一种肌体助力恢复型智能义肢的制作方法

本实用新型涉及义肢，特别是涉及一种肌体助力恢复型智能义肢。

背景技术：

假肢，也称“义肢”，是供截肢者使用以代偿缺损肢体部分功能的人造肢体，有上肢假肢和下肢假肢。多用铝板、木材、皮革、塑料等材料制作，其关节采用金属部件，现在假肢界主流是钛合金和碳素纤维材料。义肢指人造肢体，用来取代肢体的功能障碍(不论暂时性或永久性)，或是用来掩饰肢体伤残。与义体(如义乳，假鼻子，假发之类)最大的不同，在于义肢的功能性较强。

传统的义肢是利用现代生物电子学技术为患者把人体神经系统与照相机、话筒、马达之类的装置连接起来以嵌入和听从大脑指令的方式替代这个人群的躯体部分缺失或损毁的人工装置。在完成义肢初始设定后，只能按设定的辅助力度协助使用者运动，但是随着使用者逐步恢复，设定的辅助力度也应该随时调整。

因此，现在亟需针对上述问题研发出一种能够根据使用者的恢复状况及时调整辅助力度的义肢。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种肌体助力恢复型智能义肢。

本实用新型为达到上述目的所采用的技术方案是：一种肌体助力恢复型智能义肢，其特征在于，所述肌体助力恢复型智能义肢包括：

可吸纳包容残肢、与人体大腿相配合的全接触式接受腔，其与残肢为可拆卸连接；

通过第一连接件与所述全接触式接受腔下端固定连接的假肢膝关节，其包括关节底座，下端固定设置在所述关节底座内的液压缸，及下端与所述关节底座上端相铰接的关节组件，所诉液压缸的另一端与所述关节组件的上端固定连接；

通过第二连接件与所述关节底座下端固定连接的小腿连接杆；

通过第三连接件与所述小腿连接杆下端固定连接的假肢踝关节，其包括与所述第三连接件固定连接的连接块，及与所述连接块固定连接、具有弹性的脚芯；

与所述脚芯相配合、将所述脚芯下端包裹住的脚板，其上端开口，下端封口，其内部中空；

固定设置在所述全接触式接受腔内、用于感应股直肌、臀大肌、腘绳肌的肌电信号的传感器；

设置在所述脚板内、用于接收并处理信号的控制器，其上设有用于供电的充电电池和用于无线连接的无线连接模块；以及

与所述控制器无线连接、用于接收并处理信号的云服务器，医生通过所述云服务器远程诊断和调节；

所述液压缸、所述传感器和所述充电电池分别与所述控制器电性连接。

在一些实施例中，所述全接触式接受腔底部设有排气阀，所述假肢膝关节通过所述第一连接件与所述排气阀固定连接。

在一些实施例中，所述关节组件包括：

下端与所述关节底座上端的一端相铰接的第一转动件；

一端与所述第一转动件上端相铰接，且与所述液压缸上端固定连接的第二转动件，其顶端通过所述第一连接件与所述排气阀固定连接；以及

下端与所述关节底座上端的另一端相铰接的第三转动件，所述第三转动件上端与所述第二转动件固定连接。

在一些实施例中，所述脚芯包括：

与所述连接块固定连接、起回弹作用的前骨，所述前骨一侧设有与其固定连接的支撑块；

与所述连接块固定连接，设置在所述前骨一侧、与所述支撑块相配合，起支撑作用的中骨；

与所述连接块固定连接，分别设置在所述中骨两侧，起平衡作用的后骨；以及

分别与所述前骨、所述中骨及所述后骨的底部固定连接的底骨。

在一些实施例中，所述传感器至少为四个。

本实用新型的有益效果是：相较于现有技术，本实用新型包括：可吸纳包容残肢、与人体大腿相配合的全接触式接受腔，其与残肢为可拆卸连接；通过第一连接件与所述全接触式接受腔下端固定连接的假肢膝关节，其包括关节底座，下端固定设置在所述关节底座内的液压缸，及下端与所述关节底座上端相铰接的关节组件，所诉液压缸的另一端与所述关节组件的上端固定连接；通过第二连接件与所述关节底座下端固定连接的小腿连接杆；通过第三连接件与所述小腿连接杆下端固定连接的假肢踝关节，其包括与所述第三连接件固定连接的连接块，及与所述连接块固定连接、具有弹性的脚芯；与所述脚芯相配合、将所述脚芯下端包裹住的脚板，其上端开口，下端封口，其内部中空；固定设置在所述全接触式接受腔内、用于感应股直肌、臀大肌、腘绳肌的肌电信号的传感器；设置在所述脚板内、用于接收并处理信号的控制器，其上设有用于供电的充电电池和用于无线连接的无线连接模块；以及与所述控制器无线连接、用于接收并处理信号的云服务器，医生通过所述云服务器远程诊断和调节；所述液压缸、所述传感器和所述充电电池分别与所述控制器电性连接。采用上述设计，使得人们在使用义肢时，便于医生远程监管使用情况并及时调节义肢，给出相应的使用反馈。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的结构示意图；

