专利名称：碳纤维储能拟关节假脚的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种假肢，尤其是一种模拟了跗骨间关节的传力和微 动功能及跖趾关节的背屈运动功能，可使穿戴者在直立和行走过程中 达到最佳舒适程度的碳纤维储能拟关节假脚。
背景技术：
由于假肢的重量对下肢截肢患者运动所消耗的能量有直接的影 响，从而会影响到患者穿戴假肢的效果，因此，在设计制作假肢零部 件过程中，应在充分考虑满足患者要求功能的同时，尽可能选择重量 轻、可减少体力消耗的下肢配件。假脚作为下肢假肢的重要组成部件， 其主要功能是支撑体重，并在运动中代偿小腿三头肌和屈肌的作用以 保持身体正常行走的姿势。对下肢截肢者来说，假脚的重量和功能， 将直接影响截肢者的行走状况，从而在很大程度上决定了假肢的质 量。尤其是对于年纪大、体力差，或因血液循环障碍而截肢的患者， 如果假肢的重量过大.，会引起残肢的受力过大，同时增加了健肢侧的 负担，甚至因此而导致双腿截肢，带来不良的后果。所以，如何在保 证假脚功能的基础上实现假脚的轻量化引起了研究者的广泛关注。
目前，假肢脚板的内骨架一般采用木材、橡胶等制作，也有少数 采用了强度高、质量轻的碳纤维，但结构设计不是很理想，极少涉及
3到除踝关节以外的足部重要关节的模拟，使穿戴者行走感觉仍不舒 适。国外虽然也推出了一些先进的碳纤维制品，但价格昂贵，不适宜 广大截肢患者消费，且结构仍有待改进。
发明内容
本发明的目的是在于克服上述不足之处，提供一种强度高、质量 轻、弹性好、行走舒适的碳纤维储能拟关节假脚。 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案
一种碳纤维储能拟关节假脚，包括S形上板、下板、连接结构， 其特点是还包括后跟弹片、梯形槽结构，所述梯形槽结构上端两呈 水平，并与连接结构固定连接，下端面呈30度倾斜，并与后跟弹片 固定连接，梯形槽结构的小槽口向后大槽口向前，S形上板从槽口中 穿过，并与连接结构连接，后跟弹片开口向后，其下方与下板连接。 S形上板的上部弯曲部分开口向前，下部弯曲部分为假脚跖骨 且开口向后。
下板分为脚跟脚心脚趾三部分，脚趾部分向上翘起呈正常脚行 走中脚趾着地时形状，且与S形上板的下部弯曲部分相连接。.
下板的着地部位为圆弧过渡，且脚心部分呈凸起，模仿脚弓形状。 本发明具有下述有益效果-
1、当假脚的穿戴者在直立时，因S形上板从梯形槽穿过与后跟 弹片独立设计，受压后脚后跟与前脚掌会重新分配压力，独立承压， 实现压力的垂直平均分布，可以使小腿始终保持竖直，不会前倾也不 会后仰；且梯形槽在完成使上板与后跟独立设计的同时，可将承受的压力从梯形槽结构两侧(4L， 4H)传到脚后跟，这种两侧传力的结构保 证了脚的左右平衡和脚底支撑的稳固性；在行走中S形上板上部弯曲 部分也能产生微动变形，可以和踝关节联合活动，并配合脚的背屈和 伸展，来模拟跗骨间关节的传力和微动功能，使其运动更加自然。
2、 当脚跟从着地期向承重期过渡时，后跟弹片被压縮，可以吸 收足跟与地面接触时产生的冲击力，从而减轻对残肢、膝关节、髋关 节和脊柱的影响，同时被压缩的后跟弹片可以储存能量。
3、 当脚跟从承重期向离地期过渡时，后跟弹片向前上方反弹将 能量释放出来，帮助脚跟完成离地动作。脚跟离地后，前脚掌从着地 期向承重期过渡，此时S形上板下部弯曲部分被压縮并储存能量，'当 前脚掌从承重期向离地期过渡时，S形上板下部弯曲部分反弹释放能 量，平稳、自然地带动前脚掌逐渐的离地，而且由于脚趾部分向上翘 起呈正常脚行走中脚趾着地时形状，从而可使着地部位由前脚掌平 稳、自然地过渡到脚趾，完成了模拟跖趾关节运动的功能。
4、下板的着地部位都是圆弧过渡，且脚心部分呈凸起，模仿脚 弓形状，从而可使假脚的穿戴者在行走过程中，无论是从着地期向承 重期过渡，还是从承重期向离地期过渡，都属于动态性过渡，步态会 更加的平稳、优美、自然。 '
