CN201131821Y - 通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是有关于一种通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，包含一膝关节、一由膝关节往下延伸的小腿部，及一枢设于小腿部底端脚盘，膝关节包括第一关节座、第二关节座、连杆机构及活塞，膝关节还包括一挡止件；义肢装置还包含连动机构，包括第一、第二及第三连动杆，连动机构通过小腿部设在膝关节与脚盘间。在常态下膝关节内部油路被堵住而无法进行弯曲动作，当小腿部相对于脚盘往前转一角度时受到脚盘的撑顶，连动机构作动而使膝关节内部油路开启，膝关节便可进行弯曲动作。本实用新型借由挡止件及连动机构连动设计，能达到通过脚盘作动来致动膝关节的可弯曲功能，可让装设有该义肢装置的使用者在行走的动作上更自然、顺畅，也更加符合正常人的动作。

Description

通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置

技术领域

本实用新型涉及一种义肢装置，特别是涉及一种包含膝关节及踝关节并设有挡止件及连动机构连动设计，可达到通过脚盘作动来致动膝关节可弯曲功能，让装设有义肢装置使用者在行走动作上更自然、顺畅的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置。

背景技术

一般人在正常走路时，例如，当右脚先跨出而在后的左脚要再往前跨出第二步时，通常是小腿先相对于脚盘往前枢转一个角度之后，接着膝盖再弯曲并且大腿上提带动小腿及脚盘往前相对于右脚跨出，因此，常人在走路行进的过程中，是小腿先相对脚盘转动，接着才是膝关节弯曲。

现有的义肢，通常膝关节与踝关节是分成二个独立的机构运作，因此在行走的过程中，较无法限制有踝关节先作动而膝关节后作动的先后顺序，走起路来也较无法如常人般自然、顺畅。

由此可见，上述现有的义肢在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的义肢存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，能够改进一般现有的义肢，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有的义肢存在的缺陷，而提供一种新型结构的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，所要解决的技术问题是使其通过小腿相对于脚盘枢转一角度，膝关节才能进行弯曲，借此让小腿相对于脚盘的枢转与膝关节的弯曲有先后顺序，使装设有该义肢装置的使用者走起路来更符合常人的动作，非常适于实用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，包含一膝关节、一由该膝关节往下延伸的小腿部，及一枢设于该小腿部底端的脚盘，该膝关节包括一第一关节座、一枢设于该第一关节座下方的第二关节座、一连杆机构以及一活塞，该第二关节座具有一前侧及一后侧，该第二关节座内部形成设有前后相间隔的一第一直立油槽与一第二直立油槽，该活塞容置于该第一直立油槽内，该连杆机构包括一连接该第一关节座与该活塞的第一杆件；其中：该第二关节座，其内部还形成设有一横向连通该第一直立油槽与该第二直立油槽的连接油道，该连接油道具有一邻近该第一直立油槽的第一段、一邻近该第二直立油槽的第二段，以及一位于该第一段与该第二段连接处的肩部；该膝关节，还包括一挡止件，该挡止件容置于该连接油道的第一段并且可弹性地靠抵于该肩部而用以阻断该第一段与该第二段的液压油流通，使该活塞无法往下位移；该义肢装置还包含一连动机构，该连动机构包括：一第一连动杆，设置于该小腿部并往下延伸至该脚盘而可受该小腿部相对于该脚盘的枢转连动往上位移；一第二连动杆，呈横向并具有相反的一第一端与一第二端，该第一端伸入该连接油道第二段并朝向该挡止件，该第二端外露于该第二关节座前侧并且可受力邻近该第二关节座，使该第一端将该挡止件推离该肩部；及一第三连动杆，具有一与该第一连动杆顶端枢接的枢接底部、由该枢接底部相间隔往上延伸的一枢接段与一活动段，该枢接段顶端枢接于该第二关节座邻近后侧处，该活动段伸出该第二关节座前侧并具有一对应该第二连动杆第二端前方的抵触部；通过该小腿部相对于该脚盘往前枢转，该第一连动杆受该脚盘撑顶往上位移并推顶该第三连动杆相对于该第二关节座往上枢转，使该抵触部朝该第二关节座邻近并推抵该第二连动杆，借由该第二连动杆将该挡止件推离该肩部，使该连接油道的该第一段与该第二段的液压油可相流通，该第一关节座可通过该第一杆件驱动该活塞往下位移而相对于该第二关节座枢转。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可以可采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其中所述的挡止件具有一伸入连接油道的第二段的凸部，该膝关节还包括一抵接于该挡止件相反于设有该凸部的一侧与该连接油道之间的压缩弹簧，该挡止件通过该压缩弹簧可弹性地靠抵于该连接油道的肩部。

