自锁关节,特别是矫形器械关节制造技术

自锁关节，特别是矫形器械关节，包括两个通过一个转动轴线连接的关节件，其特征在于各关节件（１，２）都有一曲形装置（５，６），并且这些曲形装置（５，６）以这样一个大角度相交，即当一个关节件（１，２）相对于另一个转动时，在两个曲形装置中导向的且其轴线位于曲形装置中心线（１０，１１）相交处的一个滚动体（７）可沿曲形装置中心线（１０，１１）自由地移动，并且当在中心线（１０，１１）相交处所绘的与它们相切的假想切线之间之角度α接近零且连接两曲形装置（５，６）的曲率圆心的线不穿过在锁定位置的相交或接触点处的关节转动轴线（４）时，可使关节进入自锁的锁定状态。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自锁关节，特别是一种矫形器械关节，包括两个由一转动轴线连接的关节件。矫形器械的相应部分与该关节之间的连接由这些关节件实现。矫形器械上的关节应具有稳定的性能。它们能以一种受控的方式引导并支撑局部瘫痪病人(如脊柱裂)和那些不能自行移动的病人的运动。这种关节可被移动到一锁定状态以实现支撑功能，并当病人需要自由移动(例如当他或她希望坐下时)时可被移动到一非锁定状态。根据现有技术的现状，这类关节有两种基本形式，与Ferrari治疗方法相应的传统关节由一简单的埋头螺栓锁定，它在关节转动轴线的范围内阻止关节件的短杆臂朝对方相互移动，或仅允许很有限的移动。为解除关节的锁定状态，需向上滑动埋头螺栓，从而释放该关节。然而，由于残疾人的身体姿势，有很大的力矩作用在锁定的关节上以及埋头螺栓上，这些力矩使残疾人不可能解脱关节，甚至旁人也要相当费力。用于支撑脊椎运动的其它形式的关节涉及所谓的往复运动步态矫形器械。该关节包括一自由摆动件，而关节的其中另一个关节件则连接于一个摇臂(或Bowden缆)，用以将机械力从一个脊椎关节传递到另一个脊椎关节。当一个销与一个绕关节的转动轴线转动的绞接臂啮合时，该关节是锁定的。当该销脱离啮合时，会出现上文已叙述的问题。在现有技术的这种状态的基础上，本专利技术的目的是提供一种自锁关节，特别是一种矫形器械关节，它能以最小的力气被解除锁定状态，这样，即使残疾人自己也可解除关节的锁定状态。根据本专利技术，该目的是这样实现的，即各关节件都有一曲形装置，并且这些曲形装置以这样一个大角度相交，即当一个关节件相对于另一个转动时，在两个曲形装置中导向的且其轴线位于曲形装置中心线相交处的一个滚动体可沿曲形装置中心线自由地移动，并且当在中心线相交处所绘的与它们相切的假想切线之间之角度α接近零且连接两曲形装置的曲率圆心的线不穿过在锁定位置的相交或接触点处之关节转动轴线时，可使关节进入自锁的锁定状态。这样选择关节件上曲形装置的位置，即在关节打算自由移动的区域它们以一个相对较大的角度相交。该角度必须足够大，这样在两个曲形装置中导向的滚动体才不会卡在所述曲形装置之间而锁住关节。如果关节件相互绕它们的转动轴线转动，那么曲形装置就会移到这样一个位置，其中在它们相交处所绘的假想切线的相交角度接近零。在此位置，滚动体通过作用在关节件上的力卡在两个曲形装置之间，即所述滚动体将力垂直于曲形装置中心线从一个关节件传递到另一个关节件。在此位置，没有力(切线相交角度等于零)或基本上没有力(切线相交角度几乎是零)沿曲形装置中心线的方向作用在滚动体上，这样只需很小的力就可将滚动体移动到可在曲形装置中被再次自由导向的位置，即用很小的力就可解除关节的锁定状态。除其它因素外，锁定效果开始时的切线角度取决于滚动体和曲形装置之间材料的配合，以及润滑。由于关节只需很小的触发力来解除锁定状态，所以在某些场合就可能会很容易地发生不希望的解除锁定情况，例如快速持续的负载换向。为克服这种现象，一个力作用在滚动体上，以保持并锁定在锁定位置，该锁定位置是在关节件从非锁定状态到锁定状态的往复移动情况下到达的。该力可以通过例如重力，橡胶带，弹簧或磁铁获得。该保持力只会很轻微地增加解除关节锁定状态所需的力。本方案的进一步优点源于从属权利要求2至6。