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一种并联关节仿生假肢机械足.pdf

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一种 并联 关节 仿生 假肢 机械
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摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201810294978.1

申请日:

20180404

公开号:

CN108714065A

公开日:

20181030

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:
IPC分类号: A61F2/66 主分类号: A61F2/66
申请人: 邢志平
发明人: 不太阳城集团发明人
地址: 066000 河北省秦皇岛市海港区半岛书香10栋2单元1504号
优先权: CN201810294978A
专利代理机构: 代理人:
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法律状态
申请(专利)号:

CN201810294978.1

授权太阳城集团号:

法律状态太阳城集团日:

法律状态类型:

摘要

本发明提供一种并联关节仿生假肢机械足,包括腿部固定筒、弹性粘扣带、并联关节、弓形支座、曲柄A、后脚跟、拉伸弹簧、弹簧推杆、前脚掌、曲柄B、连杆、脚趾。腿部固定筒是一个锥形筒,筒的上部开口大,下面小,筒的后半面设有一个半圆弧形开口,在半圆弧形开口中安装有弹性粘扣带,弹性粘扣带一端与半圆弧形开口一端铰接,另一端穿过半圆弧形开口的另一端设置的卡扣,用于固定用户残肢。机械足脚趾可随路况受力抬起,前脚掌和后脚跟随路况及受力情况在130°~180°间变化。在遇到平路、上坡、下坡及凹凸不平的路况时,整个脚底面的受力通过弓形支座传递给并联关节,导致并联关节前后或左右摆动,以良好的适应路况。

权利要求书

1.一种并联关节仿生假肢机械足,包括腿部固定筒(1)、弹性粘扣带(2)、并联关节(3)、弓形支座(4)、曲柄A(5)、后脚跟(6)、拉伸弹簧(7)、弹簧推杆(8)、前脚掌(9)、曲柄B(10)、连杆(11)、脚趾(12),其特征在于:所述的腿部固定筒(1)是一个锥形筒,筒的上部开口大,下面小,筒的后半面设有一个半圆弧形开口,在半圆弧形开口中安装有弹性粘扣带(2),弹性粘扣带(2)一端与半圆弧形开口一端铰接,另一端穿过半圆弧形开口的另一端设置的卡扣;腿部固定筒(1)底部与并联关节(3)的固定板A(301)通过三个圆柱固定连接,并联关节(3)的固定板B(306)与弓形支座(4)上端通过三个圆柱固定连接,弓形支座(4)下端分别与前脚掌(9)和左右对称的两个曲柄A(5)铰接,后脚跟(6)两端分别与曲柄A(5)和前脚掌(9)铰接,后脚跟(6)和前脚掌(9)两侧各设有一个销轴,在前脚掌9两侧设有两个拉伸弹簧(7),所述的拉伸弹簧(7)一端铰接在后脚跟(6)侧面的销轴上,另一端铰接在前脚掌(9)侧面的销轴上,在前脚掌(9)的前端设有五个用于放置脚趾(12)的矩形槽和铰支座,每个矩形槽中都设有一个脚趾(12),每个矩形槽后都有一个对应的铰支座,每个铰支座上铰接有一个曲柄B(10),脚趾(12)后部铰接在矩形槽的圆孔中,连杆(11)分别与曲柄B(10)与脚趾(12)中部铰接,弓形支座(4)中部两侧设有销轴,各铰接一个弹簧推杆(8),弹簧推杆(8)另一端与脚趾(12)中部和曲柄B(10)铰接在一起,构成一个复合铰链。2.根据权利要求1所述的一种并联关节仿生假肢机械足,其特征在于:所述的并联关节(3)包括固定板A(301)、推杆(302)、弹簧缸盖(303)、弹簧(304)、弹簧缸(305)、固定板B(306)、下虎克铰支座(307)、十字轴(308)、上虎克铰支座(309),所述的固定板A(301)一面设有六个球形铰链支座,与推杆(302)的球形铰铰接,推杆(302)、弹簧缸盖(303)、弹簧(304)与弹簧缸(305)组成一个弹簧推杆,共有六个,固定板B(306)一面设有六个球形铰链支座,与弹簧缸(305)的球形铰铰接,上虎克铰支座(309)与固定板A(301)通过三个圆柱销连接,下虎克铰支座(307)与固定板B(306)通过三个圆柱销连接,上虎克铰支座(309)与下虎克铰支座(307)通过十字轴(308)铰接在一起,构成一个二自由度虎克铰。3.根据权利要求1一种并联关节仿生假肢机械足,其特征在于:所述的弹簧推杆(8)包括弹簧缸(801)、弹簧(802)、推杆(803)、弹簧缸盖(804),弹簧(802)放在弹簧缸(801)中并且一侧与弹簧缸(801)缸底固定连接,推杆(803)放在弹簧缸(801)中并与弹簧(802)另一侧固定连接,弹簧缸盖(804)盖在弹簧缸(801)口处。4.根据权利要求1所述的一种并联关节仿生假肢机械足,其特征在于:所述的后脚跟(6)和前脚掌(9)之间的角度为130°~180°。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域,特别涉及一种并联关节仿生假肢机械足。