前述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其中所述的挡止件还具有一容置在该连接油道的第一段并呈柱状的本体，该凸部呈外径小于该本体的柱状并与该本体连接，该压缩弹簧抵接于该本体相反于与该凸部连接的一端与该连接油道之间。

前述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其中所述的挡止件还具有一连接该本体与该凸部的连接段，该挡止件通过该连接段靠抵于该肩部。

前述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其中所述的第三连动杆大致呈V型，该枢接段由该枢接底部往后往上斜向延伸而顶端枢设于该第二关节座，该活动段由该枢接底部往前往上斜向延伸，该抵触部为该活动段末段弯折朝上。

前述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其中所述的第一连动杆的顶端形成设有一球窝结构，该第三连动杆的枢接底部形成设有一球状结构，该第三连动杆通过该球状结构容置于该球窝结构内与该第一连动杆相枢接。

前述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其中所述的第一连动杆底端末段往前弯折位于该小腿部与该脚盘枢接处前方，且该脚盘内形成设有一用以与该第一连动杆的底端末段接触的抵接部，通过该小腿部相对于该脚盘往前枢转，该第一连动杆的底端末段受该抵接部撑顶，该第一连动杆往上位移。

前述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其中所述的连杆机构还包括一第二杆件，该第二杆件枢设于该第一关节座与该第二关节座之间。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术内容可知，为达到上述目的，依据本实用新型的一较佳实施，其中，该挡止件具有一呈柱状的本体、一伸入连接油道的第二段的凸部，以及一连接该本体与该凸部的连接段，该膝关节还包括一抵接于该本体相反于与该凸部连接的一端与该连接油道之间的压缩弹簧，该挡止件借该压缩弹簧而可弹性地靠抵于该连接油道的肩部。

依据本实用新型的一较佳实施，其中，该第三连动杆大致呈V型，该枢接段由该枢接底部往后往上斜向延伸而顶端枢设于该第二关节座，该活动段由该枢接底部往前往上斜向延伸，该抵触部为该活动段末段弯折朝上。

依据本实用新型的一较佳实施，其中，该第一连动杆底端末段往前弯折而位于该小腿部与该脚盘枢接处的前方，且该脚盘内形成设有一用以与该第一连动杆的底端末段接触的抵接部，通过该小腿部相对于该脚盘往前枢转，该第一连动杆的底端末段受该抵接部撑顶而使该第一连动杆往上位移。

借由上述技术方案，本实用新型通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置至少具有下列优点及有益效果：本实用新型借由挡止件以及连动机构的连动设计，让义肢装置可达到通过脚盘的作动来致动膝关节的可弯曲功能，使该义肢装置具有小腿部先相对于脚盘往前枢转，膝关节才可进行弯曲的先后作动顺序，相较于现有技术的膝关节与踝关节分成二个独立的机构运作的机构设计，确实可以让装设有该义肢装置的使用者在行走的动作上更自然、顺畅，也更加符合正常人的动作。

