专利名称：仿真人正常步态的大小腿结合处功能补偿装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于辅助大腿截肢的残障朋友，重新完成其正常行走功能的一种辅助行走的机械替代装置。根据人体膝关节的功能特点，所研制的这种机械补偿装置可以补偿截肢患者膝关节的功能，从而使他们重新走向社会。
背景技术：
由于自然灾害、交通事故以及其他不可抗拒灾难的不断发生，使得下肢截肢的人士逐渐增多。随着近些年来我国国民经济高速发展，生活水平的大幅提高，这部分残障人士迫切希望能够改变自身的现状。为满足他们重新融入社会的要求，提高他们的自信心和生活质量，社会急需一种假肢膝关节以帮助他们能够重新恢复行走功能。
目前，国内研制的这种产品大多处于低级水平，一般为简单四连杆机械结构，中、高端产品大多被国外产品垄断，本产品的研发可以大大缓解严重依赖国外中端产品的现状。通过相关试验研究，该产品的技术性能不比国外同类产品差，有些性能还优于国外，比如最大弯曲角度可达到150度等。
发明内容
本发明的目的是提供一种仿真人正常步态的大小腿结合处功能补偿装置，该装置能够很好地模拟出人体正常步态曲线，并具有很好的稳定性和灵活性，佩戴者使用倍感舒适，且性价比明显高于国外同类型产品。在使用中，人体假肢大腿与上连接件相连，假肢小腿与下连接件相连。由于该装置关节最大弯曲角度可达150°以上，因此佩戴者可作下蹲姿态，方便如厕。另外，由于该装置关节四个铰点位置的科学分布，使得该装置关节的稳定性、灵活性都能达到一个比较好的水平。为了实现上述目的，本发明采用一下技术方案—种仿真人正常步态的大小腿结合处功能补偿装置，其特征在于，它包括上连接件I、回转件2、回转件连接销3、U形叉架4、调整圈5、弹性体6、活塞杆61、螺栓轴承7A、7B、7C、7D、轴承套8、下壳体9、阻尼缸下连接销10、下连接件11、上壳体12、阻尼缸上连接销13、连接杆14、螺帽15、液压支撑缸16、固定套17、带弹簧的液压阻尼缸18、M8螺栓19、活塞杆20、燕尾槽21、弹簧22 ；所述的上连接件I通过自身下端的燕尾结构，嵌入到回转件2上端的燕尾槽21里然后通过M8螺栓19固定；回转件2通过两对螺栓轴承7A、7B与上壳体12和U形叉架4相连，回转件2绕两对螺栓轴承7A、7B转动；回转件2通过回转件连接销3与连接杆14上端相连接；连接杆14下端通过阻尼缸上连接销13与带弹簧的液压阻尼缸18活塞杆20上端部相连接；带弹簧的阻尼缸18通过阻尼缸下端的连接销10与下壳体9内底部相连接；带弹簧的阻尼缸18套入固定套17中，并用螺丝固定在下壳体9上；上壳体12与下壳体9通过I对螺栓轴承7C相连，并可以绕其转动;U形叉架4通过螺帽15与液压支撑缸16的活塞杆61上端部连接，调整套5通过螺纹与U形叉架4连接；弹性体6为空心结构，将弹性体6套在液压支撑缸16的活塞杆61上；液压支撑缸16通过I对螺栓轴承7D与下壳体9相连，并可绕螺栓轴承7D转动。所述连接杆14分别通过回转件连接销3和阻尼缸上连接销13将回转件2、带弹簧的阻尼缸18相连接；在活塞杆20上套接有弹簧22，通过带弹簧阻尼缸18阻尼的调节作用，来控制回转件绕2对螺栓轴承7A转动的速度。所述U形叉架4的上开口端处通过I对螺栓轴承7A连接，U形叉架4下端通过螺帽15与液压支撑缸16的活塞杆上端部连接；调整套5通过螺纹与U形叉架下端连接，液压支撑缸16的活塞杆穿入弹性体6内；液压支撑缸16通过I对螺栓轴承7D与下壳体9相连，并可绕下壳体9转动；液压支撑缸16相当于弹簧，受到向下力后向下运动，当外力撤销后，可以自动反弹恢复到原位置。