法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2014-09-10
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):A61F2/64 授权公告日:20100120 终止日期:20130719 申请日:20070719
专利权的终止
2010-01-20
授权
授权
2008-01-30
实质审查的生效
实质审查的生效
2007-12-05
公开
公开
技术领域
本发明涉及一种具有假肢后退时可微屈膝的机械膝关节,属于生物医学工程技术领域。
背景技术
植入式骨整合假肢,也被称为连骨假肢、直接接骨假肢和骨植入假肢,它是借鉴人工关节技术,将一个中间连接体的上端插入截肢患者残存的骨骼腔内,中间连接体的下端穿过皮肤伸出体外,在中间连接体的下端直接安装假肢的新型假肢装配技术。植入式骨整合假肢最大的优点在于省去了传统假肢所必须的接受腔,从而避免了由此带来的一系列弊端。但是植入式骨整合假肢没有接受腔也带来一个不足,就是运动过程中所受的冲击载荷直接传递到残存的骨骼,少了接受腔和残端软组织这个缓冲环节,也就是说比传统假肢抗冲击能力差。临床试验表明,如果植入式骨整合假肢穿戴者受到强烈的外界冲击,易造成中间连接体弯曲或者断裂,导致二次手术,给患者带来很大的生理上的痛苦和经济负担。对中间连接体弯曲或者断裂原因的调查发现,这种状况多发生在不自主后退时。
目前由于没有适用于大腿假肢的高容量便携式动力源,所以还没有可以在后退时屈膝的动力假肢膝关节产品,也就是说目前假肢膝关节在后退时都无法主动屈膝。因此本发明在实用新型专利91222982.9大角度承重自锁膝关节的基础上,提出了一种在后退时可以主动微屈膝的膝关节,不仅可以提高假肢膝关节的仿生性,同时也使植入式骨整合假肢性能进一步提高。
发明内容
发明的目的为:提出了一种在后退时可以主动微屈膝的机械膝关节。
后退时可微屈膝盖的机械膝关节,该机械膝关节包括棘轮(1),下连接体(2),碟簧(3),棘爪(4),第一拨丝(5),槽轮(6),移动销(7),自锁销(8),主屈腿弹簧(9),第二拨丝(10);
棘轮(1)与假肢大腿相连;下连接体(2)与假肢小腿相连;下连接体(2)通过碟簧(3)连接棘爪(4),棘爪(4)与棘轮(1)配合;下肢不承重时,在碟簧(3)作用下,下连接体(2)带动棘爪(4)转动,使棘爪(4)与棘轮(1)脱离,解除摩擦自锁;棘爪(4)通过第一拨丝(5)带动槽轮(6)转动10度,使移动销(7)带动自锁销(8)脱离在棘轮(1)上的自锁孔,解除销钉自锁;此时,主屈腿弹簧(9)将带动棘轮(1)转动5度,实现主动屈腿;膝关节伸直过程中,棘轮(1)通过第二拨丝(10)带动槽轮(6)转动(10)度,使得移动销(7)带动自锁销(8)进入自锁孔,实现伸直情况下不承重自锁;在70度范围内,承重情况下,下连接体(2)带动棘爪(4)压紧棘轮(1),实现任意角度摩擦自锁。
本发明通过加装一弹簧曲屈机构,使假肢膝关节在不承重情况下(无论向前还是向后走)可以自动弯曲5度左右。在不改变向前特性的同时,解决了在后退时假腿不能曲屈的问题,运动姿态美观,仿生性能好,减小了不自主后退时的冲击。另外还增设了一套槽轮机构,保证了膝关节在不受力的情况下能够保持伸直状态。
弹簧曲屈机构采用分别与大小腿相固连的方式,有两个弹簧使膝关节达到所需分度。当大腿抬起时,一直处于拉伸状态的弹簧收缩,带动小腿绕膝关节旋转,达到膝关节自动曲屈一定缓冲角度的功能。当达到缓冲角度后,弹簧转为压缩状态,起到控制关节阻尼和助伸的作用。