综上所述，本实用新型是有关于一种通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，包含一膝关节、一脚盘、一连接在膝关节与脚盘之间的小腿部及一连动机构。连动机构通过小腿部设置在膝关节与脚盘之间，在常态下，膝关节内部的油路被堵住而无法进行弯曲动作，当小腿部相对于脚盘往前转一角度时，受到脚盘的撑顶，连动机构作动而使膝关节内部油路开启，膝关节便可进行弯曲的动作。本实用新型通过小腿相对于脚盘枢转一角度，膝关节才能进行弯曲，借此让小腿相对于脚盘的枢转与膝关节的弯曲有先后顺序，使装设有该义肢装置的使用者走起路来更符合常人的动作。本实用新型具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的义肢具有增进的突出功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置一较佳实施例的剖视图。

图2是该较佳实施例的膝关节处在弯曲状态的剖视图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

请参阅图1与图2所示，图1是本实用新型通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置一较佳实施例的结构剖视图，图2是膝关节处在弯曲状态的结构剖视图。本实用新型一较佳实施例的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置1，包含一脚盘11、一膝关节12、一连接脚盘11与膝关节12的小腿部13与一连动机构4。

上述的膝关节12，包括一第一关节座2、一第二关节座3、设置在第二关节座3的一活塞31、一挡止件33，以及一连杆机构36。

该第一关节座2，适于连接一大腿义肢(图未示)。

该第二关节座3，借连杆机构36枢设在第一关节座2的下方，并具有一前侧301及一后侧302，且第二关节座3的内部形成设有前后相间隔的一第一直立油槽303、一第二直立油槽304以及一呈横向延伸连通第一直立油槽303底端与第二直立油槽304底端的连接油道35，第一直立油槽303是位于第二直立油槽304后方。

该连杆机构36，包括一第一杆件361及一第二杆件362。第一杆件361位于第二杆件362后方并且一端枢设在第一关节座2，另一端连接在活塞31。第二杆件362枢设在第二关节座3顶端前方与第一关节座2之间。通过连杆机构36，第一关节座2可借由连动活塞31在第一直立油槽303内上下活动而相对于第二关节座3枢转。

该活塞31，容置在第一直立油槽303内。液压油是分布在第一直立油槽303位于活塞31下方的空间、第二直立油槽304以及连接油道35内。

该连接油道35，具有一邻近第一直立油槽303的第一段351与一邻近第二直立油槽304的第二段352，且在第一段351与第二段352的连接处，由于第一段351的口径大于第二段352的口径，因而，连接油道35还具有一位于第一段351与第二段352连接处的肩部353。

该挡止件33，设置在连接油道35的第一段351内，并且可弹性的靠抵在连接油道35的肩部353，因而阻断第一段351与第二段352之间液压油的流通。在本实施例中，该挡止件33具有一呈柱状位于第一段351的本体331、一同样呈柱状但外径小于本体331而可伸入连接油道35第二段352的凸部332、一连接在本体331与凸部332之间并呈锥状的连接段333。本实施例中，膝关节12还包括一压缩弹簧37，挡止件33借由压缩弹簧37抵接在本体331相反于设置有凸部332的另一端与连接油道35之间，而产生朝向连接油道35第二段352偏压的力量，借此让连接段333靠抵在肩部353而可开放地阻断第一段351与第二段352之间液压油的流通。

上述的小腿部13，呈杆状连接在第二关节座3下方并且往下延伸，小腿部13的底端131与脚盘11相枢接。

上述的连动机构4，设置在第二关节座3与小腿部13之间，在本实施例中，连动机构4包括一第一连动杆41、一第二连动杆42及一第三连动杆43。

该第一连动杆41，设置在小腿部13内且顶端延伸至第二关节座3下方并形成设有一球窝结构411，第一连动杆41底端往下延伸至脚盘11内，在本实施例中，第一连动杆41的底端末段412往前弯折延伸而位于小腿部13与脚盘11枢接位置I的前方，且脚盘11具有一可供与第一连动杆41底端接触的抵接部112，其作用将在稍后进行说明。

该第二连动杆42，具有相反的一第一端421及一第二端422，第二连动杆42呈横向以其第一端421由第二关节座3前侧301伸入连接油道35的第二段352内而朝向挡止件33，第二端422则外露于第二关节座3的前侧301外。

