CN2542221Y - 自动迈步式假腿 - Google Patents

Abstract

一种自动迈步式假腿，用于断腿人。主要包括上连接部、上膝关节、下膝关节、膝关节中轴、膝关节轴承、下连接部、连接卡子、小腿和脚等，其特点是在其内部还安装有弹簧、下膝关节松紧装置、脚关节传动装置、锁定装置及缓冲装置等。能使小腿自动迈步；行走过程稳定可靠；与真腿的行走过程和速度更接近、更自然；同时具有结构简单，制作、维修方便，成本低等特点。

Description

自动迈步式假腿

本实用新型涉及假肢技术，特别涉及假腿技术。

目前，有关假腿的种类很多，有轴式结构，还有四连杆结构等，在一定程度上，解决了断腿人的行走问题，但普遍存在的问题是：一、小腿不能自动迈步，行走困难，二、两条腿即假腿与真腿的行走速度差别较大，动作不自然，不美观。因此，断腿人的行走还有很多不便。

本实用新型的目的在于设计一种能够使小腿自动迈步的自动迈步式假腿。

本实用新型的目的在于设计一种能够使小腿自动迈步而且行走过程较稳定可靠的自动迈步式假腿。

本实用新型的目的在于设计一种能够使小腿自动迈步、行走过程较稳定可靠而且行走速度与真腿更接近的自动迈步式假腿。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型主要包括上连接部、上膝关节、下膝关节、膝关节中轴、膝关节轴承、下连接部、连接卡子、小腿和脚等部分，上膝关节、下膝关节、下连接部、小腿和脚均为上下相通的亮体，上膝关节和下膝关节的水平横截面为矩形，下连接部和小腿的水平横截面为圆形，在上膝关节内部，有两个相同的平面形膝关节连接板，平行相对、左右对称的分别靠近上膝关节的左右侧面并与其固接，该膝关节连接板上，有相同并同心的通孔，该通孔与膝关节中轴配合；其特点是在其内部有弹簧、下膝关节松紧装置和脚关节传动装置等；所述的弹簧，其上端位于膝关节中轴的前下方，与膝关节连接板相连，其下端不超出下膝关节；所述的下膝关节松紧装置主要包括挡板和膝关节传动杆；挡板为水平配置的平面形板，与下膝关节固接，其上有上下通孔；膝关节传动杆为一个下端头直径大的阶梯直径的杆体，挡板上的通孔直径小于膝关节传动杆下端头直径；膝关节传动杆的外径与挡板通孔配合，其上端与弹簧的下端连接，其下端头大直径的上端面与挡板的下平面相接触；所述的脚关节传动装置主要包括脚底传动杆、传动杠杆、脚关节传动轴、杠杆铰接轴及杠杆支撑杆等，脚底传动杆和传动杠杆及杠杆支撑杆均为直杆体，脚底传动杆的上端与弹簧的下端连接，其下端位于脚内与脚关节传动轴铰接，所述的脚的脚底前端的一部分与脚底是断开的，脚底前端的一部分为前脚底，传动杠杆在脚内，其一端与前脚底相固接，另一端与脚关节传动轴铰接；杠杆支撑杆，其下端与脚底固接其上端与左右水平配置的杠杆铰接轴固接，传动杠杆的中部下方与杠杆铰接轴铰接。

本实用新型还可以这样实现：

在上述技术方案的基础上，其特点是在其内部有一个锁定装置，所述的锁定装置主要包括传动板、支杆、支杆铰接轴、锁挡、锁板、锁板铰接轴及锁板固定轴等；所述的传动板和锁板为矩形平面体，传动板与锁板均与下膝关节的前面相平行、并与水平面相垂直、前后配置，传动板的下端与脚底传动杆固接，其上端与左右水平配置的支杆铰接轴固接；锁板的下端与左右水平配置的锁板固定轴铰接，锁板固定轴的两端分别与下膝关节的左右侧面固接，锁板的前面左右水平固接有锁板铰接轴；支杆位于传动板和锁板之间，其一端与支杆铰接轴铰接，另一端向下倾斜，并与锁板前面的锁板铰接轴铰接；锁挡为两个相同的矩形平面体，位于膝关节中轴的后下方，等高、左右对称的分别与膝关节连接板水平固接，并使其后端与下膝关节的后侧面等距，这两个矩形平面的后端面下部有左右相通、相同的矩形缺口，锁板上端的前面与端面分别置于该缺口内。

