专利名称：用于保护人体下肢的防护结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于保护人体下肢的关节—特别是膝关节和踝关节—的防护结构。更具体地，本发明涉及一种可拆卸的结构，该结构适合安置在使用者的下肢上，以便在使用者进行会使下肢特别是下肢关节容易受到冲击和扭应力的活动—例如特别是体育练习和训练—时保护其下肢。
背景技术：
文中所述的体育练习和训练的典型例子包括摩托车运动和滑雪运动，即不仅竞赛速度快而且在竞赛时需要完成许多控制和旋转的训练，从而下肢会受到上述种类的应力。事实上，在这些情况下跌倒的风险非常高，在跌倒的情况下，下肢特别是下肢关节(即膝关节和踝关节)不仅会受到非常严重的撞击从而很可能骨折，而且会受到扭曲或扭应力从而使韧带产生很严重的损坏，即断裂，该断裂与骨折不同，可能是无法治疗的。
虽然下文全部参照摩托车运动即骑摩托车特别是在比赛中骑摩托车进行说明，但应该认识到，这种参考决不是要限制本发明的范围而仅用于说明目的。
为避免发生这些使人痛苦的事件，这些年已适时地研制出带有防护装置的运动装备和配件，以便限制—如果不能完全避免—撞击和事故的影响。简单的解决方案如衬垫、填充物、绷带等在该领域是公知的，但这些解决方案的实际保护作用总的来讲都不能令人满意。
意大利实用新型公告No.209703描述并说明了一种成功地解决保护膝盖免受侧向力和扭转力的问题的现有技术的方法，该公告公开了一种包住穿着者的脚和小腿的靴子；接着在膝关节两侧该靴子的上端部连接到待绕大腿收紧的带箍上。这样，在尽量防止膝盖扭曲和侧向移动的同时允许膝盖弯曲。
美国专利No.5,009,223公开了另一种现有技术解决方案，其中，两个设计成用于分别固定在大腿和小腿上的保持带通过特殊的铰链装置在腿的膝盖部分以铰接的方式彼此接合，该铰链装置适于允许膝盖尽可能自然地运动。可以很容易地看出，该方案根本不能用于对脚踝提供保护；此外，该方案似乎并起不到防护膝盖受到碰撞和撞击的保护作用。
本领域中还已知仅用于保护膝盖免受正面来的撞击的防护装置。这些装置一般包括以各种方式绕膝盖本身固定或者通常固定在大腿和胫骨上的或多或少的刚性衬垫。例如，美国专利No.5,476,442和No.5,277,697中说明了这种解决方案。
但是，所有上述解决方案都有许多缺点。首先，虽然踝关节本身受到危险应力的可能性并不比膝盖小，尤其在出现事故的情况下，但是这些解决方案似乎忘记了需要为踝关节提供足够的保护。另外，通常保护膝盖免受扭应力即扭曲，但没有保护膝盖免受碰撞和冲击；或相反，如美国专利No.5,009,223中提出的解决方案，其中，上述铰接夹板安置在膝盖的侧面，而使膝盖的前部完全暴露和不受保护，从而整个髌(rotula)或膝盖骨以及半月板区域完全暴露并很容易受到创伤或骨折。
最后，所有上述防护装置都相当难以用户化，即个性化，以便这些防护装置要求工厂的模型—即在工厂制造的物品—与穿着者的身体结构几乎完全一致，可以很方便地认识到，这对于制造者和使用者都不利。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供这样的防护装置，即，该装置能够以相同的方式同时保护整个下肢的关节即膝关节和踝关节免受各种危险应力即撞击和扭曲，来克服现有技术方案的缺点和不足。
在该总目的下，本发明的另一目的是提供能够通用并且容易适应穿着者实际身体结构的防护装置。
根据本发明，一种用于保护人体下肢的防护结构可以实现这些目的，该防护结构包括两个基本为刚性并为凸起形状的构件，这两个构件适于通过可松开和可调节的带箍以能够松开和拆卸的方式分别固定到大腿和小腿；一铰接接头，该接头将所述两个构件彼此相连以允许下肢在膝关节处能够自由弯曲，所述结构的特征在于，该结构通过延伸件延伸向下到达并包括脚踝，该延伸件适于以可分开的方式连接到使用者所穿的鞋类穿着物(footwear)上。
在本发明的优选实施例中，防护结构的上述延伸件包括基本为刚性的第三构件，该第三构件也设置成凸起形状以包住脚踝紧上方的小腿的下部，并且该第三构件在一侧即在其上端部与适于固定到小腿的所述第二构件相连，在另一侧即其下端部与鞋类穿着物本身或设计用于可取出地容纳所述鞋类穿着物的容纳壳体相连，所述第三构件与第二构件或鞋类穿着物的连接部能够进行相对移动，以便将防护结构的整体长度调节成待保护的肢部的实际长度，特别是下肢中的小腿部的长度。
