专利名称：具有锁止装置的矫形外科辅助装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矫形外科的辅助装置，它具有两个可相对运动的部分及一个用于将这两个部分锁止在一个预定相对位置上及解锁这两部分以释放这两部分的相互运动的锁止装置。
背景技术：
这种类型的矫形外科辅助装置可用于多种用途，以便补偿人体上瞬时的或持久存在的缺陷及实现其它不能行使的功能。它是这样实现的，即矫形外科辅助装置行使支撑功能，其方式是，在该辅助装置的各部分的确定位置上将这些部分彼此锁止，其中这两个部分彼此的锁止位置相应于一个使用位置，在该位置上相关的病人需要该矫形外科辅助装置的支撑功能。这种矫形外科辅助装置的一个优选应用情况是构成活节假肢(Gelenkorthese)，其中例如通过铰链彼此连接的活节假肢的各部分可被锁止在伸直位置上，以便实现在活节假肢的伸直及锁止位置上的肢体功能。为了达到一个静止位置，必需解锁该锁止装置。这例如在公知的膝活节假肢上通过鲍登钢丝线(Bowdenzug)来实现，借助该鲍登钢丝线可使锁止装置解锁，由此使膝活节弯曲，例如用于过渡到病人的坐姿中。在病人站立后膝假腿活节又到达伸直的锁止位置。如果该锁止未实现及未被病人发现，则存在着很大的故障危险，因为当以为被锁止的膝假腿活节受负荷的情况下可引起弯曲，及由于其铰链的脆弱，由病人引起的弯曲将是不可控制的。在此情况下，病人的支撑将会失控。因此要求病人特别细心，以注意矫形外科装置锁止的真正实现，其方式例如是，在辅助装置承受负荷前等待表征锁止装置被锁住的声响。
发明内容
本发明是基于这样的问题即由于矫形外科辅助装置使用者的某些疏忽而未进行对锁止装置真正锁止的细心确认及由此存在着故障危险。因此本发明的任务在于，尽可能地避免由于不小心引起的矫形外科辅助装置各部分彼此未完全锁止所造成的对矫形外科辅助装置使用者的伤害。
基于该任务，根据本发明，一种开始部分所述的矫形外科辅助装置将具有这样的特征至少设置有一个信号装置，它输出用于锁止状态或锁止装置解锁时的专门信号。
因此根据本发明的信号装置产生一个专门信号，该信号将对于矫形外科辅助装置使用者能很好识别地指示锁止状态(闭锁或解锁)或当锁止装置解锁时起告警信号的作用。后种情况是有意义的，以便当矫形外科辅助装置无意地解锁的情况下对使用者发出警告锁止状态不再存在，由此当发生了无意的解锁后，需要时使用者将重新建立锁止状态。
在本发明的一个优选实施例中，该矫形外科辅助装置至少设有一个检测装置，用于识别两个部分的锁止状态(闭锁和/或解锁)及输出指示锁止状态的信号。在此情况下最可取的是指示锁止，它由此起到作为对使用者应答信号的作用及对他表明力求达到的锁止真正地实现，以致该矫形外科辅助装置可无危险地负载。
信号装置还可被设计成在解锁时输出一个信号及对于锁止装置无意的解锁情况用作告警信号。
该输出信号可为光学的，声音的，触觉的和/或机械的信号。最好该信号以多种形式输出，以免漏听或漏看。但除光的及声音的信号输出外也可进行振动形式的信号机械地输出或触觉的信号输出，例如当对于矫形外科辅助装置的使用必然地应握持例如一个助行物的手把的情况下。
检测装置可被设计成根据锁止状态通过电产生信号。在此，最好锁止状态本身也用电装置来检测。它例如可这样地实现锁止装置具有一个可运动的锁止销，该销的位置可通过检测装置来检测。
在本发明的一个优选实施形式中，为了解锁，锁止装置被构造成可机电地操作。在此情况下，在一个用锁止销工作的锁止装置中，为了解锁，锁止销被可吸引地设置在一个电磁线圈中。因此该操作可根据一个电磁铁的类型来实现。
最好检测装置被构造成用于锁止销位置的电检测。该检测可用电位器类型的或最好感应类型的检测器来实现。
