CN108071733B - 真空吸引及压力调节气压缸 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种真空吸引及压力调节气压缸，包括有一气压缸，其内部设有一固定隔绝板，一活塞件滑设于该固定隔绝板内，且该活塞件中央设有一气密活塞，并于该活塞件末端设有一第二气密活塞，借此于气压缸内部构成三个气室且气室与套筒相连接，当活塞件位移时，配合气流流动进出该气压缸，使上述气室的体积得以调节对应空间，且利用气室体积变化将套筒内抽成真空，使残肢与义肢能紧密吸合，大大减少行走时义肢的重量感，并借以配合使用者于步行动作中达到各气室压力平衡且自然稳定，且该活塞件内的通道还设有一浮动活塞与一气流减量螺丝，能使第三气室内的气流调节以适当减量排出，让使用者得以获得快步行走的动力外，亦能保有使用上的安全性。

Description

真空吸引及压力调节气压缸
技术领域
本发明为一种缓冲气压缸，尤指一种应用于义肢关节缓冲压力的真空吸引及压力调节气压缸，主要通过气压缸内部所设的多个气室，配合使用者的步行动作加以调节各气室的体积大小，让套筒的真空度得以配合调整，让使用者于快步行进的姿态更为轻松自然外，并兼具安全性。
背景技术
随医学发达在医疗实务及技术上日益精进，气压缸于义肢关节上的使用，为一种相当普遍的设计，然而一般常见的气压缸，通常配合使用者安装需，会先针对使用者的体型、使用习惯、舒适度等多项细项来做微调，让使用者于配戴使用时，能够达到最佳的使用感受。
当使用者要进行快步行走时，气压缸的内部缓冲气体压力不足无法达到快步行走的目的。因此，后续有研究人员针对相关问题研发出改良的气压缸结构；
美国专利US9180026一案，所揭示的一种免调整的缓冲气压缸，利用气压缸内部所形成的气压室，并于该气压室内设置活塞件，借此让气压室分隔为上气室与下气室，且该活塞件一端设于该气压室内，另一端则延伸至气压缸的外部，另有一第一逆止阀设于该活塞件内，且连接上气室与下气室，能让气流单向由上气室进入下气室，而一上气通道则形成于该气压缸且通连上气室与外部；而一第二逆止阀设于该上气通道内，且该第二逆止阀的一端通连外部，另一端通连上气室，能供气流单向由外部流入上气室；而下气通道则形成于气压缸且通连下气室与外部，借此上通气道的孔径大于下通气道的孔径，使气压室的气流进气率能大于排出率。借此，能改进原本气压缸复杂的内部结构外，更利用单向且补气大于排气之优点，能够不再进行定期填充气体，且随使用者的步行习惯能自动调整进气，改善缓冲暴冲的问题。
然而，前述免调整的缓冲气压缸虽有不少改良之处，但相对于不同使用者而言，其步行施力的重心、快慢、以及所适用的区域性(一般平地、楼梯、爬坡、山路)等，若只依靠单一补气量大于排气量的产品，并无法完美应用于各使用者。因此，能够对应用户习惯与区域使用的目标将是亟待改善的目标。
发明内容
有鉴于上述各种情况及问题的存在，经多年研发钻研改良，且整合改良现有结构的缺失，遂本发明提供了更符合现代使用者需求的真空吸引及压力调节气压缸。
本发明为一种真空吸引及压力调节气压缸，包括一气压缸，外侧周缘设有通连于该气压缸内的一第一单向阀、一第二单向阀、以及一套筒单向阀，且该气压缸内设有位于该套筒单向阀下方的一固定隔绝板；一活塞件，其中央设有具一气量调整螺丝的一第一气密活塞，利用该活塞件滑设于该固定隔绝板内，供该第一气密活塞得以密闭于该气压缸内，使该第一气密活塞与该固定隔绝板之间构成一第一气室，且该第一气室与该套筒单向阀相通连，能借以将套筒内部的气流吸入至该第一气室内；而该活塞件末端另设有一第二气密活塞，能与该固定隔绝板构成一第二气室，该第二气室与该第一单向阀相通连，能使该第一单向阀吸入该气压缸于外部的气流；而该第二气密活塞至该气压缸内的底端构成一第三气室，且该第二单向阀与该第二气室、以及第三气室相通连，该活塞件内更具有一活塞通气道；
