑动连接于反应通孔内，反应连杆(8)的尾端与设置于人体肢端的反应器(9)工作端连接，反应连杆(8)前端在反应器(9)工作状态下与阻力片(7)抵接。/n

【技术特征摘要】
1.仿生肌腱，其特征在于：包括上定位杆(1)和下定位杆(2)，上定位杆(1)和下定位杆(2)的一端通过铰销(3)铰接；所述下定位杆(2)的铰接头套设于上定位杆(1)外侧，上定位杆(1)的铰接头内设有缓冲反应机构；
所述缓冲反应机构包括扭簧(4)、反应力调节垫(5)、限位柱(6)和阻力片(7)，所述扭簧(4)绕卷于铰销(3)，扭簧(4)的上扭臂通过反应力调节垫(5)与固接于上定位杆(1)铰接头内的限位柱(6)连接，阻力片(7)与扭簧(4)的下扭臂连接；所述反应力调节垫(5)采用D3O膨胀性泡沫材料制作；
所述下定位杆(2)开设轴向反应通孔，反应连杆(8)可滑动连接于反应通孔内，反应连杆(8)的尾端与设置于人体肢端的反应器(9)工作端连接，反应连杆(8)前端在反应器(9)工作状态下与阻力片(7)抵接。


2.根据权利要求1所述的仿生肌腱，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海，
申请(专利权)人：杨海，
类型：新型
国别省市：四川;51