CN208447863U - 一种假肢膝关节用液压阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种假肢膝关节用液压阻尼器，其技术方案要点是包括一端开口，一端封闭的用于盛放液压油的缸体、密封设于缸体内的活塞杆以及与缸体连通的液压旁路,活塞杆位于缸体外的一端设有用于和假肢膝关节的上关节件相连的第一假肢连接件，缸体封闭端设有用于和假肢膝关节的下关节件相连接的第二假肢连接件；液压旁路上设有与液压旁路连通的附加腔体，且附加腔体内设有密封的橡胶气囊及液压油。采用液压阻尼器为假肢的摆动增加了较为稳定的阻尼力，使得假肢的膝关节的反应与患者的步速更加的协调，假肢的运动反应更加的灵敏迅速。

Description

一种假肢膝关节用液压阻尼器

技术领域

本实用新型涉及一种假肢膝关节领域，特别涉及一种假肢膝关节用液压阻尼器。

背景技术

目前，市场上的假肢结构和功能主要集中在人工膝关节和脚板功能上的体现，通过结构学和仿生学的应用使现代假肢赋予了新的含义，并从早期的功能型向舒适型转化。现代假肢在实现代步功能的前提下，努力提高受用者的舒适性和灵活性。

膝部运动可分成在使脚趾离开地面和使脚后跟落地之间的所谓摆动阶段，和包括使脚后跟落地，使脚底承受负载和使脚趾离开地面的所谓站立阶段。

目前国内膝关节产品处于一个比较低端的水平状况，关节结构简单支撑期稳定性弱，摆动期多采用机械和气压控制。但是气压阻尼器的空气具有可压缩性，所提供的阻尼性能要差一些，在假肢的行走过程中，会出现患者的步速与关节的反应不协调的情况出现，即患者走的快，关节的反应慢，使得患者的行走比较费力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种假肢膝关节用液压阻尼器，能够用在假肢膝关节处，在假肢的摆动期提供更好的阻尼，使得假肢的膝关节的反应与患者的步速更加的协调，假肢的运动反应更加的灵敏迅速。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种假肢膝关节用液压阻尼器，包括一端开口，一端封闭的用于盛放液压油的缸体、密封设于缸体内的活塞杆以及与缸体连通的液压旁路,活塞杆位于缸体外的一端设有用于和假肢膝关节的上关节件相连的第一假肢连接件，缸体封闭端设有用于和假肢膝关节的下关节件相连接的第二假肢连接件；液压旁路上设有与液压旁路连通的附加腔体，且附加腔体内设有密封的橡胶气囊及液压油。

通过采取上述技术方案，活塞杆在缸体内部将缸体分成了两个含液压油的第一腔室与第二腔室，活塞杆受力后会在缸体内受压或者被拉，在这个过程中液压油通过液压旁路的作用在第一腔室与第二腔室之间来回往复流动；并且第一腔室流出的多余的液压油会流到附加腔体内，使得附加腔体内的橡胶气囊被液压油挤压，从而为假肢的摆动增加了较为稳定的阻尼力，使得假肢的膝关节的反应与患者的步速更加的协调，假肢的运动反应更加的灵敏迅速。

优选地，液压旁路包括并联的第一单向旁路和第二单向旁路，第一单向旁路包括沿液压油流向顺序设置的第一调速阀和第一单向阀，第一单向阀的设置方向允许液压油从缸体的封闭端流向缸体的开口端，附加腔体设置于第一调速阀与第一单向阀之间；第二单向旁路包括沿液压油流向顺序设置的第二调速阀与第二单向阀，第二单向阀设置方向与第一单向阀方向相反。

