CN108542560A - 一种应用于机械关节的阻尼结构及机械膝关节 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于机械关节的阻尼结构及机械膝关节，其中阻尼结构包括阻尼缸和转轴；所述转轴包括调节部和位于调节部两端的连接部，所述连接部与所述阻尼缸转动连接，所述调节部布置于所述阻尼缸的内部空腔中；在所述阻尼缸的内部空腔中设置有分隔部件；所述调节部和所述分隔部件相接触，将内部空腔分隔成两个腔室，两个腔室中均填充有阻尼填充物；当所述转轴旋转时，所述调节部改变两个腔室的容积，使得阻尼填充物从一个腔室挤入另一个腔室。

Description

一种应用于机械关节的阻尼结构及机械膝关节
技术领域
本发明涉及一种应用于机械关节的阻尼结构及机械膝关节，属于假肢矫形技术领域。
背景技术
由于交通事故、疾病等原因，上肢或下肢截肢的患者逐渐增多。随着假肢矫形技术的发展，各种假肢不断涌入市场，不仅在外观和功能上弥补了肢体缺陷所带来的不足，同时使截肢者可以自由的参与正常的生活和工作，满足了截肢患者回归社会的强烈意愿。膝关节作为下肢假肢的核心部件之一，其性能对患者步态及舒适度起着决定性作用。机械膝关节因其低廉的价格以及较高的可靠性为广大用户所接受。而传统的膝关节因为其摩擦阻尼不稳定、灵敏度较差、步态效果不好等问题影响着患者的穿戴感受，因此急需对其技术升级。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种应用于机械关节的阻尼结构，以解决现有的机械关节采用摩擦阻尼控制方式而致使灵敏度差的问题。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种应用于机械关节的阻尼结构，包括阻尼缸和转轴；所述转轴包括调节部和位于调节部两端的连接部，所述连接部与所述阻尼缸转动连接，所述调节部布置于所述阻尼缸的内部空腔中；在所述阻尼缸的内部空腔中设置有分隔部件；所述调节部和所述分隔部件相接触，将内部空腔分隔成两个腔室，两个腔室中均填充有阻尼填充物；当所述转轴旋转时，所述调节部改变两个腔室的容积，使得阻尼填充物从一个腔室挤入另一个腔室。
可选地，所述调节部为扁平轴，所述扁平轴沿所述转轴的径向偏心布置。
可选地，还包括阻尼调节旋钮，所述阻尼调节旋钮与所述阻尼缸转动密封连接，所述分隔部件为固定在所述阻尼调节旋钮上的隔板。
可选地，所述阻尼缸设置有“T”形的三通通道，所述三通通道由第一通道和第二通道构成，其中，所述第二通道的一端与所述第一通道的中部连接；所述转轴从所述第一通道中穿过，所述转轴的连接部通过轴承与所述阻尼缸连接，在所述连接部与所述阻尼缸之间设置有密封圈；所述阻尼调节旋钮布置在所述第二通道中；所述阻尼缸的内部空腔为两个所述连接部、所述阻尼调节旋钮和三通通道的侧壁所共同围成的空间。
可选地，在所述阻尼调节旋钮朝外的一端设置有一字槽。
可选地，所述阻尼调节旋钮布置通过孔用挡圈限制在所述第二通道中。
本发明的另一个目的在提供一种机械膝关节，该膝关节在屈曲和伸展时阻尼稳定且灵敏度好。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种机械膝关节，包括前述的阻尼结构。
可选地，还包括上关节体和下关节体，其中，所述上关节体和所述阻尼缸为一体设置，所述下关节体与所述转轴的连接部固定连接。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明实施例所提供的阻尼结构，通过设置阻尼缸和转轴，其中转轴的调节部布置于阻尼缸的内部空腔中，与分隔部件配合将内部空间分隔成两个腔室，两个腔室中填充有阻尼填充物，当转轴旋转时，调节部改变两个腔室的容积，使得阻尼填充物从一个腔室挤入另一个腔室，从而实现形成阻尼。该阻尼方式具有一定的液压阻尼特性，增加了机械关节的灵敏度，此外，由于消除了摩擦阻尼的磨损问题，因此还能够增强机械关节的稳定性和使用寿命。
附图说明
图1是本发明阻尼结构的整体结构示意图；
图2是本发明阻尼结构的拆分结构示意图；
图3是本发明阻尼结构的纵剖结构示意图；
图4是本发明转轴和阻尼调节旋钮在阻尼最大状态时的位置关系示意图；
图5是本发明转轴和阻尼调节旋钮在阻尼最小状态时的位置关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1～3所示，本发明提出了一种应用于机械关节的阻尼结构，包括阻尼缸1和转轴2。转轴2包括调节部21和位于调节部21两端的连接部22，连接部22与阻尼缸1转动连接，调节部21布置于阻尼缸1的内部空腔中。在阻尼缸1的内部空腔中设置有分隔部件31。调节部21和分隔部件31相接触，将内部空腔分隔成两个腔室(腔室A和腔室B)，两个腔室中均填充有阻尼填充物。当转轴2旋转时，调节部21改变两个腔室的容积，使得阻尼填充物从一个腔室挤入另一个腔室。
以应用于机械膝关节为例，对本发明阻尼结构的工作原理进行说明：机械膝关节包括上关节体和下关节体，其中，上关节体和阻尼缸1为一体设置，下关节体与转轴2的连接部22固定连接。当膝关节屈曲时，上关节体相对于下关节体顺时针旋转，即阻尼缸1相对于转轴2的调节部21顺时针旋转(以图2所示视角为参考)，此时腔室A容积减小，腔室B容积等量增加，阻尼填充物被压入B腔室，形成屈曲阻尼。当膝关节伸展时，上关节体相对于下关节体逆时针旋转，即阻尼缸1相对于转轴2的调节部21逆时针旋转，此时腔室A容积增大，腔室B容积等量减小，阻尼填充物被压入A腔室，形成伸展阻尼。本发明的阻尼形成过程类似于液压阻尼，因此具有一定的液压阻尼特性，并且，A、B腔室的变化完全相同，不会像普通液压缸一样由于上下体积差而产生干扰。
进一步地，调节部21为扁平轴，扁平轴沿转轴2的径向偏心布置。
进一步地，还包括阻尼调节旋钮3，阻尼调节旋钮3与阻尼缸1转动密封连接，分隔部件31为固定在阻尼调节旋钮3上的隔板。通过阻尼调节旋钮3可以对隔板的角度进行调节。具体地，当阻尼调节旋钮3旋转至如图4所示的状态时(隔板的板面与扁平轴的平面平行)，腔室A和腔室B之间的连接通道被封闭，只剩下微小间隙，此时阻尼最大；当阻尼调节旋钮3旋转至如图5所示的状态时(隔板的板面与扁平轴的平面垂直)，腔室A和腔室B完全连通，此时阻尼很小。通过对阻尼调节旋钮3进行旋转调节，可以实现对阻尼大小的调节。
进一步地，阻尼缸1设置有“T”形的三通通道，三通通道由第一通道和第二通道构成，其中，第二通道的一端与第一通道的中部连接。转轴2从第一通道中穿过，转轴2的连接部22通过轴承23与阻尼缸1连接，在连接部22与阻尼缸1之间设置有密封圈24。阻尼调节旋钮3布置在第二通道中。阻尼缸1的内部空腔为两个连接部22、阻尼调节旋钮3和三通通道的侧壁所共同围成的空间。
进一步地，在阻尼调节旋钮3朝外的一端设置有一字槽32，便于利用螺丝刀等工具对阻尼调节旋钮3的旋转角度进行调节。
进一步地，阻尼调节旋钮3布置通过孔用挡圈4限制在第二通道中。
基于上述阻尼调节结构，本发明还提出了一种机械膝关节，包括前述实施例所述的阻尼结构。
需要特别说明的是，本发明所提出的阻尼结构不局限于应用在膝关节上，也可以应用于其它任何部位的机械关节上。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (8)