该气压缸内的第一气室、第二气室、以及第三气室，配合该活塞件位移时，能配合气流流动改变上述各气室的体积大小，借以配合使用者于步行动作达到平衡调整的目的，且该活塞通气道内设有一浮动活塞、以及一气流减量螺丝，使第三气室内的气流于排出过程中，令该浮动活塞瞬间推动阻塞该活塞通气道，使该第三气室内的气流无法排出，利用被挤压气流的压力来提供快步行走的动力。
本发明还提供了一种真空吸引及压力调节气压缸，用以辅助行走的压力调节及残肢与套筒间的真空吸引、维持的气压缸，包括：一气压缸，外侧周缘设有通连于该气压缸内的一气室单向阀与一套筒单向阀，且该气压缸内设有位于该套筒单向阀下方的一固定隔绝板；一活塞件，其中央设有一第一气密活塞，该第一气密活塞具有一气量调整螺丝、以及一第一排气单向阀，利用该活塞件滑设于该固定隔绝板内，供该第一气密活塞得以密闭于该气压缸内，使该第一气密活塞与该固定隔绝板之间构成一第一气室，且该第一气室与该套筒单向阀相通连，能借以将套筒内部的气流吸入至该第一气室内；而该活塞件末端另设有一第二气密活塞，能与该固定隔绝板构成一第二气室，并于该第二气密活塞至该气压缸内的底端构成一第三气室，且该气室单向阀与该第二气室、以及第三气室相通连；
该气压缸内的第一气室、第二气室、以及第三气室，配合该活塞件位移，能配合气流流动改变上述各气室的体积大小，且该气密活塞另设有一第二排气单向阀，能供该第三气室的气流流动至该第二气室，使该第二气室与该第三气室的气流能相互流通，借以缓冲该第一气室中的气流压力，达成平稳行走的目的。本发明真空吸引及压力调节气压缸，利用气压缸内的各气室配合该活塞件位移时，通过各气室内的气流流动改变体积大小，借以配合步行调整平衡，而气室与套筒相连接，当活塞件位移时，且利用气室体积变化将套筒内抽成真空，使残肢与义肢套筒能紧密吸合，大大减少行走时义肢的重量感，且该活塞通气道内设有浮动活塞与气流减量螺丝，使该第三气室内部气流受挤压的瞬间无法及时排出产生的阻力，借以提供快步行走的动力，且能让使用者步行姿态更加自然，让使用上更为方便舒适。
附图说明
图1为本发明的立体图。
图2为本发明的分解图。
图3A为本发明的俯视图。
图3B为沿图3A中T-T线的剖视图。
图4A、图4B、图4C为本发明的俯视于不同角度的示意图。
图5A、图5B、图5C为气压缸未运作时沿A-A、B-B、C-C线的剖视图。
图6A、图6B、图6C为本发明对应图5A、图5B、图5C的气压缸的活塞件向下压的动作示意图。
图7A、图7B、图7C为本发明对应图6A、图6B、图6C于气压缸的活塞件向上拉的动作示意图。
图8A、图8B、图8C为本发明套筒呈真空状态下，对应图6A、图6B、图6C于气压缸的活塞件向上拉的动作示意图。
图9为本发明另一实施例的分解图。
图10A、图10B为图9的实施例俯视于不同角度的示意图。
图11A、图11B为本发明对应图10A、图10B的角度于气压缸的活塞件向下压的动作示意图。
图12A、图12B为本发明对应图10A、图10B的角度于气压缸的活塞件向上拉的动作示意图。
附图标记说明：
1 气压缸 241 第二排气单向阀
11 固定隔绝板 25 气流减量螺丝
111 穿孔 26 浮动活塞
112 单向阀 3 第一单向阀
12 第一气室 31 滤芯
13 第二气室 32 单向阀
14 第三气室 4 第二单向阀
2 活塞件 41 单向调整阀
21 第一气密活塞 5 套筒单向阀
22 气量调整螺丝 6 封闭螺丝
221 第一排气单向阀 61 O型环
23 活塞通气道 7 气流封闭螺丝
24 第二气密活塞 8 气室单向阀