通过采取上述技术方案，人体的下肢肢体在站立阶段，上关节组件受压使得阻尼器受压，从而使得活塞杆受压并向下运动，推动缸体内的液压油沿第一单向旁路从第一腔室流向第二腔室，在这个过程中，第一腔室内的液压油会对向下运动的活塞杆施加一个阻尼力，相当于该阻尼器对加载到假肢上的力实施反作用力；人体的下肢肢体在摆动阶段，上关节件被提拉使得阻尼器被拉伸，从而使得活塞杆被提拉而向上运动，推动缸体内的液压油沿第二单向旁路从第二腔室流向第一腔室，同时附加腔体内的液压油也会流向第一腔室，在这个过程中，第二腔室内的液压油会对向上运动的活塞杆施加一个阻尼力，相当于该阻尼器对加载到假肢上的力实施反作用力。

优选地，缸体与活塞杆之间设置有密封组件。

通过采取上述技术方案，可以增强该阻尼器的密封性，防止液压油泄露。

优选地，密封组件包括设在缸体内壁与活塞杆的杆体之间的第一密封组件。

通过采取上述技术方案，第一密封组件可以增强缸体与活塞杆之间的密封性。

优选地，第一密封组件包括设于缸体开口处的导向套，导向套套设于活塞杆的杆体上，且导向套与缸体内壁、活塞杆的杆体的外表面均密封接触。

通过采取上述技术方案，导向套可以保持活塞杆在缸体内运动时与缸体轴线的平行度，同时可以增加该装置在缸体开口处的密封性。

优选地，导向套靠近缸体开口处的一端沿径向方向延伸形成凸沿，凸沿与缸体开口端的端面抵接。

通过采取上述技术方案，可以使得导向套在缸体开口端的连接更加稳固。

优选地，导向套上与缸体接触的面开设有环形放置槽。

通过采取上述技术方案，环形放置槽内可安置密封带，可增强导向套与缸体之间的密封性。

优选地，导向套上与活塞杆的杆体接触的面开设有环形放置槽。

通过采取上述技术方案，环形放置槽内可安置密封带，可增强导向套与活塞杆之间的密封性。

优选地，密封组件还包括设在活塞杆的活塞与缸体之间的第二密封件。

通过采取上述技术方案，第二密封件可增强活塞与缸体的连接处的密封性能。

优选地，活塞杆的活塞上与缸体内壁相接触的外周面上设有环形容置槽，第二密封件为设于环形容置槽内的密封带，并且密封带缸体内壁密封接触。

通过采取上述技术方案，环形容置槽内安装密封带可以增强活塞与缸体的连接处的密封性能。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.液压阻尼器能够在患者的行走过程中为假肢膝关节提供较为稳定的阻尼，模拟正常人体关节运动，使得假肢的运动反应更加的灵敏迅速，避免了不自然的硬度反应，使得患者在步态过程中具有良好的舒适性和稳定性；

2.装置有良好的密封性。

附图说明

图1是该液压阻尼器整体结构示意图；

图2是该液压阻尼器内部结构示意图；

图3是该液压阻尼器在假肢膝关节上的安装示意图。

图中，1、缸体；11、第一腔室；12、第二腔室；13、缸盖；2、活塞杆；21、杆体；22、活塞；3、液压旁路；31、第一单向旁路；311、第一调速阀；312、第一单向阀；32、第二单向旁路；321、第二调速阀；322、第二单向阀；4、附加腔体；41、橡胶气囊；5、第一密封组件；51、导向套；511、环形放置槽；512、凸沿； 6、密封带；7、第一假肢连接件；8、第二假肢连接件；9、上关节件；10、下关节件；11、主连杆；12、侧连杆。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“底面”和“顶面”指的是附图中的方向，词语 “内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种假肢膝关节用液压阻尼器，结合图1和图2，包括一端开口、一端封闭的用于盛放液压油的缸体1、滑动连接于缸体1内的活塞杆2以及与缸体1连通的液压旁路3。活塞杆2从缸体1开口端插入，且缸体1开口端设有缸盖13，将缸体1开口端密封，此时活塞杆2上端位于缸体1外边；活塞杆2下部在缸体1内部将缸体1分成了两个含液压油的腔室，包括位于下端的第一腔室11及位于上端的第二腔室12，液压旁路3连接于第一腔室11与第二腔室12之间，并且在液压旁路3上设置有附加腔体4，附加腔体4内设置有橡胶气囊41和液压油；活塞杆2受压或者被提拉使得活塞杆2在缸体1内做来回往复的直线运动，液压油通过液压旁路3的作用在第一腔室11与第二腔室12之间来回往复流动。