根据本专利技术的另一方案，是以这种方式获得具有这种性能的关节，即设有一个枢轴，它以绞接的方式在连杆的一端连接它们，各连杆都通过不与关节的转动轴线重合的枢轴绞接于关节件，并且在关节的锁定位置，一个或两个连杆靠抵在一个止档上，所述止档以这样一种方式设置，即在此状态下，连杆几乎处于平行的位置或略微超出此位置，由此一个作用在一个或两个连杆上的力就使它们到达它们的锁定位置。当所设的两个连杆进入平行或接近平行的位置时，到达锁定位置。在此位置，作用在关节件上的力通过两个连杆以及连接这些完全或几乎完全垂直于枢轴轨迹的连杆的枢轴传递。结果，这就完全摆脱了由连杆决定的沿其轨迹方向的力。本方案的其余内容与前述方案相同，关于这一点就不必再作进一步的解释。对于第一方案，也可以设置一个止档。该止档可利用一个曲形装置的端部形成，或者可以独立于它形成。该方案的进一步优点源于从属权利要求6和7。在该专利技术概念的最佳衍生方案中，提供了一种“曲形装置方案”和“连杆方案”的组合，其中两个曲形装置中的一个以这样一种方式由一个连杆代替，即其端部之一绞接于相应的关节件，而其另一端部则借助于一个滚动或滑动体在位于另一关节件上的曲形装置中导向。尽管在上文和下文中描述的本专利技术涉及用于矫形器械的关节，很明显，这种自锁关节也可应用于其它场合，例如铰链板或折叠桌。而且，通过相应地设置曲形装置或连接于关节件的连杆，也可提供几个锁定位置。在下文中，将以实施例的方式更详细地解释本专利技术。在附图中附图说明图1.1是一侧视图，示出了处于非锁定位置并带有两个曲槽的矫形器械关节；图1.2示出了图1所示的关节，但它处于锁定位置；图2是图1.1和1.2中所示滚动体的剖视图；图3是处于锁定位置并带有两个连杆的矫形器械关节的原理图；图4是一侧视图，示出了处于锁定位置，并带有一个曲槽和一个连杆的矫形器械关节；图4.1是图4所示矫形器械关节的原理图；图4.2是该实施例另一变化的原理图；图5示出了图4所示的矫形器械关节，但它处于非锁定位置；图6是根据本专利技术的用于往复移动步态矫形器械的关节的透视图，其形式为具有一个曲形装置和一个连杆。在各附图中，以相同的参考号表示相同的零件或具有相同效果的零件。在图1所示的实施例中，所示的关节处于非锁定，即自由可动的，状态(图1.1)，和锁定状态(图1.2)。关节件1，2带有用于容纳并固定导轨的连接装置3，然后导轨再被固定于矫形器械的背部或腿部。由于矫形器械的这些部分并非是本专利技术的目的，所以在任何附图中均未示出。关节件1，2具有一个共同的旋转轴线4，它们可绕该轴线相互绞接。在该图中不能看出的情况是关节件2是分叉的。关节件1位于该分叉口之内。从理论上讲，从一个不同实施例的透视图6中可看出这种设置。为了更好的理解图1，读者可参照该图。各关节件1，2具有这样一种尺寸，即可以设置形式为圆形轨迹之一部分的的曲槽5，6，并且曲槽5，6可通过如端铣方法以简单的方式加工。以这样一种方式设置这些曲槽5，6，即它们在关节的预定摆动范围内相交，曲槽5(它可从侧视图1中看出)也以相同的方式位于关节件2的后分叉部分上，。滚动体7在曲槽5，6中导向。为了使摩擦力最小，将曲槽5，6的宽度以及滚动体7的直径设计的尽可能大。剖视图2所示的滚动体的形式也有助于减小摩擦力。图2示出了三个相互独立的转动滚子，其中滚子8在关节件2的前，后分叉部分上的曲槽5内运动，滚子9则在关节件1的曲槽6内运动。从图1.1中可看出，曲槽5和6或它们各自的中心线10和11在关节的非锁定位置以一个较大的角度相交。这就保证了滚动体7的自由导向。关节件1的位置越接近锁定位置(图1.2)相交的角度越小，直到在锁定位置该角度达到或几乎达到零。在该位置，关节件1靠抵在一个位于关节件2分叉部分之间的止档12上，该止档被设计为一个凸轮，这样可以调节关节件1的终点位置以及触发力的大小。也可以用曲槽5的端部作为一个止档。关节件1或滚动体7的锁定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：凯·亨宁·施潘道，F·O·科普，M·齐比尔，
申请(专利权)人：凯·亨宁·施潘道，
类型：发明
国别省市：