本发明涉及一种下肢膝关节假肢，特别涉及一种能实现弹性屈膝的下肢膝关节假肢，其属于人口与健康技术领域。
背景技术：
目前在我国人口中残疾人占5％左右，肢体残疾人约877万人，占残疾人总数的14.6％，其中近100多万人需要安装假肢。在下肢假肢系统中，膝关节是最重要的组成部分，它的性能直接影响着膝上假肢的整体性能。
对于下肢截肢患者而言，安装假肢的目的除了代偿行走功能，更重要的是要模拟正常人体关节运动，以求达到最自然的步态。仔细观察自然的步态时，就会发现下列现象：在脚跟接触地面时，人的膝关节会略微弯曲。
目前较常用的膝关节假肢是多轴连杆型膝关节假肢，多轴连杆型膝关节假肢因其具有近似模拟正常膝关节的运动、稳定性好、性价比高等优势而被广泛应用。
但是，在目前的多轴连杆型膝关节假肢产品和技术中，都没有或不能较好地实现弹性屈膝功能。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种弹性屈膝型膝关节假肢，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
根据本发明的下肢膝关节假肢，能够实现弹性屈膝并且用于下肢截肢患者的功能代偿，其中，该下肢膝关节假肢包括残肢接受腔连接件、假脚连接件、前侧杆、后侧杆、阻尼缸和弹性屈膝部分，
其中，残肢接受腔连接件的前后两端分别与前侧杆和后侧杆的上端铰接；
假脚连接件的前端与前侧杆的下端铰接；
弹性屈膝部分固定在假脚连接件上，并且能够对后侧杆施加弹性作用力，该弹性屈膝部分包括滑动块和弹性缓冲装置，其中滑动块固定在假脚连接件上，在滑动块上设置有滑动槽，铰接于后侧杆的下端上的轴能够在滑动块的滑动槽内滑动，并且后侧杆的下端与弹性缓冲装置弹性接触；并且
阻尼缸的底座端与假脚连接件铰接，从阻尼缸伸出的缸杆与残肢接受腔连接件铰接。
根据本发明的下肢膝关节假肢，可以使患者在脚跟着地后，下肢膝关节假肢能够像正常膝盖一样以适度弹性的方式弯曲，患者可以轻松迈步，膝关节的安全性得到了提高，步态更接近自然步态，也大大减少了后续损害。
在本发明的一个具体实施例中，弹性缓冲装置包括底座、顶块、滑套、弹簧和调整块，其中底座固定在假脚连接件上，滑套固定在底座的内腔的上部，顶块能够在滑套内上下滑动，并且通过调整调整块，能够调整调整块与底座之间的相对位置，弹簧被压缩在顶块和调整块之间，弹性屈膝部分的顶块借助该弹簧的作用，而对后侧杆施加弹性作用力。通过具有如此构造的弹性缓冲装置，本发明的下肢膝关节假肢能够以较简单的结构实现本发明的弹性屈膝的功能。
在本发明的一个优选实施例中，调整块与底座之间利用螺纹进行连接，并且在调整块的周向设置有可以转动调整块来调整调整块相对于底座位置的孔。通过转动调整块上的孔转动调整块，来调整弹簧的预压缩量，从而满足不同患者对弹性屈膝强度的要求。
根据本发明的一个具体实施例，弹性屈膝部分的滑动块上的滑动槽可以设置为直线槽。另外，弹性屈膝部分的滑动块上的滑动槽也可以设置为曲线槽。
根据本发明的下肢膝关节假肢，残肢接受腔连接件上可以安装有用于减少残肢接受腔连接件和前侧杆运动冲击的缓冲块。另外，假脚连接件上可以安装有用于减少假脚连接件和后侧杆运动冲击的缓冲块。借助这些缓冲块，可以减少运动中存在的运动冲击，从而进一步提高安全性。