背景技术

对于一些从脚部截肢的残障人士来说,不能正常行走会给他们的日常生活带来极大的不便,传统的假肢大多为整体式结构,脚不能像人的脚那样灵活、方便,原因主要在于整体式结构脚趾不具备活动支撑能力,且脚踝关节不能前后左右转动。因此我们需要一种仿生的机械足来满足用户对高度灵活性的假肢的需求。

发明内容

针对上述问题,本发明提供一种并联关节仿生假肢机械足。本发明通过设置二自由度并联踝关节,可以使机械足在一定角度内前后、左右摆动,自适应地面各种角度,有利于保护用户的小腿部分。通过设置四杆机构可以增加机械足与地面之间的接触面积,增强其稳定性,当用户将机械组抬起时前脚掌和后脚掌在拉伸弹簧的作用下重新回到150°的夹角状态,脚趾也向上抬起,形成一个弓状,有利于用户行走。

本发明所使用的技术方案是:一种并联关节仿生假肢机械足,包括腿部固定筒、弹性粘扣带、并联关节、弓形支座、曲柄 A、后脚跟、拉伸弹簧、弹簧推杆、前脚掌、曲柄B、连杆、脚趾,所述的腿部固定筒是一个锥形筒,筒的上部开口大,下面小,筒的后半面设有一个半圆弧形开口,在半圆弧形开口中安装有弹性粘扣带,弹性粘扣带一端与半圆弧形开口一端铰接,另一端穿过半圆弧形开口的另一端设置的卡扣;腿部固定筒底部与并联关节固定板A通过三个圆柱固定连接,并联关节固定板B与弓形支座上端通过三个圆柱固定连接,弓形支座下端分别与前脚掌和左右对称的两个曲柄 A铰接,后脚跟两端分别与曲柄A和前脚掌铰接,后脚跟和前脚掌两侧各设有一个销轴,在前脚掌两侧设有两个拉伸弹簧,所述的拉伸弹簧一端铰接在后脚跟侧面的销轴上,另一端铰接在前脚掌侧面的销轴上,在前脚掌的前端设有五个用于放置脚趾的矩形槽和铰支座,每个矩形槽中都设有一个脚趾,每个矩形槽后都有一个对应的铰支座,每个铰支座上铰接有一个曲柄B,脚趾后部铰接在矩形槽的圆孔中,连杆分别与曲柄B与脚趾中部铰接,弓形支座中部两侧设有销轴,各铰接一个弹簧推杆,弹簧推杆另一端与脚趾中部和曲柄B铰接在一起,构成一个复合铰链。

太阳城集团进一步地,所述的并联关节包括固定板 A、推杆、弹簧缸盖、弹簧、弹簧缸、固定板 B、下虎克铰支座、十字轴、上虎克铰支座。固定板 A一面设有六个球形铰链支座,与推杆的球形铰铰接,推杆、弹簧缸盖、弹簧与弹簧缸组成一个弹簧推杆,共有六个,固定板B一面设有六个球形铰链支座,与弹簧缸的球形铰铰接,上虎克铰支座与固定板 A通过三个圆柱销连接,下虎克铰支座与固定板 B通过三个圆柱销连接,上虎克铰支座与下虎克铰支座通过十字轴铰接在一起,构成一个二自由度虎克铰。

进一步地,所述的弹簧推杆包括弹簧缸、弹簧、推杆、弹簧缸盖。弹簧放在弹簧缸中并且一侧与弹簧缸缸底固定连接,推杆放在弹簧缸中并与弹簧另一侧固定连接,弹簧缸盖盖在弹簧缸口处。

太阳城集团进一步地,所述的前脚掌和后脚跟之间的角度为130°~180°。

太阳城集团本发明有益效果:(1)本发明通过设置并联关节可以使机械足在一定角度内前后、左右摆动,从而自适应路面路况,有利于保护用户的小腿部分;(2)通过设置四杆机构可以增加机械足与地面之间的接触面积,增强其稳定性,当患者将机械组抬起时前脚掌和后脚跟在拉伸弹簧的作用下重新回到150°的夹角状态,脚趾也向上抬起,形成一个弓状,有利于患者行走。

