CN216933627U - 踝关节假肢 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了踝关节假肢，它包括：储能脚板，其具有相对的脚掌和脚面；脚踝连接座，其固定安装在脚面上，其沿脚面轴向具有相对的第一端和第二端；踝关节支撑架，其底端与脚踝连接座中部铰接；第一弹性限位器，其一端与第一端铰接，另一端与踝关节支撑架铰接；第二弹性限位器，其一端与第二端铰接，另一端与踝关节支撑架铰接，用于搭配第一弹性限位器共同约束踝关节支撑架与脚踝连接座之间的转动。本实用新型提供一种踝关节假肢，其踝关节支撑架与脚踝连接座铰接，用来仿生踝关节转动，并设置第一弹性限位器和第二弹性限位器，两者用来共同约束仿生踝关节的转动，使得踝关节假肢能完美地实现步态运动特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及仿生机械技术领域，更具体地说，涉及踝关节假肢。
背景技术
在市场上最具有代表性的奥索公司已经有很多踝关节产品,其材料主要采用一个电机连接碳纤维板,整体呈半主动驱动式,使用向量优化方法,使足部运动相对平滑,充分的利用足部与地面接触的反作用力,使整个足部达到一个相对自然的状态,非常高效率的模范了正常人体的足部步态,极大改善了足部对地面的依从性,这样可使穿戴者缓解疲劳,更加舒适。
在申请公布号CN111084682A的中国发明专利申请中，公开了一种可调跟仿生脚，其在固定座的至少一侧面沿冠状轴开设有与档位槽相对应的轴孔，滑动轴经轴孔穿设在固定座和档位槽之间，通过更换滑动轴在档位槽中所处的档位，即可调整脚跟高度。但是该专利中，四棱台固定座与储能脚板之间为固定连接，即其仿生所对应的胫骨距骨关节为固定式，不能灵活转动，导致该可调跟仿生脚不能完美地实现步态运动特性。
实用新型内容
针对上述问题，本申请实施例提供一种踝关节假肢，其踝关节支撑架与脚踝连接座铰接，用来仿生踝关节转动，并设置第一弹性限位器和第二弹性限位器，两者用来共同约束仿生踝关节的转动，使得踝关节假肢能完美地实现步态运动特性。
本实用新型实施例所采取的技术方案是：提供一种踝关节假肢，包括：储能脚板，其具有相对的脚掌和脚面；脚踝连接座，其固定安装在所述脚面上，其沿脚面轴向具有相对的第一端和第二端；踝关节支撑架，其底端与所述脚踝连接座中部铰接；第一弹性限位器，其一端与所述第一端铰接，另一端与所述踝关节支撑架铰接；第二弹性限位器，其一端与所述第二端铰接，另一端与所述踝关节支撑架铰接，用于搭配所述第一弹性限位器共同约束所述踝关节支撑架与所述脚踝连接座之间的转动。
采用以上结构后本申请实施例中技术方案，至少具有如下技术效果或优点：踝关节支撑架与脚踝连接座铰接，用来仿生踝关节，使其可以灵活转动，第一弹性限位器的两端分别连接踝关节支撑架与脚踝连接座，用来仿生脚跟。在步态周期过程中，第一弹性限位器和第二弹性限位器的压缩与伸长，能够很好地模拟人行走时踝关节的变化，使踝关节假肢完美地实现步态运动特性。
作为优选，所述踝关节支撑架的上端设有标准连接件；标准连接件用于适配假肢连接器。
作为优选，所述储能脚板包括上脚板和下脚板，上脚板的一端与下脚板的一端一体成型，上脚板的另一端与下脚板的另一端之间存在夹角；该夹角的存在，为上脚板与下脚板之间提供缓冲的空间，能够很好地模拟脚掌根部。
作为优选，所述上脚板与下脚板之间的夹角小于60°；夹角大于等于60°时会增加上脚板的倾角，导致储能脚板步态运动特性不自然。
作为优选，所述上脚板表面上设有下沉槽，所述脚踝连接座的底表面对应所述下沉槽设有凸块；下沉槽与凸块的设置，以便于脚踝连接座更好的贴合上脚板，避免两者之间发生相对滑移。
作为优选，所述储能脚板的主体材料为碳纤维。
作为优选，所述第一弹性限位器和第二弹性限位器均为弹簧或弹片。
附图说明
图1为实施例1中踝关节假肢侧面的结构示意图；
图2为实施例1中踝关节假肢后侧的结构示意图；
图3为实施例1中储能脚板的结构示意图；
图4为实施例1中踝关节支撑架的连接示意图。
图中标号说明：
1、踝关节支撑架；2、脚踝连接座；21、第一端；22、第二端；23、凸块；3、储能脚板；31、上脚板；32、下脚板；33、下沉槽；4、第一弹性限位器；5、第二弹性限位器；6、标准连接件。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本申请为了完美地实现步态运动特性，通过踝关节支撑架1与脚踝连接座2铰接模拟仿生踝关节转动。并为了防止脚踝连接座2与储能脚板3脚面发生相对滑移，在上脚板31表面设置下沉槽33，即在储能脚板3脚面上设置下沉槽33，脚踝连接座2下表面的凸块23与下沉槽33匹配嵌合，以便于脚踝连接座2更好地贴合上脚板31。
为了更好的上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供一种踝关节假肢，包括：储能脚板3，其具有相对的脚掌和脚面；脚踝连接座2，其固定安装在脚面上，其沿脚面轴向具有相对的第一端21和第二端22；踝关节支撑架1，其底端与脚踝连接座2中部铰接；第一弹性限位器4，其一端与第一端21铰接，另一端与踝关节支撑架1铰接；第二弹性限位器5，其一端与第二端22铰接，另一端与踝关节支撑架1铰接，用于搭配所述第一弹性限位器4共同约束踝关节支撑架1与脚踝连接座2之间的转动。
