CN102665614A - 假肢脚 - Google Patents

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Abstract

公开了一种假肢脚，其设有前脚弹簧、后脚弹簧和脚底弹簧。脚底弹簧连接至后脚弹簧和前脚弹簧。脚底弹簧具有用于前脚弹簧和后脚弹簧的接收器具，后脚弹簧和前脚弹簧能够插入到所述接收器具中。后脚弹簧经由连接元件连接至前脚弹簧，兵器连接元件至少其一部分沿前脚弹簧向前延伸。

Description

假肢脚
技术领域
本发明涉及假肢脚，其具有前脚弹簧、后脚弹簧以及脚底弹簧，所述脚底弹簧连接至前脚弹簧和后脚弹簧。
背景技术
美国专利文献US 6719807B2公开了一种假肢脚，其具有二维弹性前脚部分、二维弹性后脚部分以及大致刚性的承载部分。前脚部分和后脚部分中的每个部分的一个端部连接至承载部分，并且前脚部分和后脚部分分别彼此相互独立地起作用。前脚部分向前地延伸并且从其连接至承载部分大致单向，而后脚部分向后地延伸并且从其连接至承载部分大致单向。
美国专利文献US 5181933公开了一种假肢脚，其具有有助于使得脚与假肢脚使用者接合操作的固定器具。在固定器具上固定有多个弯曲的、蓄能足区，并且所述足区向下延伸，从而安坐在地面上。每个弯曲部分具有踝区，各足区彼此相互独立地与地面相互作用，并且弯曲部分具有类似的形状。后脚弹簧以可释放的方式在前脚部分上固定并且向后延伸。在美国专利文献US 5514185中公开了类似的结构。
美国专利文献US 5776025公开了一种假肢脚，其具有固定区，向下延伸的、弯曲的且部分开槽的弹簧在该固定区上固定。具有后脚区和前脚区的连续弹簧在前述弹簧的前下端区上固定。连续弹簧具有弯曲的形状。在美国专利文献US 6071313中公开了类似的结构。
美国专利文献US 2005/020640A1公开了一种假肢脚，其具有弹性踝区。从连接适配件开始，前足区的上固定部分向后并向下倾斜地延伸，并且弯曲之后融合到向前并向下延伸的弓形部分中，其中所述弓形部分终止于脚趾部分。脚跟部分平行直至脚踝部分，并且在弯曲之后，第一部分比脚弓部分更加倾斜。第一部分之后是另一曲线，从而脚跟部分向下并向后倾斜地延伸。脚跟弹簧因而是S形的。下脚底弹簧连接至脚跟弹簧的后端和脚趾区，并且在脚趾部分与脚底部分的前部之间可以设置缓冲件。
专利公开文献GB 306313公开了一种假肢脚，其具有U形框架，该框架用于连接至膝下关节轴，脚跟部分设置在该轴上，所述脚跟部分同样为U形并且相对于框架成直角地布置。与天然脚的轮廓对应的前部在脚跟部分上设置。该前部经由弹性杆被弹性地安装。
美国专利文献US 4721510公开了一种假肢脚，其具有中空的弹性化妆壳，其具有相对大的内部空间。在插入开口的区域内，鞋底具有加厚区，锚固板固定至该加厚区。加强板在锚固板上布置，并且在加强板上固定具有前脚弹簧区和后脚弹簧区的强化弹簧。在该弹簧上方布置楔形件，在过载时，各弹簧可以支承在楔形件上。
美国专利文献US 4822363公开了一种假肢脚，其具有细长的且弯曲的弹簧，所述弹簧具有近端固定分支以及相连的向前延伸的前脚分支。在固定分支上设有脚弹簧，该后脚弹簧具有弯曲的结构、大致是S形的或L形的。在替代实施例中，后脚弹簧在前脚区内可释放地固定并且具有稍微弯曲部地向后延伸。
美国专利文献US 2475372公开了一种假肢脚，其具有上区域，膝下关节轴能够以铰接的方式固定在该上区域上。在后脚区上以铰接的方式安装跖骨区。该跖骨区由在其上铰接的前脚区邻接。前脚区经由弹簧机构被弹性地安装。
美国专利文献US 5258039公开了一种弹性假肢脚，其具有前脚弹簧以及后脚弹簧，它们通过弹性踝元件彼此相连。前脚弹簧具有纵向槽。后脚弹簧具有C形结构。在替代实施例中，假肢脚一体设置。
美国专利文献US 6669737B2公开了一种用于人造脚的弹性脚插入件，其包括至少两个弹簧，在侧视图中，在未加载的状态中，所述两个弹簧在它们之间围有大致三角形的空间并且形成脚面区。固定元件在该脚面区中设置。从固定元件开始，后脚部分向后并向下以凹弯曲的方式延伸，而前脚部分向前并向下以类似凹弯曲的方式延伸。在后脚区和脚趾区内，单独的脚底弹簧连接至后脚部分和前脚部分。
美国专利文献US 6099572公开了一种能复原的弹性脚插入件，其具有至少一个片簧，该片簧包括至少两个片簧元件，所述片簧元件并行相连并且彼此紧邻地布置。片簧元件在两端彼此相连，并且在两个端部区域之间彼此具有间隙。至少在两个端部区域中的至少一个端部区域内连接被设计成是抗扭的。
发明内容
Otto Bock公司已经生产出一种弹性脚插入件，其称为1C30 Trias，双后脚弹簧与双前脚弹簧在近端适配件上固定。脚底弹簧在双C形后脚弹簧的后端上固定。脚底弹簧同样固定至前脚弹簧的前端。
本发明的目的在于提供一种假肢脚，其提供了令人舒适的翻滚。本发明的另一目的在于提供一种能够在活动等级高的患者上使用的假肢脚。最后，本发明的另一目的在于提供一种易于制造并且易于针对不同使用者调整的假肢脚。
根据本发明，这些目的通过具有独立权利要求特征的假肢脚实现。在从属权利要求中提出了本发明的有利实施例和改型。
在根据本发明的假肢脚中，该假肢脚具有前脚弹簧、后脚弹簧以及脚底弹簧，其中所述脚底弹簧连接至前脚弹簧和后脚弹簧，所述脚底弹簧设置成具有用于前脚弹簧和后脚弹簧的接收器具，前脚弹簧和后脚弹簧能够插入到所述接收器具中。接收器具允许模块化构造假肢脚，并且允许不同的脚底弹簧被使用，所述脚底弹簧根据假肢使用者的重量、运动等级以及其他因素而调整。它们可以通过将前脚弹簧和后脚弹簧插入到相应的接收器具中而非常容易地被调整。接收器具能够以形状配合的方式保持前脚弹簧和后脚弹簧，从而无需粘接或其它形式的附接以便在前脚弹簧与后脚弹簧之间产生一种连接以及因而一种力耦合。