大角度承重自锁机构采用单向摩擦制动的形式。利用小腿承重时相对大腿的变形,带动单向自锁块(即离合器的棘爪)与上关节体相连的摩擦轮(即棘轮)接触,达到任意角度自锁的功能,本方案中仅对70°以内的曲腿自锁进行设计。
不承重条件下小腿伸直自锁机构采用槽轮机构实现。不承重条件下,槽轮始终将自锁销上顶,将大腿与小腿固连。当由承重变为不承重时,利用大角度承重自锁机构中自锁块的移动来带动槽轮转一个角度,在此过程中自锁销将经历一个解锁状态,小腿便由伸直变为屈曲。
本发明的优点是:
(1)双重自锁,保证患者的使用安全;
(2)步行时实现自动屈腿,步态自然美观,减小地面对假肢的冲击;
(3)机械结构简单,易实现,成本低。
附图说明
图1是本发明机构简图。
图2是本发明槽轮机构结构示意图。
图3是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
图1是本发明机构简图。图2为槽轮机构结构示意图。图3是本发明结构示意图。
如图3所示:1为棘轮,2为下连接体,3为碟簧,4为棘爪,5为拨丝,6为槽轮,7为移动销,8为自锁销,9为主屈腿弹簧,10为拨丝。棘轮1与假肢大腿相连;下连接体2与假肢小腿相连;下肢不承重时,在碟簧3作用下,下连接体2带动棘爪4转动,使棘爪4与棘轮1脱离,解除摩擦自锁;棘爪4通过拨丝5带动槽轮6转动10度,使移动销7带动自锁销8脱离在棘轮1上的自锁孔,解除销钉自锁;此时,主屈腿弹簧9将带动棘轮1转动5度,实现主动屈腿;膝关节伸直过程中,棘轮1通过拨丝10带动槽轮6转动10度,使得移动销7带动自锁销8进入自锁孔,实现伸直情况下不承重自锁;在70度范围内,承重情况下,下连接体2带动棘爪4压紧棘轮1,实现任意角度摩擦自锁。
本发明结合弹簧屈曲机构、单向摩擦制动式自锁机构与槽轮销钉自锁机构,使得假肢膝关节实现任意角度的承重自锁、伸直情况下不承重自锁,同时实现步行过程中(向前或向后)自动弯曲5度左右。其具体工作方式如下:
以单侧一个步态周期为例,设定脚趾离地为步态周期的开始。
脚趾离地,下肢不再承重,在碟簧棘爪扭簧和小腿自重作用下,棘爪逆时针转动10度,脱离棘轮,解除摩擦自锁。同时,棘爪带动槽轮同轴转动10度,使自锁销向下运动,脱离自锁孔,解除销钉自锁。自锁解除后,在主曲腿弹簧带动下,棘轮逆时针旋转5度,实现主动屈腿。整个摆动相中,在主屈腿弹簧作用下,膝关节保持弯曲,保证步态流畅。摆动相末段,在小腿惯性作用下,棘轮相对于小腿顺时针旋转直到膝关节完全伸直,同时带动槽轮旋转10度,使自锁销进入自锁孔,实现伸直情况下不承重自锁。脚跟着地进入支撑相后,下肢承重,棘爪顺时针旋转,压紧棘轮,实现摩擦自锁。整个支撑相一直保持此状态。直到下一个摆动相开始重复整个过程。
后退过程与前进过程一致。
在70度范围内的任意角度,如果下肢承重,则棘爪将压紧棘轮,实现任意角度摩擦自锁。
本发明机械结构简单,易实现;双重自锁,保证患者的使用安全;步行时实现自动屈腿,步态自然美观,减小地面对假肢的冲击;成本低。
机译: 滑动式全膝关节假体,具有稳定钉,该稳定钉包括后壁,该后壁设置有弯度,以在膝盖弯曲时接收inter间棒的鼓起的端部;以及配备有接收单元的基板
机译: 当人造膝关节组件站立在水平或倾斜表面上时,能够保持小腿与大腿之间的膝盖角度
机译: 具有自动机械式电动车轮制动器的车辆制动系统仅在向前行驶时对前轴制动器有效,而在后退,正向,双向或无方向行驶中均具有自动助力功能