如图2所示，液压旁路3包括两个并联的第一单向旁路31和第二单向旁路32。第一单向旁路31包括沿液压油流向顺序设置的第一调速阀311及第一单向阀312，第一单向阀312的设置方向为允许液压油从缸体1的封闭端流向缸体2的开口端，且附加腔体4连接于第一调速阀311与第一单向阀312之间；活塞杆2受压并向下运动时，挤压第一腔室11内的液压油，液压油在第一单向旁路31内首先经过第一调速阀311，然后流向附加腔体4，再途经第一单向阀312流向第二腔室12。由于第一调速阀311的作用，使得第一腔室11内的液压油会对向下运动的活塞杆2施加一个阻尼力。

由于活塞杆2呈T字型，包括下端与缸体1滑动连接的活塞22以及活塞22上端一体设置的杆体21，第一腔室11为活塞22下端的空间，因此第二腔室12的横截面积小，即第一腔室11的体积大于第二腔室12的体积，故流出第一腔室11的液压油比流进第二腔室12的液压油多，此时多出来的液压油会储存在附加腔体4中。

附加腔体4内的橡胶气囊41会被流入附加腔体4内的液压油挤压，橡胶气囊41给液压旁路3提供了一个柔性的空间，使得液压旁路3的空间能变大，也可以变小，这种柔性的液压旁路3可以使得它产生的阻尼更加的稳定。

第二单向旁路32包括沿液压油流向顺序设置的第二单向阀322以及第二调速阀321，第二单向阀322设置方向与第一单向阀312方向相反。活塞杆2被提拉而向上运动时，挤压第二腔室12内的液压油，液压油在第二单向旁路32中首先经过第二调速阀321，途经第二单向阀322后流向第一腔室11；由于流出第二腔室12的液压油无法填满第一腔室11的空间，导致第一腔室11有真空存在，这个时候附加腔体4内的液压油也会流进第一腔室11。由于第二调速阀321的作用，使得第二腔室12内的液压油会对向上运动的活塞杆2施加一个阻尼力。

为了增加该液压阻尼器的密封性，在缸体1与活塞杆2之间设置有密封组件。密封组件包括设于缸体1内壁与杆体21之间的第一密封组件5以及设于活塞22与缸体1之间的第二密封件。

第一密封组件5包括设于缸体1开口处的导向套51，导向套51套设于杆体21上且紧箍于杆体21外壁，导向套51外壁与缸体1内壁接触，且导向套51上端面与缸盖13下端面抵接，在缸体1上端形成密封；并且为了增加导向套51在缸体1上的稳固性，导向套51靠近缸体1开口处的一端沿径向方向延伸形成凸沿512，凸沿512下表面与缸体1开口端的端面抵接。导向套51可以保持活塞杆2在缸体1内运动时与缸体1轴线的平行度，同时可以增加该装置的密封性。

同时，在导向套51的与缸体1接触的面以及导向套51的与杆体21接触的面上都开设有环形放置槽511，环形放置槽511内可安置密封带，进一步增强该装置的密封性。

活塞22外周面开设有至少一条环形容置槽，第二密封件为设于环形容置槽内的密封带6，密封带6与缸体1内壁抵接，在活塞22处形成密封。

以下结合图3说明本实用新型的液压阻尼器用在下肢假肢膝关节处的连接方法。

通常假肢膝关节是由上关节件9、主连杆11、侧连杆12以及下关节件10铰接而成的多轴连杆机构。本实用新型的液压阻尼器设在上关节件9与下关节件10之间，活塞杆2位于缸体1外的一端设有第一假肢连接件7，缸体1封闭端设有第二假肢连接件8，该液压阻尼器通过第一假肢连接件7、第二假肢连接件8分别与上关节件9、下关节件10铰接。