接收器具可以被设置为卡匣，后脚弹簧和前脚弹簧插入到所述卡匣中。本质上，如果前脚弹簧和后脚弹簧在组装的状态中被张紧并且如果使得接收器具承受将接收器具向外推、也就是说将后接收器具向后推并且将前接收器具向前推的力，则无需进一步锁定。
卡匣可以具有封闭的结构，并且具有前脚弹簧和后脚弹簧可以插入的插入开口。卡匣的封闭结构为弹簧的敏感端区域提供了保护，从而例如在纤维加强的复合弹簧的情况中，不会出现破坏。插入开口优选彼此相对，从而插入方向彼此相对，这样做的效果是在后脚弹簧和前脚弹簧插入之后脚底弹簧承受张力。
在接收器具内可选地可以设置预张紧器具，该预张紧器具使得后脚弹簧和/或前脚弹簧抵靠着脚底弹簧或接收器具预张紧，从而提供脚底弹簧在前脚弹簧上和在后脚弹簧上的附加的固定。预张紧器具可以设置成包括弹簧或弹性元件，并且可以提供前脚弹簧和后脚弹簧抵靠着接收器具或脚底弹簧的预张紧或附加的预张紧。预张紧器具还可以形成还允许形状配合锁定的夹持连接，从而预张紧元件也可以用作为固定器具。因而，在接收器具内也设置锁定器具，以便将脚底弹簧锁定至前脚弹簧和/或后脚弹簧，尤其采用形状配合锁定动作的方式进行锁定。在前脚弹簧和后脚弹簧上可以设置对应的锁定器具，其与接收器具内或上的锁定器具接合。预张紧元件可以被铸造在所述后脚弹簧和/或前脚弹簧中、被推压到所述后脚弹簧和/或前脚弹簧中、被粘合在所述后脚弹簧和/或前脚弹簧中或者被固定在所述后脚弹簧和/或前脚弹簧上。
脚底弹簧可以设置为张紧构件、例如为带，所述张紧构件是柔软的但非抵抗弯曲力或矩是弹性的，并且优选沿脚底弹簧的纵向不是弹性的。
脚底弹簧可以设置为一种在假肢脚处于未加载状态时向上呈弓形的弹簧，从而在后脚加载、前脚加载或高轴向加载的情况中允许向内偏转，而这是通过弓形减小并且脚底弹簧伸长实现的。脚底弹簧的刚度以及因而假肢脚的翻滚可以通过弓形程度被影响。
在假肢脚未加载的状态中，脚底弹簧可以预张紧有张应力，从而脚底弹簧的端部沿不同方向受力。在弓形脚底弹簧的情况中，所施加的张应力还可以造成弹簧中的弯矩。
脚底弹簧能够被设置为模制成型件，尤其是在设置为弹簧时，以便实现快速与便宜的制造。脚底弹簧还可以多部件地设置，并且在连接方法中安装在一起，例如多个注射成型件彼此相连。脚底弹簧还可以由通过模制成型而彼此相连的不同的材料制成。例如，弹簧元件或刚性部件可以安置在模具内并且被封装。脚底弹簧的各个部件也可以安置到注射成型模具内并且其它部件也可以在其上注射成型。脚底弹簧的各个部分同样可以通过多部件注射模具被制造、例如通过两部件注射模具被制造。脚底弹簧可以由复合材料制成或者可以具有由复合材料制成的部件。可以采用的复合材料的实例是纤维加强的塑料、例如由碳纤维加强的或由玻璃纤维加强的塑料。
脚底弹簧可以具有弯曲的中间部分，该弯曲的中间部分在两端由接收器具邻接。接收器具可以被螺合上、被夹持上或被注射成型上。接收器具还可以在中间部分上一体形成。中间部分例如可以设置为片簧，该片簧由纤维加强的塑料制成，接收器具被注射成型到所述片簧上。
后脚弹簧可以经由连接元件而连接至前脚弹簧，从而后脚弹簧与前脚弹簧不直接相连。连接元件用于实现一种进一步调整元件，这是因为连接元件的结构在其弹性方面以及在其几何特性方面可以用于调整假肢脚的弹性特征。
前脚弹簧和连接元件可以设置成至少部分地彼此相互平行延伸，从而它们在弹性方面彼此相互补充。至少在未加载状态中，连接元件因而沿前脚弹簧的至少一部分并且与该前脚弹簧平行地向前延伸。连接元件可以具有向上指向的部分以及向前指向的部分，从而产生大致L形结构部件，该大致L形结构部件以与前脚弹簧对应的方式延伸。L形连接元件的开口角度可以与前脚弹簧的开口角度不同。向上指向的部分同样大致竖直地布置，从而在垂直向下作用的负载出现在假肢脚上时由竖直指向的部分可以实现仅仅轻微的弹簧动作。向上指向的部分可以具有S形结构，由此，该向上指向的部分的弹簧动作可以被增强。
后脚弹簧可以在连接元件的前区域上固定，从而使得足够长度的后脚弹簧可用。弹簧越长，则其对端部上出现的负载反应就越灵敏。此外，将后脚弹簧的前区域连接至连接元件的前区域提供了还利用连接元件的向上指向的部分的弹性以获得了令人舒适的后脚冲击的可能性。
连接元件可以沿前脚弹簧的至少一部分并且与该前脚弹簧平行地延伸，从而连接元件经由向上指向的部分提供了附加的弹簧动作。为此目的，连接元件被设置为例如由纤维加强的塑料制成的弹簧。
后脚弹簧可以是弯曲的，并且后脚弹簧从其后端向前并向上延伸，并且后脚弹簧具有曲率，以使得前端区域大致水平地或者向下倾斜地布置。借助于后脚弹簧的波状设计可以实现弹簧特性的精确设定。
前脚弹簧可以具有大致平直的前脚部分，该大致平坦的部分朝前向下倾斜地布置并且从大致竖直指向的部分之后的弯曲部分开始能够直线地向前延伸。在脚趾区域内，它可以具有平坦部分，该平坦部分还可以向上融合到稍微弯曲部分中，以有助于翻滚。
可以设置连接器具，以便将假肢脚固定至膝下关节轴，并且该连接器具在假肢脚的近端上安置。连接器具优选通过螺合固定在前脚弹簧的近端上并且如果合适的话固定在连接元件的近端上。连接元件可以设有减振器，该减振器除了吸收轴向力以外还可以吸收力矩并且吸收旋转运动。
前脚弹簧可以设置为平直的板簧，而连接器具在前脚弹簧的后部分上设置。连接元件也可以设置为平直的板簧，其与前脚弹簧平行地布置。连接元件或前脚弹簧无需竖直部分。
