[0035]图1G是液压回路的简化示图。腔体130包括柱形阀202和单向的、弹簧偏压的止回阀150，其允许流体在跖屈期间从前腔室501通过端口 142行进到后腔室502内。腔体132包括柱形阀202和单向的、弹簧偏压的止回阀152，其允许流体在背屈期间从后腔室501通过端口 140、142行进到前腔室502内。由柱形阀202设置的流体流动独立地控制两个方向上的阻尼程度。
[0036]图2A是两个单向阀202其中一个的第一斜视图，该单向阀被安置在外壳内，而图2B是从不同视角看到的图2A的单向阀的斜视图。两个阀中的每个是完全相同的，并且每个包括带有渐变孔眼206的套筒204。可旋转的零件208在移动进出该套筒，以确定哪些孔眼被用于确定通过该阀的流动控制。单向阀(未示出)被安装到相应的腔体130、132，然后安装柱形阀，其中可旋转的零件208被暴露出以用于流量设置。应当注意，每个腔体130、132都可以用于跖屈-背屈，这取决于止回阀以何种方式安装到该腔体。
[0037]图3A是优选足踝组件的第一斜视图。图3B是该组件的不同视图，而图3C是中间截面图。组件302包括上螺纹口 304，用以接收暂用假肢(未示出)。该组件进一步包括具有轴线108的通孔，该轴线108对应于外壳102的中心枢轴线，从而足踝组件在与缸体113的圆轴线平行的平面内绕轴线108旋转。
[0038]如图3C的截面所示，可选地提供螺纹端口 306，以接收螺栓或定位螺钉(未示出)，从而在相对于外壳的适当位置锁定足踝组件。足踝组件进一步包括第二孔口 310，用以接收图4中图示说明的活塞组件402的螺纹端404。图4A是活塞组件的第一斜视图，图3B是该组件的不同视图，而图3C是中间截面图。
[0039]活塞组件402包括杆部分406以及一体形成的外展段(flared sect1n) 408。外展段408包括被配置为接收多部分(multipart)聚四氟乙烯环的外部周边槽410，当活塞在缸体内运动时，该多部分聚四氟乙稀环抵靠缸体的内壁密封外展段。杆部分406的弯曲部优选地具有与缸体的中心线同等延伸的中心线，其中外展段的平面412与中心线在点414处正交。
[0040]图5A是包括在中性条件下的外壳、足踝组件和活塞组件的装配图。这些图示出了足踝组件，其耦连到外壳，从而围绕单一轴线108旋转。还示出了后部分足踝组件302被耦连到活塞杆406的螺纹部分404而导致牢固的机械连接的方式。在113处示出了活塞杆406和穿过外壳的孔112之间的后密封件。前板114已经安装了在115处描述的密封件。外壳被附连到合适的足刃502，并且在504处示出了柔软的脚型。外展部分408抵靠缸体110的内壁111被密封，从而建立了在活塞的外展部分408前面的前腔室501和在外展部分后面的后腔室500。前腔室和后腔室501、500的容积不是固定的，而是在步行活动过程中发生变化。
[0041]在图5A所示的中性状态中，前腔室501具有最大的容积，而后腔室500具有最小的容积。图5B描述处于8度跖屈的装配件，而图5C是处于18度跖屈的装配件。当足踝在跖屈期间向后枢转时，活塞在缸体内向前旋转，从而通过安装在132处的单向阀将流体从前腔室501排出到后腔室500。通过阀门的流速设定值来建立并控制该运动的阻尼。当背屈开始时，流体从后腔室500被转移返回到前腔室501，其中阻尼水平通过另一阀门的流速设定值来独立地控制。
[0042]除了其极好的简单性和很少的移动零件外，刚刚描述的装置还提供了许多优点。与使用直线缸体并且实现大约7-9度的有限运动范围(ROM)的先前设计对比，该装配件实现18度的运动范围。虽然被动阻尼被用于在前腔室和后腔室之间交换流体，但是在可替换的实施例中，假体可以是具有角度传感器或其他位置传感器的器械，其中主动的流体增压和抽吸被用作主动机电系统的一部分。也可以使用除了液压流体之外的其他流体，包括气态流体(包括空气)，并且该设计适用于基本在平面内枢转的其他关节(如膝盖)。