本实用新型还可以这样实现：

在上述技术方案的基础上，其特点是在其内部有一个缓冲装置，所述的缓冲装置主要由油缸和置于其内的活塞及活塞杆构成，活塞杆与脚底传动杆平行固接，油缸与下膝关节固接，在活塞上有通孔，使有活塞杆腔和无活塞杆腔相通。

在上述技术方案的基础上，其特点还在于所述的缓冲装置的活塞杆朝下，在油缸内活塞的上方有与其相平行的平面形的隔板，该隔板与油缸的内柱面密闭固接，该隔板上有通孔。

在上述技术方案的基础上，其特点还在于所述的油缸为气缸。

本实用新型还可以这样实现：

在上述技术方案的基础上，其特点还在于所述的弹簧的上端与上膝关节连接，其下端位于上膝关节内，所述的缓冲装置的油缸与上膝关节固接，所述的脚底传动杆和膝关节传动杆靠近膝关节中轴的一段为柔性链条。

在上述技术方案的基础上，其特点还在于所述的脚关节传动装置主要包括脚底传动杆、固定轴、导向轮及调控弹簧等，所述的小腿的后侧面上有通孔；所述的小腿内，有一个左右水平配置的固定轴，其两端与小腿的左右侧面固接，其外柱面与一个内部沿轴向有通孔的圆轴形的导向轮的通孔配合，所述的脚底传动杆与导向轮相接触，且与导向轮相接触的一段为柔性链条，其下端穿过小腿的通孔向外与脚后端的脚底连接；所述的脚前调控柱为圆柱体，其下端面与脚底固接，其上端面到脚底的高度小于前脚底到脚面的高度；所述的调控弹簧套在脚前调控柱的外柱面上。

本实用新型的主要特点：

1、由于本实用新型设计了弹簧、下膝关节松紧装置和脚关节传动装置等，当脚前部踏地受力时，弹簧向下伸长，下膝关节松紧装置的膝关节传动杆下移，下膝关节带动小腿自动回弯；当脚前抬起时，弹簧复原，下膝关节松紧装置拉紧，使小腿伸直，从而达到了小腿自动迈步的目的。

2、由于本实用新型设计了锁定装置的结构，当锁定装置打开时，即弹簧伸长时，下膝关节才能回弯；当锁定装置处于锁定状态时，即弹簧复原时，下膝关节不能回弯，从而增加了行走过程的可靠性和稳定性。