前脚弹簧和脚底弹簧可以具有缝槽，其中所述缝槽从假肢脚的前端延伸，以便允许前脚弹簧和脚底弹簧的中间-横向运动性。这样，例如在倾斜的平面上翻滚时，并非仅仅一个边缘与地面或与鞋接触。
假肢脚可以具有渐进型踝关节矩轮廓（progressive ankle momentprofile）。渐进型踝关节矩轮廓可以通过后脚弹簧与弹性元件的合并而获得。特别地，弹性元件的形状可以产生渐进度，这是通过增加将被压缩的横截面而实现的。还可以通过将后脚弹簧和连接元件的连接区域安置在脚底弹簧上但仅仅具有对应高的负载地产生渐进型踝关节矩轮廓。
在后脚冲击时，力可以经由脚底弹簧被至少部分地传递至前脚弹簧，这是通过经由脚底弹簧使得前脚弹簧预张紧并连接至后脚弹簧而实现的。脚底弹簧因而用作为张紧元件，从而后脚冲击时的力经由脚底弹簧被传递至前脚弹簧。尤其在作为脚底弹簧的实施例中，能量被部分地存储在脚底弹簧中，特别如果脚底弹簧具有S形弯曲部分的话，并且能量然后被返回，这是因为各弹簧的连接和相连导致了它们中没有一个能够与其它弹簧无关地动作。
尤其在作为脚底弹簧的实施例中，前脚弹簧和脚底弹簧在其形状和弯曲弹性方面被设置成，在翻滚的过程中，在前脚加载开始时力首先被引入到球区域中时，前脚弹簧和脚底弹簧由于它们中的每个在增加的载荷作用下弯曲而彼此相互靠近。这样，各弹簧可以彼此躺放，因此，从限定的载荷水平开始，弹簧阻力可以通过彼此位于其上的弹簧并且通过弹簧之间的摩擦力而增加。
在根据本发明的假肢脚中，该脚趾脚具有前脚弹簧、后脚弹簧和脚底弹簧，所述脚底弹簧连接至后脚弹簧和前脚弹簧，后脚弹簧设置成经由连接元件连接至前脚弹簧，从而后脚弹簧与前脚弹簧未直接相连。连接元件用于实现一进一步调整元件，这是因而连接元件的设计在其弹性方面以及其几何特性方面可以被用于调整假肢脚的弹性特征。连接元件沿前脚弹簧至少经由一部分向前延伸，并且实现了一可选弹性的部分，在该弹性的部分上可以支承后脚弹簧。后脚弹簧在连接元件上的铰接使得后脚弹簧从前脚弹簧脱离连接，从而可以实现假肢脚的更可变的调整，这是因为铰接点可以更加自由地被选择。不再必须在高机械加载的部位实现后脚弹簧与前脚弹簧的连接，这种连接实际上可以在相对自由选取的部位实现。
前脚弹簧和连接元件可以布置成至少部分地彼此相互平行，从而它们在弹性方面互补。至少在未加载的状态中，连接元件因而沿前脚弹簧的至少一部分并且与前脚弹簧平行地向前延伸。连接元件可以具有向上指向的部分以及向前指向的部分，从而产生大致L形结构部件，该大致L形结构部件以与前脚弹簧对应的方式延伸。L形连接元件的开口角度可以与前脚弹簧的开口角度不同。向上指向的部分同样大致竖直地布置，从而在垂直向下作用的负载出现在假肢脚上时由竖直指向的部分可以实现仅仅轻微的弹簧动作。向上指向的部分可以具有S形结构，由此，该向上指向的部分的弹簧动作可以被增强。
后脚弹簧可以在连接元件的前区域上固定，从而使得足够长度的后脚弹簧可用。弹簧越长，则其对端部上出现的负载反应就越灵敏。此外，将后脚弹簧的前区域连接至连接元件的前区域提供了还利用连接元件的向上指向的部分的弹性以获得了令人舒适的后脚冲击的可能性。
连接元件可以沿前脚弹簧的至少一部分并且与该前脚弹簧平行地向前延伸，从而连接元件经由向上指向的部分提供了附加的弹簧动作。为此目的，连接元件被设置为例如由纤维加强的塑料制成的弹簧。
后脚弹簧可以是弯曲的，并且后脚弹簧从其后端向前并向上延伸，并且后脚弹簧具有曲率，以使得前端区域大致水平地或者向下倾斜地布置。借助于后脚弹簧的波状设计可以实现弹簧特性的精确设定。
前脚弹簧可以具有大致平直的前脚部分，该大致平坦的前脚部分朝向前向下倾斜地布置并且从大致竖直指向的部分之后的弯曲部分开始能够直线地向前延伸。在脚趾区域内，它可以具有平坦部分，该平坦部分还可以向上融合到稍微弯曲部分中，以有助于翻滚。
脚底弹簧可以具有用于前脚弹簧和后脚弹簧的接收器具，前脚弹簧和后脚弹簧能够插入到所述接收器具中。接收器具允许模块化构造假肢脚，并且允许不同的脚底弹簧被使用，所述脚底弹簧根据假肢使用者的重量、运动等级以及其他因素而调整。它们可以通过将前脚弹簧和后脚弹簧插入到相应的接收器具中而非常容易地被调整。接收器具能够以形状配合的方式保持前脚弹簧和后脚弹簧，从而无需粘合或其它形式的附着以便在前脚弹簧与后脚弹簧之间产生一种连接以及因而一种力耦合。
接收器具可以设置为卡匣，后脚弹簧和前脚弹簧插入到该卡匣内。本质上，如果前脚弹簧和后脚弹簧在组装的状态中被张紧并且如果使得接收器具承受将接收器具向外推、也就是说将后接收器具向后推并且将前接收器具向前推的力，则无需进一步锁定。
卡匣可以具有封闭的结构，并且具有前脚弹簧和后脚弹簧可以插入的插入开口。卡匣的封闭结构在某些情况中为弹簧的敏感端区域提供了保护，从而例如在纤维加强的复合弹簧的情况中，不会出现纤维结构破坏。插入开口优选彼此相对，从而插入方向彼此相对，这样做的效果是在后脚弹簧和前脚弹簧插入之后脚底弹簧承受张力。
附图说明
以下参照附图更加详细地说明本发明的示意性实施例。
图1示出了假肢脚的分解透视图；
图2a示出了根据图1的假肢脚的侧视图；
图2b示出了根据图1的假肢脚的俯视图；
图3示出了根据图2a的假肢脚的分解侧视图；
图3a、3b示出了图3实施例的改型；
图4a、4b示出了脚底弹簧的两个透视图；
图5a示出了假肢脚的替代实施例的侧视图；
图5b示出了根据图5a的假肢脚的分解透视图；
图6a示出了具有减振器的假肢脚的另一替代实施例的侧视图；
图6b示出了根据图6a的脚的分解图；
图7示出了本发明的另一实施例的分解透视图；