在本发明的更优选的实施例中，所述第三构件通过可松开的锁定装置连接到所述第二构件，该锁定装置允许所述第三构件相对于所述第二构件进行相对移动，以便增加防护结构本身的胫骨部分的长度。
在本发明的最优选的实施例中，所述第三构件的下端部成形为具有两个翼，这两个翼分叉而形成一种叉，这些翼的端部以能松开和拆卸的方式连接到用于以可取出的方式容纳鞋类穿着物的基本为刚性的壳体，该壳体由两部分形成，即分别为靴子-腿部分和后跟以下部分，这两部分通过一对铰接连接的夹板彼此相连，所述叉的端部叉以能够调节和松开的方式连接到所述壳体的所述靴子-腿部分。
整个防护结构设计成用于穿在进行特定活动所穿的普通服装的里面。这方面还有利于使本发明的防护结构以更宽的基础适用于所有需要确保对腿部进行有效保护的情况；此外，这当然有利于脚穿入鞋类穿着物中。
从下文结合附图给出的对优选但不是唯一的实施例的示例的说明中，可以更方便地理解本发明的特点和优点，其中-图1是本发明的防护结构的整体视图；-图2是与图1所示的视图类似的视图，但图中拆下了膝盖保护罩，以便露出下方的机械铰接部来进行观察；-图3是脚踝防护装置的分解视图；-图4是允许防护结构在其胫骨部分进行调节的连接部的详细视图。
具体实施例方式
首先参考图1和2，标号10在图中用于总地表示整个防护结构，而图2中的虚线12用于示意性地表示裤子/运动服的轮廓，防护结构可以穿在该裤子/运动服的里面。该防护结构包括适当地弯曲以便能够与大腿的前部配合的第一刚性支承件14，该支承件通过两个可松开的带箍16和18以能够拆卸的方式安置到大腿的前部，该带箍的长度能够根据穿着者的大腿的实际周长进行调节。在支承件14的下端部，该支承件14设有两个翼20a和20b，这两个翼向下—首先向后然后向前—延伸并且在靠近膝关节的铰接旋转轴的位置结束。
正如从图2中可以非常清楚地看到的一样，支承件14通过所设置的具有基本为三角形凸起形状的加强肋46进行加强，该加强肋将所述支承件14的主体联接到该支承件的两个翼20a和20b。
这些翼20a和20b的端部通过铰接接头22铰接到第二刚性支承件26的相应的翼24a和24b的端部，该第二刚性支承件26也以凸起形状设置并用于在膝盖紧下方的位置包住小腿的上部。优选通过将翼20a和24a夹在两个刚性构件23之间并利用销23a将所述翼铰接到所述构件来设置所述铰接接头。
支承件26向下终止于突出部30，该突出部在外部设有齿部30b，该齿部30b适于以类似齿条的方式与设置在第三支承件32上的相应的齿部32b啮合，这将会在下文进行更详细的说明。由柔软或刚性材料制成的胫部防护件49也联接到所述支承件26上。为紧固支承件26，设有带箍28，该带箍适于以可松开的方式收紧并可根据其紧固在其上的小腿部的实际周长进行调节。如图1和2所示，带箍28也可以固定在防护件49上。
上述第三支承件32也以凸起形状设置，以便能够包住穿着者小腿的下前部，并且该第三支承件终止于两个翼34a和34b，这两个翼以类似叉的方式彼此分叉，并适于可拆卸并可调节地紧固到靴子或鞋类穿着物36的上端部，这将在下文进行更详细的说明。
下文的方案可用于联接所述第三支承件32和所述第二支承件26。与所述第二支承件26的突出部30相对应，第三支承件32设有平面部分32a，该平面部分32a带有上述齿部32b并且位于设置在第二支承件26的突出部30的外表面中的相对的齿部30b的上方，以便相匹配地配合在一起。这些齿部32b、30b设有用于插入螺栓或铆钉31b的贯穿引导装置31，该螺栓或铆钉适于将支承件32和26彼此收紧在一起，从而将所述支承件32、26锁定在其相对位置。图1和2中示出的另一变型包括将齿条安置在防护件49上，并利用已知方法或甚至与结合上述示例说明的方法相同的方法，将设置在端部20、32a并且在这种情况下为都位于内侧的两个齿部紧固在所述防护件49上。
以这种方式，可以增加第二支承件26的下端部与第三支承件32之间的距离，从而将该距离调节为穿着者的胫骨部分或小腿的实际长度。例如，也可以通过收紧两个在图中用48和50总体标识的平头螺钉来将两个支承件26和32锁定在所希望的相对位置。