通过锁止装置的机电方式解锁应注意到，该机电方式的解锁仅当矫形外科辅助装置的各部分沿锁止位置受负载时才是可能的，而当力作用在各部分上的位置与锁止位置中各部分的位置不相应时，解锁则不可能。具体地该矫形外科辅助装置可构造为活节假肢，其中假肢的各部分可被锁止在伸直位置中，其中一个电磁操作装置具有不大于2N的弱操作力；及活节假肢在伸直位置上具有一个小间隙，通过该间隙给出在属于伸直位置的活节假肢负荷时的锁止机构的自由活动度，而在对活节假肢施加转矩的负荷情况下，由于摩擦力锁止机构不能由操作装置解锁。最好该电磁操作装置的操作力≤1N。
在另一优选实施形式中，锁止装置的操作借助一个操作信号的无线传输来实现。对于活节假腿的情况，通常使用者需要一个拐杖形式或一个轮椅(Gehwagen)形式的助行物。在此情况下特别有利的是，用于指令信号无线电传输的操作信号可从一个助行物的一个手把上释放。
相反地，根据本发明的信号装置的信号也可无线地传输到助行物上，这时助行物最好具有一个光学的和/或声音的信号显示装置和/或助行物的手把设置有一个可由信号操作的振动器。
因此可以，借助助行物不仅可操作锁止装置-尤其用于解锁，而且可在助行物上接收由根据本发明设置的信号装置输出的应答信号或告警信号。
以下将借助在附图中所示的本发明的实施形式来详细描述本发明。附图为图1根据本发明一个实施形式的一个假腿的侧视图，图2根据图1的假腿所属的一个拐杖形式的助行物，图3根据图1的假腿的一个铰链在锁止状态中的详细侧视图，图4根据图3的铰链的后视图，图5在解锁状态中的铰链根据图3的视图，图6在解锁状态中的铰链根据图4的视图，图7在弯曲状态中的铰链根据图5的视图，图8具有解锁键的控制模块的一个侧视图，图9根据图8的控制模块的俯视图，图10根据图1的假腿的、装有根据图8及9的控制模块的电路部分的电路框图，图11根据图1的假腿的、可无线控制的控制模块，图12根据图11的控制模块的俯视图。
具体实施例方式
在图1中所示的假腿(Beinorthese)1具有一个大腿壳2，一个小腿壳3及一个脚容纳壳4。小腿壳3及脚容纳壳4通过一个转动铰链5彼此相连接。在大腿壳2与小腿壳3之间设有一个可锁止的铰链6，该铰链通过一个连接电缆7与可挂在大腿壳2上边的控制模块8相连接。
在图1中未示出可插入到铰链6中的平加固杆，它们与大腿壳2或小腿壳3相连接。
图1中所示的铰链6的伸直位置可被锁止及借助控制模块8的一个解锁键9解锁。
图2表示一个棍形拐杖形式的助行物10，它在其下端设置有一个用于支承在地面上的橡胶件11及在其上端设有一个手把12及一个臂下支撑13。在手把12中组合了一个释放开关9’，该开关最好可用大拇指从手把12的前侧端面来操作及对一个发射器14产生作用，于是该发射器将可发射一个对于控制模块8的操作信号。在此情况下，设置控制模块8用于无线电接收。
在图3至7中详细表示出铰链6的结构。铰链6由两个铰链部分15，16组成，它们通过一个转动接头17彼此可转动地连接。
作为下铰链部分的部件15设置有一个向下张开的、用于接收一个平加固杆的接收腔18，该加固杆与小腿壳3相连接。部件16以相应方式设有一个向上张开的、用于接收大腿壳2的加固杆的接收腔19。
下铰链部分15设置有一个导向销20，该导向销可在一个构造成约四分之一圆的导向槽21中运动，及由此构成用于根据图3的铰链的伸直位置及用于根据图7的铰链6的弯曲位置的止挡。