图7a示出了图7的实施例的分解侧视图；
图7b示出了图7的组装实施例的侧视图；
图8示出了改型的脚底弹簧，其具有圆柱形或截头圆锥形接收器具，用于接收前脚弹簧的端部；并且
图9示出了如图7的实施例所示的帽的另一改型。
具体实施方式
在图1中，以分解透视图的方式示出了假肢脚1，该假肢脚包括前脚弹簧2、后脚弹簧3以及脚底弹簧4（其形式为基底弹簧）。前脚弹簧2具有大致平直的竖直部分22，该大致平直的竖直部分在一段弯曲部之后融入到一大致平直的前脚部分21中。前脚部分21向下倾斜地向前延伸并且可以具有位于脚趾区域内的另一弯曲部，从而脚趾区域大致水平地指向或者稍微向上地弯曲。在前脚部分21的前端区域内可以设置套或帽24，所述套或帽至少部分地包围前脚弹簧2。前脚弹簧2可以由塑料或复合材料、尤其纤维加强的塑料制成。在竖直部分22上定位形式为传统的适配件的连接器具6。该连接器具通过螺栓9被固定，所述螺栓被引导穿过固定板或加强板8。螺栓9穿过加强板8、连接元件5和前脚弹簧2的竖直部分22，并且螺合到适配件6中。
借助于螺栓9，前脚弹簧2在竖直部分22的近端区域内机械地连接至连接元件5。连接元件5同样具有竖直部分51，该竖直部分由向前指向的部分52邻接。竖直部分51与前部分52之间的过渡同样经由弯曲部实现，该弯曲部在天然脚踝的区域内布置。连接元件同样被设置为弹簧，并且前部分52与前脚弹簧2的前脚部分21大致平行地延伸。
连接元件5的前区域521设有孔，螺钉10被引导穿过所述孔。在连接元件5的前区域521内，螺钉10提供了与后脚弹簧的前端区域31的机械连接。后脚弹簧3的前端区域31同样设有孔或凹部，螺钉10穿过所述孔或凹部延伸，并且螺钉10在套11内固定。
后脚弹簧3被设计具有稍微的弯曲部并且在前端区域内平缓向下倾斜，而弯曲部在后脚弹簧的后端32处沿相反的方向延伸，从而在后端32中具有大致水平的朝向。在后脚弹簧3与连接元件5的脚踝区域之间布置弹性元件7，其形式为弹性体部件。
后脚弹簧3的后端32同样可以与套或帽34相连，所述套或帽34能够插入到脚底弹簧4的后接收器具43中。
一件式脚底弹簧4的接收器具43被设计为卡匣（pocket），其形成了一封闭的帽。脚底弹簧4被稍微向上地呈弓形，并且在前端处也具有接收器具42，用于接收前脚弹簧2。前脚弹簧2以及脚底弹簧4的设计以下更加详细地说明。
图2a示出了组装状态中的假肢脚1。应该注意到，螺栓9穿过连接元件5以及前脚弹簧2延伸，并且在适配元件6的螺纹部中接合。前脚弹簧2和连接元件5的竖直部分22、51彼此相互平行地延伸，并且它们大致竖直地延伸，两个竖直部分22、51通过弯曲的脚踝区域邻接，其中所述弯曲的脚踝区域具有弯曲部分，例如圆形扇段形状的平滑弯曲部分。连接元件5的向前指向的部分52与前脚部分21平行地、沿前脚部分21的一段长度延伸，并且能够在前脚部分21的下侧上承载或者在向前指向的部分52与前脚部分21之间具有一小间隙。位于连接元件5的脚踝区域内的楔形件12具有平直的下侧，从而在脚踝区域内的弯曲部分的开始处之后，设有用于支承弹性元件7的直线延长部分。
从图2a中可以看出，螺钉10在连接元件5的前区域521内平齐地端接，并且穿过连接元件5和后脚弹簧3这两者延伸。后脚弹簧3具有向上弯曲的轮廓，并且向后延伸超过前脚弹簧2和连接元件5的竖直部分22、51。后端32在脚底弹簧4的接收器具43内接收。脚底弹簧4具有稍微向上的弯曲部分，从而能够后脚冲击时伸长，以便提供附加的弹簧作用。脚底弹簧4的前端同样地设有接收器具42，前脚弹簧2的前脚区域21的前端以形状配合的方式接合到该接收器具中。
在如图所示的组装状态中，前脚弹簧2的前端和后脚弹簧3的后端32沿不同的方向压靠着设计为卡匣的接收器具42、43，从而前脚弹簧2和后脚弹簧3彼此相互抵靠地张紧。这样做的效果是，脚底弹簧4受到张应力的作用，从而向上指向的弓形部分被向下压。后脚弹簧3与前脚弹簧2之间的张力经由弹性连接元件5被施加并被维持。从图2b的俯视图中可以看出，脚底弹簧4与前脚弹簧2都具有缝槽46、26，其中所述缝槽大致沿前脚弹簧2的三分之一延伸。借助于缝槽26、46，可以允许并补偿前脚区域内沿横中间方向的不同载荷。
图3示出了假肢脚1的分解透视图。该图清楚地示出了前脚弹簧2，其具有竖直部分22；形状为圆形扇段的弯曲脚踝部分23；前脚区域21以及用于插入到脚底弹簧4的前接收器具内的套24。适配件6（该适配件具有用于连接至假肢的其它部件的锥形连接器）与连接元件5一起借助于螺栓9和加强板8被机械地固定在前脚弹簧2的竖直部分22上。可以被设计为固定弹簧的连接元件5也具有竖直部分51；向前倾斜的前部分52以及脚踝部分53，其中该脚踝部分与前脚弹簧2的脚踝部分23对应地被设计。在弯曲部分的外侧上设置楔形件12，该楔形件设置为针对附加的弹性元件7的延长与支承。除弹性元件7外，如图3a和3b所示，还可以提供楔形弹性元件7′，该楔形弹性元件防止脚踝区域53与楔形件12之间的相对运动或者将该相对运动限于后脚弹簧3的后端。
图3a和3b示出了根据图3的实施例的处于组装状态中的改型。在图3a和3b中，弹性元件7已经由楔形弹性元件7′替代。在图3a中，弹性元件7′未被插入。如果患者更喜欢“柔软”后脚的话，假肢脚可以没有弹性元件7′地被使用。为了固定弹性元件7′，在连接元件5上设置形式为突出部的限位元件57。楔形弹性元件7′插入或滑入连接元件5与后脚弹簧3之间的缩窄间隙中并且在那里由限位元件57形状配合地保持。在图3b中示出了组装的状态。利用这种安装的弹性元件7，可以改变后脚的硬度。利用安装的弹性元件7′，与没有弹性元件7′相比可以提供更硬的后脚。可以提供不同硬度的弹性元件7′，以使得假肢脚的硬度适应患者行走时的喜好。
