CN113855348B - 一种用于上肢假肢的可控全开放式恒力接受腔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于上肢假肢的可控全开放式恒力接受腔，包括主支撑架、侧支撑板、至少一个连接组件和至少一个恒力装置，所述主支撑架和侧支撑板沿上肢残肢的纵向方向间隔设置，所述连接组件沿上肢残肢的横向方向套设在主支撑架和侧支撑板的外侧，所述主支撑架的底部朝侧支撑板的方向延伸设有承接座，所述主支撑架、承接座、侧支撑板和连接组件形成一个用于容纳上肢假肢的腔体，所述恒力装置设置在主支撑架或侧支撑板或连接组件的内侧壁上。与现有技术相比，本发明设计合理，结构安全可靠，降低了恒力接受腔的重量，提高了患者穿戴的舒适度，方便了患者的穿戴。
Description
技术领域
本发明涉及医疗康复器械领域，具体涉及一种用于上肢假肢的可控全开放式恒力接受腔。
背景技术
根据第六次全国人口普查和第二次全国残疾人抽样调查结果，目前我国各类残疾人总数约8502万人，其中肢体残疾患者2472万人，上肢截肢患者人数大约为800万到1000万。上肢功能障碍严重阻碍了一个人的基本生活自立能力，对个人的身心健康和经济状况造成巨大压力。而假肢可以代替失去肢体实现部分功能，使截肢者恢复一定的生活自理和工作能力。接受腔是假肢发挥功能的重要基础，好的假肢接受腔需要同时具备穿戴的高安全舒适性和力及运动的功能传递准确性。因此如何保障肢体残疾人士的生活质量成为重中之重，对于工程师和假肢师来说如何优化接受腔的生机界面成为首要考虑的问题。
目前，对上肢接受腔的研究甚少，Alley教授提出了一种预压缩框架式接受腔，对软组织进行预压缩。软组织在应力对应变敏感阶段，会产生较大的应力，从而减少活塞运动，加强生机界面的刚性。但是此设计在局部预压缩时会导致局部压力值过高，长期以往会对软组织不利，容易造成血液循环受阻；Richard团队发明了一款复合体积可变腔体分布式下肢接受腔，通过复合可变腔体体积的变化配合不同状态下的不同位置的软组织，其复合体积可变腔体接受腔是通过在内壁固定多个独立的液体腔囊再通过特殊方法连接。但是这种接受腔采用被动控制方式，响应较慢，需要设定步伐参数，另外采用液压驱动比较笨重，也不适用于上肢接受腔。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于上肢假肢的恒力接受腔，既能提高患者穿戴的舒适度，又能保证在使用过程中力与运动的传递的精准性。
发明内容
本发明的目的就是提供一种用于上肢假肢的可控全开放式恒力接受腔，能保证在使用过程中力与运动传递的精准性，提高了患者穿戴的舒适度，具有可控功能。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种用于上肢假肢的可控全开放式恒力接受腔，包括主支撑架、侧支撑板、至少一个连接组件和至少一个恒力装置，所述主支撑架和侧支撑板沿上肢残肢的纵向方向间隔设置，所述连接组件沿上肢残肢的横向方向套设在主支撑架和侧支撑板的外侧，所述主支撑架的底部朝侧支撑板的方向延伸设有承接座，所述主支撑架、承接座、侧支撑板和连接组件形成一个用于容纳上肢假肢的腔体，所述恒力装置设置在主支撑架或侧支撑板或连接组件的内侧壁上。连接组件用来固定住主支撑架和侧支撑板，从而形成一个可支撑、固定和悬挂上肢残肢的容纳腔，恒力装置可通过连接组件传递力和运动。本发明设计合理，结构安全可靠，降低了恒力接受腔的重量，提高了患者穿戴的舒适度，方便了患者的穿戴。