图1清楚地示出碗状防护罩38是如何安装从而安置在膝盖上的，该碗状防护罩38优选由硬质塑性材料制成并可以在其前侧设置带有通气孔的铝质部分40。该防护罩38优选通过销40a连接到铰接接头22。
图3示出腿部防护结构与鞋类穿着物的连接的优选实施例。
在这种情况下，设有一在图中总地由52整体标识的壳体，该壳体由两部分组成，即，分别为后跟以下部分54和靴子-腿部分56，这两部分通过两个铰接侧的夹板60a和60b彼此接合，并且所述夹板60a和60b通过销70和72铰接到所述后跟以下部分54和所述靴子-腿部分56。
这两部分由刚性材料例如硬质塑性材料制成，并且正如图3中清楚地示出的一样，这两部分设有多个调节穿孔，这将在下文进行更详细的解释。
在靴子-腿部分56(该靴子-腿部分56以与后跟以下部分54相同的方式在前侧打开)的上部分中设有两组垂直布置的穿孔74a、74b和74c，第三支承件32的翼34a和34b的端部连接在这些穿孔。为此，翼34a和34b的所述端部也设有用于与穿孔74中所选的一个穿孔相配合的孔，然后，优选为与防松螺母成套的螺钉型防松销76(图1和2)插入所述孔中。
如图1和2所示，壳体52形成为用于容纳普通的鞋36，该鞋通过本领域已知的方式或本发明特定的系带77保持就位，该系带与设置在所述外壳52的后跟以下部分和靴子-腿部分的相对的片状件中的孔78接合。
至于调节穿孔80，它们用于根据鞋36的实际尺寸为待插入其中的各铰接夹板60a和60b的下端部选择最适宜的位置；它们还用于确保通风。
值得注意的是，支承件14、26和32以及加强肋46优选由适当的硬质塑性材料制成，也可用玻璃或碳纤维进行加强；但是，也可以使用其它材料如铝来制造所述支承件和加强肋。
上述本发明的腿部防护结构能以落入本发明范围的多种不同的但在概念上等同的方式实现。
在上述实施例的第一变型中，可以不使用上述鞋容纳壳体52，而是让两个翼34a和34b直接联接到鞋的侧部，在这种情况下所述两个翼要进一步垂直向下延伸并与脚踝的突出部成直线。为此，紧固装置当然要设置成允许这两个变型翼的端部紧固到鞋的本体上。或者，这两个变型翼可以插入形成在鞋的侧壁的最厚部分中的两个袋或类似的插口中，以便进行紧固。
尤其在鞋或鞋类穿着物36为刚性的情况下，该解决方案可能是有用的，例如该鞋或鞋类穿着物36为滑雪运动用靴或摩托车运动用刚性靴，即一种利用刚性外壳包围住内部的接纳穿着者的脚的鞋的鞋类穿着物。
根据上述实施例的另一变型，需要省略对腿部防护结构的胫骨部分的长度进行调节的调节装置，即省略支承件26和32接合处的调节装置。在这种情况下，在任何情况下都绝对必要从而必须以某种方式提供的调节装置变成了仅用于将支承件32的下端部紧固到容纳鞋36的壳体52或上述变型上的装置。
当长度调节总是限于几个厘米即限于通过穿孔74的设置可实现的范围时，这种解决方案是可行的。
从上文给出的说明和文中提出的考虑因素可以很方便地推断出，本发明确实能够实现如上文提出的本发明的所有目的。
具体而言，腿部防护结构确保完全充分地保护踝关节和膝关节免受扭曲，即扭应力，同时确保不仅保护上述关节免受撞击而且保护腿的例如胫骨这样的部位免受撞击，当这样的部位受到猛烈的碰撞和撞击时特别可能导致骨折。
同时，可以很方便和容易地调节本发明的腿部防护结构，以使其适应各个不同的穿着者的实际身体结构，这从工业生产的角度出发也有明显的优点。
最后应该注意的是，虽然没有详细说明，但是可以想象在所述结构的各个刚性支承件的内表面衬有合适的衬垫装置以增加所述结构使用中的舒适性。
虽然参照优选实施例及其一些变型对本发明进行了说明，但可以方便地认识到，本领域技术人员在不脱离如在下文权利要求书中限定的本发明范围的情况下可以增加或引入多种变型。
权利要求
1.一种用于保护人体下肢的防护结构，包括第一基本为刚性的支承件(14)和第二基本为刚性的支承件(26)，这两个支承件都设置成凸起形状，以便相匹配地分别配合在大腿的前表面和小腿上，所述刚性支承件适于可拆卸地紧固在大腿和小腿上，并且通过与接头类似并具有与膝关节的铰接轴线基本一致的轴线的铰接装置(22)彼此接合在一起，其特征在于，所述第二支承件(26)可分开地连接到鞋类穿着物(36)。