附图说明

太阳城集团图1为本发明的整体结构示意图。

太阳城集团图2为本发明的另一角度结构示意图。

图3为本发明的并联关节结构示意图。

图4 为本发明的弹簧推杆结构示意图。

太阳城集团附图标号:1-腿部固定筒;2-弹性粘扣带;3-并联关节;4-弓形支座;5-曲柄 A;6-后脚跟;7-拉伸弹簧;8-弹簧推杆;9-前脚掌;10-曲柄B;11-连杆;12-脚趾;301-固定板 A;302-推杆;303-弹簧缸盖;304-弹簧;305-弹簧缸;306-固定板 B;307-下虎克铰支座;308-十字轴;309-上虎克铰支座;801-弹簧缸;802-弹簧;803-推杆;804-弹簧缸盖。

具体实施方式

太阳城集团下面结合具体实施例对本发明作进一步描述,在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。

实施例:如图1、图2、图3、图4所示,一种并联关节仿生假肢机械足,包括腿部固定筒1、弹性粘扣带2、并联关节3、弓形支座4、曲柄 A 5、后脚跟6、拉伸弹簧7、弹簧推杆8、前脚掌9、曲柄B 10、连杆11、脚趾12。腿部固定筒1是一个锥形筒,筒的上部开口大,下面小,筒的后半面设有一个半圆弧形开口,在半圆弧形开口中安装有弹性粘扣带2,弹性粘扣带2一端与半圆弧形开口一端铰接,另一端穿过半圆弧形开口的另一端设置的卡扣。腿部固定筒1底部与并联关节3的固定板A 301通过三个圆柱固定连接,并联关节3的固定板B 306与弓形支座4上端通过三个圆柱固定连接,弓形支座4下端分别与前脚掌9和左右对称的两个曲柄 A 5铰接,后脚跟6两端分别与曲柄A 5和前脚掌9铰接,后脚跟6和前脚掌9两侧各设有一个销轴,在前脚掌9两侧设有两个拉伸弹簧7,拉伸弹簧7一端铰接在后脚跟6侧面的销轴上,另一端铰接在前脚掌9侧面的销轴上,在前脚掌9的前端设有五个用于放置脚趾12的矩形槽和铰支座,每个矩形槽中都设有一个脚趾12,每个矩形槽后都有一个对应的铰支座,每个铰支座上铰接有一个曲柄B 10,脚趾12后部铰接在矩形槽的圆孔中,连杆11分别与曲柄B 10与脚趾12中部铰接,弓形支座4中部两侧设有销轴,各铰接一个弹簧推杆8,弹簧推杆8另一端与脚趾12中部和曲柄B 10铰接在一起,构成一个复合铰链。

太阳城集团并联关节3包括固定板 A 301、推杆302、弹簧缸盖303、弹簧304、弹簧缸305、固定板 B 306、下虎克铰支座307、十字轴308、上虎克铰支座309。固定板 A 301一面设有六个球形铰链支座,与推杆302的球形铰铰接,推杆302、弹簧缸盖303、弹簧304与弹簧缸305组成一个弹簧推杆,共有六个,固定板B 306一面设有六个球形铰链支座,与弹簧缸305的球形铰铰接,上虎克铰支座309与固定板 A 301通过三个圆柱销连接,下虎克铰支座307与固定板 B 306通过三个圆柱销连接,上虎克铰支座309与下虎克铰支座307通过十字轴308铰接在一起,构成一个二自由度虎克铰。

弹簧推杆8包括弹簧缸801、弹簧802、推杆803、弹簧缸盖804。弹簧802放在弹簧缸801中并且一侧与弹簧缸801缸底固定连接,推杆803放在弹簧缸801中并与弹簧802另一侧固定连接,弹簧缸盖804盖在弹簧缸801口处。后脚跟6和前脚掌9之间的角度为130°-180°。

太阳城集团本发明工作原理:本发明在使用时,首先用户需将截肢剩余后的小腿部分放进腿部固定筒1中 ,然后通过弹性粘扣带2绷紧固定。行走过程中,脚趾12先接触地面,由于脚趾12与连杆11及曲柄B 10构成四杆机构,故脚趾12接触地面时受力可向上抬起,力通过连杆11传至弹簧推杆8,与弹簧推杆8的弹力平衡,另外,脚趾12 的大拇指二拇指公用一铰链,其余三脚趾共用一铰链,可分开独立抬起。然后前脚掌9前端接触地面,弓形支座4、曲柄A 5、后脚跟6与前脚掌9构成四杆机构,未接触地面时,前脚掌9与后脚跟6通过拉伸弹簧7弹力的约束,夹角呈150°,接触地面时,根据路况与受力大小,二者间夹角在150°~180°之间变化,使脚掌充分有力的适应路面情况。最后,整个脚部左右结构对称、前后通过配置材料与配重保持整个脚部重心处于并联关节3中轴线上,以便于常态下整个机构处于水平状态;并联关节3具有两个转动自由度,通过六个弹簧推杆的弹性力维系力的平衡,在遇到平路、上坡、下坡及凹凸不平的路况时,整个脚底面的受力情况通过弓形支座4传递给并联关节3, 导致并联关节前后或左右摆动,以良好的适应路况。

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