具体实施方式
通常根据本发明，该最佳的可行的实施例，并配合图1～图8C的详细说明后，使增加对本发明的了解，本发明为一种真空吸引及压力调节气压缸，用来辅助使用者可快步行走的残肢与套筒(套筒为此领域常见一般设备，图示中未绘制)间的真空吸引及维持，其结构上具有一气压缸(1)，其外侧周缘设有通连于该气压缸(1)内部的一第一单向阀(3)、一第二单向阀(4)、以及一套筒单向阀(5)，且气压缸(1)内部设有位于套筒单向阀(5)下方的一固定隔绝板(11)；一活塞件(2)，其中央设置具有一气量调整螺丝(22)的一第一气密活塞(21)，利用该活塞件(2)滑设于固定隔绝板(11)内的穿孔(111)中，供第一气密活塞(21)得以密闭于气压缸(1)内，使第一气密活塞(21)与固定隔绝板 (11)之间构成第一气室(12)，且第一气室(12)与套筒单向阀(5)相通连，能借以将套筒内部的气流吸入至第一气室(12)内；而活塞件(2)末端另设有一第二气密活塞(24)，能与固定隔绝板(11)配合构成一第二气室(13)，且该第二气室(13)与第一单向阀(3)相通连，能使第一单向阀(3)吸入该气压缸(1)于外部的气流；而该第二气密活塞(24)至气压缸(1)内部底端构成一第三气室(14)，且第二单向阀(4)与第二气室(13)、以及第三气室(14)相通连，且该活塞件(2) 内部更具有一活塞通气道(23)；
请参阅如图1、图2、图3A及图3B所示，当中的套筒单向阀(5)主要是连接装配于使用者身上的套筒；而该第一单向阀(3)，其两端主要配合滤芯(31)与单向阀(32)设置其中，使该第一单向阀(3)能将外部气流吸入至第二气室(13)内；而第二单向阀(4)则设有一单向调整阀(41)，供气压缸(1)内部的气流由第二气室(13)至第三气室(14)所使用。
请参阅图4A、图4B、图4C，分别为本发明的不同角度的俯视图，后续的图5A～图7C所示的内容则是配合图4A、图4B、图4C的相对应部份的剖面视图，主要用于方便解说本发明运作的过程，由图5A、图5B、图 5C可见该气压缸(1)内部的第一气室(12)与第三气室(14)具有较大空间，而第二气室(13)则为被压缩的状态，此为尚未运作的状态；
而图6A、图6B、图6C则为使用者于行走时，其膝关节弯曲的时候，可见该活塞件(2)受力向下压，此时于第一气室(12)内的气流受第一气密活塞(21)推动挤压，使气流会经由第一气室(12)和第二气室(13)中间设置的单向阀(112)进入至第二气室(13)，且该第二气室(13)的体积相较于图5更为扩增，故为维持第二气室(13)内的气流压力，将会驱动设于该气压缸(3)外部侧缘的第一单向阀(3)，开始将气压缸(1)的外部气流单向吸入至第二气室(13) 内，而第三气室(14)受第二气密活塞(24)推动挤压，气流则经由气流减量螺丝(25)与浮动活塞(26)排出去，当气压缸(1)内部气流排出时，其气流会瞬间推动该浮动活塞(26)，使该浮动活塞(26)会暂时性的塞住活塞通气道(23)，让第三气室(14)的气流受挤压无法排出，此压力能借以提供使用者快步行走的动力，而当第三气室(14)排气的压力变小时，该浮动活塞(26)就会掉下来，让活塞通气道(23)能维持畅通，让使用者能于一般行走所用；
而由图7A、图7B、图7C可见，该活塞件(2)当向上运动时，套筒内的气流会经由套筒单向阀(5)吸入至该第一气室(12)中，而该第二气室(13)的气流则会经由第二单向阀(4)内的单向调整阀(41)，使气流排到第三气室(14) 中，而第三气室(14)接受第二气室(13)的气流或经由该浮动活塞(26)及气流减量所吸入的外部气流，能使该气压缸(1)内气流的平衡，至此为套筒内部尚未真空状态时，该气压缸(1)运作的循环过程说明。
