专利名称：一种义肢膝关节结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种义肢的膝关节结构，特别是涉及一种在膝关节 一预定弯曲角度内提供吸收冲击力量的膝关节的吸震结构。
背景技术：
目前的医学发达，医疗技术进步日新月异，不仅在医疗效果上精益 求精，而且在治疗之后的康复工作上更是要求多有助益，其中，又以义 肢为辅助康健效果的使用更是进步神速，其是在受伤害者保住宝贵生命 之外，又提供另一种辅助效果，例如，对于截肢缺腿的残障人士，在身 心方面已经收到严重创伤，且在行走不便无法自主的严重打击下，借助 装设义肢不仅能增加行动的自主性与方便性，又能弥补人体整体的外观 美，更能建立残障者自信心，因此义肢的辅助已经处那改为非常重要的 复健辅助工具，而该种腿部义肢又可为许多部位，例如义肢膝关节部位， 是使用在上方承接大腿膝盖处，下方承接脚踝、脚掌义肢部分，而该种 义肢膝关节的构造已经发展出许多的形式，各有其优缺点。
市场上现有的一种义肢膝关节构造，如
图1所示，为美国"CENTURY XXII INNOVATIONS INC."的膝关节构造，其上端承接患者大腿，下端 连接小腿及脚部，该构造以复合连杆的组合提供一模拟膝关节弯曲的作用，下端连杆11设有一垫块13,当连杆12与连杆11位于直线偏向内的 方向时，例如膝关节伸直着地而受到冲击力时，该连杆11会抵压垫块13, 而提供吸收沿着脚部方向冲击力的作用，然而其吸收震动的作用大抵是 在脚部及膝关节几成直线的状态下，对于平地行走时提脚摆出而膝关节 以近直线的角度着地时可提供有吸震的作用，但在下坡行走时，以自然 行走状态的脚着地需成一小角度弯曲的情况，该种构造的吸震作用就无 法产生吸震的功效。市场上另一种现有义肢膝关节构造2如图2所示，为德国"OTTO BOCK，，公司的产品，使用多连杆的组合提供一模拟膝关节弯曲的作用， 在上端的第一连杆23下端连接一斜向緩冲杆24,该緩沖杆24连接有一 圆柱形软垫25，当该膝关节构造2的第一连杆21以一弧度向前弯曲时， 仅上方以四连杆方式作动弯曲，而当膝关节在小角度(约15度以内)的 弯曲且受到沿腿部的正向力时，例如脚着地时受到正向的冲击力，第二 连杆23会朝下端向緩冲杆24作用并抵压软垫25,由该软垫的变形吸收 冲击力，可提供下坡行走时以类似人类膝盖关节自然的状态行走，即脚 着地而膝关节以小角度弯曲；然而其不完备之处是该软垫25的形状固定， 变形力不可调节，另外是该软垫25需要穿设一轴杆251,并穿过软垫25 向下延伸一段距离，因此使整体的膝关节构造2为长形且大，比人体的 膝关节长，较不自然，义肢的设计应尽量模拟人体的关节动作，及其形 状亦应以人体自然关节的形状大小的设计方向较为符合自然。发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种即使在下坡行走时(即脚 着地时膝关节仍呈一小角度弯曲时)仍能取得良好吸震緩冲效果、且膝 关节结构紧凑，更加接近人体自然关节形状大小的义肢膝关节构造。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种义肢膝关节结构，包括 一向下连接小腿部的小腿支撑架体，及其上方的一个向上连接大腿的膝 关节座体， 一连动装置， 一緩沖装置，其特征在于，所述连动装置包括 连动杆、作动杆和装设于所述小腿支撑架体内的竖向弹力装置，该作动 杆在作动时抵压竖向弹力装置以得到回复力，所述緩冲装置包括一个缓 沖杆和緩沖组件，所述连动杆上端与膝关节座体铰接、下端与所述小腿 支撑架体铰接，所述作动杆上端与膝关节座体铰接，下端与所述緩冲杆 上端铰接成"<"形的连杆结构，缓冲杆的另一端与小腿支撑架体铰接， 所述緩冲组件斜向穿设于所述小腿支撑架体内，其包括压杆及其后方的 緩冲弹簧，所述緩冲弹簧后端被限位，前端顶触在所述压杆上，所述压 杆穿过所述小腿支撑架体而顶触在所述緩冲杆上，且位于緩冲杆的旋转 路径上，随着緩冲杆的转动而轴向往复运动。