下铰链部分15及上铰链部分16在转动接头17的区域中构成两个圆形的眼状端部区段22，23，它们相互地组装并构成转动接头17。下铰链部分15的端部区域22设有一个径向槽口24，一个具有与槽口24形状互补的下端26的锁止销25插在该槽口中，以便使下铰链部分15及上铰链部分16彼此并锁止在图3及图4所示的伸直位置中。锁止销25在其上端过渡到一个圆柱形芯件27上，该芯件可在一个电线圈28的内空间中运动。该电线圈28固定在上铰链部分的一个支架29中。锁止销25的位置可借助一个设在上铰链部分16中锁止销25旁边的并与该销平行延伸的传感器30来检测。一个与锁止销25连接的永久磁铁31与传感器30相互作用，该永久磁铁垂直于锁止销27地延伸及其磁场由传感器30检测，该传感器可为霍耳传感器。在图3所示的锁止位置上，该传感器30检测不到永久磁铁31的磁场。如果锁止销25向上运动，因为由于线圈28中的电流使其拉向内空间，则永久磁铁31的磁场达到传感器30的区域中，由此传感器30检测出解锁状态。无论线圈28的电流还是传感器30的输出信号均通过连接电缆7来自或传送到控制模块8。
图4表示锁止销25的端块26向侧面错开地可在轴向上移动及与锁止销25通过一个连接销32相连接。
图5及6表示铰链6在解锁状态。线圈28通过连接电缆7流过电流及作为锁止销25的电磁铁工作，锁止销被吸入线圈28内部-在所示图中向上运动，及与它相连接的端部26被从所属槽口24中拉出，以使得现在下铰链部分15可相对上铰链部分16转动，并且是在由导向销20及导向槽21预给定的导向部分20，21的范围中转动。
图7表示铰链6的被弯曲的端部位置，如当使用者坐着时铰链所取得的位置。在此情况下，锁止销25的端部26在下铰链部分15的端部区段22的圆柱形圆周面上滑动。如果使用者从根据图7的弯曲状态向根据图3至6的伸直状态过渡，则锁止销15的下端部26在重力的影响下在端部区段22的圆周面上滑动，直到下端部26下落到完全插入槽口24中的位置及引起根据图3及4的锁止为止。
图8及9中所示的控制模块8在一个方便可及的位置上设置有一个解锁铰链6的键9。该控制模块具有一个矫形的、扁平的壳体33，在其窄的上侧面34上设有一个主开关35及一个报警灯36。壳体33在其下侧上包括一个电池37，该电池可通过一个设在窄侧壁上的充电插孔38充电。该控制模块8还包括一个快速控制部分39及两个声音发生器40，41以及一个振动器42。通过一个开关43可关断声音发生器40，41，以便在一定情况下抑制不希望要的声音信号。
图9中可看到，在壳体33的上侧面34上设置有另一监控指示灯44，它指示电池37的充电状态。此外该壳体33还设置有一个夹弓45，借助它壳体可夹持地固定在大腿壳2的上边缘上。
图10中所示的电路框图表示在控制模块8中的功能连接及通过连接电缆7传送到铰链6上的信号。
电池37通过主开关35与一个充电插孔38及用于解锁铰链6的键9相连接。如果键9被操作，则声音发生器41被控制，由它输出一个解锁的告警信号。在主开关35接通的情况下，电池37的充电状态由监控指示灯44指示，其方式是例如当电池37的充电状态是足够时，监控指示灯44不发光。借助键9电流将通过连接电缆7流入铰链6中的线圈28，由此进行解锁。
如果铰链6的传感器30检测到锁止销25又落入到锁止位置中时，传感器30的输出信号通过连接电缆7传送到控制模块8中及在这里通过快速控制部分39触发一个应答信号，即通过由快速控制部分39控制的报警灯36的发光、振动器42的工作及声音发生器40的工作来响应，-只要它们未由开关43关断的话。
图11及12表示用于无线地接收由助行物10的发射器14触发的操作信号的控制模块8’及因此附加地设置有一个无线电接收器46及一个代替开关9的开关继电器47。当然，除无线电接收器46及开关继电器47还可以在控制模块8，8’中也设置通过键9解锁的可能性。
在图11及12中所示的实施形式中，由于取消了开关9也就去除了相应的监控指示灯36，以致在壳体9的上侧面34上仅还有用于电池37充电状态的监控指示灯44。