图4a和4b示出了脚底弹簧4的不同视图。脚底弹簧4包括具有插入开口421的前接收器具42以及具有插入开口431的后接收器具43，从而前脚弹簧2和后脚弹簧3的相应部分24、34能够以形状配合的方式插入并保持在接收器具42、43中。几乎形成至脚底弹簧4的中间点的缝槽46允许中间地/横向地指向的补偿运动。在脚底弹簧的中间部分44中，提供了弓形，该弓形向上指向，从而使得可以实现附加的弹簧作用。在接收器具42、43内可以设置锁定元件、张紧元件或形状配合元件，从而能够将弹簧2、3牢固地保持在接收器具42、43内。例如，这些锁定元件可以设计为突出部，并且预张紧器具同样可以设计为在接收器具42、43内和/或上设置的弹簧或弹性元件。由于缝槽46在脚底弹簧4中的设置，所以在脚底弹簧4的前脚区域内设置两个接收器具42。在没有缝槽的前脚弹簧的设计中，需要设置仅仅一个接收器具42。脚底弹簧4能够由注射成型部件制成并且设计为单件式。在注射模具内还可以安置加强元件、例如弯曲的且纤维加强的塑料弹簧，并且然后由塑料封装，从而接收器具42、43被一体地形成在脚底弹簧上。本质上脚底弹簧4也可以多件式设置，从而接收器具42、43例如通过螺合、粘接、焊接或某种其它方式在中间部分44上被固定。
图5a和5b示出了本发明的替代实施例。假肢脚1的基本结构对应于如图1至4所示的情况。相同的附图标记代表相同的结构部件。与根据图1至4的设计相反，根据图5a和5b的假肢脚1并没有位于前脚弹簧2和连接元件5上的竖直部分22、51。前脚弹簧2和连接元件5因而被设计为大致平直的弹簧，并且适配件6还由穿过连接元件5和前脚弹簧2的螺钉被固定。在存在明显膝下长度时并且因此在假肢脚1的上连接点无法向上移动到所期望的程度时，这种假肢脚的有利的。另外，适配件6在朝向前脚弹簧2的表面上被圆角或具有拱形（haunch），从而没有朝向前脚弹簧的上面的边缘或边。如果边或边缘作用在前脚弹簧2的上表面上并且适配件6相对于前脚弹簧移动，则非常高的应力被施加至通常由纤维复合材料制成的前脚弹簧。通过将边或边缘按压到弹簧的表面上，制出非常小的凹陷，这导致了材料的弱化并且导致了前脚弹簧的磨损。采用适配件6的圆角的和平滑的表面，创建了一种楔形，弹性体可以集成在该楔形中。
图6a和6b示出了本发明的替代实施例。假肢脚1的基本结构对应于如图1至4所示的情况。除了传统的适配件6以外，还提供了减振器61，该减振器61能够吸收轴向载荷以及绕竖直轴线的力矩。减振器61用于进一步增加舒适度，并且使得可以进一步进行调整，以确保翻滚（rollover）可以适应于假肢脚使用者的想法。通过将减振元件更换为硬度更大的减振元件或者通过增加减振器61的减振元件中的预张力，可以调整硬度。减振元件61还可以包括真空泵。
脚底弹簧4易于制造并且可以容易地被更换。因而可以针对具体使用者的需求调整假肢脚1。这通过以下措施以简单的方式设定，即将前脚弹簧2的具有帽24的前端插入到前接收器具42中，并且将后脚弹簧3的（如果合适的话具有帽的）后端插入到后接收器具43中，从而由于前脚弹簧2和后脚弹簧3的前端与后端之间的张力脚底弹簧4在假肢脚1上被牢固地保持。在后脚冲击时，力借助于位于中间区域44内的弓形被至少部分地传递至前脚弹簧2，其中该弓形伸展直至脚底弹簧4将张力没有变形地直接传递至接收器具42，该接收器具42反过来将力传递至前脚弹簧2。因此，在后脚冲击时，所有弹簧元件、即前脚弹簧2、连接元件5、后脚弹簧3和脚底弹簧4可以被利用，从而存储并且然后输送动能。这样做的效果是，所有弹簧元件2、3、4、5彼此耦合并且有助于存储能量，从而每个弹簧元件2、3、4、5可以制造成比仅仅孤立完成部分功能的情况更小。
根据本发明的假肢脚1具有五个主要部件，即前脚弹簧2、连接元件5（该连接元件5在前脚弹簧2上被固定）、后脚弹簧3（该后脚弹簧在连接元件5上固定）、脚底弹簧4（其将前脚弹簧2的前端21连接至后脚弹簧3的后端32、以及第五部件，该第五部件为适配元件6，该适配元件被设计为传统的锥形适配器，该锥形适配器具有用于固定至假肢腿的其它部件的元件。弹簧2、3、4、5优选由纤维加强的塑料、尤其碳纤维加强的塑料制成，其中所述塑料被构造为所谓的复合材料。弹簧2、3、4、5的横截面优选是矩形的或几乎是矩形的，优选仅仅在一个平面内可以实现弯曲或变形。在端部区域上，帽24、34或保护元件可以为弹簧所设置。脚底弹簧4能够包含由复合材料制成的芯。具有向上指向（即朝向适配件6指向）的弓形部的脚底弹簧4通过施加张紧力或弯矩而移动或强制成平直的形状。弹簧作用以这种方式实现。这种脚底弹簧4在中距离行走过程中提供了平滑的翻滚运动，这是考虑到后脚加载过程中脚趾区域的脚底屈曲，这是因为前脚弹簧2的前端21在出现后脚冲击时被向下牵拉。脚底弹簧4增加了前脚弹簧2以及还有后脚弹簧3的能量返回，并且因而在行走时提供了令人满意的感觉，这是由于附加的弹簧阻力。这是通过弹簧行程实现的，由于脚底弹簧4同时连接至前脚弹簧2和后脚弹簧3导致了均匀的负载分布。正如已经讨论的，脚底弹簧4也增加了假肢脚1的稳定性，这是因为所施加的负载在四个弹簧部件2、3、4、5之间被划分。总之，这样做的效果是，假肢脚1具有脚踝关节的特征，而不必接收传统的脚踝关节的任何不足、例如磨损、复杂的结构、成本以及维护。