所述弹簧阻尼缸18下端通过阻尼缸下连接销10与下壳体9连接，且弹簧阻尼缸18通过固定套17沿着上连接件I和下连接件11中心轴线方向固定；该弹簧阻尼缸可以通 过调节阻尼大小，控制假肢小腿来回摆动速度。四对螺栓轴承中心位置处A、B、C、D四对位置处均先安装带肩轴承套8，然后再安装四对螺栓轴承7A、7B、7C、7D。四对螺拴轴承7A、7B、7C、7D中心位置处各相对位置分别为AB=26mm、BC=88mm、CD=38mm、AD=75mm。该补偿装置的外形结构尺寸长、宽、厚分别为225mm、64. 5mm、48mm。本发明的有意效果是该装置能够很好地模拟出人体正常步态曲线，并具有很好的稳定性和灵活性，佩戴者使用倍感舒适，且性价比明显高于国外同类型产品；在使用中，人体假肢大腿与上连接件相连，假肢小腿与下连接件相连。由于该装置关节最大弯曲角度可达150°以上，因此佩戴者可作下蹲姿态，方便如厕。另外，由于该装置关节四个铰点位置的科学分布，使得该装置关节的稳定性、灵活性都能达到一个比较好的水平。
图I是本发明的主视示意图；图2是图I的俯视示意图；图3是图I的左视示意图；图4是图I的局部视示意图。附图标号1、上连接件；2、回转件；3、回转件连接销；4、U形叉架；5、调整圈；6、弹性体；61、活塞杆；7A、7B、7C、7D螺栓轴承；8、轴承套；9、下壳体；10、阻尼缸下连接销；11、下连接件；12、上壳体；13、阻尼缸；14、上连接销；15、连接杆螺帽；16、液压支撑缸；17、固定套；18、带弹簧的液压阻尼缸；19、M8螺栓；20、活塞杆；21、燕尾槽；22、弹簧；
具体实施例方式一种仿真人正常步态的大小腿结合处功能补偿装置，其特征在于，它包括上连接件I、回转件2、回转件连接销3、U形叉架4、调整圈5、弹性体6、活塞杆61、螺栓轴承7A、7B、7C、7D、轴承套8、下壳体9、阻尼缸下连接销10、下连接件11、上壳体12、阻尼缸上连接销13、连接杆14、螺帽15、液压支撑缸16、固定套17、带弹簧的液压阻尼缸18、M8螺栓19、活塞杆20、燕尾槽21、弹簧22 ；所述的上连接件I通过自身下端的燕尾结构，嵌入到回转件2上端的燕尾槽21里然后通过M8螺栓19固定；回转件2通过两对螺栓轴承7A、7B与上壳体12和U形叉架4相连，回转件2绕两对螺栓轴承7A、7B转动；回转件2通过回转件连接销3与连接杆14上端相连接；连接杆14下端通过阻尼缸上连接销13与带弹簧的液压阻尼缸18活塞杆20上端部相连接；带弹簧的阻尼缸18通过阻尼缸下端的连接销10与下壳体9内底部相连接；带弹簧的阻尼缸18套入固定套17中，并用螺丝固定在下壳体9上；上壳体12与下壳体9通过I对螺栓轴承7C相连，并可以绕其转动;U形叉架4通过螺帽15与液压支撑缸16的活塞杆61上端部连接，调整套5通过螺纹与U形叉架4连接；弹性体6为空心结构，将弹性体6套在液压支撑缸16的活塞杆61上；液压支撑缸16通过I对螺栓轴承7D与下壳体9相连，并可绕螺栓轴承7D转动。所述连接杆14分别通过回转件连接销3和阻尼缸上连接销13将回转件2、带弹 簧的阻尼缸18相连接；在活塞杆20上套接有弹簧22，通过带弹簧阻尼缸18阻尼的调节作用，来控制回转件绕2对螺栓轴承7A转动的速度。