【主权项】
1.一种假足踝，包括: 外壳，其适于耦连到足刃； 在所述外壳中的弯曲缸体； 足踝组件，其适于耦连到暂用假肢耦连件，所述足踝组件在所述缸体的曲率中心处被枢转地附连到所述外壳； 所述足踝组件被耦连到所述缸体内的弯曲的杆和活塞，所述活塞限定所述缸体内的前腔室和后腔室，所述前腔室和所述后腔室彼此流体连通；以及 其中当所述足踝在跖屈和背屈之间枢转时，流体在所述前腔室和所述后腔室之间被交换以控制阻尼。2.根据权利要求1所述的假足踝，其中所述流体是液压流体。3.根据权利要求1所述的假足踝，其中所述外壳、足踝组件、杆和活塞部分是金属。4.根据权利要求1所述的假足踝，进一步包括: 在所述外壳内的端口，所述端口与所述前腔室和所述后腔室流体互连； 第一单向止回阀和流量阀，其与所述端口在一直线内以便控制跖屈期间的阻尼；和 第二单向止回和流量阀，其与所述端口在一直线内以便控制背屈期间的阻尼。5.根据权利要求4所述的假足踝，其中所述流量阀是独立可调节的柱形阀，以在跖屈和背屈期间建立和保持期望的阻尼水平。6.根据权利要求5所述的假足踝，其中每个柱形阀包括具有渐变孔眼的嵌件，从而所述嵌件的旋转使通过该阀门的流体的流量发生变化。7.一种假足踝，包括: 外壳，其具有上部分和下部分，其中所述上部分具有枢轴线，所述下部分适于耦连到足刃； 缸体，其具有限定所述外壳内的截面的内壁，所述缸体具有横贯于所述枢轴线的中心圆形轴线并且具有与所述枢轴线对应的曲率半径； 足踝组件，其具有适于耦连到暂用假肢的上部分； 所述足踝组件被配置为在所述枢轴线上相对于所述外壳枢转； 所述足踝组件被进一步耦连到设置在所述弯曲缸体内的弯曲杆，所述弯曲杆具有与所述缸体的所述中心线同等延伸的中心线； 所述弯曲杆包括具有抵靠所述缸体的所述内壁的外部周边密封件的活塞部分，所述周边密封件限定了所述缸体内的前可变容积密封腔室和后可变容积密封腔室； 在所述外壳内的端口，所述端口与所述前腔室和所述后腔室流体互连； 第一单向止回阀和流量阀，其与所述端口在一直线内以控制跖屈期间的阻尼；以及 第二单向止回和流量阀，其与所述端口在一直线内以控制背屈期间的阻尼。8.根据权利要求7所述的假足踝，其中所述流体是液压流体。9.根据权利要求7所述的假足踝，其中所述流量阀是独立可调节的柱形阀，以在跖屈和背屈期间建立和保持期望的阻尼水平。10.根据权利要求9所述的假足踝，其中每个柱形阀包括具有渐变孔眼的嵌件，从而所述嵌件的旋转使通过该阀门的流量发生变化。11.根据权利要求7所述的假足踝，其中所述外壳、足踝组件、杆和活塞部分是金属。12.根据权利要求7所述的假足踝，其中所述活塞部分包括周边凹槽，以接收所述周边密封件。
【专利摘要】假关节和肢体组件利用单一的弯曲阻尼缸来减少组件数量和磨损。假足/假足踝只需要三个主要组件；即，适于耦连到足刃的外壳；适于耦连到暂用假肢的足踝组件；以及步行期间在所述外壳中的弯曲缸体内移动的活塞。足踝组件在缸体的曲率中心处被枢转地附连到外壳。活塞限定缸体中的前可变容积腔室和后可变容积腔室。这两个腔室经由端口彼此流体连通，以便当足踝在跖屈和背屈之间枢转时，流体在这些腔室之间通过单向止回阀被交换。流体流量是独立可调节的，以在跖屈和背屈期间建立和保持期望的阻尼水平，包括不同的阻尼水平。
【IPC分类】A61F2/66
【公开号】CN105007862
【申请号】CN201480011759
【发明人】A·塔斯泽瑞克
【申请人】大学园工业公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年2月25日
【公告号】US8926711, US20140249652, WO2014137664A1