CN109806035B - 一种用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构，涉及医疗康复器械领域，包括固定板、限位块、导向模块、助力模块、定心连板，其中，固定板第一端与限位块连接，固定板第二端与定心连板第一端连接；所述导向模块包括导向连板、股中间肌连板；所述导向连板第一端与所述股中间肌连板连接；所述助力模块包括定力扭簧组、填充板、调力扭簧组、调力滚轮、插拔销钉、腿管、蓄力连板、辅助扭簧组、股外侧肌连板。本发明实现了髋关节假肢机械式蓄能助力，减少了使用者在行走过程中体能的消耗，调力装置不仅能够满足使用者在多种路况下对助力大小不同的要求，同时也可补偿其他两组扭簧的扭力衰减，从而延长使用寿命。

Description

一种用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构

技术领域

本发明涉及医疗康复器械领域，尤其涉及一种用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构。

背景技术

随着我国残疾病人比例日趋增长，高位截肢的病人也有所增加，髋关节假肢的需求有上升趋势，传统的髋关节假肢因其旋转中心与实际髋关节旋转中心重合度不高而造成严重的步态对称性问题，远程中心旋转机构的出现在一定程度上解决了这一问题，但从机构的实际工作情况来看无动力的髋关节假肢需要使用者依靠腰部力量将假肢甩出以达到行走的目的，这一过程极大程度上消耗了病人的体力。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于髋关节假肢的可调式机械式蓄能助力机构，不仅不会增加原有髋关节假肢的整体体积，而且可以在病人行走过程中起到一定的助力作用。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何通过在髋关节假肢板件的连接处植入弹性储能元件，以达到在正常步态周期内实现蓄能释能的效果，从而达到有效助力的目的。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构，包括固定板、限位块、导向模块、助力模块、定心连板，其中，固定板第一端与限位块连接，固定板第二端与定心连板第一端连接；所述导向模块包括导向连板、股中间肌连板；所述导向连板第一端与所述股中间肌连板连接；所述助力模块包括定力扭簧组、填充板、调力扭簧组、调力滚轮、插拔销钉、腿管、蓄力连板、辅助扭簧组、股外侧肌连板；所述定力扭簧组的第一自由端与所述导向连板连接，所述定力扭簧组的第二自由端与所述填充板连接；所述调力扭簧组的第一自由端与所述调力滚轮连接，所述调力扭簧组的第二自由端与所述蓄力连板连接；所述辅助扭簧组的第一自由端与所述蓄力连板连接，所述辅助扭簧组的第二自由端与所述股外侧肌连板连接；所述填充板与所述导向连板第二端连接，所述填充板位于所述腿管内部且互相固定；所述调力滚轮与所述填充板通过销轴连接；所述插拔销钉与所述腿管连接；所述蓄力连板第一端与所述腿管连接，所述蓄力连板第二端与所述股外侧肌连板连接；所述调力滚轮还包括定位销孔，所述定位销孔设置为与所述插拔销钉配合；所述定心连板第二端分别与所述股外侧肌连板、所述股中间肌连板连接。

进一步地，所述定位销孔均匀分布在所述调力滚轮上，所述定位销孔共有10-20个，所述定位销孔的直径为2-10mm。

进一步地，所述填充板还包括凸条和圆形槽，所述定力扭簧组的第二自由端与所述凸条连接，所述调力滚轮设置在所述圆形槽内。

进一步地，所述定心连板第二端与所述股外侧肌连板通过法兰轴承连接，所述定心连板第二端与所述股外侧肌连板的连接点有2个。

进一步地，所述定心连板第二端与所述股中间肌连板通过法兰轴承连接，所述定心连板第二端与所述股中间肌连板的连接点设置在所述定心连板第二端与所述股外侧肌连板连接点靠近所述固定板的一侧。

进一步地，所述蓄力连板设置为镂空结构；所述股外侧肌连板设置为镂空结构。

进一步地，所述插拔销钉与所述腿管通过螺纹连接，所述螺纹连接所用螺纹是细牙螺纹。

进一步地，所述导向连板还包括限位槽，所述定力扭簧组的第一自由端与所述限位槽连接。

进一步地，所述调力滚轮还包括限位孔，所述调力扭簧组的第一自由端与所述限位孔连接。

进一步地，所述限位块底部设置有弧形导槽，所述导向连板设置在所述限位块和所述蓄力连板之间，所述导向连板设置在所述弧形导槽中运动，所述腿管第一端的端面设置为始终与所述弧形导槽的弧面保持接触。