所述U形叉架4的上开口端处通过I对螺栓轴承7A连接，U形叉架4下端通过螺帽15与液压支撑缸16的活塞杆上端部连接；调整套5通过螺纹与U形叉架下端连接，液压支撑缸16的活塞杆穿入弹性体6内；液压支撑缸16通过I对螺栓轴承7D与下壳体9相连，并可绕下壳体9转动；液压支撑缸16相当于弹簧，受到向下力后向下运动，当外力撤销后，可以自动反弹恢复到原位置。所述弹簧阻尼缸18下端通过阻尼缸下连接销10与下壳体9连接，且弹簧阻尼缸18通过固定套17沿着上连接件I和下连接件11中心轴线方向固定；该弹簧阻尼缸可以通过调节阻尼大小，控制假肢小腿来回摆动速度。四对螺栓轴承中心位置处A、B、C、D四对位置处均先安装带肩轴承套8，然后再安装四对螺栓轴承7A、7B、7C、7D。四对螺拴轴承7A、7B、7C、7D中心位置处各相对位置分别为AB=26mm、BC=88mm、CD=38mm、AD=75mm。该补偿装置的外形结构尺寸长、宽、厚分别为225mm、64. 5mm、48mm。其中带弹簧的阻尼缸可以通过阻尼来调整步态来回摆动速度；支撑缸可以缓冲支撑作用；弹性体起到向下缓冲作用。人体假肢大腿通过4个顶丝与上连接件I连接，人体假肢小腿也是通过4个顶丝与下连接件11连接，这样就组成了一条下肢假肢。上连接件I通过自身的燕尾结构，嵌入到回转件2的燕尾槽里然后通过I个M8螺栓19固定。回转件2分别通过2对螺栓轴承7与上壳体12和U形叉架4相连，回转件2可以绕2对螺栓轴承7转动。另外，回转件2通过回转件连接销3与连接杆14相连。连接杆14通过阻尼缸上连接销13与带弹簧的阻尼缸18活塞杆端部相连。带弹簧的阻尼缸18通过阻尼缸下连接销10与下壳体9相连。另夕卜，带弹簧的阻尼缸18套入固定套17中，并用螺丝固定在下壳体9上。上壳体12与下壳体9分别通过I对螺栓轴承7相连，并可以绕其转动。U形叉架4通过螺帽15与液压支撑缸16的活塞杆端部连接，调整套5通过螺纹与U形叉架4连接。弹性体6为空心结构，将其套入液压支撑缸16的活塞杆。液压支撑缸16分别通过I对螺栓轴承7C与下壳体9相连，并可绕其转动。使用者佩戴该装置行走时，人体假肢大腿带动回转件2转动，整个装置会在小腿重力作用下在上下壳体连接处弯曲。在人体抬腿时阻尼缸上的弹簧会起到助 力作用，帮助使用者假腿伸直迈步。在佩戴者脚步着地后，弹性体6和液压支撑缸16会起到支撑和缓冲的作用，使佩戴者的步态接近或和人体正常步态保持一致，佩戴者会感到很舒适。
权利要求
1.一种仿真人正常步态的大小腿结合处功能补偿装置，其特征在于，它包括上连接件(I)、回转件(2)、回转件连接销(3)、U形叉架(4)、调整圈(5)、弹性体(6)、活塞杆(61)、螺栓轴承(7A、7B、7C、7D)、轴承套(8)、下壳体(9)、阻尼缸下连接销(10)、下连接件(11)、上壳体(12)、阻尼缸上连接销(13)、连接杆(14)、螺帽(15)、液压支撑缸(16)、固定套(17)、带弹簧的液压阻尼缸(18)、螺栓(19)、活塞杆(20)、燕尾槽(21)、弹簧(22)； 所述的上连接件I通过自身下端的燕尾结构，嵌入到回转件(2)上端的燕尾槽(21)里然后通过螺栓(19)固定；回转件(2)通过两对螺栓轴承(7A、7B)与上壳体(12)和U形叉架(4)相连，回转件(2)绕两对螺栓轴承(7A、7B)转动；回转件(2)通过回转件连接销(3)与连接杆(14)上端相连接；连接杆(14)下端通过阻尼缸上连接销(13)与带弹簧的液压阻尼缸(18)活塞杆(20)上端部相连接；带弹簧的阻尼缸(18)通过阻尼缸下端的连接销(10)与下壳体(9)内底部相连接；带弹簧的阻尼缸(18)套入固定套(17)中，并用螺丝固定在下壳体(9)上；上壳体(12与下壳体(9通过(I对螺栓轴承(7C相连，并可以绕其转动；U形叉架(4)通过螺帽(15)与液压支撑缸(16)的活塞杆(61)上端部连接，调整套(5)通过螺纹与U形叉架(4)连接；弹性体(6)为空心结构，将弹性体(6)套在液压支撑缸(16)的活塞杆(61)上；液压支撑缸(16)通过I对螺栓轴承(7D)与下壳体(9)相连，并可绕螺栓轴承(7D)转动。