具体的，脚踝连接座2侧面呈“山字形”结构，侧面的两端即脚踝连接座2的轴向分别为第一端21和第二端22，中间区域凸起与两端，以便于与踝关节支撑架1铰接。踝关节支撑架1具有叉状结构，其具有间隔设置的叉板，叉板之间的间隙为第一弹性限位器4和第二弹性限位器5的铰接提供容纳的空间。第一弹性限位器4的另一端与脚踝连接座2的第一端21铰接，第二弹性限位器5的另一端与脚踝连接座2的第二端22铰接。第一弹性限位器4和第二弹性限位器5分属于踝关节支撑架1的两侧，从两侧分别对踝关节支撑架1进行限定。即第一弹性限位器4和第二弹性限位器5共同约束踝关节支撑架1与脚踝连接座2之间的转动
进一步的，踝关节支撑架1的上端设有标准连接件6；标准连接件6用于适配假肢连接器。
具体的，标准连接件6的中心轴与踝关节支撑架1的中心轴共线。
进一步的，如图3所示，储能脚板3包括上脚板31和下脚板32，上脚板31的一端与下脚板32的一端一体成型，上脚板31的另一端与下脚板32的另一端之间存在夹角。
具体的，上脚板31的上表面即为储能脚板3的脚面，下脚板32的下表面即为储能脚板3的脚掌。其中，上脚板31与下脚板32一体成型区域组成前脚掌，下脚板32的另一端组成后脚掌。
进一步的，上脚板31与下脚板32之间的夹角小于60°，进一步的，上脚板31与下脚板32之间的夹角为30-50°。
更进一步的，本实施例中上脚板31与下脚板32之间的夹角为30°。
进一步的，如图4所示，上脚板31表面上设有下沉槽33，脚踝连接座2的底表面对应下沉槽33设有凸块23。
进一步的，储能脚板3的主体材料为碳纤维。
进一步的，第一弹性限位器4和第二弹性限位器5均为弹簧。
其工作原理是，人体在水平路面行走的步态变化可认为是一个周期性的重复运动,即为步态周期过程。步态周期过程,又可将站立阶段分为控制预屈(CP)、背屈阶段(CD)和动力跖屈(PP)三个阶段，现根据不同阶段分别进行动作阐述：
控制预屈阶段：即人行走时起步阶段中脚跟落地的过程，其先由下脚板32的后端接触地面，即储能脚板3根部接触地面，动力势能由上脚板31与下脚板32之间的结构性能吸收。之后下脚板32脚掌部分由后向前逐渐贴合地面。
背屈阶段：该过程中储能脚板3不动，踝关节支撑架1沿其与脚踝连接座2的铰接点转动而前倾，第二弹性限位器5压缩，第一弹性限位器4伸长。
动力跖屈阶段：该过程中，储能脚板3的根部先抬起，即下脚板32后端抬起，下脚板32前端弯曲，第二弹性限位器5进一步压缩，第一弹性限位器4进一步伸长。
实施例2
本实施例不同于实施例1之处在于，本实施例中的第一弹性限位器4和第二弹性限位器5均为弹片。
在本实施例中，上脚板31与下脚板32之间的夹角为50°。
以上就本实用新型较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本实用新型独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种踝关节假肢，其特征在于，包括：
储能脚板(3)，其具有相对的脚掌和脚面；
脚踝连接座(2)，其固定安装在所述脚面上，其沿脚面轴向具有相对的第一端(21)和第二端(22)；
踝关节支撑架(1)，其底端与所述脚踝连接座(2)中部铰接；
第一弹性限位器(4)，其一端与所述第一端(21)铰接，另一端与所述踝关节支撑架(1)铰接；
第二弹性限位器(5)，其一端与所述第二端(22)铰接，另一端与所述踝关节支撑架(1)铰接，用于搭配所述第一弹性限位器(4)共同约束所述踝关节支撑架(1)与所述脚踝连接座(2)之间的转动。
2.根据权利要求1所述的踝关节假肢，其特征在于：所述踝关节支撑架(1)的上端设有标准连接件(6)。
3.根据权利要求1所述的踝关节假肢，其特征在于：所述储能脚板(3)包括上脚板(31)和下脚板(32)，上脚板(31)的一端与下脚板(32)的一端一体成型，上脚板(31)的另一端与下脚板(32)的另一端之间存在夹角。
4.根据权利要求3所述的踝关节假肢，其特征在于：所述上脚板(31)与下脚板(32)之间的夹角小于60°。
5.根据权利要求3所述的踝关节假肢，其特征在于：所述上脚板(31)表面上设有下沉槽(33)，所述脚踝连接座(2)的底表面对应所述下沉槽(33)设有凸块(23)。
6.根据权利要求1-5任一所述的踝关节假肢，其特征在于：所述储能脚板(3)的主体材料为碳纤维。
7.根据权利要求1所述的踝关节假肢，其特征在于：所述第一弹性限位器(4)和第二弹性限位器(5)均为弹簧或弹片。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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