专利名称：一种具有缓冲功效的假肢膝关节的制作方法
技术领域：
本实用新型属于假肢膝关节技术领域，特别涉及一种在膝关节动作时，由连杆及连杆支架于预定弯曲角度内，能提供吸收冲击力的假肢膝关节。
背景技术：
随着医学的发达，在医疗实务及技术上也日益精进。残障人士可以采用假肢膝关节来辅助恢复健康及增强行动能力。因假肢膝关节属于机械式结构，在设计上应尽量符合人体各关节动作及其形状，也应以人体自然关节形状大小方向设计，以达到最能符合自然的行动能力。
现有假肢膝关节结构，可参见台湾公告第549074号“假肢膝关节”中引述案所言，是在膝关节构造上端制成一承接于残障者大腿处，下端则连接于小腿及脚部所用。该构造多以复合式连杆组合而成，以达到提供一模拟膝关节弯曲的作用，而下端连杆设有一垫块，当由上方动作连杆与下缘接设的缓冲连杆位于近似直线而往内的方向时，该案结构呈现出以下操作缺陷如当膝关节需伸直着地而受到一冲击力时，该动作连杆虽然会抵触压合该垫块，从而提供吸收沿着脚部方向冲击力的作用。但是其所吸收震动的作用，大抵是在脚部及膝关节几乎成直线的状态下，而对于在平地行走时，能以提脚摆出让膝关节近似直线角度着地提供吸震作用，而当在下坡行走时，以自然行走状态下脚底在着地时，需呈一小角度弯曲的情况，显然该结构的吸震作用将无法发挥出来，且连杆装置间因无法达到固定，在坡地行走时将让膝关节连杆产生突然下弯或跪下等危险性，也将造成残障人士在行走斜坡时产生诸多不便之处。综上所述，为此引发本发明人改善现有膝关节缓冲结构的构思，期望以本实用新型膝关节缓冲结构呈现出更趋向自然行动方式。
发明内容
鉴于现有假肢膝关节有如上所述不尽完备之处，本发明人深感现有膝关节在缓冲操作与吸震效果不佳情况下，在行走斜坡而无法有效发挥其缓冲体的吸震作用，及其产生突发下弯或跪下危险动作困扰之处，为此提供一改进结构的假肢膝关节，达到行走时能以固定与缓冲吸震等功效，期望以本实用新型结构的设计特点能造福残障者为出发点，也积于本发明人多年从事相关行业的经验，并经长期研究与测试下，最终设计出一种具有缓冲功效的假肢膝关节。
本实用新型主要目的是提供一种具有缓冲功效的假肢膝关节，当于行走时膝关节弯曲向后角度，于踢、摆腿动作或为站立时，通过弹力复归装置改变连杆、连杆支架的角度，使得膝关节进入固定位置，而避免小腿产生下垂或跪下危险状态，并能在行走坡地时，以膝关节弯曲后之角度，由缓冲体间产生缓冲吸震功效。
为达上述目的，本实用新型设计的假肢膝关节，其主要结构包括有一膝盖头、一连动装置、一连杆、一缓冲体、一弹力覆归装置及一膝盖体组件。弹力覆归装置包括连杆支架、第一顶套、第一弹簧、第一调整螺丝、第二顶套、第二弹簧、挡片、第二调整螺丝。该膝盖头用于向上连接大腿处，另下缘之膝盖体则用于连接小腿及下方脚底部。
所述连杆经第一轴心套合于膝盖头内凹槽，利用第一紧固螺丝将第一轴心固定，连杆上半圆弧槽放置顶抵之弹力块，连杆下方轴心孔则以连杆支架两侧的圆形凸耳部轴承孔所配合，经第二轴心贯穿以第二紧固螺丝固定，连杆支架倾斜圆柱体内装设第一顶套、第一弹簧及第一调整螺丝，搭配连杆上调整螺栓，让连杆具有复归定位的能力，连杆支架的块体其轴心孔与膝盖体上连接翼嵌接第三轴心，第三轴心以第三紧固螺丝定位，膝盖头及膝盖体所设轴承孔经套合滚针轴承经嵌接第四轴心，两侧以弧片相扣设并由复数平头内六角螺丝螺合，由优力胶制作的缓冲体，被挟持在连杆支架下方圆弧槽与膝盖体上缘圆弧槽之间，位于膝盖体上连接翼间的顶套孔，顶套孔内制螺牙供第二调整螺丝、挡片、第二弹簧及第二顶套所套设，第二顶套顶设于连杆支架倾斜圆柱体上，通过结构内缓冲体达到缓冲吸震的功效。