所述恒力装置包括可发生形变的壳体、内支撑板和外支撑板，所述壳体和主支撑架或侧支撑板或连接组件连接，所述壳体内部中空，所述内支撑板和外支撑板均设于壳体内，所述内支撑板和外支撑板之间设有形状记忆合金。当上肢残肢伸入到腔体中时，若多个恒力装置之间的间距略小于上肢残肢的横向长度，可直接通过上肢残肢本身的压力挤压恒力装置，使形状记忆合金发生形变；若多个恒力装置之间的间距明显小于上肢残肢的横向长度，那先通过下文中的位移调节器调节几个恒力装置之间的间距使其适应上肢残肢的横向长度，再将上肢残肢伸入到腔体中。
所述内支撑板和外支撑板也采用刚性材料，保证恒力装置发生沿上肢残肢的横向方向的位移时仍具有一定强度。
所述壳体包括内板、外板和多个可发生形变的侧板，多个侧板设于内板和外板之间，所述内板和上肢假肢接触，所述内支撑板和内板固接，所述外板和主支撑架或侧支撑板或连接组件连接，所述外支撑板和外板固接。
所述内板和外板均采用刚性材料，所述侧板采用柔性材料，保证侧板的伸缩，该柔性材料应是具有一定硬度又具有一定韧度的材料。
所述柔性材料包括聚乙烯材料，也可采用其他性能更好的材料。
所述内支撑板上设有内连接耳，所述外支撑板上设有外连接耳，所述形状记忆合金的一端和内连接耳固接，所述形状记忆合金的另一端和外连接耳固接。
所述壳体即外板的外侧壁上贯穿设有可移动的位移调节器，所述位移调节器背对上肢残肢，所述主支撑架上贯穿设有供位移调节器伸出的一号容纳孔，所述侧支撑板上贯穿设有供位移调节器伸出的二号容纳孔，所述连接组件上贯穿设有供位移调节器伸出的三号容纳孔。位移调节器是用来驱动恒力装置的压缩状态，无论上肢残肢如何变化，可通过位移调节器驱动恒力装置状态做出相适应的变化，直至上肢残肢感到舒适。
所述壳体内还设有限位组件。
所述限位组件包括相配合的限位销和插销柱，所述插销柱的移动方向和形状记忆合金发生形变的方向相垂直。当形状记忆合金垂直于上肢残肢表面进行压缩时，限位销和插销柱可保证形状记忆合金的压缩距离极限。
所述形状记忆合金采用NiTi形状记忆合金。
所述连接组件包括弹性绑带和三号固定件，所述弹性绑带上设有多个三号固定孔，所述三号固定件穿过三号固定孔和主支撑架或侧支撑板连接。用于保证弹性绑带在纵向位置的稳定。
所述主支撑架上设有一号固定孔，所述一号固定孔中插设有一号固定件将恒力装置和主支撑架连接，所述侧支撑板上设有二号固定孔，所述二号固定孔中插设有二号固定件将恒力装置和侧支撑板连接。用于保证提供横向的稳定及提供佩戴的舒适性。
所述主支撑架和侧支撑板均采用刚性材料。起到了固定支撑作用。
所述承接座可为弹性材料制成，减少对上肢残肢的碰撞。
所述侧支撑板和承接座之间存在间隙。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、利用形状记忆合金具有超弹性这一特殊力学特性设计恒力装置，实现对上肢残肢的恒力加载，解决了恒力接受腔的安全舒适度问题。
2、通过对连接组件的模块化设计，使其轮廓或尺寸随残肢变化而变化，在很大程度上降低了恒力接受腔的重量，也方便了患者的穿戴。
附图说明
图1为用于上肢假肢的可控全开放式恒力接受腔的结构示意图；
图2为恒力装置的结构示意图。
图中：11-主支撑架；12-侧支撑板；13-一号固定件；14-二号固定件；15-承接座；16-一号容纳孔；21-三号固定件；22-弹性绑带；3-恒力装置；311-内板；312-外板；313-侧板；32-插销柱；33-内支撑板；34-外支撑板；35-内连接耳；36-外连接耳；37-形状记忆合金；38-限位销；39-位移调节器。
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。