图2为本实用新型较佳实施例另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型较佳实施例的爆炸图；

图4为本实用新型较佳实施例全接触式接受腔的结构示意图；

图5为本实用新型较佳实施例第一连接件的结构示意图；

图6为本实用新型较佳实施例假肢膝关节的结构示意图；

图7为本实用新型较佳实施例假肢膝关节另一视角的结构示意图；

图8为本实用新型较佳实施例小腿连接杆和第二连接件的结构示意图；

图9为本实用新型较佳实施例第三连接件的结构示意图；

图10为本实用新型较佳实施例假肢踝关节的结构示意图；

图11为本实用新型较佳实施例脚板的结构示意图。

图中：

10、全接触式接受腔；11、排气阀；

20、第一连接件；

30、假肢膝关节；31、关节底座；32、液压缸；33、第一转动件；34、第二转动件；35、第三转动件；

40、第二连接件；

50、小腿连接杆；

60、第三连接件；

70、假肢踝关节；71、连接块；72、前骨；73、中骨；74、后骨；75、底骨；76、支撑块；

80、脚板。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加浅显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-图11所示，本实用新型提供了一种肌体助力恢复型智能义肢，其特征在于，所述肌体助力恢复型智能义肢包括：

可吸纳包容残肢、与人体大腿相配合的全接触式接受腔10，其与残肢为可拆卸连接；

通过第一连接件20与所述全接触式接受腔10下端固定连接的假肢膝关节30，其包括关节底座31，下端固定设置在所述关节底座31内的液压缸32，及下端与所述关节底座31上端相铰接的关节组件，所诉液压缸32的另一端与所述关节组件的上端固定连接；

通过第二连接件40与所述关节底座31下端固定连接的小腿连接杆50；

通过第三连接件60与所述小腿连接杆50下端固定连接的假肢踝关节70，其包括与所述第三连接件60固定连接的连接块71，及与所述连接块71固定连接、具有弹性的脚芯；

与所述脚芯相配合、将所述脚芯下端包裹住的脚板80，其上端开口，下端封口，其内部中空；

固定设置在所述全接触式接受腔10内、用于感应股直肌、臀大肌、腘绳肌的肌电信号的传感器；

设置在所述脚板80内、用于接收并处理信号的控制器，其上设有用于供电的充电电池和用于无线连接的无线连接模块；以及

与所述控制器无线连接、用于接收并处理信号的云服务器，医生通过所述云服务器远程诊断和调节；

所述液压缸32、所述传感器和所述充电电池分别与所述控制器电性连接。

具体的，全接触式接受腔10的底端与残肢末端之间有一个大的空隙，它构成了一个密闭空间。密闭空间产生的负压将接受腔吸着在残肢上，起悬吊作用。残肢整个表面，尤其残肢末端与接受腔全面接触。残肢末端承受了来自腔底的轴向压力。在步行过程中，摆腿时血液被负压吸到残肢末端，承重支撑时接受腔底压迫残端将血液泵出。血液在残肢末端如此反复交替地流入和挤出，促进了残肢的血液循环。

液压缸32是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸32输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸32基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。

传感器采用的是可以感应肌肉肌电信号的肌电信号传感器。

云服务器(Elastic Compute Service,ECS)是一种简单高效、安全可靠、处理能力可弹性伸缩的计算服务。其管理方式比物理服务器更简单高效。传统服务器中，包含处理器摸块、存储模块、网络模块、电源、风扇等设备。云服务器体系架构包含云处理器模块、网络处理模块、存储处理模块与系统件理模块等。这种架构的优势使得云服务器可以大大提高了利用率，采用多个云处理器完成系统设计，引入低功耗管理理念完成对系统的集中冗余管理，同时在系统中省去了很多重复的硬件。云服务器一般包括线程、核、处理器、网络、加速器等功能单元全部计算的总和。因此，云计算一般都有着庞大的数据输入量或大量的工作集。

用第一连接件20将全接触式接受腔10底部的排气阀11与假肢膝关节30顶部的第二转动件34固定连接起来，其中假肢膝关节30包括底部通过第二连接件40与小腿连接杆50固定连接的底座，底座内固定连接有液压缸32，液压缸32的顶端与第二转动件34固定连接，同时第一转动件33和第三转动件35分别与底座顶部的两端相铰接，且第一转动件33的顶端和第三转动件35的顶端分别与第二转动件34相铰接。第二连接件40与小腿连接杆50一体成型。接着用第三连接件60将小腿连接杆50的底端和假肢踝关节70的连接块71固定连接起来，假肢踝关节70包括连接块71和脚芯，脚芯包括分别与连接块71固定连接的前骨72、中骨73及后骨74，和分别与前骨72、中骨73及后骨74底部固定连接的底骨75。最后用内部装有控制器的脚板80将脚芯的下端包裹住。传感器安装在全接触式接受腔10内。控制器上桩充电电池，可以在电池没电的时候进行充电，以保证义肢的正常使用。