使用该假肢膝关节的患者在站立阶段，上关节件9受压使得阻尼器受压，从而使得活塞杆2受压并向下运动，推动缸体1内的液压油沿第一单向旁路31从第一腔室11流向第二腔室12，在这个过程中，第一腔室11内的液压油会对向下运动的活塞杆2施加一个阻尼力，相当于该阻尼器对加载到假肢膝关节上的力实施反作用力，达到减振缓冲的目的；使用该假肢膝关节的患者在摆动阶段，上关节件9被提拉使得阻尼器被提拉，从而使得活塞杆2被提拉而向上运动，推动缸体1内的液压油沿第二单向旁路32从第二腔室12流向第一腔室11，同时附加腔体4内的液压油也会流向第一腔室11，在这个过程中，第二腔室12内的液压油会对向上运动的活塞杆2施加一个阻尼力，相当于该阻尼器对加载到假肢膝关节上的力实施反作用力。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种假肢膝关节用液压阻尼器，其特征是：包括一端开口，一端封闭的用于盛放液压油的缸体（1）、密封设于缸体（1）内的活塞杆（2）以及与缸体（1）连通的液压旁路（3）,活塞杆（2）位于缸体（1）外的一端设有用于和假肢膝关节的上关节件（9）相连的第一假肢连接件（7），缸体（1）封闭端设有用于和假肢膝关节的下关节件（10）相连接的第二假肢连接件（8）；液压旁路（3）上设有与液压旁路（3）连通的附加腔体（4），且附加腔体（4）内设有密封的橡胶气囊（41）及液压油。

2.根据权利要求1所述的一种假肢膝关节用液压阻尼器，其特征是：液压旁路（3）包括并联的第一单向旁路（31）和第二单向旁路（32），第一单向旁路（31）包括沿液压油流向顺序设置的第一调速阀（311）和第一单向阀（312），第一单向阀（312）的设置方向允许液压油从缸体（1）的封闭端流向缸体（1）的开口端，附加腔体（4）设置于第一调速阀（311）与第一单向阀（312）之间；第二单向旁路（32）包括沿液压油流向顺序设置的第二调速阀（321）与第二单向阀（322），第二单向阀（322）设置方向与第一单向阀（312）方向相反。

3.根据权利要求2所述的一种假肢膝关节用液压阻尼器，其特征是：缸体（1）与活塞杆（2）之间设置有密封组件。

4.根据权利要求3所述的一种假肢膝关节用液压阻尼器，其特征是：密封组件包括设在缸体（1）内壁与活塞杆（2）的杆体（21）之间的第一密封组件（5）。

5.根据权利要求4所述的一种假肢膝关节用液压阻尼器，其特征是：第一密封组件（5）包括设于缸体（1）开口处的导向套（51），导向套（51）套设于活塞杆（2）的杆体（21）上，且导向套（51）与缸体（1）内壁、活塞杆（2）的杆体（21）的外表面均密封接触。

6.根据权利要求5所述的一种假肢膝关节用液压阻尼器，其特征是：导向套（51）靠近缸体（1）开口处的一端沿径向方向延伸形成凸沿（512），凸沿（512）与缸体（1）开口端的端面抵接。

7.根据权利要求5所述的一种假肢膝关节用液压阻尼器，其特征是：导向套（51）上与缸体（1）接触的面开设有环形放置槽（511）。

8.根据权利要求5所述的一种假肢膝关节用液压阻尼器，其特征是：导向套（51）上与活塞杆（2）的杆体（21）接触的面开设有环形放置槽（511）。

9.根据权利要求4-8任一所述的一种假肢膝关节用液压阻尼器，其特征是：密封组件还包括设在活塞杆（2）的活塞（22）与缸体（1）之间的第二密封件。

10.根据权利要求9所述的一种假肢膝关节用液压阻尼器，其特征是：活塞杆（2）的活塞（22）上与缸体（1）内壁相接触的外周面上设有环形容置槽，第二密封件为设于环形容置槽内的密封带（6），并且密封带（6）缸体（1）内壁密封接触。