实施例1
如图1所示，一种用于上肢假肢的可控全开放式恒力接受腔，包括主支撑架11、侧支撑板12、至少一个连接组件和至少一个恒力装置3(本实施例中连接组件共设置两个，上下间隔分布，间隔的距离应视侧支撑板的纵向长度而定，恒力装置共设置三个，两个位于主支撑架上，一个位于侧支撑板上)，主支撑架11和侧支撑板12沿上肢残肢的纵向方向间隔设置，连接组件沿上肢残肢的横向方向套设在主支撑架11和侧支撑板12的外侧，主支撑架11可为顶部分叉、底部稍微向内弯曲、整体呈U字形的结构，也可为两个分开的长板，主支撑架11的底部朝侧支撑板12的方向延伸设有承接座15，承接座呈钵状，侧支撑板12的纵向长度小于主支撑架11的纵向长度，侧支撑板12的中心所在的平面位于主支撑架的中心所在的平面的上方，侧支撑板12和承接座之间不连接，存在较大的空隙，主支撑架11、承接座15、侧支撑板12和连接组件形成一个用于容纳上肢假肢的腔体，主支撑架11上设有一号固定孔(一号固定孔一般设置在主支撑架的上部)，一号固定孔中插设有一号固定件13(可为螺栓、螺钉等，下同)将恒力装置3和主支撑架11连接，侧支撑板12上设有二号固定孔(二号固定孔一般设置在侧支撑板的顶端和底端两处)，二号固定孔中插设有二号固定件14将恒力装置3和侧支撑板12连接。连接组件包括弹性绑带22和三号固定件21，弹性绑带22上设有多个三号固定孔，三号固定件21穿过三号固定孔和主支撑架11或侧支撑板12连接。其中，主支撑架11和侧支撑板12均采用刚性材料。
如图2所示，恒力装置3包括可发生形变的壳体、内支撑板33、外支撑板34、相配合的限位销38和插销柱32，壳体内部中空，壳体包括内板311、外板312和多个可发生形变的侧板313，多个侧板313设于内板311和外板312之间，内板311和上肢假肢接触，外板312和主支撑架11或侧支撑板12或连接组件连接(当恒力装置和连接组件连接时，连接组件参照主支撑架和侧支撑板设置)，内板311和外板312均采用刚性材料，侧板313采用柔性材料(可采用聚乙烯材料)，内支撑板33、外支撑板34、限位销38和插销柱32均设于壳体内，内支撑板33和内板311固接，内支撑板33上设有一对一左一右分开布设的内连接耳35，外支撑板34和外板312固接，外支撑板34上设有一对一左一右分开布设的外连接耳36，外连接耳和内连接耳的位置相对，连线和处于未压缩状态时的侧板相平行，外连接耳和内连接耳之间设有形状记忆合金37，形状记忆合金37的一端和内连接耳35固接，形状记忆合金37的另一端和外连接耳36固接，限位销38和插销柱32位于一对内连接耳之间，插销柱32的移动方向和形状记忆合金37发生形变的方向相垂直，限位销38和插销柱32的位置可调换。
外板312的外侧壁上贯穿设有可移动的位移调节器39(一般位于外板的中部)，位移调节器39背对上肢残肢，主支撑架11上贯穿设有供位移调节器39伸出的一号容纳孔16(该一号容纳孔一般设置在位于两个弹性绑带之间的主支撑架上)，侧支撑板12上贯穿设有供位移调节器39伸出的二号容纳孔(该二号容纳孔一般设置在位于两个弹性绑带之间的侧支撑板上)，连接组件上贯穿设有供位移调节器39伸出的三号容纳孔，位移调节器可为螺栓，位移调节器可和限位销连接，通过旋进旋出位移调节器从而调节插销柱位于限位销中的长度，使侧板发生伸缩，从而调整恒力装置的横向长度，进而调节腔体的尺寸，与上肢残肢相适配。
本发明通过恒力装置3来缓解上肢残肢受力过大或过小的情况，使上肢残肢无论在何种情况下都能受到一个舒适的恒力；再通过位移调节器39来驱动恒力装置3的压缩状态，无论上肢残肢如何变化，患者可调节位移调节器39，从而驱动恒力装置3状态做出相适应的变化，直至上肢残肢感到舒适即可调节或者完成恒力接受腔的穿戴。
