專利名稱：一種柔性動(dòng)力膝下假肢的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膝下假肢，特別是關(guān)于一種基于復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)的柔性動(dòng)力膝下假肢。
背景技術(shù)：
目前使用的膝下假肢主要分為被動(dòng)式假肢和主動(dòng)式假肢，被動(dòng)式假肢的踝關(guān)節(jié)采用單軸踝或者萬(wàn)向踝關(guān)節(jié)等，其存在的問(wèn)題是步行速度不能自然、隨意地跟隨截肢者步行速度的變化而變化，患者經(jīng)常被迫通過(guò)身體前傾來(lái)彌補(bǔ)推進(jìn)能力的不足，使截肢者更容易感覺疲勞；主動(dòng)式假肢由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能為身體前進(jìn)提供足夠的能量，從而實(shí)現(xiàn)人體自然步態(tài)，但是目前的主動(dòng)式假肢關(guān)于踝關(guān)節(jié)假肢設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，不能很好的滿足使用者的需求。 另外，目前膝下假肢使用的假肢腳板多為木質(zhì)或塑料的，受本身材質(zhì)的限制，假肢腳板的前腳掌與腳跟比較僵硬，不能符合自然步態(tài)的變形要求，影響使用者行走能力，不能滿足患者對(duì)假肢產(chǎn)品仿生功能的需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種腳板質(zhì)量輕、柔性好，且踝關(guān)節(jié)能夠滿足截肢者自然步態(tài)需求的柔性動(dòng)力膝下假肢。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種柔性動(dòng)力膝下假肢，其特征在于它包括一假肢腳板和一小腿假肢；所述假肢腳板包括采用碳纖維板制作而成的一上腳板和一腳跟彈片，所述腳跟彈片的前部連接在所述上腳板中部底面，所述腳跟彈片的后部與所述上腳板之間留有彈性活動(dòng)空間，所述上腳板的頂面設(shè)置有一支座；所述小腿假肢包括模擬人體小腿形狀制作的一殼體，所述殼體內(nèi)固定設(shè)置一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端連接一絲杠，所述絲杠通過(guò)螺紋連接一螺套，所述螺套底端穿出所述殼體連接在所述上腳板頂面，所述螺套前方的殼體底部設(shè)置有一支柱，所述支柱的底端鉸接在所述上腳板的支座上。所述螺套的底部與所述上腳板之間設(shè)置有另一支座，該支座固定在所述上腳板頂面，且與所述螺套的底部鉸接。制作所述腳板的碳纖維板采用碳纖維布經(jīng)鋪層設(shè)計(jì)制作而成，所述碳纖維板的相鄰層碳纖維布中的碳纖維設(shè)置有交錯(cuò)的鋪層角。所述假肢腳板外面包覆有一腳套，所述腳套的材質(zhì)采用聚氨酯材料。所述腳跟彈片與所述上腳板的連接方式采用粘接劑粘接、螺栓連接和鉚釘連接中的一種。所述上腳板耐磨層采用聚氨酯材料，且采用粘貼和噴涂中的一種方式連接在所述上腳板前部和所述腳跟彈片的下表面。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于設(shè)置了一與人體腳板形狀相應(yīng)的假肢腳板，在假肢腳板的頂面通過(guò)一支柱和一螺套連接一小腿假肢，支柱的頂端固定在小腿假肢上，底端鉸接在假肢腳板上，螺套的上部伸入小腿假肢內(nèi)，且通過(guò)螺紋連接一電機(jī)帶動(dòng)的絲杠，螺套的底端連接假肢腳板后端，因此通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠正向或反向旋轉(zhuǎn)，可以帶動(dòng)螺套上、下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)假肢腳板繞著支柱下端的鉸接節(jié)點(diǎn)擺動(dòng)，滿足了使用者對(duì)膝下假肢踝關(guān)節(jié)功能的需求，使截肢者行走時(shí)能夠保持人體自然步態(tài)。2、本發(fā)明由于假肢腳板采用碳纖維布經(jīng)鋪層設(shè)計(jì)方式制作的碳纖維板，而碳纖維板是采用碳纖維布經(jīng)鋪層設(shè)計(jì)而成的，且碳纖維板中各相鄰的碳纖維布層中的碳纖維呈交錯(cuò)的角度鋪設(shè)，因此不但使本發(fā)明質(zhì)量較輕，而且使得假肢腳板上的各處都能夠在不同的方向上進(jìn)行一定的彎曲，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明假肢腳板的變?nèi)嵝怨δ?，滿足了人體運(yùn)動(dòng)時(shí)腳板各部位的變形需求。3、本發(fā)明的假肢腳板由于設(shè)置了一上腳板和一連接在腳板底面中部的腳跟彈片，且在腳跟彈片與上腳板之間設(shè)置了彈性活動(dòng)空間，因此腳跟彈片與上腳板配合就能夠?qū)崿F(xiàn)腳跟部位的彈性，不但能夠在使用者行走時(shí)起到非常好的儲(chǔ)能和減震的作用，而且不需要在腳跟部位連接彈性墊，避免了在腳跟部位設(shè)置過(guò)多的部件。