连接元件5具有多个优点，例如后脚支承的长度被延长，这总体上导致了增加的灵活度。连接元件5减小了与后脚弹簧3相连的区域内的负载，这也导致了增加的稳定性。如果出现非正常的高压的话，则连接元件5还用作为过载弹簧。在非正常高负载的情况中，连接元件5在前区域内与前脚弹簧2接触或者与脚底弹簧4接触，这取决于所施加的负载的特性。这样，负载被引入的方向被更改，这导致了整个假肢脚1的增加的承载能力。
开槽的脚底弹簧4以及开槽的前脚弹簧2（缝槽26、46沿前后方向）允许假肢脚1的增加的中间横向灵活度，这反过来导致了行走表面在地面上的改进的适应性。针对地面的改进的适应性增加了利用假肢脚1的人员的舒适性和稳定性。
对于假肢脚1，可以采用具有不同刚度的不同结构的弹簧，从而对于标准尺寸的假肢脚1可以适应不同重量类别。结构的模块化、可逆的模式允许假肢脚1出于维护的目的被拆卸，从而有缺陷的部分可以被替代，并且针对重量变化、负载变化、灵活度变化或使用者的个别需求可以调整假肢脚1。这种调整可以通过利用具有不同刚度的弹簧而容易实现。模块化、可逆的设计允许简化的组装过程，这是因为各个部件可以被螺合在一起或彼此相互装配。不再需要粘合连接假肢脚的各个部件，尽管这种粘合连接为了减少磨损可以在接收器具42、43的区域内实现。
主要通过改变各个弹簧2、3、4的厚度而实现假肢脚1的刚度调节。弹簧越厚，则其刚度就越大，除非进行更改。因此证明有利的是，脚底弹簧4内的接收器具42、43具有相同的尺寸，该尺寸优选适合于最大刚度，并且利用补偿元件实现相应弹簧尺寸的调整，其中该补偿元件被装配到弹簧上、铸造到弹簧上或者装配到接收器具中或者在组装之前被注入。
图7示出了本发明的另一改型。如图7所示，在前脚弹簧2与连接元件5之间插入摩擦元件71。该摩擦元件71的目的是消除或减小噪音。另外，前脚弹簧具有细长的缝槽26′，该细长的缝槽26′提供翻滚时的更大灵活度。在如图7所示的实施例中，螺栓9借助于设有螺纹的通孔72连接至适配件6。这些孔由盖板73覆盖，所述盖板由任何合适的材料例如复合材料或金属制成。盖板73可以摩擦配合地安设到适配件6的凹槽中或者通过粘合连接。帽74示出位于前脚弹簧2的前端。在如图7所示的实施例中，前脚弹簧2大体是平坦的，并且帽74具有对应的接收器具。因为前脚弹簧2和脚底弹簧4中的纵向缝槽，所以弹簧可以彼此相对地旋转，从而插入的前脚弹簧2在脚底弹簧4的接收卡匣42内翻转。为了最小化沿前脚弹簧2的纵向轴线的扭应力，有利地允许帽74与对应的接收卡匣42之间的相对旋转运动。为了实现这点，提供了圆锥形或圆柱形结构，从而帽的外表面可以在接收卡匣内旋转。可以设置止挡件，以为旋转运动设定限制。
图7a和7b是如图7所示的实施例的分别处于未组装状态和组装状态中的侧视图。
图8与图4a的实施例类似示出了脚底弹簧4的改型，但是接收卡匣42设有圆柱形或截头锥形插入开口421′，脚底弹簧4的端部插入到该开口中。
图9示出了图7的实施例的改型，帽74′是圆柱形的或截头锥形的。
尽管本发明已经参照优选实施例进行了说明，但是本领域技术人员将清楚在权利要求书的精神与范围内本发明可以进行改型。

Claims (73)

1.一种假肢脚，其包括：
前脚弹簧；
后脚弹簧；以及
脚底弹簧，所述脚底弹簧连接至所述后脚弹簧和所述前脚弹簧，
其中，所述脚底弹簧具有用于接收所述前脚弹簧的第一接收器具以及用于接收所述后脚弹簧的第二接收器具，所述前脚弹簧和所述后脚弹簧分别插入到所述第一接收器具和第二接收器具中。
2.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，所述第一接收器具和所述第二接收器具以形状配合的方式保持所述前脚弹簧和所述后脚弹簧。
3.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，所述第一接收器具和所述第二接收器具被设置为卡匣。
4.根据权利要求3所述的假肢脚，其特征在于，所述卡匣具有封闭的结构并且具有插入开口。
5.根据权利要求4所述的假肢脚，其特征在于，所述第一接收器具的插入开口和所述第二接收器具的插入开口彼此相对。
6.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，在所述第一接收器具和所述第二接收器具中的至少一个中设置预张紧器具，该预张紧器具使得所述后脚弹簧和/或前脚弹簧抵靠着所述脚底弹簧或所述接收器具预张紧。
7.根据权利要求6所述的假肢脚，其特征在于，所述预张紧器具被设置为弹簧或弹性元件。
8.根据权利要求6所述的假肢脚，其特征在于，所述预张紧器具被铸造在所述后脚弹簧和/或前脚弹簧中、被推压到所述后脚弹簧和/或前脚弹簧中、被粘合在所述后脚弹簧和/或前脚弹簧中或者被固定在所述后脚弹簧和/或前脚弹簧上。
9.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧被设置为张紧构件。
10.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧被设置为在所述假肢脚处于未加载的状态时向上呈弓形的弹簧。
11.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，在所述假肢脚处于未加载的状态时，所述脚底弹簧被预张紧具有张应力。
12.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧被设置为注射成型件。
13.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧以多个部件的方式设置。
