一种三功能轴可调的膝关节假肢属医疗康复器械技术领域，本发明专利技术由小腿部件、连接件、大腿部件和液压缸四个主体部分组成，拥有触地弯曲轴、虚拟锁定轴和膝关节主轴三个功能轴。其中虚拟锁定轴结构保证触地初期自锁以保持身体稳定和摆动期解锁以使膝关节顺利弯曲；触地弯曲轴结构减小地反力对膝关节的冲击；膝关节主轴配合液压缸完成人体行走运动膝关节的屈曲和伸展。三个功能轴相互配合，使膝关节假肢更加贴合正常人体的运动状态；根据不同的截肢患者拥有不同的运动特征，调节触地弯曲轴和虚拟锁定轴的位置，可以更好地适应每个患者的运动习惯，从而实现更稳定更舒适的运动效果。从而实现更稳定更舒适的运动效果。从而实现更稳定更舒适的运动效果。
【技术实现步骤摘要】
一种三功能轴可调的膝关节假肢
[0001]本专利技术属医疗康复器械
，具体涉及一种三功能轴可调的膝关节假肢。
技术介绍
[0002]人体平地行走步态周期大概分为五个子阶段：触地弯曲期、触地伸展期、预摆动期、摆动屈曲期、摆动伸展期。在触地弯曲阶段，此时足跟与地面接触，地反力的方向会对膝关节产生一个力矩，若此力矩造成膝关节屈曲，则会造成膝关节假肢的折弯，导致摔倒。所以须在使膝关节假肢触地弯曲阶段不能过度弯曲，以保持稳定。现有单中心膝主轴功能结构包含手动解锁型、承重自锁型和过度伸展控制型三种主要结构。手动解锁型使膝关节假肢一直处于伸直锁紧状态，其保证了触地弯曲阶段的稳定性，但是使得预摆动期的膝关节无法弯曲，增加绊倒的风险性。承重自锁型在触地弯曲阶段利用患者自重，产生较大的摩擦力阻碍膝关节假肢弯曲以达到自锁的效果；在摆动阶段，假肢不承受患者自重，不产生摩擦从而达到解锁的效果。但制动元件会随着运动次数而磨损。磨损使得摩擦元件不能产生足够的制动力矩，导致膝关节产生不必要屈曲，且仅依靠自身重力不能保证每次都能够达到足够的摩擦力实现自锁。过度伸展控制型在前几个步态子阶段都是处于弯曲锁定状态，直至产生一个过度伸展的运动才可以解锁弯曲，因此解锁膝关节时间会有延迟，使用者需要多次训练，逐渐适应过度伸展解锁结构的运动方式和解锁时间点。针对以上这些问题，本专利技术设计了一种新型的可调三功能轴膝关节假肢结构，既能在触地初期实现弯曲自锁，保持稳定，又不影响伸展时的运动效果。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是为了提高截肢患者运动稳定性和运动自然性，设计了一款可调的“三功能轴”膝关节假肢，能够实现触地期承重弯曲自锁，保持关节稳定性，并且推动身体向前运动；在触地期弯曲期吸收足跟触地产生的冲击，减少全身重心竖直位移；在预摆动期弯曲产生足够的足底与地面的间隙；在摆动期弯曲和伸展使小腿和足部向前平稳地摆动，为下一次足跟触地做好准备。且设计可以调节功能轴位置，能够根据截肢者运动特征进行选择合适功能轴的位置，以达到最佳的运动效果。
[0004]本专利技术的一种三功能轴可调膝关节假肢，由大腿部件A、连接件B、小腿部件C、假脚部件D和液压缸1组成，其中连接件B的后销轴35穿过大腿部件A的横孔Ⅱ17，使大腿部件A和连接件B转动连接；连接件B的弹簧组件Ⅰ32下端的螺丝固接于小腿部件C中孔对42的右孔；连接件B的弹簧组件Ⅱ33下端的螺丝固接于小腿部件C中孔对42的左孔；连接件B的右销轴30穿过小腿部件C的弹簧Ⅰ49固接于连接件B中基板28的右下端；连接件B的左销轴29穿过小腿部件C的弹簧Ⅱ55固接于连接件B中基板28的左下端；液压缸1下端由小腿部件C的螺钉对36穿过小腿部件C的孔对41固接；液压缸1上端的活塞杆经销轴与大腿部件A的横孔Ⅲ18活动连接；假脚部件D上端固接于小腿部件C中基板28的下端。
[0005]所述的大腿部件A由上部E、调节器ⅠF、下部G、弹簧组件ⅠH、弹簧组件ⅡI和螺钉对2
