CN110393609A - 一种3d打印人工关节 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D打印人工关节，关节本体上部为中空状，关节本体内部上端固定连接套筒，套筒内表面具有内螺纹，且内螺纹连接螺纹杆，螺纹杆下端轴承转动连接活动块；所述活动块下端抵接辅助弹簧上端，辅助弹簧下端抵接伸缩杆上端，伸缩杆套设于关节本体下部并穿过关节本体，关节本体上部设有保护罩。该关节通过转动连接螺纹杆带动活动块上下移动进而实现对辅助弹簧的弹性阻尼调节，利用柔软的保护罩与患者患肢接触，避免刚性连接带来不适感，当患者关节处需要发生弯曲动作时假肢驱动横梁和连接柱弯曲进而带动摆臂和连杆运动，连杆推动伸缩杆向上移动将辅助弹簧进一步压缩，通过辅助弹簧对弯曲动作进行缓冲，防止动作过于激烈造成不适。

Description

一种3D打印人工关节
技术领域
本发明涉及一种医疗辅助工具，具体是一种3D打印人工关节。
背景技术
人工关节是人们为挽救已失去功能的关节而设计的一种人工器官，它在人工器官中属于疗效最好的一种。一般来说，其使用年限可达20年以上。随着科技进步，人工关节手术已经是一种十分成功和有把握的手术:它可以即刻消除关节疼痛、恢复关节的正常活动功能，使长期受关节病痛折磨的人们再次获得新生，手术后可以象正常人那样，行走、爬楼、外出旅行、外出工作、购物和体育锻炼等。
随着科技的发展3D打印技术应用也越来越广泛，目前在医学上的运用也十分广泛，例如3D打印肝脏模型，3D打印头盖骨，3D打印脊椎植入人体，3D打印胸腔等等，其中部分人工关节也采用3D打印技术生产。
然而现有的人工关节并不带有减震和辅助功能，同时不能对关节的弯曲进行有效的缓冲，在关节直立时亦不能起到辅助作用，往往会给患者带来疼痛等不适感，不利患者的快速康复。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印人工关节，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种3D打印人工关节，包括关节本体、保护罩、螺纹杆、活动块、辅助弹簧、伸缩杆、连杆、连接柱、板簧和法兰，所述关节本体采用3D打印技术所制，关节本体上部为中空状，关节本体内部上端固定连接套筒，套筒内表面具有内螺纹，且内螺纹连接螺纹杆，螺纹杆下端轴承转动连接活动块；所述活动块下端抵接辅助弹簧上端，辅助弹簧下端抵接伸缩杆上端，伸缩杆套设于关节本体下部并穿过关节本体，关节本体上部设有保护罩；所述伸缩杆下端转动连接连杆上端，连杆下端转动连接摆臂，且摆臂上端转动连接关节本体底部，摆臂下部固定连接横梁；所述横梁下端固定连接连接柱上端，连接柱下端固定连接底块上表面，且底块下表面两侧分别设有滑槽，滑槽内滑动连接滑块；所述滑块下部转动连接板簧两侧上表面，板簧下表面中部固定连接固定杆，且固定杆下部固定连接法兰。
作为本发明进一步的方案：所述保护罩下部分别设有两个固定螺栓，关节本体侧壁同心处设有两个螺纹孔，固定螺栓螺纹连接螺纹孔。
作为本发明再进一步的方案：所述关节本体侧壁上下部均设有紧固销。
作为本发明再进一步的方案：所述保护罩为软质橡胶材质所制。
作为本发明再进一步的方案：所述螺纹杆上端固定连接旋转螺母。
作为本发明再进一步的方案：所述法兰周向等距分布有多个连接孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该关节通过转动连接螺纹杆带动活动块上下移动进而实现对辅助弹簧的弹性阻尼调节，利用柔软的保护罩与患者患肢接触，避免刚性连接带来不适感，当患者关节处需要发生弯曲动作时假肢驱动横梁和连接柱弯曲进而带动摆臂和连杆运动，连杆推动伸缩杆向上移动将辅助弹簧进一步压缩，通过辅助弹簧对弯曲动作进行缓冲，防止动作过于激烈造成不适，同时当患者需要关节由弯曲复位至竖直状态时，通过辅助弹簧可节省患者体力自动复位；法兰与假肢连接，利用板簧对假肢与底块进行减震，避免刚性振动对患者关节造成疼痛，同时损坏关节本体。
附图说明
图1为3D打印人工关节的结构示意图。
图2为3D打印人工关节中板簧和法兰的局部放大图。
图中：1-关节本体；2-保护罩；3-固定螺栓；4-套筒；5-螺纹杆；6-旋转螺母；7-活动块；8-辅助弹簧；9-紧固销；10-伸缩杆；11-摆臂；12-连杆；13-横梁；14-连接柱；15-底块；16-滑块；17-滑槽；18-板簧；19-固定杆；20-法兰；21-连接孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种3D打印人工关节，包括关节本体1、保护罩2、螺纹杆5、活动块7、辅助弹簧8、伸缩杆10、连杆12、连接柱14、板簧18和法兰20；所述关节本体1采用3D打印技术所制，关节本体1上部为中空状，关节本体1内部上端固定连接套筒4，套筒4内表面具有内螺纹，且内螺纹连接螺纹杆5，螺纹杆5上端固定连接旋转螺母6，螺纹杆5下端轴承转动连接活动块7，转动旋转螺母6带动螺纹杆5跟随转动进而驱动螺纹杆5和活动块7同步上下移动；所述活动块7下端抵接辅助弹簧8上端，辅助弹簧8下端抵接伸缩杆10上端，伸缩杆10套设于关节本体1下部并穿过关节本体1，且关节本体1侧壁上下部均设有紧固销9，关节本体1上部设有保护罩2，保护罩2为软质橡胶材质所制，保护罩2下部分别设有两个固定螺栓3，关节本体1侧壁同心处设有两个螺纹孔，固定螺栓3螺纹连接螺纹孔，通过固定螺栓3将保护罩2与关节本体1连接，利用柔软的保护罩2与患者患肢接触，避免刚性连接带来不适感。