5、整个假脚除连接结构外均采用了重量轻、强度高、寿命长的 碳纤维复合材料制作，符合保证假脚功能并实现假脚轻量化的设计理 念。
图l是本发明的结构主视图； 图2是图1的左视图3是图1的俯视图4是本发明的立体示意图。
具体实施例方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1至图4所示，本发明的碳纤维储能拟关节假脚，它由下板 1、 S形上板2、后跟弹片3，梯形槽结构4以及连接结构5组成。连 接结构5采用金属材料制作，其他结构均采用碳素纤维复合材料制 作。
梯形槽结构4小槽口向后大槽口向前,用于S形上板2从中穿过， 梯形槽结构4上端面呈水平与连接结构5相连，下端面呈30度倾斜， 通过粘结剂与后跟弹片3连接。后跟弹片3开口向后，其下方与下板 1连接。S形上板2上部与连接结构5连接，S形上板2下部与下板1
采用粘结剂粘合在一起。
S形上板2上部弯曲部分2a开口向前，与相连的梯形槽4组成
独特结构，巧妙地模拟了跗骨间关节的传力和微动功能，实现重力从 跗骨间关节经距骨向前分散到前脚掌，向后传向跟骨，从而保证了直 立时脚底支撑的稳固性和平稳性；在行走中可以和踝关节联合活动， 来配合脚的背屈和伸展。所述S形上板2下部弯曲部分2b为假脚跖 骨且开口向后，通过与下板1的脚趾部分相连接来模拟跖趾关节背屈 运动。后跟弹片3和S形上板2下部弯曲部分2b开口均向后，起到储 能后向前上方产生推力代偿小腿三头肌和屈肌的作用。
假脚下板1分为脚跟脚心脚趾三部分，其着地部位均为圆弧过 渡，且脚心部分呈凸起，模仿脚弓形状，从而可使假脚的穿戴者在行 走过程中，无论是从着地期向承重期过渡，还是从承重期向离地期过 渡，都属于动态性过渡，步态会更加的平稳、优美、自然。
权利要求
1.一种碳纤维储能拟关节假脚，包括S形上板(2)、下板(1)、连接结构(5)，其特征在于还包括后跟弹片(3)、梯形槽结构(4)，所述梯形槽结构(4)上端面呈水平，并与连接结构(5)固定连接，下端面呈30度倾斜，并与后跟弹片(3)固定连接，梯形槽结构(4)的小槽口向后大槽口向前，S形上板(2)从槽口中穿过，并与连接结构(5)连接，后跟弹片(3)开口向后，其下方与下板(1)连接。
2. 根据权利要求1所述的碳纤维储能拟关节假脚，所述S形上板(2) 的上部弯曲部分(2a)开口向前，下部弯曲部分(2b)为假脚跖骨且 开口向后。
3. 根据权利要求1所述的碳纤维储能拟关节假脚，其特征在于所 述下板(1)分为脚跟脚心脚趾三部分，脚趾部分向上翘起呈正常脚 行走中脚趾着地时形状，且与S形上板(2)的下部弯曲部分(2b) 相连接。
4. 根据权利要求1所述的碳纤维储能拟关节假脚，其特征在于所 述下板(1)的着地部位为圆弧过渡，且脚心部分呈凸起，模仿脚弓 形状。
全文摘要
本发明涉及一种碳纤维储能拟关节假脚，包括S形上板、下板、连接结构，其特点是还包括后跟弹片、梯形槽结构，所述梯形槽结构上端面呈水平，并与连接结构固定连接，下端面呈30度倾斜，并与后跟弹片固定连接，梯形槽结构的小槽口向后大槽口向前，S形上板从槽口中穿过，并与连接结构连接。所述S形上板的上部弯曲部分与梯形槽结构组合在一起，巧妙地模拟了跗骨间关节的传力和微动功能；S形上板的下部弯曲部分与下板的脚趾部分组成独特的结构，可模拟跖趾关节的背屈运动。后跟弹片开口向后，其下方与下板连接。本发明具有强度高、质量轻、弹性好、站立平稳、行走步态优美等特点。
文档编号A61F2/60GK101536935SQ20091004989
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月24日 优先权日2009年4月24日
发明者周海风, 崔海坡, 程恩清 申请人:上海理工大学