为了进一步解决根据需要调节緩冲吸震效果的问题，所述缓冲组件 还包括一个为緩冲弹簧后端限位的可旋进旋出的调整螺钉。所述压杆纵截面为"T"字形，大截面一端可使该压杆限位于所述 小腿支撑架体内，所述调整螺钉靠近緩冲弹簧的一端设有支柱，而所述 压杆靠近緩冲弹簧的一端设有凹槽，所述緩冲弹簧一端容置于所述凹槽 中，另一端则套设在所述支柱上。所述緩冲组件为两组，分别位于所述小腿支撑架体的两侧。所述緩冲杆的上部向两侧张开为一对缓沖翼，分别对应所述两压杆； 所述作动杆下部容纳于两个缓沖翼之间，每个缓冲翼上分別对应设有一 个枢接孔，所述枢接孔与作动杆下部的作动杆枢接孔枢接；所述小腿支 撑架体上设有开口，所述緩冲杆下部容纳于该开口，并枢接于该开口的 两侧。所述竖向弹力装置包括依次顶触在一起的活塞、回复弹簧和底杆， 所述活塞上端穿过小腿支撑架体而位于作动杆的旋转路径上。所述活塞靠近回复弹簧的一端设有槽，所述底杆靠近回复弹簧的一 端设有连接柱，所述回复弹簧一端卡于所述槽内，另一端套设于所述连 接柱上。所述作动杆的下部向膝关节座体方向弯曲有一个作动支杆，其抵触 竖向弹力装置的下端面为圆弧形。所述连动装置的连动杆为两个，分别位于膝关节座体和小腿支撑架 体的两侧。所述膝关节座体面对作动杆的方向设有连接槽，所述作动杆的上部 容置于所述连接槽中，并枢接于所述连接槽的两侧。本实用新型的有益效果在于，借助了緩冲杆与作动杆枢接，使得作 动杆传递沿腿部的冲击力压推该緩冲杆旋转，使援冲杆抵压其旋转路径 上的緩冲组件，从而实现良好的吸震緩冲效果，在小腿支撑架体内置竖 向弹力装置，可在作动杆旋转时被抵压而产生緩冲效果。这样的膝关节 构造，不仅能够实现平地行走的緩沖，即使在走下坡路，即脚着地时膝 关节仍呈一小角度的弯曲时，在此弯曲度下着地，仍能取得良好的緩沖效果。而且这样的膝关节构造紧凑，不会太长，更加接近人体自然关节， 使用更加自然。
在进一步技术方案中采用了调整螺钉对緩冲弹簧的被压缩程度进行 调节，从而使用者可以根据需要调节弹力而得到适当的緩冲、吸震效果。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行进一步详细说明。
图1为一种现有膝关节构造的平面示意图。
图2为另一种现有膝关节构造的平面示意图。
图3为本实用新型优选实施例的部件分解立体示意图。
图4为本实用新型优选实施例的剖视图。
图5为图4的局部放大剖视图。
3小腿支撑架体 31开口 4膝关节座体 41连接槽
5连动装置 51连动杆 52作动杆 521作动支杆
522作动杆枢接孔 53竖向弹力装置 531活塞 5311槽 532底杆 5321连接柱533回复弹簧6緩沖装置 61緩冲杆 611緩沖翼 612枢接孔 62緩沖组件621压杆
6211凹槽 622调整螺钉 6221支柱 623緩冲弹簧
具体实施方式
如图3 5所示，本实用新型主要包括 一小腿支撑架体3、 一膝关 节座体4、 一连动装置5、 一緩冲装置6;其中，该小腿支撑架体3是用于连接小腿部及向下连接脚部；该膝关节座体4是向上连接大腿。所述连动装置5，包括两个连动杆51、 一作动杆52及一竖向弹力装 置53。其中所述两个连动杆51分别位于小腿支撑架体3和膝关节座体4 的两侧，以其两端可转动地连接小腿支撑架体3及膝关节座体4;所述膝 关节座体4面对作动杆52的方向设有连接槽41,所述作动杆52的上部 容置于所述连接槽41中，并枢接于所述连接槽的两侧，所述作动杆52 的下部向膝关节座体4方向弯曲形成一个作动支杆521,用来抵触竖向弹 力装置53的活塞531上端产生吸震效果，作动支杆521下端面为圓弧形， 作动支杆下端设有一枢接孔522。