本实用新型通过连杆支架间缓冲体的设计，当行走中处于踢、摆腿动作或为站立时，该支架及支架连杆间能利用弹簧弹力控制，而呈现为一固定状态，并让装设的膝关节有助于稳定的行走；当行在走坡地时，能以膝关节弯曲后之角度，由缓冲体产生缓冲吸震功效，让残障人士行走方式更趋向于自然。
图1为本实用新型结构之立体系统图。
图2为本实用新型结构之立体组合局部剖视图。
图3为本实用新型结构之连续动态示意图。
图4为本实用新型结构之连续动态示意图。
图5为本实用新型结构之连续动态示意图。
图6为本实用新型结构之缓冲动态示意图。
图7为本实用新型结构之实施例示意图。
图中，10为膝盖头，11为凸缘翼，12为内凹口，13为轴承孔，14为轴承孔，15为滚针轴承，16为弧片，20为连杆，201为凸缘部，202为弹力块，21为轴心孔，22为轴心孔，23为螺纹孔，24为第一紧固螺丝，25为调整螺栓，26为调整螺孔，27为衬套，28为垫圈，29为第一轴心，30为连杆支架，31为凸耳部，32为倾斜圆柱体，321为第一顶套，322为第一弹簧，323为第一调整螺丝，33为轴承孔，34为第二紧固螺丝，35为第三紧固螺丝，36为第二轴心，37为轴心孔，38为块体，40为缓冲体，50为膝盖体，51为连接翼，52为轴承孔，53为顶套孔，531为第二调整螺丝，532为挡片，533为第二弹簧，534为第二顶套，54为第三轴心，55为滚针轴承，56为第四轴心，57为圆弧槽，58为轴承孔，59为滚针轴承，60为平头内六角螺丝。
具体实施方式
以下就本实用新型的结构功能，采用一较佳可行的实施例，并配合附图详细说明，以增加对本实用新型的了解。
参见图1，本实用新型是有关于一种具有缓冲功效的假肢膝关节，其主要结构包括有一膝盖头10、一连动装置(弧片16)、一连杆20、一缓冲体40、弹力复归装置及一膝盖体50组件经组合而成。弹力复归装置包括连杆支架30、第一顶套321、第一弹簧322、第一调整螺丝323、第二顶套534、第二弹簧533、挡片532和第二调整螺丝531。该膝盖头10用于向上连接大腿处，另下缘之膝盖体50则用于连接小腿及下方脚底部，其中膝盖头10于盘面一侧经延伸制成两凸缘翼11，并在两侧凸缘翼11中留设向内倾斜的内凹口12，在位于盘面下方而靠近凸缘翼11后端处设有一轴承孔14，膝盖头10两旁凸缘翼11也留设有轴承孔13，而连杆20对应于膝盖头内凹口12斜面处制成顶持之斜面，连杆上方设有嵌接膝盖头用之轴心孔21，于放置垫圈28后并卡设于膝盖头内凹口12中，位于连杆斜面上两个半圆凹槽处，安设弹力块202供连杆斜面缓冲顶触膝盖头10，由膝盖体凸缘翼11两旁轴承孔套设滚针轴承15，并以第一轴心29嵌接，且利用位于连杆上螺纹孔23，装设第一紧固螺丝24固定第一轴心，让膝盖头10与连杆20结合成一体。
连杆20靠下方处设有之轴心孔22，配合连杆支架30上端两侧所延设之凸耳部31上轴承孔33，通过第二轴心36贯通及套合衬套27后，利用连杆支架30两侧凸耳部31上螺孔，以第二紧固螺丝34固定第二轴心，使连杆20及连杆支架30相互连结为一体，连杆20上另设有调整螺孔26，调整螺孔26供调整螺栓25安设，并配合连杆支架30内的第一顶套321，使连杆20能复归至定位。
位于靠近连杆支架30下缘处为圆弧槽配合缓冲体40外圆之圆周，在凸耳部31下方经延接块体38，该块体38上侧边有一轴心孔37，利用第三轴心54贯通套设于滚针轴承55的膝盖体50与连杆支架30的轴心孔37，利用第三紧固螺丝35将第三轴心54固定，让膝盖体50与连杆支架30连结成一体，块体38下方有一倾斜圆柱体32内为贯穿孔，在贯穿孔内放置第一顶套321及第一弹簧322，并由第一调整螺丝323锁固，第一调整螺丝323具有调节弹簧的弹力大小的作用。