2.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述第二支承件(26)和所述鞋类穿着物(36)之间的所述可分开的连接部包括第三基本为刚性的构件(32)，该构件也设置成凸起形状以便能够包住靠近脚踝的小腿部，所述第三构件包括以类似叉的方式彼此分叉并向下延伸的两个翼(34a，34b)，所述翼的端部适于可拆卸和可调节地与所述鞋类穿着物(36)相联。
3.根据权利要求2所述的防护结构，其特征在于，所述防护结构还包括适于以类似齿条的方式彼此配合并设置在所述第二支承件(26)的下端部和所述第三构件(32)的上端部之间的带齿部的装置，以便在保持所述支承件(26)和构件(32)彼此刚性接合的同时允许所述第三构件(32)相对于所述第二支承件(26)向下移动。
4.根据权利要求3所述的防护结构，其特征在于，所述防护结构还包括用于将所述带齿部的装置可松开地锁定在各自的调节位置的装置(48，50)。
5.根据权利要求2所述的防护结构，其特征在于，所述第三支承件(32)的所述翼(34a，34b)在自由端部可拆卸地连接到适于临时容纳所述鞋类穿着物(36)的基本为刚性的容纳壳体(52)。
6.根据权利要求5所述的防护结构，其特征在于，所述容纳壳体(52)包括通过铰接连接装置(60a，60b，70，72)彼此接合的后跟以下部分(54)和靴子-腿部分(56)，所述靴子-腿部分(56)在其两个限定该靴子-腿部分(56)前部开口的片状件的每个中设有多个相对于所述靴子-腿部分的上边缘以预定不同的距离彼此间隔开的穿孔(74)，所述翼(34a，34b)的所述端部能够可松开地紧固到所述穿孔(74)的所选定的穿孔对上。
7.根据权利要求5所述的防护结构，其特征在于，所述后跟以下部分(54)和所述靴子-腿部分(56)之间的所述铰接连接装置包括夹板(60a，60b)，所述夹板的端部分别通过销(72)铰接到所述靴子-腿部分和通过销(70)铰接到所述后跟以下部分(54)，并且所述后跟以下部分设有多个用于将所述销(70)可调节地连接到其中的穿孔(80)。
8.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述防护结构还包括由刚性材料制成的用于保护膝盖免受撞击的装置(38)，所述装置(38)可拆卸地安装到所述类似于接头的铰接装置(22)的相应部分。
9.根据权利要求8所述的防护结构，其特征在于，所述装置(38)包括适于以不接触的方式包住位于支承件(14)和支承件(26)之间还未被盖住的膝盖的前表面的凸起形状的罩。
10.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述支承件(14)的所述翼(20a，20b)从所述支承件(14)的本体开始彼此分开成叉，并首先向后延伸然后向前延伸，以便使端部与和膝关节的铰接轴线成直线的接头(22)接合。
11.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述基本为刚性的支承件(14)和(26)适于通过可松开并且其长度可调节的紧固带箍(16，18和28)紧固到大腿和小腿的上部。
12.根据权利要求6所述的防护结构，其特征在于，所述后跟以下部分(54)和所述靴子-腿部分(56)沿其前周边设有多个适于支承和保持鞋类穿着物(36)的系带(77)的孔(78)。
全文摘要
本发明涉及一种用于保护人体下肢的防护结构。用于保护下肢的防护结构(10)包括多个适于可拆卸和可调节地安置在使用者的大腿和小腿上的基本为刚性的构件(14，26，32)。这些刚性构件以这样的方式彼此连接，即在保持刚性构件本身彼此接合的同时允许根据肢部特别是小腿的实际长度对整个构件的长度进行调节。用于穿在普通服装里面的防护结构的下端部以可调节的方式固定在用于鞋(36)的容纳壳体(52)中。
文档编号A63B71/08GK1859955SQ200480028058
公开日2006年11月8日 申请日期2004年5月3日 优先权日2003年9月26日
发明者Y·伯杰 申请人:阿尔皮纳塔尔研究公司