3、由于本实用新型设计了缓冲缸的结构，有效地控制了弹簧复原和伸长的速度，使断腿人假腿和真腿的行走速度更接近。

4、由于本实用新型设计了活塞杆上方加隔板的结构，从而可以降低制造成本，还可以减轻重量。

5、基于以上结构特点，本实用新型能实现小腿自动迈步，行走方便、稳定可靠，较接近正常人，而且结构简单，制作、维修方便，成本低。

附图说明：

图1：本实用新型实施例1的结构示意图。

图2：本实用新型实施例2的结构示意图。

图3：本实用新型实施例2的A向视图。

图4：本实用新型实施例3和实施例4的结构示意图。

图5：本实用新型实施例5的结构示意图。

图6：本实用新型实施例6的结构示意图。

图7：本实用新型的动作原理图。

1、上膝关节，2、下膝关节，3、膝关节连接板，4、膝关节中轴，5、膝关节轴承，6、上连接部，7、下连接部，8、连接卡子，9、小腿，10、弹簧固定装置，11、弹簧，12、膝关节传动杆，13、挡板，14、脚底传动杆，15、传动杠杆，16、杠杆支撑杆，17、脚面，18、脚底，19、前脚底20、脚关节中轴，21、脚底连接板，22、脚面和小腿连接板，23、脚后调控柱，24、脚前调控柱，25、传动板，26、支杆，27、支杆铰接轴，28、锁挡，29、锁板，30、锁板铰接轴，31、锁板固定轴，32、油缸，33、活塞，34、活塞杆固接件，35、缓冲缸固定板，36、膝关节传动中间链，37、脚底传动中间链，38、杠杆铰接轴，39、导向轮，40、脚关节轴承，41、轴承卡子，42、调控弹簧，43、脚关节传动轴，44、活塞杆，45、隔板，46、固定轴。

下面将结合附图对本实用新型作进一步描述：

实施例1：参见图1。

本实用新型主要包括上连接部6、上膝关节1、下膝关节2、膝关节连接板3、膝关节中轴4、膝关节轴承5、下连接部7、连接卡子8、小腿9、脚面和小腿连接板22、脚、弹簧11、下膝关节松紧装置及脚关节传动装置等部分。

上膝关节1、下膝关节2、下连接部7、小腿9和脚均为上下相通的壳体。上膝关节1和下膝关节2的水平横截面为矩形，下连接部7和小腿9的水平横截面为圆形，在上膝关节1内部的两个相同的平面形膝关节连接板3，平行相对、左右对称的分别靠近上膝关节1的左右侧面并与其固接，在膝关节连接板3上，有相同并同心的通孔，该通孔与膝关节中轴4配合；膝关节轴承5也与膝关节中轴4配合。

脚包括脚面17、脚底18、前脚底19、脚前调控柱24、脚后调控柱23、脚底连接板21及脚关节中轴20等。脚底18与前脚底19是断开的，脚关节中轴20的外柱面分别与脚面和小腿连接板22及脚底连接板21配合。

弹簧11的上端位于膝关节中轴4的前下方，通过弹簧固定装置10与膝关节连接板3相连；其下端不超出下膝关节2。

下膝关节松紧装置主要包括挡板13和膝关节传动杆12；挡板13为水平配置的平面形板，与下膝关节2固接，其上有上下通孔；膝关节传动杆12为一个下端头直径大的阶梯直径的杆体，挡板13上的通孔直径小于膝关节传动杆12下端头直径；膝关节传动杆12的外径与挡板13的通孔配合，其上端与弹簧11的下端连接，其下端头大直径的上端面与挡板13的下平面相接触。

脚关节传动装置主要包括脚底传动杆14、传动杠杆15、脚关节传动轴43、杠杆铰接轴38及杠杆支撑杆16等，脚底传动杆14和传动杠杆15及杠杆支撑杆16均为直杆体，脚底传动杆14的上端与弹簧11的下端连接，其下端位于脚内与脚关节传动轴43铰接，传动杠杆16在脚内，其一端与前脚底19相固接，另一端与脚关节传动轴43铰接；杠杆支撑杆16，其下端与脚底18固接，其上端与左右水平配置的杠杆铰接轴38固接，传动杠杆15的中部下方与杠杆铰接轴38铰接。

实施例2：参见图2和图3。

在实施例1的基础上，增加了一个锁定装置。锁定装置主要包括传动板25、支杆26、支杆铰接轴27、锁挡28、锁板29、锁板铰接轴30及锁板固定轴31等。传动板26和锁板29为矩形平面体，传动板26与锁板29均与下膝关节2的前面相平行、并与水平面相垂直、前后配置，传动板25的下端与脚底传动杆14固接，其上端与左右水平配置的支杆铰接轴27固接；锁板29的下端与左右水平配置的锁板固定轴31铰接，锁板固定轴31的两端分别与下膝关节2的左右侧面固接，锁板29的前面左右水平固接有锁板铰接轴30；支杆26位于传动板25和锁板29之间，其一端与支杆铰接轴27铰接，另一端向下倾斜，并与锁板29前面的锁板铰接轴30铰接；锁挡28为两个相同的矩形平面体，位于膝关节中轴4的后下方，等高、左右对称的分别与膝关节连接板3水平固接，并使其后端与下膝关节2的后侧面等距，这两个矩形平面的后端面下部有左右相通、相同的矩形缺口，锁板29上端的前面与端面分别置于该缺口内。