所述伸缩杆10下端转动连接连杆12上端，连杆12下端转动连接摆臂11，且摆臂11上端转动连接关节本体1底部，摆臂11下部固定连接横梁13，通过转动连接螺纹杆5带动活动块7上下移动进而实现对辅助弹簧8的弹性阻尼调节；所述横梁13下端固定连接连接柱14上端，连接柱14下端固定连接底块15上表面，且底块15下表面两侧分别设有滑槽17，滑槽17内滑动连接滑块16；所述滑块16下部转动连接板簧18两侧上表面，板簧18下表面中部固定连接固定杆19，且固定杆19下部固定连接法兰20，法兰20周向等距分布有多个连接孔21，将关节本体1与患肢固定，法兰20与假肢固定，当患者关节处需要发生弯曲动作时假肢驱动横梁13和连接柱14弯曲进而带动摆臂11和连杆12运动，运动的连杆12推动伸缩杆10向上移动将辅助弹簧8进一步压缩，通过辅助弹簧8对弯曲动作进行缓冲，防止动作过于激烈造成不适，同时当患者需要关节由弯曲复位至竖直状态时，通过辅助弹簧8可节省患者体力自动复位；法兰20与假肢连接，利用板簧18对假肢与底块15进行减震，避免刚性振动对患者关节造成疼痛，同时损坏关节本体1。
本发明的工作原理是：通过转动旋转螺母6带动螺纹杆5跟随转动进而驱动螺纹杆5和活动块7同步上下移动，转动连接螺纹杆5带动活动块7上下移动进而实现对辅助弹簧8的弹性阻尼调节，通过固定螺栓3将保护罩2与关节本体1连接，利用柔软的保护罩2与患者患肢接触，避免刚性连接带来不适感，将关节本体1与患肢固定，法兰20与假肢固定，当患者关节处需要发生弯曲动作时假肢驱动横梁13和连接柱14弯曲进而带动摆臂11和连杆12运动，运动的连杆12推动伸缩杆10向上移动将辅助弹簧8进一步压缩，通过辅助弹簧8对弯曲动作进行缓冲，防止动作过于激烈造成不适，同时当患者需要关节由弯曲复位至竖直状态时，通过辅助弹簧8可节省患者体力自动复位；法兰20与假肢连接，利用板簧18对假肢与底块15进行减震，避免刚性振动对患者关节造成疼痛，同时损坏关节本体1。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种3D打印人工关节，包括关节本体（1）、保护罩（2）、螺纹杆（5）、活动块（7）、辅助弹簧（8）、伸缩杆（10）、连杆（12）、连接柱（14）、板簧（18）和法兰（20），其特征在于，所述关节本体（1）采用3D打印技术所制，关节本体（1）上部为中空状，关节本体（1）内部上端固定连接套筒（4），套筒（4）内表面具有内螺纹，且内螺纹连接螺纹杆（5），螺纹杆（5）下端轴承转动连接活动块（7）；所述活动块（7）下端抵接辅助弹簧（8）上端，辅助弹簧（8）下端抵接伸缩杆（10）上端，伸缩杆（10）套设于关节本体（1）下部并穿过关节本体（1），关节本体（1）上部设有保护罩（2）；所述伸缩杆（10）下端转动连接连杆（12）上端，连杆（12）下端转动连接摆臂（11），且摆臂（11）上端转动连接关节本体（1）底部，摆臂（11）下部固定连接横梁（13）；所述横梁（13）下端固定连接连接柱（14）上端，连接柱（14）下端固定连接底块（15）上表面，且底块（15）下表面两侧分别设有滑槽（17），滑槽（17）内滑动连接滑块（16）；所述滑块（16）下部转动连接板簧（18）两侧上表面，板簧（18）下表面中部固定连接固定杆（19），且固定杆（19）下部固定连接法兰（20）。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印人工关节，其特征在于，所述保护罩（2）下部分别设有两个固定螺栓（3），关节本体（1）侧壁同心处设有两个螺纹孔，固定螺栓（3）螺纹连接螺纹孔。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印人工关节，其特征在于，所述关节本体（1）侧壁上下部均设有紧固销（9）。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印人工关节，其特征在于，所述保护罩（2）为软质橡胶材质所制。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印人工关节，其特征在于，所述螺纹杆（5）上端固定连接旋转螺母（6）。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印人工关节，其特征在于，所述法兰（20）周向等距分布有多个连接孔（21）。
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