4、本發(fā)明由于在上腳板前部和腳跟彈片的下表面設(shè)置了耐磨層，因此可以有效的防止上腳板和腳跟彈片被磨損，從而延長(zhǎng)了使用壽命。5、本發(fā)明由于在假肢腳板外面包覆了一與人腳形狀相應(yīng)的腳套，且腳套的更換和清潔也非常方便，因此，本發(fā)明能夠避免上腳板前部和腳跟彈片直接接觸地面而造成的磨損，從而進(jìn)一步延長(zhǎng)了假肢腳板的使用壽命。本發(fā)明質(zhì)量輕、柔性好，且踝關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)巧妙，它可以廣泛應(yīng)用于各種膝下假肢的生產(chǎn)過(guò)程中。


圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是本發(fā)明的假肢腳板的俯視示意3是本發(fā)明假肢腳板的內(nèi)部鋪層示意4是本發(fā)明的另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。實(shí)施例I :如圖I、圖2所示，本發(fā)明包括一假肢腳板I和一小腿假肢2，還可以包括一包覆在假肢腳板I外面的腳套3。本發(fā)明的假肢腳板I包括一上腳板11和一腳跟彈片12，腳跟彈片12的前部固定連接在上腳板11底面的中部，腳跟彈片12的后部與上腳板11之間留有彈性活動(dòng)空間，上腳板21后部的頂面設(shè)置有一支座13。如圖3所示，腳板11和腳跟彈片12均采用碳纖維板制作而成，碳纖維板采用碳纖維布經(jīng)現(xiàn)有技術(shù)的鋪層設(shè)計(jì)方式制作而成，碳纖維板的各截面厚度均一，且表面平整。但是，本發(fā)明的碳纖維板中各相鄰的碳纖維布層中的碳纖維需要呈交錯(cuò)的角度鋪設(shè)，即鋪層角各不相同，比如第一層的鋪層角α=68°，第二層的鋪層角β=24°，第三層的鋪層角Υ=168°。這樣使得上腳板11和腳跟彈片12上的各處都能在不同的方向上進(jìn)行一定的彎曲。如圖I所示，本發(fā)明的小腿假肢2包括模擬人體小腿形狀制作的一殼體21，殼體21內(nèi)設(shè)置有一支架22，支架22上固定安裝有一電機(jī)23，電機(jī)23的輸出端通過(guò)一聯(lián)軸器24連接一絲杠25，絲杠25下部通過(guò)螺紋連接一螺套26，螺套26的底端穿出殼體21固定連接在上腳板11頂部；螺套26前方的殼體21底部設(shè)置有一支柱27，支柱27可以是固定連接在殼體21底部，也可以與殼體21 —體成型。支柱27底部鉸接在上腳板11頂部的支座13上。實(shí)施例2 如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例I基本相同，其與實(shí)施例I不同之處在于在上腳板11的頂部不但設(shè)置有一支座13，在支座13的后方還設(shè)置有另一支座14。當(dāng)螺套26的底端穿出殼體21時(shí)，不是固定連接在上腳板11頂部，而是鉸接在支座14上。這樣可以使假肢腳板I與小腿假肢2之間的運(yùn)動(dòng)更加靈活。上述兩實(shí)施例中，如圖2所示，可以在假肢腳板I的外面設(shè)置一與人腳形狀相應(yīng)腳套3，腳套3可以采用聚氨酯材料制作而成，具有耐腐蝕、耐磨損以及電絕緣等性能。
上述各實(shí)施例中，電機(jī)23具有獨(dú)立的供電設(shè)備，電機(jī)23的輸出軸可以進(jìn)行正向或反向旋轉(zhuǎn)。上述各實(shí)施例中，腳板11的下表面設(shè)置有耐磨層15，耐磨層15可以采用聚氨酯材料，通過(guò)粘貼或噴涂的方式連接在腳板11的下表面。上述各實(shí)施例中，螺套26和支柱27與相應(yīng)的支座13、14之間可以采用軸承連接和銷釘連接中的一種連接方式。上述各實(shí)施例中，本發(fā)明還可以根據(jù)人體行走時(shí)對(duì)假肢腳板I腳跟部位彈性和柔性的需求進(jìn)行鋪層角的設(shè)計(jì)，使得螺套26與支柱27之間的上腳板11的彈性和柔性更好，從而不需要額外增加彈性部件就能夠滿足截肢者對(duì)腳跟部位彈性和柔性的需求。上述各實(shí)施例中，電機(jī)23通過(guò)絲杠25帶動(dòng)螺套26上、下運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可以采用其它結(jié)構(gòu)形式替換，比如電機(jī)23的輸出軸上連接一蝸輪，蝸輪與一蝸桿嚙合，蝸桿的下端通過(guò)螺紋連接螺套26 ;又比如電機(jī)23的輸出軸上連接一齒輪，齒輪與另一齒輪嚙合，該齒輪的輸出軸下部通過(guò)螺紋連接螺套26 ;再比如電機(jī)23的輸出軸上連接一導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪偏心連接一彈性連桿，彈性連桿的另一端通過(guò)另一彈性連桿連接螺套26。