实施例3：参见图4。

在实施例2的基础上，增加了一个缓冲装置。缓冲装置主要由油缸32和置于其内的活塞33及活塞杆44构成，活塞杆44与脚底传动杆14通过活塞杆固接件34平行固接，缓冲装置位于缓冲缸固定挡35的下方、与下膝关节2固接，在活塞33上有通孔，使有活塞杆腔和无活塞杆腔相通。

实施例4：参见图4。

在实施例3中，将缓冲装置的活塞杆44朝下，在油缸32内活塞33的上方有与其相平行的平面形的隔板45，隔板45与油缸32的内柱面密闭固接，隔板45上有通孔。这样制作，可简化缓冲装置的制造工艺，降低成本。

该实施例的油缸也可为气缸。有关油缸、活塞、活塞杆等构件的具体结构、连接关系、密封、安装等均属现有技术，故不重述。

实施例5：参见图5。

在实施例4的基础上，可将弹簧11的上端与上膝关节1通过弹簧固定装置10连接，其下端位于上膝关节1内，缓冲装置的油缸32与上膝关节1固接，脚底传动杆14和膝关节传动杆12靠近膝关节中轴4的一段为柔性链条(图5中的膝关节传动中间链36和脚底传动中间链37)。

实施例6：参见图6。

在实施例4的基础上，脚关节传动装置主要包括脚底传动杆14、固定轴46、导向轮39及调控弹簧42等，小腿9的后侧面上有通孔；固定轴46在小腿9内，左右水平配置，其两端与小腿9的左右侧面固接，其外柱面与内部沿轴向有通孔的圆轴形的导向轮39的通孔配合，脚底传动杆14与导向轮39相接触，且与导向轮39相接触的一段为柔性链条(图6中的脚底传动中间链37)，其下端穿过小腿9的通孔向外与脚后端的脚底18连接；脚前调控柱24为圆柱体，其下端面与脚底18固接，其上端面到脚底18的高度小于脚底18到脚面17的高度；调控弹簧42套在脚前调控柱24的外柱面上。

在此实施例中为减小脚关节中轴20的磨损，可将脚底连接板21取消，由脚关节轴承40和轴承卡子41替换，轴承卡子41与脚底18固接，轴承40与脚关节中轴20配合。

在上述实施例中除弹簧、轴承等构件须采用金属材料外，其它构件选用金属、铝合金、塑料、玻璃钢、钛炭素钢等材料均可，调控柱也可采用橡胶制作。

参见图7，本实用新型的动作原理如下：

当脚踏地时，前脚底19受力，使传动杠杆15的前端受到一个向上的力，根据杠杆原理，脚底传动杆14下移，使与其相连的弹簧11伸长，此时，下膝关节松紧装置松动(即膝关节传动杆12的下端头大直径的上端面与挡板13的下平面之间有距离)，使下膝关节2绕膝关节中轴4转动，小腿自动回弯；当弹簧11复原时，使下膝关节松紧装置复位、拉紧，小腿伸直，从而达到小腿能自动迈步的目的。

同时，由于弹簧11伸长，脚底传动杆14也带动传动板25下移，支杆26向后支，使锁板29外移(即脱开锁挡28)，小腿自动回弯；当小腿9伸直时，锁定装置的锁板复位，此时，小腿不能回弯，从而增加了行走过程的可靠性和稳定性。