位于下端用于连接小腿及下方脚底部的膝盖体50，上缘端留设的圆弧槽57供缓冲体40放置，位于膝盖体侧边轴承孔58，由滚针轴承59嵌设两侧弧片16，利用平头六角螺丝60固定，该膝盖体50之连接翼间，另设顶套孔53内制有螺牙，主要供第二调整螺丝531、挡片532、第二弹簧533及第二顶套534所设置，而第二顶套534恰好顶设于连杆支架30之倾斜圆柱体32上，通过上述构件依结合方式组合而成一种具有缓冲功效的假肢膝关节，其结构可参阅附图1、2中所示之立体系统图及立体组合局部剖视图。
现就配合图1、2中所示，以本实用新型之连动装置缓冲体及弹力复归装置构件间组装方式及其功效加以说明，通过上述方式将连杆20依膝盖头10内凹口套合，并采用第一紧固螺丝24及第一轴心29来固定，而连杆下方轴心孔22搭配衬套27，与另一连杆支架30两侧凸耳部31的轴承孔33配合，再由第二轴心36套合及第二紧固螺丝34固定，此时连杆支架倾斜圆柱体32内贯穿孔，通过第一调整螺丝323控制第一弹簧322的弹力，将第一顶套321顶至连杆20的凸缘部201，使连杆20活动受到第一顶套321与连杆上调整螺栓25的限制，在连杆支架的块体38上轴心孔37与膝盖体50上连接翼51轴承孔52，利用第三轴心54套合相接，并使用第三紧固螺丝35将轴心固定，而膝盖头上轴承孔14及膝盖体50所设轴承孔58通过套合滚针轴承59并嵌接第四轴心56后，两侧各以一弧片16相扣设，并由复数平头内六角螺丝60螺合，位于连杆支架下方圆弧槽，与膝盖体上缘圆弧槽57将缓冲体40挟持住，在连结翼间顶套孔53放置第二调整螺丝531、挡片532、弹簧533及第二顶套534，让第二顶套534依靠弹簧弹力顶设于连杆支架倾斜圆柱体32，通过第二调整螺丝来锁合缓冲连杆支架顶触至膝盖体连结翼下方平板处。其功能有二一为减缓连杆支架30在归位时所产生的撞击力。其二为调整连杆支架30的角度，利用连杆支架30与膝盖头10两者间的互动关系进而调整到膝盖头角度。
连杆支架30当于站立时，该连杆支架30会受到压迫而向下压着缓冲体40，由于缓冲体40本身采用优力胶材质，具有良好弹性，可以适当的起到缓冲作用，让残障装配者能有舒适的使用感觉。当膝关节在动作时，借着连杆支架30与膝盖体50内的第一弹簧322、第二弹簧533，第一调整螺丝323、第二调整螺丝531，第一顶套321、第二顶套534及挡片532所构成弹力复归装置，让膝关节连杆呈现在固定状态，不会产生突然弯曲跪下状态，而且具有缓冲作用，当膝关节由弯曲转为伸展状态时，能避免连杆支架30产生过大摆动动作。
调整螺丝调整螺丝的作用在于可以改变连杆支架内弹簧的弹力，达到容易弯曲、摆动的效果，进而调节连杆的压力。
请参阅图3至图6中图面所示，现将采用本实用新型结构最佳之连续动态操作实施示意图加以说明，通过简单的步骤及动态线图来说明连动方式，各构件间组合方式及标号请参见图1中所示。