14.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧由复合材料制成。
15.根据权利要求14所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧具有弯曲的中间部分，该弯曲的中间部分在两端由所述第一接收器具和所述第二接收器具邻接。
16.根据权利要求15所述的假肢脚，其特征在于，所述第一接收器具和所述第二接收器具分别在所述中间部分的两侧中的相应一侧上一体形成或者固定。
17.根据权利要求16所述的假肢脚，其特征在于，所述中间部分由纤维加强的复合材料制成。
18.根据权利要求17所述的假肢脚，其特征在于，所述后脚弹簧经由连接元件连接至所述前脚弹簧。
19.根据权利要求18所述的假肢脚，其特征在于，所述前脚弹簧和所述连接元件设置成彼此相互平行地延伸。
20.根据权利要求18所述的假肢脚，其特征在于，所述连接元件具有向上指向的部分以及向前指向的部分。
21.根据权利要求20所述的假肢脚，其特征在于，所述向上指向的部分大致竖直地布置。
22.根据权利要求18所述的假肢脚，其特征在于，所述后脚弹簧在所述连接元件的前区域上固定。
23.根据权利要求18所述的假肢脚，其特征在于，至少在未加载的状态中，所述连接元件沿着所述前脚弹簧的一部分并且与所述前脚弹簧平行地向前延伸。
24.根据权利要求18所述的假肢脚，其特征在于，所述连接元件被设置为弹簧。
25.根据权利要求18所述的假肢脚，其特征在于，所述假肢脚还包括位于所述前脚弹簧与所述连接元件之间的摩擦材料，所述摩擦材料用于减少噪音。
26.根据权利要求17所述的假肢脚，其特征在于，所述后脚弹簧是弯曲的，所述后脚弹簧从其后端向前并向上延伸，并且具有曲率，以使得前端区域水平地或者向下倾斜地布置。
27.根据权利要求17所述的假肢脚，其特征在于，所述前脚弹簧具有大致平直的前脚部分，该前脚部分朝前向下倾斜地布置。
28.根据权利要求17所述的假肢脚，其特征在于，在所述假肢脚的近端上安置连接器具，该连接器具设置用于将假肢脚固定至膝下关节轴。
29.根据权利要求28所述的假肢脚，其特征在于，所述连接器具包括减振器。
30.根据权利要求28所述的假肢脚，其特征在于，所述前脚弹簧被设置为平直的板簧，所述连接器具在所述前脚弹簧的后部分上设置，并且所述连接元件被设置为平直的板簧，与所述前脚弹簧平行地安置。
31.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，所述前脚弹簧和所述脚底弹簧具有缝槽。
32.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，所述假肢脚具有渐进型踝关节矩轮廓。
33.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，在后脚冲击时，力经由所述脚底弹簧至少部分地传递至所述前脚弹簧。
34.根据权利要求33所述的假肢脚，其特征在于，所述后脚弹簧在后脚加载时靠近所述脚底弹簧，并且所述后脚弹簧组件的前部分在严重加载时能够接触所述脚底弹簧。
35.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，所述前脚弹簧和所述脚底弹簧的形状和弯曲弹性设置成，在翻滚的过程中，在前脚加载的开始力最初被引入到所述球区域中时，所述前脚弹簧和所述脚底弹簧由于它们中的每一个在增加的载荷作用下弯曲而彼此靠近。
36.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，在前脚加载的过程中，载荷的至少一部分经由所述脚底弹簧被传递至所述后脚弹簧。
37.根据权利要求1所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧、所述后脚弹簧和所述连接元件的形状和弯曲弹性设置成，在后脚冲击的过程中，在严重加载的状态下，所述后脚弹簧组件在其前端上或在其前端附近接触所述脚底弹簧，并且这种接触提供后脚加硬效果。
38.一种假肢脚，其包括：
前脚弹簧；
后脚弹簧；以及
脚底弹簧，所述脚底弹簧连接至所述前脚弹簧和所述后脚弹簧，
其中，所述后脚弹簧经由连接元件连接至所述前脚弹簧，并且所述连接元件的至少一部分沿所述前脚弹簧向前延伸。
39.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，至少在未加载的状态中，所述连接元件沿所述前脚弹簧的一部分并与所述前脚弹簧平行地向前延伸。
40.根据权利要求39所述的假肢脚，其特征在于，所述连接元件具有向上指向的部分以及向前指向的部分。
41.根据权利要求40所述的假肢脚，其特征在于，所述连接元件的向上指向的部分大致竖直地布置。
42.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述后脚弹簧在所述连接元件的前区域上固定。
43.根据权利要求43所述的假肢脚，其特征在于，所述连接元件被设置为弹簧。
44.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述假肢脚还包括位于所述前脚弹簧与所述连接元件之间的摩擦材料，所述摩擦材料用于减少噪音。
45.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述后脚弹簧是弯曲的，所述后脚弹簧从其后端向前并向上延伸，并且具有曲率，以使得前端区域水平地或者向下倾斜地布置。