当人们将残肢套入全接触式接受腔10内，全接触式接受腔10的底端与残肢末端之间的密闭空间产生负压，使得义肢悬吊在残肢上。传感器感应到股直肌、臀大肌、腘绳肌等伸肌和屈肌的肌电信号，并反馈信息至控制器，控制器根据这些肌电信号判断并控制液压缸32进行伸缩动作，液压缸32的伸缩动作，带动了与其固定连接的第二转动件34也发生运动，使得与第二转动件34相铰接的第一转动件33和第三转动件35也做出相应的动作。脚芯采用的是特殊弹性材料，称为“龙骨”。脚芯的弹性使得义肢具有良好的回弹性，这样义肢就能在运动时对人有一个助力，部分地代偿截肢者所失去的腿部肌肉功能。同时控制器会将肌电信号及与该肌电信号所产生的相应动作进行存档，使得义肢完全按照使用者的本能习惯，实现多种自然动作，在使用中智能的学习和适应使用者，实现更多动作的识别，并将收集的信号数据通过IOT技术上传至云服务器，绘制成数据图形，为医生远程诊断与调节提供数据支持。

需要说明的是，由于全接触式接受腔10、液压缸32、传感器及云服务器均为现有技术，本实施例并未对其进行改进，因此不再详细介绍其具体结构及工作原理。

在一些实施例中，所述全接触式接受腔10底部设有排气阀11，所述假肢膝关节30通过所述第一连接件20与所述排气阀11固定连接。

具体的，排气阀11可以使得全接触式接受腔10底端与残肢末端之间形成一个密闭空间，使得残肢与接受腔完全接触。

在一些实施例中，所述关节组件包括：

下端与所述关节底座31上端的一端相铰接的第一转动件33；

一端与所述第一转动件33上端相铰接，且与所述液压缸32上端固定连接的第二转动件34，其顶端通过所述第一连接件20与所述排气阀11固定连接；以及

下端与所述关节底座31上端的另一端相铰接的第三转动件35，所述第三转动件35上端与所述第二转动件34固定连接。

在一些实施例中，所述脚芯包括：

与所述连接块71固定连接、起回弹作用的前骨72，所述前骨72一侧设有与其固定连接的支撑块76；

与所述连接块71固定连接，设置在所述前骨72一侧、与所述支撑块76相配合，起支撑作用的中骨73；

与所述连接块71固定连接，分别设置在所述中骨73两侧，起平衡作用的后骨74；以及

分别与所述前骨72、所述中骨73及所述后骨74的底部固定连接的底骨75。

具体的，脚芯采用的是特殊弹性材料“龙骨”。使用弹性“龙骨”是为了让假脚具有良好的回弹性，这样假脚就能在运动时对人有一个助力，部分地代偿截肢者所失去的腿部肌肉功能。由于“龙骨”是现有技术，因此不再详细介绍其具体结构和工作原理。

在一些实施例中，所述传感器至少为四个。

综上所述，本实用新型包括可吸纳包容残肢、与人体大腿相配合的全接触式接受腔10，其与残肢为可拆卸连接；通过第一连接件20与所述全接触式接受腔10下端固定连接的假肢膝关节30，其包括关节底座31，下端固定设置在所述关节底座31内的液压缸32，及下端与所述关节底座31上端相铰接的关节组件，所诉液压缸32的另一端与所述关节组件的上端固定连接；通过第二连接件40与所述关节底座31下端固定连接的小腿连接杆50；通过第三连接件60与所述小腿连接杆50下端固定连接的假肢踝关节70，其包括与所述第三连接件60固定连接的连接块71，及与所述连接块71固定连接、具有弹性的脚芯；与所述脚芯相配合、将所述脚芯下端包裹住的脚板80，其上端开口，下端封口，其内部中空；固定设置在所述全接触式接受腔10内、用于感应股直肌、臀大肌、腘绳肌的肌电信号的传感器；设置在所述脚板80内、用于接收并处理信号的控制器，其上设有用于供电的充电电池和用于无线连接的无线连接模块；以及与所述控制器无线连接、用于接收并处理信号的云服务器，医生通过所述云服务器远程诊断和调节；所述液压缸32、所述传感器和所述充电电池分别与所述控制器电性连接。采用上述设计，使得人们在使用义肢时，便于医生远程监管使用情况并及时调节义肢，给出相应的使用反馈。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的两种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。