所述竖向弹力装置53是装设于上述小 腿支撑架体3内的轴向，它包括有一个活塞531、 一底杆532，并于该活 塞531及底杆532之间夹置一回复弹簧533,所述活塞一端设有卡回复弹 簧的槽5311，底杆一端设有套设回复弹簧的连接柱5321,所述活塞531径上，活塞随着作动杆的转动而受到抵压，进而压缩其下面的回复弹簧 产生回复力。所述緩沖装置6，包括一緩冲杆61及两组緩冲组件62。该緩冲杆61 上部向两侧张开为一对緩冲翼611,分别穿设有对应的枢接孔612,所述 作动杆52下部容纳于两个緩冲翼611之间，所述枢接孔612与上述作动 杆枢接孔522对应枢接；所述小腿支撑架体3上设有开口 31,所述缓冲 杆下部容纳于该开口，并枢接于该开口的两侧，所述作动杆52及所述緩 冲杆61连接为略呈"<"形的连杆构造。所述緩冲组件62为两组，分别斜向穿设于所述小腿支撑架体3的两侧，与所述緩冲杆61的緩冲翼611——对应。每组緩沖组件62均包括 压杆621 、调整螺钉622，并在该压杆621及调整螺钉622之间夹置一緩 冲弹簧623。所述调整螺钉622与小腿支撑架体螺紋连接，封堵容纳緩冲 组件的孔的一端，为緩沖弹簧623后端限位，可旋进旋出以调节緩沖弹 簧被压缩的程度；所述压杆621纵截面为"T"字形，大截面一端可限 位于所述小腿支撑架体3内，使压杆不至于完全脱出小腿支撑架体，所 述调整螺钉622上设有支柱6221,而压杆621上设有凹槽6211 ，所述緩 沖弹簧623 —端容置于所述凹槽6211中，另一端则套设在所述支柱6221 上，该压杆621凸出对应该緩沖杆61的緩沖翼611,并位于緩冲翼的旋 转路径上，可随着緩沖杆的转动而沿自身轴向往复运动，进而压缩緩冲 弹簧而吸震。
请参阅图4、图5，使用本实用新型的膝关节构造行走、弯曲该膝关 节时，其作用力为绕膝关节向前的方向，如图5中所示的方向A,亦即 使该膝关节座体4相对向前旋转，使连动装置5的连动杆51及作动杆52 与膝关节座体4产生相对转动，使作动支杆521抵压竖向弹力装置53， 并压缩其回复弹簧533,以使在膝关节伸直时再借助这个回复弹簧533 的回复力帮助膝关节伸直；而在脚着地时，在沿着腿部方向的正向冲击 力则会沿着腿部作用，如图5中所示的方向B，经作动杆52向下推压緩 冲杆61，使緩冲杆如图示的方向C旋转，抵压緩冲组件62的压杆621 向内(如图示的方向D)压缩该緩沖弹簧623，得到吸震緩冲的作用。特 别是在下坡行走时，脚着地时膝关节仍呈一小角度的弯曲，其冲击力仍 能经作动杆52向下压推緩冲杆61，进而压推緩冲组件62,得到緩沖的作用效果。另外，借助本实用新型緩沖组件62的调整螺钉622的旋紧或旋出， 能达到调整緩冲弹簧623的弹力而得到适当的緩冲、吸震效果。
权利要求1、一种义肢膝关节结构，包括一向下连接小腿部的小腿支撑架体(3)，及其上方的一个向上连接大腿的膝关节座体(4)，一连动装置(5)，一缓冲装置(6)，其特征在于，所述连动装置(5)包括连动杆(51)、作动杆(52)和装设于所述小腿支撑架体(3)内的竖向弹力装置(53)，该作动杆(52)在作动时抵压竖向弹力装置(53)以得到回复力，所述缓冲装置(6)包括一个缓冲杆(61)和缓冲组件(62)，所述连动杆(51)上端与膝关节座体(4)铰接、下端与所述小腿支撑架体(3)铰接，所述作动杆(52)上端与膝关节座体(4)铰接，下端与所述缓冲杆(61)上端铰接成“＜”形的连杆结构，缓冲杆(61)的另一端与小腿支撑架体(3)铰接，所述缓冲组件(62)斜向穿设于所述小腿支撑架体(3)内，其包括压杆(621)及其后方的缓冲弹簧(623)，所述缓冲弹簧(623)后端被限位，前端顶触在所述压杆(621)上，所述压杆(621)穿过所述小腿支撑架体(3)而顶触在所述缓冲杆(612)上，且位于缓冲杆的旋转路径上，随着缓冲杆的转动而轴向往复运动。