本实施例中未详尽说明的构件参照现有的构件进行使用和设置即可。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于上肢假肢的可控全开放式恒力接受腔，其特征在于，包括主支撑架(11)、侧支撑板(12)、至少一个连接组件和至少一个恒力装置(3)，所述主支撑架(11)和侧支撑板(12)沿上肢残肢的纵向方向间隔设置，所述连接组件沿上肢残肢的横向方向套设在主支撑架(11)和侧支撑板(12)的外侧，所述主支撑架(11)的底部朝侧支撑板(12)的方向延伸设有承接座(15)，所述主支撑架(11)、承接座(15)、侧支撑板(12)和连接组件形成一个用于容纳上肢假肢的腔体，所述恒力装置(3)设置在主支撑架(11)或侧支撑板(12)或连接组件的内侧壁上；
所述恒力装置(3)包括可发生形变的壳体、内支撑板(33)和外支撑板(34)，所述壳体和主支撑架(11)或侧支撑板(12)或连接组件连接，所述壳体内部中空，所述内支撑板(33)和外支撑板(34)均设于壳体内，所述内支撑板(33)和外支撑板(34)之间设有形状记忆合金(37)；
所述壳体包括内板(311)、外板(312)和多个可发生形变的侧板(313)，多个侧板(313)设于内板(311)和外板(312)之间，所述内板(311)和上肢假肢接触，所述内支撑板(33))和内板(311)固接，所述外板(312)和主支撑架(11)或侧支撑板(12)或连接组件连接，所述外支撑板(34)和外板(312)固接；
所述内支撑板(33))上设有内连接耳(35)，所述外支撑板(34)上设有外连接耳(36)，所述形状记忆合金(37)的一端和内连接耳(35)固接，所述形状记忆合金(37)的另一端和外连接耳(36)固接；
所述壳体的外侧壁上贯穿设有可移动的位移调节器(39)，所述位移调节器(39)背对上肢残肢，所述主支撑架(11)上贯穿设有供位移调节器(39)伸出的一号容纳孔(16)，所述侧支撑板(12)上贯穿设有供位移调节器(39)伸出的二号容纳孔，所述连接组件上贯穿设有供位移调节器(39)伸出的三号容纳孔；
所述壳体内还设有相配合的限位销(38)和插销柱(32)，所述插销柱(32)的移动方向和形状记忆合金(37)发生形变的方向相垂直；
所述连接组件包括弹性绑带(22)和三号固定件(21)，所述弹性绑带(22)上设有多个三号固定孔，所述三号固定件(21)穿过三号固定孔和主支撑架(11)或侧支撑板(12)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于上肢假肢的可控全开放式恒力接受腔，其特征在于，所述内板(311)和外板(312)均采用刚性材料，所述侧板(313)采用柔性材料。
3.根据权利要求1所述的一种用于上肢假肢的可控全开放式恒力接受腔，其特征在于，所述主支撑架(11)上设有一号固定孔，所述一号固定孔中插设有一号固定件(13)将恒力装置(3)和主支撑架(11)连接，所述侧支撑板(12)上设有二号固定孔，所述二号固定孔中插设有二号固定件(14)将恒力装置(3)和侧支撑板(12)连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于上肢假肢的可控全开放式恒力接受腔，其特征在于，所述主支撑架(11)和侧支撑板(12)均采用刚性材料。
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