若套筒内形成真空时，使用者于未运作状态、以及膝关节弯曲时，其状态都相同于前述图4A～图6C的说明；而当活塞件(2)向上运动时，则如图8A、图8B、图8C所示，因套筒内部已形成真空状态，此时的气流便会经由气量调整螺丝(22)进到第一气室(12)中，而该第二气室(13)的气流则会经由单向调整阀(41)将气流排到第三气室(14)中，而第三气室(14)则会接受第二气室(13)的气流或经由浮动活塞(26)及气流减量螺丝(25)吸进来的外部气流，使其维持气压缸(1)内气流的平衡。
本发明的另一实施例，请参阅图9、图10A～图12B所示内容，以前述实施例进行结构上的微幅改良，主要针对较无快步行走习惯的使用者设计，其改良之处如下所述：
1、第一气密活塞(21)新增一第一排气单向阀(221)，目的在于能将第一气室(12)内的气流，随着活塞件(2)位移时，直接排出气压缸(1)外。
2、固定隔绝板(11)原设置的单向阀(112)，通过一封闭螺丝(6)穿设一O 型环(61)将其形成封闭状态，让第一气室(12)中的气流不会流动至第二气室 (13)与第三气室(14)内。
3、第二气密活塞(24)上，新增一第二排气单向阀(241)，目的在于让第三气室(14)内的气流单向流动至第二气室(13)内，且配合通连于第二气室(13) 与第三气室(14)的气室单向阀(8)，使气流能配合活塞件(2)位移时，在第二气室(13)与第三气室(14)之间循环。
而整体结构包括有：气压缸(1)外侧周缘设有通连于该气压缸(1)内部的气室单向阀(8)和套筒单向阀(5)，且气压缸(1)内部更设有位于套筒单向阀(5) 下方的固定隔绝板(11)；一活塞件(2)，中央设有第一气密活塞(21)，该第一气密活塞(21)具有气量调整螺丝(22)、以及第一排气单向阀(221)，利用该活塞件(2)滑设于该固定隔绝板(11)内，供该第一气密活塞(21)得以密闭于该气压缸(1)内，使第一气密活塞(21)与固定隔绝板(11)之间构成第一气室(12)，且该第一气室(12)与该套筒单向阀(5)相通连，能借以将套筒内部的气流吸入至该第一气室(12)内；而该活塞件(2)末端另设有第二气密活塞(24)，能与该固定隔绝板(11)构成第二气室(13)，并于该第二气密活塞(24)至该气压缸 (1)内的底端构成第三气室(14)，且该气室单向阀(8)与该第二气室(13)、以及第三气室(14)相通连，当活塞件(2)位移，能配合气流流动改变上述各气室之间的体积大小，且该气密活塞(24)另设有第二排气单向阀(241)，能供第三气室(14)的气流流动至第二气室(13)，使第二气室(13)与第三气室(14)的气流能相互流通，借以缓冲第一气室(12)中的气流压力，达成平稳行走的目的。
本发明真空吸引及压力调节气压缸的目的在于让气压缸(1)内的数个气室，能配合用户于步行速率、以及不同区域使用时，加以调节气室之间的体积，更让与残肢相连结的套筒之间能处于真空状态，并能持续维持真空吸引的状态，让使用者的步行姿态更为轻松自然，且仍能保有安全性。以上所述，仅为本发明的较佳实施例，当不能以之作为限定本发明实施的范围，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化或修饰，仍应属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (4)

1.一种真空吸引及压力调节气压缸，用以辅助快步行走的压力调节及残肢与套筒间的真空吸引、维持的气压缸，包括：