本发明还涉及一种下肢膝关节假肢，特别是一种能实现弹性屈膝的下肢膝关节假肢，用于下肢截肢患者的功能代偿，其中，所述弹性屈膝型下肢膝关节假肢由残肢接受腔连接件、假脚连接件、前侧杆、后侧杆、阻尼缸、弹性屈膝部分组成；残肢接受腔连接件的前后两端通过轴及轴套分别和前侧杆、后侧杆的上端铰接，假脚连接件的前端通过轴及轴套与前侧杆的下端铰接，假脚连接件上固定有弹性屈膝部分，铰接于后侧杆下端上的轴可在弹性屈膝部分的滑动块的槽内滑动；阻尼缸的底座端与假脚连接件铰接，其伸出的缸杆与残肢接受腔连接件铰接；所述弹性屈膝型下肢膝关节假肢的弹性屈膝部分包括滑动块和弹性缓冲装置；弹性屈膝部分的滑动块固定在假脚连接件上，其上设置有滑动槽；弹性缓冲装置由底座、顶块、滑套、弹簧、调整块组成，其中底座固定在假脚连接件上，滑套固定在底座内腔上部，顶块在滑套内上下滑动，调整块与底座间螺纹连接，调整块的周向设置有可以转动调整块来调整调整块相对于底座位置的圆孔，弹簧被压缩在顶块和调整块之间。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果至少包括：
1、弹性屈膝功能使膝关节假肢在脚跟着地后，膝关节假肢能够像正常膝盖一样以适度弹性的方式弯曲到最大15°的位置，患者可以轻松迈步，膝关节假肢的安全性得到了提高。
2、使患者能够在不平的路面和缓坡上更自如地行走。
3、步态看上去会更加平稳，更接近自然的方式。
4、穿戴弹性屈膝型假肢，因为生理运动更加正常，残肢、髋关节和脊柱的压力同时得到了缓解，这样大大减少了后续的损害。
5、穿戴弹性屈膝型假肢，在长时间站立时不易疲劳。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为本发明的总体结构的爆炸图；
图3为图1侧视图的局部剖视图；
图4为本发明与残肢接受腔以及假脚的连接示意图；
图5为本发明行走步态中摆动期的状态示意图；
图6为本发明行走步态中脚跟触地时的状态示意图；
图7为本发明弹性屈膝部分的另一种实施方式。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的弹性屈膝型下肢膝关节假肢。
如图1、图2和图3所示，弹性屈膝型下肢膝关节假肢P(图4)总体上包括残肢接受腔连接件1、假脚连接件2、前侧杆3、后侧杆4、阻尼缸5和弹性屈膝部分6。残肢接受腔连接件1的前端通过轴31及轴套32与前侧杆3的上端铰接，残肢接受腔连接件1的后端通过轴43及轴套44与后侧杆4的上端铰接。假脚连接件2的前端通过轴33及轴套34与前侧杆3的下端铰接，弹性屈膝部分6固定在该假脚连接件2上。通过轴套42铰接于后侧杆4的下端上的轴41可以在弹性屈膝部分6的滑动块601的槽(或滑动槽)601a内滑动。阻尼缸5的缸体501的底座端与假脚连接件2铰接，从缸体501伸出的缸杆502与残肢接受腔连接件1通过轴51及轴套52铰接。人体对膝关节运动的控制是通过跨过膝关节的肌肉所完成的，实质上，诸多肌肉所产生的肌力最终将会以力矩的方式体现出一个总体的控制模式。本发明借助阻尼缸5，能提供合适的膝关节力矩以帮助截肢者实现良好的步态，从而有效地控制该弹性屈膝型下肢膝关节假肢P在进行屈膝、摆动或者站立等状态的转换时的稳定性，使得运动平稳并且在长时间站立时也不易疲劳，从而大大提供了下肢膝关节假肢的安全性。
具体地如图2和图3所示，弹性屈膝型下肢膝关节假肢P的弹性屈膝部分6总体上包括滑动块601和弹性缓冲装置。弹性屈膝部分6的滑动块601固定在假脚连接件2上，在该滑动块601上设置有滑动槽601a。弹性缓冲装置包括底座606、顶块602、滑套603、弹簧604和调整块605。底座606固定在假脚连接件2上，滑套603固定在底座606的内腔的上部，顶块602在滑套603内上下滑动，调整块605与底座606之间利用螺纹进行连接。在调整块605的周向设置有可以转动调整块605来调整调整块605相对于底座606位置的圆孔605a，弹簧604被压缩在顶块602和调整块605之间。