技术效果：

本发明提供的一种用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构，不仅实现了髋关节假肢机械式蓄能助力的目的，减少了使用者在行走过程中体能的消耗，而且设置在蓄力连板和腿管连接处的调力装置不仅能够满足使用者在多种路况下对助力大小不同的要求，同时也可补偿其他两组扭簧的扭力衰减，从而延长使用寿命。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的局部剖切结构示意图；

图2是本发明的一个较佳实施例的整体结构示意图；

图3是本发明的一个较佳实施例的腿管局部剖切结构示意图；

图4是本发明的一个较佳实施例的扭簧安装结构示意图；

图5是本发明的一个较佳实施例的释能状态示意图。

其中，1-固定板，2-限位块，3-定力扭簧组，4-填充板，41-凸条，5-调力扭簧组，6-调力滚轮，61-定位销孔，7-插拔销钉，8-腿管，9-蓄力连板，10-导向连板，11-辅助扭簧组，13-股外侧肌连板，19-定心连板，20-股中间肌连板，21-限位槽。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1、图2所示，本发明的一种髋关节假肢可调式机械蓄能助力装置，包括固定板1、限位块2、导向模块、助力模块、定心连板19，其中，固定板1第一端与限位块2连接，固定板1第二端与定心连板19第一端连接；导向模块包括导向连板10、股中间肌连板20，导向连板10第一端与股中间肌连板20连接；助力模块包括定力扭簧组3、填充板4、调力扭簧组5、调力滚轮6、插拔销钉7、腿管8、蓄力连板9、辅助扭簧组11、股外侧肌连板13；定力扭簧组3的第一自由端与导向连板10连接，定力扭簧组3的第二自由端与填充板4连接；调力扭簧组5的第一自由端与调力滚轮6连接，调力扭簧组5的第二自由端与蓄力连板9连接；辅助扭簧组11的第一自由端与蓄力连板9连接，辅助扭簧组11的第二自由端与股外侧肌连板13连接；填充板4与导向连板10第二端连接，填充板4位于腿管8内部且互相固定；调力滚轮6与填充板4通过销轴连接；插拔销钉7与腿管8连接；蓄力连板9第一端与腿管8连接，蓄力连板9第二端与股外侧肌连板13连接；调力滚轮6还包括定位销孔61，定位销孔61设置为与插拔销钉7配合；定心连板19第二端分别与股外侧肌连板13、股中间肌连板20连接；定位销孔61均匀分布在调力滚轮6上，定位销孔61共有10-20个，定位销孔61的直径为2-10mm。

如图3所示，填充板4还包括凸条41和圆形槽，定力扭簧组3的第二自由端与填充板4上的凸条41连接，调力滚轮6设置在圆形槽内。

定心连板19第二端与股外侧肌连板13通过法兰轴承连接，定心连板19第二端与股外侧肌连板13的连接点有2个；定心连板19第二端与股中间肌连板20通过法兰轴承连接，定心连板19第二端与股中间肌连板20的连接点设置在定心连板19第二端与股外侧肌连板13连接点靠近固定板1的一侧；蓄力连板9设置为镂空结构；股外侧肌连板13设置为镂空结构；插拔销钉7与腿管8通过螺纹连接，螺纹连接所用螺纹是细牙螺纹。

如图4所示，导向连板10还包括限位槽21，定力扭簧组3的第一自由端与导向连板10上的限位槽21连接。

调力滚轮6还包括限位孔，调力扭簧组5的第一自由端与调力滚轮6上的所述限位孔连接；限位块2底部设置有弧形导槽，导向连板10设置在限位块2和蓄力连板9之间，导向连板10设置在弧形导槽中运动，腿管8第一端的端面设置为始终与弧形导槽的弧面保持接触；定力扭簧组3的材料为碳素弹簧钢丝、琴钢丝中的一种；辅助扭簧组11的材料为碳素弹簧钢丝、琴钢丝中的一种；调力扭簧组5的材料为碳素弹簧钢丝、琴钢丝中的一种。

图3所示，在工作前，需要对本发明实施例的助力大小进行调节，旋出插拔销钉7并转动调力滚轮6，调力滚轮6带动调力扭簧组5收紧或放松至满足需求的扭力范围，旋入插拔销钉7固定扭力大小，完成助力大小调节，其目的是为了适应多种路况对助力大小不同的要求，同时也可补偿其他两组扭簧的扭力衰减，从而延长使用寿命。