1.一种应用于机械关节的阻尼结构，其特征在于，包括阻尼缸和转轴；
所述转轴包括调节部和位于调节部两端的连接部，所述连接部与所述阻尼缸转动连接，所述调节部布置于所述阻尼缸的内部空腔中；
在所述阻尼缸的内部空腔中设置有分隔部件；所述调节部和所述分隔部件相接触，将内部空腔分隔成两个腔室，两个腔室中均填充有阻尼填充物；当所述转轴旋转时，所述调节部改变两个腔室的容积，使得阻尼填充物从一个腔室挤入另一个腔室。
2.如权利要求1所述的一种应用于机械关节的阻尼结构，其特征在于，所述调节部为扁平轴，所述扁平轴沿所述转轴的径向偏心布置。
3.如权利要求1所述的一种应用于机械关节的阻尼结构，其特征在于，还包括阻尼调节旋钮，所述阻尼调节旋钮与所述阻尼缸转动密封连接，所述分隔部件为固定在所述阻尼调节旋钮上的隔板。
4.如权利要求3所述的一种应用于机械关节的阻尼结构，其特征在于，所述阻尼缸设置有“T”形的三通通道，所述三通通道由第一通道和第二通道构成，其中，所述第二通道的一端与所述第一通道的中部连接；
所述转轴从所述第一通道中穿过，所述转轴的连接部通过轴承与所述阻尼缸连接，在所述连接部与所述阻尼缸之间设置有密封圈；
所述阻尼调节旋钮布置在所述第二通道中；
所述阻尼缸的内部空腔为两个所述连接部、所述阻尼调节旋钮和三通通道的侧壁所共同围成的空间。
5.如权利要求3所述的一种应用于机械关节的阻尼结构，其特征在于，在所述阻尼调节旋钮朝外的一端设置有一字槽。
6.如权利要求4所述的一种应用于机械关节的阻尼结构，其特征在于，所述阻尼调节旋钮布置通过孔用挡圈限制在所述第二通道中。
7.一种机械膝关节，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的阻尼结构。
8.如权利要求7所述的机械膝关节，其特征在于，还包括上关节体和下关节体，其中，所述上关节体和所述阻尼缸为一体设置，所述下关节体与所述转轴的连接部固定连接。
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