用于矫形外科部件的连接元件制造技术

本发明专利技术涉及一种两个刚性地彼此耦合的矫形外科部件、特别是假肢部件或矫正器部件之间的连接元件（５），所述矫形外科部件具有一上部件（２）和一下部件（８），其中，所述连接元件（５）具有层压结构并且在该连接元件（５）中设置至少一个用于确定有效力矩或有效力的传感器（２０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在两个刚性地彼此耦合的矫形外科部件、特别是假肢部件或矫正 器部件之间的连接元件，所述矫形外科部件具有一上部件和一下部件。当不能进行围绕一 固定的摆动轴线摆动时则存在刚性连接。当所述连接元件退让地支承在一接收部中时也给 出刚性连接。所述连接元件的弹性构型、特别是弯曲弹性不抵抗所述刚性连接。这种连接 元件特别适合在所谓的膝-踝-脚矫正器中采用并且用于使脚件与小腿结构连接，所述小 腿结构固定地设置在矫正器载体的小腿上。这种矫正器用于支持运动器具。本专利技术还涉及 一种具有这种连接元件的矫正器装置。
技术介绍
由US 2008/0039756 Al公开了一种具有一框架的矫正器，该框架的近心框架部分 可固定在矫正器载体的大腿上。远心框架部分通过膝关节可摆动地支承在所述近心框架部 分上。在所述远心框架部分的远心端部上铰接地固定着一个脚件。所述脚件可通过致动器 驱动地摆动。所述近心框架部分可相对于所述远心框架部分通过膝致动器移位。这种矫正 器用于主动支持运动过程。WO 2005/058211 A2描述了一种所述类型的矫正器，其具有设置在中间和侧面的 支撑杆，它们分别通过膝关节彼此连接。所述支撑杆通过弓形件彼此保持确定的间距，所述 中间的和侧面的支撑杆固定在所述弓形件上。所述弓形件这样构造在大腿部件的远心端部 上和下部件的近心端部上，使得它们形成用于液压缸的接收部。当穿戴上所述矫正器时所 述液压缸设置在脊背侧。在此缺点是，阻尼装置需要非常多的空间并且一般不能在穿戴在 普通裤子下面。由DE 10 2004 027 252. 2公开了由纤维增强的复合材料制成的梁式弹簧例如结 合脚提升矫正器的使用。在弯曲构成的梁式弹簧上设有用于将该弹簧固定在脚和小腿上的 固定装置。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供一种特别是用于矫正器装置或假肢装置的连接元件，利用 所述连接元件可实现已连接部件之间的有效力的改善的检测。根据本专利技术，所述任务通过 具有主权利要求特征的连接元件解决。在从属权利要求中给出本专利技术的有利构型和进一步方案。根据本专利技术，提出了一种在两个刚性地彼此耦合的矫形外科部件之间的连接元 件，所述矫形外科部件具有上部件和下部件，所述连接元件具有层状结构并且在该连接元 件中设置至少一个用于测定有效力矩或有效力的传感器。通过这个传感器或这些传感器分 别可确定当前的有效力矩、例如扭矩或弯矩。由此可推断出当前的结构载荷或例如当前的 行走阶段。当所述上部件和所述下部件不彼此铰接地连接时就存在刚性连接。用于确定力或力矩的传感装置优选被层压在所述连接元件内部，S卩，由层压层包围，从而所述传感器相对于外部影响被最大程度地屏蔽并且仅仅检测连接元件内部的有效 力和力矩。对于层压入的信号传播-或放大电路也是如此，其优选位于所述传感装置的附 近。 为了使得由于层压入的状态导致的干扰最小化，本专利技术的一个进一步方案提出， 每个传感器相对于所述层状材料的剪力被屏蔽，优选这通过以下方式实现，即，在所述传感 器与所述层压材料之间设置分隔层、特别是薄膜或收缩软管。由此避免在所述连接元件弯 曲时所述层压材料内部的剪力传递到所述传感器上，由此将引起测量不准。所述分隔层可 设置在所述传感器的单侧上并且所述传感器的仅仅一侧相对于剪力被屏蔽。所述传感器优选构造为应变片，所述应变片设置在一载体上，其中，所述载体优选 也层压在所述连接元件中。在此特别是这样地进行所述载体的层压，使得该载体一同经受 所述连接元件的变形，从而可根据所述载体的变形推断出所述连接元件的载荷。由此提供 了一种模块，其由所述载体和一个事先安置在所述载体上的应变片、必要时与一用于分析 处理、传播和加强传感器信号的电路一起构成。该模块能够在制造连接元件时简单地层压 到所述连接元件中，其中，用于转送传感器数据的接头必须从所述连接元件中通出，所述接 头例如呈电缆或层压入的插座的形式。传感器数据的转送也可以无电缆地进行，例如通过 感应式耦合装置或无线电进行。对于无电线式传输有利的特别是使用基于SAW技术(声表 面波)的应变片。它们能够被无电缆地询问，其测量原理基于以下事实声表面波在晶体中 的传播速度并且从而信号运行时间取决于其机械应力状态。整个传感器单元可在一个唯一的印制电路板上实施，所述分析处理电子装置也处 于所述印制电路板上。在此提出，所述传感器、例如应变片借助于厚层技术安置在所述印制 电路板上。由此不需要单独的载体材料，从而能够总体上实现紧凑的结构。所述印制电路 板由此用作所述传感器和所述分析处理电子装置集成电路的载体。所述传感器的数据必要 时在通过所述分析处理电子装置分析处理之后转送给一个与所述传感器连接的控制装置。 所述控制装置必要时可以设置在所述印制电路板上。