该第三连动杆43，具有一枢接底部431以及由枢接底部431往上相间隔延伸的一枢接段432及一活动段433；本实施例中，第三连动杆43大致呈V形，枢接底部431的下方形成设有一球状结构434，第三连动杆43借该球状结构434容置在第一连动杆41顶端的球窝结构411内而与第一连动杆41相枢接。第三连动杆43的枢接段432位于活动段433的后方并且往后往上斜向延伸，且枢接段432的顶端枢接在第二关节座3邻近后侧302处。第三连动杆43的活动段433往前往上斜向延伸并且伸出第二关节座3外，且活动段433末段弯折朝上而构成一抵触部436，该抵触部436的位置对应于第二连动杆42的第二端422前方，并且具有一面向第二端422的内侧435。

请参阅图1所示，在常态下(此处是指当脚盘11与小腿部13大致呈垂直时)，挡止件33由于受到压缩弹簧37偏压的力量，迫使连接段333靠抵在连接油道35的肩部353，因而阻断第一段351的液压油流入第二段352，也就是说，此时因为膝关节12内部连接油道35第一段351与第二段352之间的油路被堵住，使得活塞31无法被驱动往下位移，第一关节座2无法相对于第二关节座3枢转，所以膝关节12无法进行弯曲的动作。

请参阅图2所示，在行走时，当小腿部13相对于脚盘11往前枢转一角度，使第一连动杆41整体相对于第三连动杆43往后枢转，且第一连动杆41由于底端末段412受到脚盘11抵接部112的撑顶而整体往上位移，使第三连动杆43整体受到第一连动件41撑顶而以枢接段432顶端枢接处为中心往上枢转，而第三连动杆43活动段433的抵触部436朝着第二关节座3邻近，并且以其内侧435将第二连动杆42的第二端422朝第二关节座3的方向推抵，使第二连动杆42的第二端422邻近第二关节座3，而第二连动杆42的第一端421则将挡止件33推离连接油道35的肩部353，同时压缩该压缩弹簧37，此时，由于膝关节12内部连接油道35第一段351与第二段352之间的油路已被开启，位于连接油道35第一段351内的液压油便可经由肩部353流入连接油道35的第二段352进而流入第二直立油槽304内，第一关节座2便可借由连杆机构36连动活塞31在第一直立油槽303内往下位移而相对于第二关节座3枢转成如图2所示的弯曲状态。

当脚盘11抵接部112撑顶于第一连动杆41的力量消失时，第二连动杆42与第三连动杆43再度往下落回未被往上撑顶的位置，第二连动杆42则是受到压缩弹簧37弹性回复力的影响被挡止件33往前推移，使第二端422再度往前伸出第二关节座3。

由上述内容可知，本实用新型借由挡止件33以及连动机构4的连动设计，让义肢装置1可以达到通过脚盘11的作动来致动膝关节12的可弯曲功能，如此一来，当使用者在行走时，便有小腿部13先相对于脚盘11往前枢转，膝关节12才可进行弯曲的先后动作出现，相较于现有技术的膝关节与踝关节分成二个独立的机构运作的机构设计，确实可以让装设有该义肢装置1的使用者在行走的动作上更自然、顺畅，也更加符合常人的动作。

需要补充说明的是，在本实施例中，是借由当小腿部13相对于脚盘11往前枢转时，第一连动杆41底端会受到脚盘11抵接部112撑顶并连动第三连动杆43往上，但是在其他的实施态样中，第一连动杆41的底端也可以直接连接在脚盘11，当脚盘11相对于小腿部13枢转时，便可直接连动连动机构4，而不需要借由抵接部112。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1、一种通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，包含一膝关节、一由该膝关节往下延伸的小腿部，及一枢设于该小腿部底端的脚盘，该膝关节包括一第一关节座、一枢设于该第一关节座下方的第二关节座、一连杆机构以及一活塞，该第二关节座具有一前侧及一后侧，该第二关节座内部形成设有前后相间隔的一第一直立油槽与一第二直立油槽，该活塞容置于该第一直立油槽内，该连杆机构包括一连接该第一关节座与该活塞的第一杆件；其特征在于：