截肢者穿著本發(fā)明運(yùn)動(dòng)時(shí)，包括以下幾種狀態(tài)I)當(dāng)腳跟受力下壓時(shí)，電機(jī)23驅(qū)動(dòng)絲杠25正向旋轉(zhuǎn)，絲杠25通過(guò)螺紋帶動(dòng)螺套26向下運(yùn)動(dòng)，螺套26向下按壓上腳板11的后端，使上腳板11后端向下彎曲，從而儲(chǔ)存能量。2)當(dāng)腳跟抬起時(shí)，上腳板11的后端釋放其儲(chǔ)存的能量，使上腳板11能夠輕松復(fù)位，同時(shí)電機(jī)23帶動(dòng)絲桿25反向旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)滑塊26復(fù)位。上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種柔性動(dòng)力膝下假肢，其特征在于它包括一假肢腳板和一小腿假肢； 所述假肢腳板包括采用碳纖維板制作而成的一上腳板和一腳跟彈片，所述腳跟彈片的前部連接在所述上腳板中部底面，所述腳跟彈片的后部與所述上腳板之間留有彈性活動(dòng)空間，所述上腳板的頂面設(shè)置有一支座； 所述小腿假肢包括模擬人體小腿形狀制作的一殼體，所述殼體內(nèi)固定設(shè)置一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端連接一絲杠，所述絲杠通過(guò)螺紋連接一螺套，所述螺套底端穿出所述殼體連接在所述上腳板頂面，所述螺套前方的殼體底部設(shè)置有一支柱，所述支柱的底端鉸接在所述上腳板的支座上。
2.如權(quán)利要求I所述的一種柔性動(dòng)力膝下假肢，其特征在于所述螺套的底部與所述上腳板之間設(shè)置有另一支座，該支座固定在所述上腳板頂面，且與所述螺套的底部鉸接。
3.如權(quán)利要求I所述的一種柔性動(dòng)力膝下假肢，其特征在于制作所述腳板的碳纖維板采用碳纖維布經(jīng)鋪層設(shè)計(jì)制作而成，所述碳纖維板的相鄰層碳纖維布中的碳纖維設(shè)置有交錯(cuò)的鋪層角。
4.如權(quán)利要求2所述的一種柔性動(dòng)力膝下假肢，其特征在于制作所述腳板的碳纖維板采用碳纖維布經(jīng)鋪層設(shè)計(jì)制作而成，所述碳纖維板的相鄰層碳纖維布中的碳纖維設(shè)置交錯(cuò)的鋪層角。
5.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種柔性動(dòng)力膝下假肢，其特征在于所述假肢腳板外面包覆有一腳套，所述腳套的材質(zhì)采用聚氨酯材料。
6.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種柔性動(dòng)力膝下假肢，其特征在于所述腳跟彈片與所述上腳板的連接方式采用粘接劑粘接、螺栓連接和鉚釘連接中的一種。
7.如權(quán)利要求5所述的一種柔性動(dòng)力膝下假肢，其特征在于所述腳跟彈片與所述上腳板的連接方式采用粘接劑粘接、螺栓連接和鉚釘連接中的一種。
8.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種柔性動(dòng)力膝下假肢，其特征在于所述上腳板耐磨層采用聚氨酯材料，且采用粘貼和噴涂中的一種方式連接在所述上腳板和所述腳跟彈片的下表面。
9.如權(quán)利要求5所述的一種柔性動(dòng)力膝下假肢，其特征在于所述上腳板耐磨層采用聚氨酯材料，且采用粘貼和噴涂中的一種方式連接在所述上腳板和所述腳跟彈片的下表面。
10.如權(quán)利要求6所述的一種柔性動(dòng)力膝下假肢，其特征在于所述上腳板耐磨層采用聚氨酯材料，且采用粘貼和噴涂中的一種方式連接在所述上腳板和所述腳跟彈片的下表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種柔性動(dòng)力膝下假肢，其特征在于它包括一假肢腳板和一小腿假肢；所述假肢腳板包括一采用碳纖維板制作而成的上腳板和一腳跟彈片，所述腳跟彈片的前部連接在所述上腳板中部底面，所述腳跟彈片的后部與所述上腳板之間留有彈性活動(dòng)空間，所述上腳板的頂面設(shè)置有一支座；所述小腿假肢包括模擬人體小腿形狀制作的一殼體，所述殼體內(nèi)固定設(shè)置一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端連接一絲杠，所述絲杠通過(guò)螺紋連接一螺套，所述螺套底端穿出所述殼體連接在所述上腳板頂面，所述螺套前方的殼體底部設(shè)置有一支柱，所述支柱的底端鉸接在所述上腳板的支座上。本發(fā)明質(zhì)量輕、柔性好，且踝關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)巧妙，它可以廣泛適用于各種截肢患者。
文檔編號(hào)A61F2/62GK102871782SQ20121041025
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者閔學(xué)龍, 曾一民, 張立群, 姚立明, 王啟寧 申請(qǐng)人:北京工道風(fēng)行智能技術(shù)有限公司