2.根据权利要求I所述的人体大、小腿假肢结合处功能补偿装置，其特征在于，所述连接杆(14)分别通过回转件连接销(3)和阻尼缸上连接销(13)将回转件(2)、带弹簧的阻尼缸(18)相连接；在活塞杆(20)上套接有弹簧(22)，通过带弹簧阻尼缸(18)阻尼的调节作用，来控制回转件绕2对螺栓轴承(7A)转动的速度。
3.根据权利要求2所述的人体大、小腿假肢结合处功能补偿装置，其特征在于，所述U形叉架(4)的上开口端处通过I对螺栓轴承(7A)连接，U形叉架(4)下端通过螺帽(15)与液压支撑缸(16)的活塞杆上端部连接；调整套(5)通过螺纹与U形叉架下端连接，液压支撑缸(16)的活塞杆穿入弹性体(6)内；液压支撑缸(16)通过I对螺栓轴承(7D)与下壳体(9)相连，并可绕下壳体(9)转动；液压支撑缸(16)相当于弹簧，受到向下力后向下运动，当外力撤销后，可以自动反弹恢复到原位置。
4.根据权利要求3所述的人体大、小腿假肢结合处功能补偿装置，其特征在于，所述弹簧阻尼缸(18)下端通过阻尼缸下连接销(10)与下壳体(9)连接，且弹簧阻尼缸(18)通过固定套(17)沿着上连接件(I)和下连接件(11)中心轴线方向固定；该弹簧阻尼缸可以通过调节阻尼大小，控制假肢小腿来回摆动速度。
5.根据权利要求4所述的人体大、小腿假肢结合处功能补偿装置，其特征在于，四对螺栓轴承(7A、7B、7C、7D)中心位置处A、B、C、D四对位置处均先安装带肩轴承套(8)，然后再安装四对螺栓轴承(7A、7B、7C、7D )。
6.根据权利要求5所述的人体大、小腿假肢结合处功能补偿装置，其特征在于，四对螺拴轴承(7A、7B、7C、7D)中心位置处各相对位置分别为AB=26mm、BC=88mm、CD=38mm、AD=75mm。
7.根据权利要求I所述的人体大、小腿假肢结合处功能补偿装置，其特征在于，该补偿装置的外形结构尺寸长、宽、厚分别为225mm、64. 5mm、48mm。
全文摘要
本发明公开一种用于人体大、小腿假肢结合处功能补偿装置，它由上连接件1、回转件2、回转件连接销3、U形叉架4、调整圈5、弹性体6、活塞杆61、螺栓轴承7A、7B、7C、7D、轴承套8、下壳体9、阻尼缸下连接销10、下连接件11、上壳体12、阻尼缸上连接销13、连接杆14、螺帽15、液压支撑缸16、固定套17、带弹簧的液压阻尼缸18、M8螺栓19、活塞杆20、燕尾槽21、弹簧22等组成。本发明可以辅助下肢大腿截肢者完成正常的行走功能，其步态曲线接近或达到正常人步态水平，具有很高的性价比，可以替代国外同类型产品。该装置具有良好的稳定性、灵活性，且最大弯曲角度可达150°以上，可使佩戴者完成下蹲动作。
文档编号A61F2/62GK102961202SQ20121045815
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者付慧群, 张秀峰, 王喜太, 闫和平, 徐建光 申请人:国家康复辅具研究中心