该第二关节座，其内部还形成设有一横向连通该第一直立油槽与该第二直立油槽的连接油道，该连接油道具有一邻近该第一直立油槽的第一段、一邻近该第二直立油槽的第二段，以及一位于该第一段与该第二段连接处的肩部；

该膝关节，还包括一挡止件，该挡止件容置于该连接油道的第一段并且可弹性地靠抵于该肩部而用以阻断该第一段与该第二段的液压油流通，使该活塞无法往下位移；

该义肢装置还包含一连动机构，该连动机构包括：

一第一连动杆，设置于该小腿部并往下延伸至该脚盘而可受该小腿部相对于该脚盘的枢转连动往上位移；

一第二连动杆，呈横向并具有相反的一第一端与一第二端，该第一端伸入该连接油道第二段并朝向该挡止件，该第二端外露于该第二关节座前侧并且可受力邻近该第二关节座，使该第一端将该挡止件推离该肩部；及

一第三连动杆，具有一与该第一连动杆顶端枢接的枢接底部、由该枢接底部相间隔往上延伸的一枢接段与一活动段，该枢接段顶端枢接于该第二关节座邻近后侧处，该活动段伸出该第二关节座前侧并具有一对应该第二连动杆第二端前方的抵触部；

通过该小腿部相对于该脚盘往前枢转，该第一连动杆受该脚盘撑顶往上位移并推顶该第三连动杆相对于该第二关节座往上枢转，使该抵触部朝该第二关节座邻近并推抵该第二连动杆，借该第二连动杆将该挡止件推离该肩部，使该连接油道的该第一段与该第二段的液压油可相流通，该第一关节座可通过该第一杆件驱动该活塞往下位移而相对于该第二关节座枢转。

2、如权利要求1所述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其特征在于其中所述的挡止件具有一伸入连接油道的第二段的凸部，该膝关节还包括一抵接于该挡止件相反于设有该凸部的一侧与该连接油道之间的压缩弹簧，该挡止件通过该压缩弹簧可弹性地靠抵于该连接油道的肩部。

3、如权利要求2所述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其特征在于其中所述的挡止件还具有一容置在该连接油道的第一段并呈柱状的本体，该凸部呈外径小于该本体的柱状并与该本体连接，该压缩弹簧抵接于该本体相反于与该凸部连接的一端与该连接油道之间。

4、如权利要求3所述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其特征在于其中所述的挡止件还具有一连接该本体与该凸部的连接段，该挡止件通过该连接段靠抵于该肩部。

5、如权利要求1至4中任一权利要求所述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其特征在于其中所述的第三连动杆大致呈V型，该枢接段由该枢接底部往后往上斜向延伸而顶端枢设于该第二关节座，该活动段由该枢接底部往前往上斜向延伸，该抵触部为该活动段末段弯折朝上。

6、如权利要求5所述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其特征在于其中所述的第一连动杆顶端形成设有一球窝结构，该第三连动杆的枢接底部形成设有一球状结构，该第三连动杆通过该球状结构容置于该球窝结构内与该第一连动杆相枢接。

7、如权利要求5所述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其特征在于其中所述的第一连动杆底端末段往前弯折位于该小腿部与该脚盘枢接处前方，且该脚盘内形成设有一用以与该第一连动杆的底端末段接触的抵接部，通过该小腿部相对于该脚盘往前枢转，该第一连动杆的底端末段受该抵接部撑顶，该第一连动杆往上位移。

8、如权利要求5所述的通过脚盘致动膝关节弯曲的义肢装置，其特征在于其中所述的连杆机构还包括一第二杆件，该第二杆件枢设于该第一关节座与该第二关节座之间。

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