專利名稱：一種基于整體腳板的連續(xù)柔性趾關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膝下假肢，特別是一種基于整體腳板的連續(xù)柔性趾關(guān)節(jié)。
背景技術(shù)：
隨著各種自然災(zāi)難、疾病以及交通事故的增加，殘疾人士逐年增多，假肢的需求也日益增大。趾關(guān)節(jié)是人體運(yùn)動(dòng)中活動(dòng)最頻繁的部位，也是運(yùn)動(dòng)時(shí)主要的受力部位，尤其在人體落地一瞬間是最先著地的部位，其具有較大的彈性和緩沖作用，還為小腿的運(yùn)動(dòng)提供柔性動(dòng)力。如果殘疾人使用的膝下假肢中不具有趾關(guān)節(jié)，那么殘疾人在運(yùn)動(dòng)過程中不僅不能實(shí)現(xiàn)很多動(dòng)作，而且步態(tài)不夠協(xié)調(diào)自然，還降低了在行走時(shí)的能量效率。為了提高運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量效率和增加運(yùn)動(dòng)的多樣性和自然性，含有趾關(guān)節(jié)的膝下假肢成為使用者的新需求。目前帶有趾關(guān)節(jié)的膝下假肢是一種基于腳掌與腳趾部位斷開的斷開腳板的趾關(guān)節(jié)，而這種腳 板斷開式的結(jié)構(gòu)使得運(yùn)動(dòng)的連貫性不夠好。針對(duì)上述問題，本申請人提供了一種整體腳板I (已經(jīng)同時(shí)申請了發(fā)明專利)，如圖3所示，整體腳板I包括一呈傾斜設(shè)置的上腳板11，上腳板11的中部具有較低的弓起，在上腳板11下方設(shè)置一腳跟彈片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。如圖4所示，本申請人還提供了另一種整體腳板1，其僅包括一塊腳板，腳板的中部具有一較高的弓起。而如何在整體腳板上設(shè)置一個(gè)能夠?yàn)槟_掌和腳趾分開運(yùn)動(dòng)，且能夠?yàn)椴煌倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)提供連續(xù)柔性的趾關(guān)節(jié)是本發(fā)明需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)動(dòng)的連貫性好的基于整體腳板的連續(xù)柔性趾關(guān)節(jié)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種基于整體腳板的連續(xù)柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于它包括固定連接在整體腳板上的一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端通過一滑動(dòng)副鉸接一連桿，所述連桿的另一端固定鉸接一壓塊。所述電機(jī)通過一支座固定連接在所述整體腳板上。所述壓塊的形狀呈圓柱形或球形。所述滑動(dòng)副包括由所述電機(jī)帶動(dòng)的一絲杠，一連接所述絲杠絲的杠螺母，一固定連接所述絲桿螺母的滑塊，所述滑塊鉸接所述連桿。所述滑動(dòng)副包括由所述電機(jī)帶動(dòng)的一傘齒輪，所述傘齒輪嚙合另一傘齒輪，該所述傘齒輪的輸出端同軸連接一齒輪，所述齒輪與一連接滑塊的齒條嚙合，所述滑塊鉸接所述連桿。所述電機(jī)的輸出軸與所述連桿運(yùn)動(dòng)方向垂直地安裝在所述整體腳板上，所述滑動(dòng)副包括連接在所述電機(jī)輸出端的一齒輪，所述齒輪與一連接滑塊的齒條嚙合，所述滑塊鉸接所述連桿。
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)明由于在整體腳板上設(shè)置了一電機(jī)，電機(jī)通過一滑動(dòng)副帶動(dòng)一連桿，通過連桿連接了一可以在兩種極限支撐狀態(tài)之間連續(xù)運(yùn)動(dòng)的壓塊，因此本發(fā)明可以根據(jù)人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或使用者的好惡，調(diào)節(jié)壓塊的不同支撐狀態(tài)，為小腿的運(yùn)動(dòng)提供所需要的柔性程度，從而使得使用者的運(yùn)動(dòng)連貫性更好，活動(dòng)更加自如。2、本發(fā)明由于在整體腳板上設(shè)置了一作為獨(dú)立動(dòng)力源的電機(jī)，通過驅(qū)動(dòng)壓塊與整體腳板的接觸點(diǎn)在極限狀態(tài)a和b范圍中的變化，也就是說趾關(guān)節(jié)與整體腳板的接觸點(diǎn)是連續(xù)的，從而使得整體腳板的腳掌前端的最大變形也隨著壓塊的位置而不同；因此不僅實(shí)現(xiàn)了為使用者的小腿提供連續(xù)柔性的動(dòng)力，而且可以適應(yīng)不同人群趾關(guān)節(jié)仿生運(yùn)動(dòng)的需求。3、本發(fā)明由于壓塊可以在兩種極限支撐狀態(tài)之間連續(xù)運(yùn)動(dòng)，因此當(dāng)壓塊運(yùn)動(dòng)到腳板的后端時(shí)，使用者能夠感覺腳板具有更好的柔性，并能夠更方便地翹起腳板向前移動(dòng)，使得使用者在行走時(shí)感覺更加輕便、舒適；而當(dāng)壓塊運(yùn)動(dòng)到腳板的前端時(shí)，使用者則會(huì)感覺腳板較硬，進(jìn)而能夠積蓄更多的運(yùn)動(dòng)能量，然后釋放在后續(xù)運(yùn)動(dòng)中。4、本發(fā)明由于將包括動(dòng)力源、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)在內(nèi)的全部趾關(guān)節(jié)作為一個(gè)整體安裝在整體腳板上，因此安裝或者更換非常方便。本發(fā)明具有運(yùn)動(dòng)連貫性好、可獨(dú)立安裝或更換、可以為使用者的小腿運(yùn)動(dòng)提供連續(xù)柔性動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)，能夠廣泛的用于各種腳假肢當(dāng)中。