46.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述前脚弹簧具有大致平直的前脚部分，该前脚部分朝前向下倾斜地布置。
47.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧具有用于接收所述前脚弹簧的第一接收器具以及用于接收所述后脚弹簧的第二接收器具，所述前脚弹簧和所述后脚弹簧分别插入到所述第一接收器具和第二接收器具中。
48.根据权利要求47所述的假肢脚，其特征在于，所述第一接收器具和所述第二接收器具以形状配合的方式保持所述前脚弹簧和所述后脚弹簧。
49.根据权利要求47所述的假肢脚，其特征在于，所述第一接收器具和所述第二接收器具被设置为卡匣。
50.根据权利要求49所述的假肢脚，其特征在于，所述卡匣具有封闭的结构并且具有插入开口。
51.根据权利要求50所述的假肢脚，其特征在于，所述第一接收器具的插入开口和所述第二接收器具的插入开口彼此相对。
52.根据权利要求47所述的假肢脚，其特征在于，在所述第一接收器具和所述第二接收器具中的一个上设置预张紧器具，该预张紧器具使得所述后脚弹簧和/或前脚弹簧抵靠着所述脚底弹簧或所述接收器具预张紧。
53.根据权利要求52所述的假肢脚，其特征在于，所述预张紧器具被设置为弹簧或弹性元件。
54.根据权利要求52所述的假肢脚，其特征在于，所述预张紧器具被铸造在所述后脚弹簧和/或前脚弹簧中、被推压到所述后脚弹簧和/或前脚弹簧中、被粘合在所述后脚弹簧和/或前脚弹簧中或者被固定在所述后脚弹簧和/或前脚弹簧上。
55.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧被设置为张紧构件。
56.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧被设置为在所述假肢脚处于未加载的状态时向上呈弓形的弹簧。
57.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，在所述假肢脚处于未加载的状态时，所述脚底弹簧被预张紧具有张应力。
58.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧被设置为注射成型件。
59.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧以多个部件的方式设置。
60.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧由复合材料制成。
61.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧具有弯曲的中间部分，该弯曲的中间部分在两端由所述第一接收器具和所述第二接收器具邻接。
62.根据权利要求61所述的假肢脚，其特征在于，所述第一接收器具和所述第二接收器具分别在所述中间部分的两侧中的相应一侧上一体形成或者固定。
63.根据权利要求62所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧的中间部分由纤维加强的复合材料制成。
64.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，在所述假肢脚的近端上安置连接器具，该连接器具设置用于将假肢脚固定至膝下关节轴。
65.根据权利要求66所述的假肢脚，其特征在于，所述连接器具包括减振器。
66.根据权利要求64所述的假肢脚，其特征在于，所述前脚弹簧被设置为平直的板簧，所述连接器具在所述前脚弹簧的后部分上设置，并且所述连接元件被设置为平直的板簧，与所述前脚弹簧平行地安置。
67.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述前脚弹簧和所述脚底弹簧具有缝槽。
68.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述假肢脚具有渐进型踝关节矩轮廓。
69.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，在后脚冲击时，力经由所述脚底弹簧至少部分地传递至所述前脚弹簧。
70.根据权利要求69所述的假肢脚，其特征在于，所述后脚弹簧在后脚加载时靠近所述脚底弹簧，并且所述后脚弹簧组件的前部分在严重加载时能够接触所述脚底弹簧。
71.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述前脚弹簧和所述脚底弹簧的形状和弯曲弹性设置成，在翻滚的过程中，在前脚加载的开始力最初被引入到所述球区域中时，所述前脚弹簧和所述脚底弹簧由于它们中的每一个在增加的载荷作用下弯曲而彼此靠近。
72.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，在前脚加载的过程中，载荷的至少一部分经由所述脚底弹簧被传递至所述后脚弹簧。
73.根据权利要求38所述的假肢脚，其特征在于，所述脚底弹簧、所述后脚弹簧和所述连接元件的形状和弯曲弹性设置成，在后脚冲击的过程中，在严重加载的状态下，所述后脚弹簧组件在其前端上或在其前端附近接触所述脚底弹簧，并且这种接触提供后脚加硬效果。
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