如图6所示，弹性屈膝部分6的滑动块601上的滑动槽601a设置为直线槽，通过轴套42铰接于后侧杆4的下端上的轴41可在弹性屈膝部分6的滑动块601的直线槽601a内滑动。
如图7所示，弹性屈膝部分6的滑动块601上的滑动槽601b设置为曲线槽，通过轴套42铰接于后侧杆4的下端上的轴41可在弹性屈膝部分6的滑动块601的曲线槽601b内滑动。
如图3所示，残肢接受腔连接件1上安装有用于减少残肢接受腔连接件1和前侧杆3之间的运动冲击的缓冲块11。在弹性屈膝型下肢膝关节假肢P由如图7所示的脚跟触地状态转换到如图3所示的站立状态时，前侧杆3上设置的凸块上表面3a接触到缓冲块11的下表面11a，从而减少弹性屈膝型下肢膝关节假肢P在运动过程中的冲击。
进一步如图3所示，假脚连接件2上安装有用于减少假脚连接件2和后侧杆4之间的运动冲击的缓冲块21。在弹性屈膝型下肢膝关节假肢P处于从如图5所示的摆动期到如图7所示的弹性屈膝状态(脚跟触地)时，后侧杆4上的平面4a接触到缓冲块21的下表面21a，从而减少弹性屈膝型下肢膝关节假肢P在运动过程中的冲击。
缓冲块11和缓冲块21均采用弹性塑料材料，例如橡胶或聚氨酯等。
以下描述本发明的弹性屈膝型下肢膝关节假肢P的动作原理和过程。
如图4所示，本发明的弹性屈膝型下肢膝关节假肢P通过残肢接受腔连接件1与接受腔H连接，同时，通过假脚连接件2与假脚连接杆K01及假脚K连接。
在脚尖触地时，弹性屈膝型下肢膝关节假肢P会受到髋关节的驱动力F2和地面对脚尖的反作用力R2的作用，这一对力作用于弹性屈膝型下肢膝关节假肢P，使假肢关节弯曲(如图5所示)，带动整个下肢假肢动作，达到行走目的。
在如图4和图6所示的实施例中，在脚跟触地时，弹性屈膝型下肢膝关节假肢P会受到髋关节的驱动力F1和地面对脚跟的反作用力R1的作用，后侧杆4在这一对作用力的作用下施加力于轴41，轴41的两端在滑动块601上的直线槽601a内滑动到直线槽601a的下端；后侧杆4在轴41沿直线槽601a滑动的限制下，按照一定的轨迹运动，带动膝关节假肢P弯曲。在后侧杆4按照一定的轨迹运动时，弹性屈膝部分的顶块602在弹簧604的作用下，将对后侧杆4施加一向上的作用力，该作用力在弹簧604的作用下发生变化。这样在脚跟触地时，假肢关节将实现弹性屈膝功能。
同时，通过转动调整块605上的圆孔605a转动调整块605，来调整弹簧604的预压缩量，从而满足不同患者对弹性屈膝强度的要求。
在如图4和图7所示的实施例中，在脚跟触地时，弹性屈膝型下肢膝关节假肢P会受到髋关节的驱动力F1和地面对脚跟的反作用力R1的作用，后侧杆4在这一对作用力的作用下施加力于轴41，轴41的两端在滑动块601上的曲线槽601b内滑动到曲线槽601b的下端；后侧杆4在轴41沿曲线槽601b滑动的限制下，按照一定的轨迹运动，带动膝关节假肢P弯曲。在后侧杆4按照一定的轨迹运动时，弹性屈膝部分的顶块602在弹簧604的作用下，将对后侧杆4施加一向上的作用力，该作用力在弹簧604的作用下发生变化。这样在脚跟触地时，假肢关节将实现弹性屈膝功能。
本领域技术人员应当理解，上述图示内容和实施例仅用于解释本发明而非用于对其做出任何限制。例如，弹性缓冲装置并非局限于图示的结构，而是只要该弹性缓冲装置能够实现对后侧杆的下端施加弹性作用力即可。