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明另一種工作狀態(tài)的示意3是一種整體腳板的結(jié)構(gòu)示意4是另一種整體腳板的結(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。如圖I、圖2所示，本發(fā)明包括固定設(shè)置在整體腳板I上的一電機(jī)2，電機(jī)2通過一聯(lián)軸器3帶動(dòng)一絲杠4旋轉(zhuǎn)，在絲杠4上連接一絲杠螺母5，絲杠螺母5的外圈固定連接一滑塊6，滑塊6鉸接一連桿7，連桿7的另一端鉸接一壓塊8。上述實(shí)施例中，電機(jī)2可以通過一支座9固定連接在整體腳板I上。上述實(shí)施例中，壓塊8的形狀可以呈圓柱形、球形或其它形狀。上述實(shí)施例中，電機(jī)2通過絲杠4、絲杠螺母5和滑塊6組成的滑動(dòng)副，是為了推動(dòng)連桿7前后移動(dòng)?；瑒?dòng)副也可以是由電機(jī)2帶動(dòng)的一傘齒輪，傘齒輪嚙合另一傘齒輪，該另一傘齒輪的輸出端同軸連接一齒輪，該齒輪與一連接滑塊6的齒條嚙合，滑塊6連接連桿7，進(jìn)而推動(dòng)連桿7前后移動(dòng)。電機(jī)2的輸出軸與連桿7運(yùn)動(dòng)方向垂直地安裝在整體腳板I上，此時(shí)滑動(dòng)副還可以是連接在電機(jī)2輸出端的一齒輪，該齒輪與一連接滑塊6的齒條嚙合，滑塊6連接連桿7，進(jìn)而推動(dòng)連桿7前后移動(dòng)。本發(fā)明工作時(shí)，電機(jī)2通過聯(lián)軸器3帶動(dòng)滑動(dòng)副的滑塊6向前移動(dòng)，連接在滑塊6上的連桿7推動(dòng)壓塊8在整體腳板I前端移動(dòng)，使得本發(fā)明在極限狀態(tài)a和極限狀態(tài)b的范圍內(nèi)連續(xù)變化。如圖I所示，本發(fā)明工作在極限狀態(tài)a時(shí)，整體腳板I的柔性比工作在極限狀態(tài)b時(shí)大，適合于使用者步行速度較慢時(shí)；圖中的虛線是整體腳板I的前端在極限狀態(tài)a時(shí)的最大變形。如圖2所示，本發(fā)明工作在極限狀態(tài)b時(shí)，整體腳板I的柔性比工作在極限狀態(tài)a時(shí)小，且整體腳板I的前端的最大變形也降低(如圖中的虛線所示)，適合于使用者步行速度較快時(shí)。也即本發(fā)明與整體腳板I的接觸點(diǎn)是連續(xù)變化的，從而使得整體腳板I的前端的最大變形也隨著壓塊8的位置而不同；因此，本發(fā)明可以適應(yīng)不同人群趾關(guān)節(jié)仿生運(yùn)動(dòng)的需求。 上述各實(shí)施例僅用于說明本發(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
1.一種基于整體腳板的連續(xù)柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于它包括固定連接在整體腳板上的一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端通過一滑動(dòng)副鉸接一連桿，所述連桿的另一端固定鉸接一壓塊。
2.如權(quán)利要求I所述的一種基于整體腳板的連續(xù)柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于所述電機(jī)通過一支座固定連接在所述整體腳板上。
3.如權(quán)利要求I所述的一種基于整體腳板的連續(xù)柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于所述壓塊的形狀呈圓柱形或球形。
4.如權(quán)利要求2所述的一種基于整體腳板的連續(xù)柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于所述壓塊的形狀呈圓柱形或球形。
5.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種基于整體腳板的連續(xù)柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于所述滑動(dòng)副包括由所述電機(jī)帶動(dòng)的一絲杠，一連接所述絲杠絲的杠螺母，一固定連接所述絲桿螺母的滑塊，所述滑塊鉸接所述連桿。
6.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種基于整體腳板的連續(xù)柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于所述滑動(dòng)副包括由所述電機(jī)帶動(dòng)的一傘齒輪，所述傘齒輪嚙合另一傘齒輪，該所述傘齒輪的輸出端同軸連接一齒輪，所述齒輪與一連接滑塊的齒條嚙合，所述滑塊鉸接所述連桿。
7.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種基于整體腳板的連續(xù)柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于所述電機(jī)的輸出軸與所述連桿運(yùn)動(dòng)方向垂直地安裝在所述整體腳板上，所述滑動(dòng)副包括連接在所述電機(jī)輸出端的一齒輪，所述齒輪與一連接滑塊的齒條嚙合，所述滑塊鉸接所述連桿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于整體腳板的連續(xù)柔性趾關(guān)節(jié)，它包括固定連接在整體腳板上的一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端通過一滑動(dòng)副連接一連桿，所述連桿的另一端固定連接一壓塊。本發(fā)明具有運(yùn)動(dòng)連貫性好、可獨(dú)立安裝或更換、可以為使用者的小腿運(yùn)動(dòng)提供連續(xù)柔性動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)，能夠廣泛的用于各種腳假肢當(dāng)中。
文檔編號(hào)A61F2/66GK102885662SQ20121041036
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者王啟寧, 王龍 申請人:北京大學(xué)