如图3至图5中所示，第一步骤为脚踢出去中连续进行至二、三步骤的动作，并在延伸至第四步骤属于脚跟着地进行缓冲的吸震动作图当行走如图面所示第一步骤时该连杆及连杆支架并未受到行走时的下压力，使得连杆的轴心呈现在动态线的右边位置，且复归装置的弹簧则保持连杆正常定位状态；而当行走进行至第二步骤时连杆轴心将移至动态线位置并与动态线呈一直线，同时压迫到连杆及连杆支架，呈现行走时弯曲状态；继续进行到第三步骤时该连杆的轴心已经移至动态线的左边位置，其复归装置内受压的弹簧也慢慢向上顶持该连杆，进而到达固定与缓冲位置，弹簧弹力改变连杆与连杆支架间的角度，使膝关节进入固定位置，让小腿不产生下垂或跪下及缓冲状态；当连杆支架回弹至第四步骤由后脚跟着地进行行走或站立时，借着缓冲体所产生缓冲吸震的作用，达到装设假肢膝关节残障人士行走的安全性。
另请参阅图7中图面所示，是用本实用新型结构的最佳动态操作实施示意图加以说明的，图中所示为双脚行走之状态。
综上所述，本实用新型设计的假肢膝关节，能通过上述所公开的结构，达到预期目的与功效，且申请前未被公开过，符合实用新型专利的新颖性等要求；使用时，其改进的缓冲功效更已具创造性与实用性之专利要求。上述仅为本实用新型的一个较佳实施例，不能以之作为限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作之等同变化或修改，仍应属本实用新型专利涵盖之范围。
权利要求1.一种具有缓冲功效的假肢膝关节，其特征在于包括一膝盖头(10)、一连动装置、一连杆(20)、一缓冲体(40)、一弹力复归装置、及一膝盖体(50)组件；弹力覆归装置包括连杆支架(30)、第一顶套(321)、第一弹簧(322)、第一调整螺丝(323)、第二顶套(534)、第二弹簧(533)、挡片、第二调整螺丝(531)；膝盖头(10)用于向上连接大腿处，下缘膝盖体(50)为连接小腿及下方脚底部，其中所述连杆(20)经第一轴心(29)套合于膝盖头(10)内凹槽，利用第一紧固螺丝(24)将第一轴心(29)固定，连杆(20)上半圆弧槽放置顶抵之弹力块，连杆(20)下方轴心孔则以连杆支架(30)两侧的圆形凸耳部轴承孔所配合，经第二轴心(36)贯穿以第二紧固螺丝(34)固定，连杆支架(30)倾斜圆柱体内装设第一顶套(321)、第一弹簧(322)及第一调整螺丝(323)，搭配连杆(20)上调整螺栓，让连杆(20)具有复归定位的能力，连杆支架(30)的块体其轴心孔与膝盖体(50)上连接翼嵌接第三轴心(54)，第三轴心(54)以第三紧固螺丝(35)定位，膝盖头(10)及膝盖体(50)所设轴承孔经套合滚针轴承经嵌接第四轴心(56)，两侧以弧片相扣设并由复数平头内六角螺丝螺合，由优力胶制作的缓冲体(40)，被挟持在连杆支架(30)下方圆弧槽与膝盖体(50)上缘圆弧槽之间，位于膝盖体(50)上连接翼间的顶套孔，顶套孔内制螺牙供第二调整螺丝(531)、挡片、第二弹簧(533)及第二顶套(534)所套设，第二顶套(534)顶设于连杆支架(30)倾斜圆柱体上，通过结构内缓冲体(40)达到缓冲吸震的功效。
专利摘要本实用新型公开了一种具有缓冲功效的假肢膝关节，主要结构包含有一膝盖头、一连动装置、一连杆、一缓冲体、一弹力复归装置及一膝盖体组件。弹力复归装置包括连杆支架、第一顶套、第一弹簧、第一调整螺丝、第二顶套、第二弹簧、挡片、第二调整螺丝。该膝盖头用于向上连接大腿处，另下缘之膝盖体则用于连接小腿及下方脚底部。本实用新型通过膝关节内连杆、连杆支架及缓冲体构件组设计，当行走于踢摆腿动作或站立时，其弹力复归装置改变连杆与连杆支架间的角度，使膝关节进入固定位置，避免小腿产生下垂或跪下，行走坡地能以膝关节弯曲后之角度，由缓冲体产生缓冲吸震功效。
文档编号A61F2/64GK2815304SQ200520001440
公开日2006年9月13日 申请日期2005年1月24日 优先权日2005年1月24日
发明者郑曜腾 申请人:肯达路企业有限公司