组成，其中上部E由顶板3、立板4、后叉板Ⅰ8和后叉板Ⅱ9组成，立板4固接于顶板3的中部下面，后叉板Ⅰ8固接于立板4后面右侧，后叉板Ⅱ9固接于立板4后面左侧；立板4下部设有横孔对5，立板4右下端设有纵孔Ⅰ6，立板4左下端设有纵孔Ⅱ7；调节器ⅠF由后座10、丝杠11、滑块12和旋钮13组成，丝杠11后端与后座10活动连接，丝杠11中部与滑块12中心螺纹连接，丝杠11前端与旋钮13固接；下部G由框架Ⅰ14、右光杆15、左光杆16、孔座Ⅰ19、孔座Ⅱ20和后板21组成，框架Ⅰ14近下端中部设有横孔Ⅱ17；框架Ⅰ14近下端后部设有横孔Ⅲ18；右光杆15固接于框架Ⅰ14右侧中部；左光杆16固接于框架Ⅰ14左侧中部；孔座Ⅰ19固接于框架Ⅰ14右后下端；孔座Ⅱ20固接于框架Ⅰ14左后下端；后板21固接于框架Ⅰ14后上部；弹簧组件ⅠH由上螺钉Ⅰ22、左弹簧23和下螺钉Ⅰ24组成，左弹簧23上端固接于上螺钉Ⅰ22下端，左弹簧23下端固接于下螺钉Ⅰ24上端；弹簧组件ⅡI由上螺钉Ⅱ25、右弹簧26和下螺钉Ⅱ27组成，右弹簧26上端固接于上螺钉Ⅱ25下端，右弹簧26下端固接于下螺钉Ⅱ27上端；调节器ⅠF的后座10固接于下部G的后板21前面，调节器ⅠF的旋钮13位于下部G的框架Ⅰ14前面；螺钉对2经上部E中立板4的横孔对5固接；调节器ⅠF的滑块12通过螺丝固连在纵孔Ⅰ6纵孔Ⅱ7所在框架的后侧；弹簧组件ⅠH上端经上螺钉Ⅰ22与上部E的后叉板Ⅰ8固接，弹簧组件ⅠH下端经下螺钉Ⅰ24与下部G的孔座Ⅰ19固接；弹簧组件ⅡI上端经上螺钉Ⅱ25与上部E的后叉板Ⅱ9固接，弹簧组件ⅡI下端经下螺钉Ⅱ27与下部G的孔座Ⅱ20固接。
[0006]所述的连接件B由基板28、左销轴29、右销轴30、孔座Ⅲ31、弹簧组件Ⅰ32、弹簧组件Ⅱ33、孔座Ⅳ34、后销轴35组成，孔座Ⅲ31固接于基板28的后下端，弹簧组件Ⅰ32上端经螺母与孔座Ⅲ31连接；孔座Ⅳ34固接于基板28的后下端，弹簧组件Ⅱ33上端经螺母与孔座Ⅳ34连接；左销轴29固接于基板28的左下端；右销轴30固接于基板28的右下端；后销轴35固接于基板28的后上端。
[0007]所述的小腿部件C由基座J、调节器ⅡK、调节器ⅢL和螺钉对36组成，其中，基座J由框架Ⅱ38和中座对43组成，其中中座对43由左中座和右中座组成；框架Ⅱ38上端设有卡扣37，框架Ⅱ38前面中部设有左座39和右座40；中座对43的左中座固接于框架Ⅱ38中部左侧，中座对43的右中座固接于框架Ⅱ38中部右侧；框架Ⅱ38左右侧近下端设有孔对41的两个孔，框架Ⅱ38左右侧下部靠后设有孔对42的两个孔；调节器ⅡK由旋钮Ⅰ44、前套Ⅰ45、丝杠Ⅰ46、滑块Ⅰ47、后座Ⅰ48和弹簧Ⅰ49组成，丝杠Ⅰ46前端固接旋钮Ⅰ44，前套Ⅰ45与丝杠Ⅰ46近前端活动连接；丝杠Ⅰ46后端与后座Ⅰ48活动连接；丝杠Ⅰ46中部与滑块Ⅰ47中心螺纹连接；滑块Ⅰ47上端与弹簧Ⅰ49前端固接；调节器ⅢL由旋钮Ⅱ50、前套Ⅱ51、丝杠Ⅱ52、滑块Ⅱ53、后座Ⅱ54和弹簧Ⅱ55组成，丝杠Ⅱ52前端固接旋钮Ⅱ50，前套Ⅱ51与丝杠Ⅱ52近前端活动连接；丝杠Ⅱ52后端与后座Ⅱ54活动连接；丝杠Ⅱ52中部与滑块Ⅱ53中心螺纹连接；滑块Ⅱ53上端与弹簧Ⅱ55前端固接；调节器ⅡK的后座Ⅰ48与框架Ⅱ38中中座对43的左中座固接，调节器ⅡK的前套Ⅰ45外圈与框架Ⅱ38中左座39的孔固接；调节器ⅢL的后座Ⅱ54与框架Ⅱ38中中座对43的右中座固接，调节器ⅢL的前套Ⅱ51与外圈框架Ⅱ38中右座40的孔固接；螺钉对36的两个螺钉与框架Ⅱ38中孔对41的两个孔螺纹连接。