所述控制装置与致动器耦合，从而所 述致动器的状况可基于所述传感器信号改变、即变化。所述分隔层可固定在所述载体上，从而可将一个被封装的传感器埋入到层压材料 中，而不需要另外的工作步骤。例如构造为薄膜的分隔层可粘接在所述载体上，从而仅仅是 传递到所述载体上的弯力或弯矩被所述传感器测量。也可以用收缩软管来代替所述薄膜。 本专利技术的一个进一步方案提出，所述传感器和必要时所述载体浮动式地支承在所述连接元 件中，以便避免当所述层压材料不均勻地膨胀时在使用所述载体期间例如在由于热引起的 载体膨胀时所述载体变形。这例如在纤维增强复合材料和金属载体进行材料配对时就是这 种情况。浮动式支承一方面避免有缺陷信号的产生并且另一方面避免所述连接元件的封装 材料的爆开。所述载体并且从而所述应变片优选设置在所述连接元件的中立纤维中，由此保证 了所述连接元件的弯曲的无干扰的测量。可层压入不同厚度的载体，以便使所述传感器的 敏感性能够变化。载体越厚，传感器越敏感，因为所述应变片上的扭曲在给定的变形的情况 下更高。所述载体可构造为板、例如塑料板或金属板或者构造为棒形、特别是圆柱形或套 筒形的载体。在一载体上可设置多个传感器或应变片，所述应变片特别是可以设置在所述载体的相反侧上，以便能够无干扰地检测弯矩和扭矩。同样，也可以在一个载体上设置多个信号传播装置。所述传感器可以沿着所述载体的纵向延伸彼此间隔开地设置在所述载体上 并且设置在所述连接元件上或连接元件中。本专利技术的一个实施方式提出，所述连接元件构造为脚跟弹簧，所述脚跟弹簧设置 在所述矫正器载体的侧面或脊背侧。特别是在将脚跟弹簧相对于矫正器载体设置在脊背侧 时提出，所述传感器设置在脚踝后面，其中，可算出由距离实际的踝关节的间距给出的错误 测量、偏移量，从而在已知装入位置的情况下可进行脚踝力矩的估算。所述连接元件优选由纤维增强的复合材料、例如玻璃纤维增强的或碳纤维增强的 复合材料构成并且例如构造为梁式弹簧元件。所述连接元件能够可更换地与所述上部件和/或所述下部件连接，以便保证容易 地与所述矫形外科部件的相应载体的不同生理状况适配，例如以便允许与体重、体能或体 形的适配。对此替代地，所述连接元件构造为所述上部件和/或所述下部件的一部分，使得 例如脚件和脊背弹簧彼此一体地构成，以便能够与小腿结构形式的所述上部件连接。反过 来，所述连接元件可以与所述上部件一体地构成，使得仅仅必须将所述下部件设置在所述 连接元件上。上部件和下部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在两个刚性地彼此耦合的矫形外科部件、特别是矫正器部件之间的连接元件，所述矫形外科部件具有一上部件和一下部件，其特征在于，所述连接元件（５）具有层压结构并且在该连接元件（５）中设置至少一个用于测定力矩或力的传感器（２０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2008-5-20 102008024750.21.一种在两个刚性地彼此耦合的矫形外科部件、特别是矫正器部件之间的连接元件， 所述矫形外科部件具有一上部件和一下部件，其特征在于，所述连接元件( 具有层压结 构并且在该连接元件(5)中设置至少一个用于测定力矩或力的传感器00)。2.根据权利要求1的连接元件，其特征在于，所述传感器00)被层压在所述连接元件 (5)内部。3.根据权利要求1或2的连接元件，其特征在于，所述传感器OO)相对于所述层压材 料的剪力被屏蔽。4.根据上述权利要求之一的连接元件，其特征在于，在所述传感器OO)与所述层压材 料之间设置分隔层(23)，特别是薄膜。5.根据权利要求4的连接元件，其特征在于，所述分隔层设置在所述传感器OO) 的单侧上。6.根据上述权利要求之一的连接元件，其特征在于，所述传感器OO)构造为应变片(21)，所述应变片设置在一载体0 上。7.根据权利要求6的连接元件，其特征在于，所述应变片设置在一分析处理电子 装置的印制电路板上，该印制电路板用作载体02)。8.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所述应变片以厚层技术构造。9.根据权利要求6至8之一的方法，其特征在于，所述载体0 这样层压在所述连接 元件(5)中，使得该载体一同经受所述连接元件(5)的变形。10.根据权利要求6至9之一的方法，其特征在于，所述分隔层固定在所述载体(22)上。11.根据权利要求6至10之一的方法，其特征在于，所述载体0 设置在所述连接元 件(5)的中立纤维(55)中。12.根据权利要求6至11之一的方法，其特征在于，所述载体02)构造为板或者圆柱 形、特别是套筒形地构成。13.根据权利要求6至12之一的方法，其特征在于，所述载体0 浮动式地支承在所 述连接元件(5)中。14.根据权利要求6至13之一的方法，其特征在于，在一载体0 上设置多个传感器 (20)。15.根据权利要求6至14之一的方法，其特征在于，采用不同厚度的载体(22)，所述载 体被...

【专利技术属性】
技术研发人员：R奥贝热，J弗里森，
申请(专利权)人：奥托博克保健有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]