以右腿髋关节假肢为例，在正常步态运动时的工作过程如下：

首先是蓄力期，如图1和图2所示，包括从右足跟着地后一直到支撑末期，定力扭簧组3、调力扭簧组5、辅助扭簧组11的助力方向一致，在此期间上述三种扭簧收缩直到蓄存扭力达到最大。

其次是释能期，如图5所示，此时定力扭簧组3、调力扭簧组5、辅助扭簧组11的蓄存扭力得到释放，推动右足离地抬起，扭簧扭力完全释放，此时右足在定力扭簧组3、调力扭簧组5、辅助扭簧组11的作用下呈前摆趋势，直到右足跟再次着地。

在站立姿态时，由于限位块2底部设有弧形导槽，导槽弧度与腿管8绕旋转中心旋转弧度一致，且处于站立姿态时弧形导槽的槽深大于连接处的1/3，其目的是为了确保机构稳定，不产生左右滑移，从而避免应力集中而损坏机构，且弧形导槽底部弧形的设计使得腿管8的第一端为近臀端，且始终与弧形导槽的弧面保持接触，以此来分担作用在假肢上的部分人体重力，从而减小连接板件上所承受的人体重力。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构，其特征在于，包括固定板、限位块、导向模块、助力模块、定心连板，其中，固定板第一端与限位块连接，固定板第二端与定心连板第一端连接；

所述导向模块包括导向连板、股中间肌连板；所述导向连板第一端与所述股中间肌连板连接；

所述助力模块包括定力扭簧组、填充板、调力扭簧组、调力滚轮、插拔销钉、腿管、蓄力连板、辅助扭簧组、股外侧肌连板；所述定力扭簧组的第一自由端与所述导向连板连接，所述定力扭簧组的第二自由端与所述填充板连接；所述调力扭簧组的第一自由端与所述调力滚轮连接，所述调力扭簧组的第二自由端与所述蓄力连板连接；所述辅助扭簧组的第一自由端与所述蓄力连板连接，所述辅助扭簧组的第二自由端与所述股外侧肌连板连接；

所述填充板与所述导向连板第二端连接，所述填充板位于所述腿管内部且互相固定；

所述调力滚轮与所述填充板通过销轴连接；

所述插拔销钉与所述腿管连接；

所述蓄力连板第一端与所述腿管连接，所述蓄力连板第二端与所述股外侧肌连板连接；

所述调力滚轮还包括定位销孔，所述定位销孔设置为与所述插拔销钉配合；

所述定心连板第二端分别与所述股外侧肌连板、所述股中间肌连板连接。

2.如权利要求1所述的用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构，其特征在于，所述定位销孔均匀分布在所述调力滚轮上，所述定位销孔共有10-20个，所述定位销孔的直径为2-10mm。

3.如权利要求1所述的用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构，其特征在于，所述填充板还包括凸条和圆形槽，所述定力扭簧组的第二自由端与所述凸条连接，所述调力滚轮设置在所述圆形槽内。

4.如权利要求1所述的用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构，其特征在于，所述定心连板第二端与所述股外侧肌连板通过法兰轴承连接，所述定心连板第二端与所述股外侧肌连板的连接点有2个。

5.如权利要求1所述的用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构，其特征在于，所述定心连板第二端与所述股中间肌连板通过法兰轴承连接，所述定心连板第二端与所述股中间肌连板的连接点设置在所述定心连板第二端与所述股外侧肌连板连接点靠近所述固定板的一侧。

6.如权利要求1所述的用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构，其特征在于，所述蓄力连板设置为镂空结构；所述股外侧肌连板设置为镂空结构。

7.如权利要求1所述的用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构，其特征在于，所述插拔销钉与所述腿管通过螺纹连接，所述螺纹连接所用螺纹是细牙螺纹。

8.如权利要求1所述的用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构，其特征在于，所述导向连板还包括限位槽，所述定力扭簧组的第一自由端与所述限位槽连接。

9.如权利要求1所述的用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构，其特征在于，所述调力滚轮还包括限位孔，所述调力扭簧组的第一自由端与所述限位孔连接。

10.如权利要求1所述的用于髋关节假肢的可调式机械蓄能助力机构，其特征在于，所述限位块底部设置有弧形导槽，所述导向连板设置在所述限位块和所述蓄力连板之间，所述导向连板设置在所述弧形导槽中运动，所述腿管第一端的端面设置为始终与所述弧形导槽的弧面保持接触。

Images