一气压缸(1)，外侧周缘设有通连于该气压缸(1)内的一第一单向阀(3)、一第二单向阀(4)、以及一套筒单向阀(5)，且该气压缸(1)内设有位于该套筒单向阀(5)下方的一固定隔绝板(11)；一活塞件(2)，其中央设有具一气量调整螺丝(22)的一第一气密活塞(21)，利用该活塞件(2)滑设于该固定隔绝板(11)内，供该第一气密活塞(21)得以密闭于该气压缸(1)内，使该第一气密活塞(21)与该固定隔绝板(11)之间构成一第一气室(12)，且该第一气室(12)与该套筒单向阀(5)相通连，能借以将套筒内部的气流吸入至该第一气室(12)内；而该活塞件(2)末端另设有一第二气密活塞(24)，能与该固定隔绝板(11)构成一第二气室(13)，该第二气室(13)与该第一单向阀(3)相通连，能使该第一单向阀(3)吸入该气压缸(1)于外部的气流；而该第二气密活塞(24)至该气压缸(1)内的底端构成一第三气室(14)，且该第二单向阀(4)与该第二气室(13)、以及第三气室(14)相通连，该活塞件(2)内更具有一活塞通气道(23)；
其特征在于：该气压缸(1)内的第一气室(12)、第二气室(13)、以及第三气室(14)，配合该活塞件(2)位移时，能配合气流流动改变上述各气室的体积大小，借以配合使用者于步行动作达到平衡调整的目的，且该活塞通气道(23)内设有一浮动活塞(26)、以及一气流减量螺丝(25)，使第三气室(14)内的气流于排出过程中，令该浮动活塞(26)瞬间推动阻塞该活塞通气道(23)，使该第三气室(14)内的气流无法排出，利用被挤压气流的压力来提供快步行走的动力。
2.如权利要求1所述的真空吸引及压力调节气压缸，其特征在于，该气量调整螺丝(22)，配合该活塞件(2)向上拉动，能供该气压缸(1)的外部气流由该气量调整螺丝(22)吸入，借以进入第一气室(12)内。
3.如权利要求1所述的真空吸引及压力调节气压缸，其特征在于，该固定隔绝板(11)还包括：一穿孔(111)、以及一单向阀(112)，该穿孔(111)设于该固定隔绝板(11)的中央，用以供该活塞件(2)滑设其中，而该单向阀(112)设于该穿孔(111)的一侧，能用以供该第一气室(12)的气流流动至该第二气室(13)。
4.一种真空吸引及压力调节气压缸，用以辅助行走的压力调节及残肢与套筒间的真空吸引、维持的气压缸，包括：一气压缸(1)，外侧周缘设有通连于该气压缸(1)内的一气室单向阀(8)与一套筒单向阀(5)，且该气压缸(1)内设有位于该套筒单向阀(5)下方的一固定隔绝板(11)；一活塞件(2)，其中央设有一第一气密活塞(21)，该第一气密活塞(21)具有一气量调整螺丝(22)、以及一第一排气单向阀(221)，利用该活塞件(2)滑设于该固定隔绝板(11)内，供该第一气密活塞(21)得以密闭于该气压缸(1)内，使该第一气密活塞(21)与该固定隔绝板(11)之间构成一第一气室(12)，且该第一气室(12)与该套筒单向阀(5)相通连，能借以将套筒内部的气流吸入至该第一气室(12)内；而该活塞件(2)末端另设有一第二气密活塞(24)，能与该固定隔绝板(11)构成一第二气室(13)，并于该第二气密活塞(24)至该气压缸(1)内的底端构成一第三气室(14)，且该气室单向阀(8)与该第二气室(13)、以及第三气室(14)相通连；
其特征在于：该气压缸(1)内的第一气室(12)、第二气室(13)、以及第三气室(14)，配合该活塞件(2)位移，能配合气流流动改变上述各气室的体积大小，且该第二气密活塞(24)另设有一第二排气单向阀(241)，能供该第三气室(14)的气流流动至该第二气室(13)，使该第二气室(13)与该第三气室(14)的气流能相互流通，借以缓冲该第一气室(12)中的气流压力，达成平稳行走的目的。
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