2、 根据权利要求1所述的义肢膝关节结构，所述緩沖组件(62)还 包括一个为緩冲弹簧(623 )后端限位的可旋进旋出的调整螺钉(622)。
3、 根据权利要求2所述的义肢膝关节结构，所述压杆(621)纵截 面为"T'，字形，大截面一端可使该压杆限位于所述小腿支撑架体(3) 内，所述调整螺钉(622 )靠近緩沖弹簧(623 )的一端设有支柱(6221 ), 而所述压杆(621)靠近緩冲弹簧(623 )的一端设有凹槽(6211),所述 緩冲弹簧(623 ) —端容置于所述凹槽(6211)中，另一端则套设在所述支柱(6221 )上。
4、 根据权利要求1~3任一项所述的义肢膝关节结构，所述緩冲组 件(62)为两组，分别位于所述小腿支撑架体(3)的两侧。
5、 根据权利要求4所述的义肢膝关节结构，所述緩沖杆(61)的上 部向两侧张开为一对緩冲翼(611),分别对应所述两压杆(621);所述 作动杆(52)下部容纳于两个緩冲翼(611 )之间，每个緩冲翼上分别对 应设有一个枢接孔(612),所述枢接孔(612)与作动杆下部的作动杆枢 接孔(522)枢接；所述小腿支撑架体(3)上设有开口 (31)，所述緩冲杆下 部容纳于该开口 ，并枢接于该开口的两侧。
6、 根据权利要求1所述义肢膝关节结构，所述竖向弹力装置(53) 包括依次顶触在一起的活塞(531 )、回复弹簧(533 )和底杆(532 )，所 述活塞(531 )上端穿过小腿支撑架体(3)而位于作动杆的旋转路径上。
7、 根据权利要求6所述义肢膝关节结构，所述活塞(531)靠近回 复弹簧(533 )的一端设有槽，所述底杆(532)靠近回复弹簧的一端设 有连接柱，回复弹簧一端卡于所述槽内，另一端套设于所述连接柱上。
8、 根据权利要求1所述义肢膝关节结构，所述作动杆(52)的下部 向膝关节座体(4)方向弯曲有一个作动支杆(521)，其抵触竖向弹力装 置(53)的下端面为圓弧形。
9、 根据权利要求1所述的义肢膝关节结构，所述连动装置(5)的 连动杆(51)为两个，分别位于膝关节座体(4)和小腿支撑架体(3) 的两侧。
10、 根据权利要求1所述的义肢膝关节结构，所述膝关节座体(4)面对作动杆(52)的方向设有连接槽(41)，所述作动杆(52)的上部容 置于所述连接槽(41)中，并枢接于所述连接槽的两侧。
专利摘要一种义肢膝关节结构，包括小腿支撑架体(3)，膝关节座体(4)，连动装置(5)和缓冲装置(6)，所述连动装置包括连动杆(51)、作动杆(52)和装设于所述小腿支撑架体内、可被作动杆抵压的竖向弹力装置(53)，所述缓冲装置(6)包括缓冲杆(61)和缓冲组件(62)，所述作动杆与所述缓冲杆上端铰接成“<”形的连杆结构，缓冲组件斜向穿设于所述小腿支撑架体内，其包括压杆(621)及其后方的缓冲弹簧(623)，该弹簧后端被限位、前端顶触在压杆上，压杆穿过所述小腿支撑架体而顶触在缓冲杆上并位于其旋转路径，随其转动而轴向往复运动。本实用新型在下坡行走时仍能取得良好吸震缓冲效果，结构紧凑，更接近人体自然关节；进一步采用调整螺钉(622)可调节吸震效果。
文档编号A61F2/64GK201135512SQ200720172139
公开日2008年10月22日 申请日期2007年9月28日 优先权日2007年9月28日
发明者陈森荣 申请人:德林义肢矫型康复器材(深圳)有限公司