该控制模块8’的其余部分与控制模块8相同地构成。
权利要求
1.矫形外科辅助装置，它具有两个可相对运动的部分(15，16)及一个用于将这两个部分(15，16)锁止在一个预定的相对位置上及解锁这两部分(15，16)以释放这两部分(15，16)的相互运动的锁止装置，其特征在于，至少设置有一个信号装置(36，40，41，42)，它输出用于锁止状态或锁止装置解锁时的专门指示信号或告警信号。
2.根据权利要求1的矫形外科辅助装置，其特征在于，至少设置有一个检测装置(30，31)，用于识别两个部分(15，16)的锁止状态及输出指示锁止状态的信号。
3.根据权利要求1或2的矫形外科辅助装置，其特征在于，信号装置(36，40，41，42)被设计成在解锁时输出一个信号。
4.根据权利要求1至3中一项的矫形外科辅助装置，其特征在于，该信号是光学的，声音的，触觉的和/或机械的信号。
5.根据权利要求1至4中一项的矫形外科辅助装置，其特征在于，检测装置(30，31)被设计成根据锁止状态通过电产生信号。
6.根据权利要求1至5中一项的矫形外科辅助装置，其特征在于，锁止装置具有一个可运动锁止销(25)，该销的位置可通过检测装置(30，31)检测。
7.根据权利要求1至6中一项的矫形外科辅助装置，其特征在于，为了解锁，锁止装置被构造成可机电地操作。
8.根据权利要求6或7的矫形外科辅助装置，其特征在于，为了解锁，锁止销(25)被可吸引地设置在一个电磁线圈(28)中。
9.根据权利要求5至8中一项的矫形外科辅助装置，其特征在于，检测装置(30，31)被构造成用于锁止销位置的电检测。
10.根据权利要求1至9中一项的矫形外科辅助装置，被构造成活节假肢，其中铰链(6)的各部分(15，16)可被锁止在一个伸直位置中，其特征在于，一个电磁操作装置(28)被构造得具有不大于2N的弱操作力；及铰链(6)在伸直位置上具有一个小间隙，通过该间隙给出在属于伸直位置的铰链(6)负荷时的锁止机构的自由活动度，而在对铰链(6)施加转矩的负荷情况下，由于摩擦力锁止机构不能由操作装置(28)解锁。
11.根据权利要求1至10中一项的矫形外科辅助装置，其特征在于，锁止装置的操作借助一个操作信号的无线传输来实现。
12.根据权利要求11的矫形外科辅助装置，其特征在于，用于指令信号无线传输的操作信号可从一个助行物(10)的手把(12)上触发。
13.根据权利要求11或12的矫形外科辅助装置，其特征在于，信号装置(36，40，41，42)的信号可无线地传输到助行物(10)上。
14.根据权利要求13的矫形外科辅助装置，其特征在于，助行物(10)具有一个光学的和/或声音的信号显示装置。
15.根据权利要求13或14的矫形外科辅助装置，其特征在于，助行物(10)的手把(12)设置有一个可由该信号操作的振动器。
全文摘要
本发明涉及矫形外科辅助装置的使用，该装置具有两个可相对运动的部分(15，16)及一个用于将这两个部分(15，16)锁止在一个预定相对位置上及解锁这两部分(15，16)以释放这两部分(15，16)的相互运动的锁止装置，该装置的可靠性可这样来显著提高至少设置有一个信号装置(36，40，41，42)，它输出用于锁止状态或锁止装置解锁时的专门信号。由于不小心引起的各部分(15，16)不符合规定锁止的故障危险至少被显著地减小。
文档编号A61F5/01GK1530082SQ200410028488
公开日2004年9月22日 申请日期2004年3月12日 优先权日2003年3月12日
发明者克劳斯·利多特, 马蒂亚斯·席林, 克劳斯 利多特, 斯 席林 申请人:奥托·博克保健有限公司, 奥托 博克保健有限公司