[0008]本专利技术通过使用三功能轴结构使膝关节假肢的摆动更趋向正常人的行走的步态特征。在站立屈曲期，由于足跟触地产生的地反力产生的弯矩使得虚拟锁定轴旋转，闩锁结构紧紧贴合，膝关节主轴无法大角度转动，避免假肢弯折，同时此地反力使触地弯曲轴产生弯曲，由于触地弯曲轴结构处的弹簧刚度很大，所以弯曲角度只有15
°
左右，可以减缓触地
的冲击。到站立伸展阶段本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三功能轴可调膝关节假肢，其特征在于：由大腿部件(A)、连接件(B)、小腿部件(C)、假脚部件(D)和液压缸(1)组成，其中连接件(B)的后销轴(35)穿过大腿部件(A)的横孔Ⅱ(17)，使大腿部件(A)和连接件(B)转动连接；连接件(B)的弹簧组件Ⅰ(32)下端的螺丝固接于小腿部件(C)中孔对(42)的右孔；连接件(B)的弹簧组件Ⅱ(33)下端的螺丝固接于小腿部件(C)中孔对(42)的左孔；连接件(B)的右销轴(30)穿过小腿部件(C)的弹簧Ⅰ(49)固接于连接件(B)中基板(28)的右下端；连接件(B)的左销轴(29)穿过小腿部件(C)的弹簧Ⅱ(55)固接于连接件(B)中基板(28)的左下端；液压缸(1)下端由小腿部件(C)的螺钉对(36)穿过小腿部件(C)的孔对(41)固接；液压缸(1)上端的活塞杆经销轴与大腿部件(A)的横孔Ⅲ(18)活动连接；假脚部件(D)上端固接于小腿部件(C)中基板(28)的下端。2.根据权利要求1所述的三功能轴可调膝关节假肢，其特征在于：所述的大腿部件(A)由上部(E)、调节器Ⅰ(F)、下部(G)、弹簧组件Ⅰ(H)、弹簧组件Ⅱ(I)和螺钉对(2)组成，其中上部(E)由顶板(3)、立板(4)、后叉板Ⅰ(8)和后叉板Ⅱ(9)组成，立板(4)固接于顶板(3)的中部下面，后叉板Ⅰ(8)固接于立板(4)后面右侧，后叉板Ⅱ(9)固接于立板(4)后面左侧；立板(4)下部设有横孔对(5)，立板(4)右下端设有纵孔Ⅰ(6)，立板(4)左下端设有纵孔Ⅱ(7)；调节器Ⅰ(F)由后座(10)、丝杠(11)、滑块(12)和旋钮(13)组成，丝杠(11)后端与后座(10)活动连接，丝杠(11)中部与滑块(12)中心螺纹连接，丝杠(11)前端与旋钮(13)固接；下部(G)由框架Ⅰ(14)、右光杆(15)、左光杆(16)、孔座Ⅰ(19)、孔座Ⅱ(20)和后板(21)组成，框架Ⅰ(14)近下端中部设有横孔Ⅱ(17)；框架Ⅰ(14)近下端后部设有横孔Ⅲ(18)；右光杆(15)固接于框架Ⅰ(14)右侧中部；左光杆(16)固接于框架Ⅰ(14)左侧中部；孔座Ⅰ(19)固接于框架Ⅰ(14)右后下端；孔座Ⅱ(20)固接于框架Ⅰ(14)左后下端；后板(21)固接于框架Ⅰ(14)后上部；弹簧组件Ⅰ(H)由上螺钉Ⅰ(22)、左弹簧(23)和下螺钉Ⅰ(24)组成，左弹簧(23)上端固接于上螺钉Ⅰ(22)下端，左弹簧(23)下端固接于下螺钉Ⅰ(24)上端；弹簧组件Ⅱ(I)由上螺钉Ⅱ(25)、右弹簧(26)和下螺钉Ⅱ(27)组成，右弹簧(26)上端固接于上螺钉Ⅱ(25)下端，右弹簧(26)下端固接于下螺钉Ⅱ(27)上端；调节器Ⅰ(F)的后座(10)固接于下部(G)的后板(21)前面，调节器Ⅰ(F)的旋钮(13)位于下部(G)的框架Ⅰ(14)前面；螺钉对(2)经上部(E)中立板(4)的横孔对(5)固接；调节器Ⅰ(F)的滑块(12)通过螺丝固连在纵...
【专利技术属性】
技术研发人员：任雷，梁威，曹宇，钱志辉，王坤阳，修豪华，陈魏，宋厚楠，任露泉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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