当弹簧11复原时，脚底传动杆14带动活塞杆44上移，活塞杆44带动活塞33上移，由于油缸内无活塞杆腔中的介质的件用，活塞杆44上移的速度得到缓冲，弹簧11复原的速度得到缓冲，膝关节传动杆12和脚底传动杆14上移的速度得到缓冲，使小腿伸直的速度得到缓冲，从而使断腿人的假腿与真腿的行走速度更接近，看起来更自然。

Claims (7)

1、一种自动迈步式假腿，主要包括上连接部、上膝关节、下膝关节、膝关节中轴、膝关节轴承、下连接部、连接卡子、小腿和脚等部分，上膝关节、下膝关节、下连接部、小腿和脚均为上下相通的壳体，上膝关节和下膝关节的水平横截面为矩形，下连接部和小腿的水平横截面为圆形，在上膝关节内部，有两个相同的平面形膝关节连接板，平行相对、左右对称的分别靠近上膝关节的左右侧面并与其固接，该膝关节连接板上，有相同并同心的通孔，该通孔与膝关节中轴配合；其特征在于在其内部有弹簧、下膝关节松紧装置和脚关节传动装置等；所述的弹簧，其上端位于膝关节中轴的前下方，与膝关节连接板相连，其下端不超出下膝关节；所述的下膝关节松紧装置主要包括挡板和膝关节传动杆；挡板为水平配置的平面形板，与下膝关节固接，其上有上下通孔；膝关节传动杆为一个下端头直径大的阶梯直径的杆体，挡板上的通孔直径小于膝关节传动杆下端头直径；膝关节传动杆的外径与挡板通孔配合，其上端与弹簧的下端连接，其下端头大直径的上端面与挡板的下平面相接触；所述的脚关节传动装置主要包括脚底传动杆、传动杠杆、脚关节传动轴、杠杆铰接轴及杠杆支撑杆等，脚底传动杆和传动杠杆及杠杆支撑杆均为直杆体，脚底传动杆的上端与弹簧的下端连接，其下端位于脚内与脚关节传动轴铰接，所述的脚的脚底前端的一部分与脚底是断开的，脚底前端的一部分为前脚底，传动杠杆在脚内，其一端与前脚底相固接，另一端与脚关节传动轴铰接；杠杆支撑杆，其下端与脚底固接，其上端与左右水平配置的杠杆铰接轴固接，传动杠杆的中部下方与杠杆铰接轴铰接。

2、根据权利要求1所述的一种自动迈步式假腿，其特征在于在其内部有一个锁定装置，所述的锁定装置主要包括传动板、支杆、支杆铰接轴、锁挡、锁板、锁板铰接轴及锁板固定轴等；所述的传动板和锁板为矩形平面体，传动板与锁板均与下膝关节的前面相平行、并与水平面相垂直、前后配置，传动板的下端与脚底传动杆固接，其上端与左右水平配置的支杆铰接轴固接；锁板的下端与左右水平配置的锁板固定轴铰接，锁板固定轴的两端分别与下膝关节的左右侧面固接，锁板的前面左右水平固接有锁板铰接轴；支杆位于传动板和锁板之间，其一端与支杆铰接轴铰接，另一端向下倾斜，并与锁板前面的锁板铰接轴铰接；锁挡为两个相同的矩形平面体，位于膝关节中轴的后下方，等高、左右对称的分别与膝关节连接板水平固接，并使其后端与下膝关节的后侧面等距，这两个矩形平面的后端面下部有左右相通、相同的矩形缺口，锁板上端的前面与端面分别置于该缺口内。

3、根据权利要求2所述的一种自动迈步式假腿，其特征在于在其内部有一个缓冲装置，所述的缓冲装置主要由油缸和置于其内的活塞及活塞杆构成，活塞杆与脚底传动杆平行固接，油缸与下膝关节固接，在活塞上有通孔，使有活塞杆腔和无活塞杆腔相通。

4、根据权利要求3所述的一种自动迈步式假腿，其特征在于所述的缓冲装置的活塞杆朝下，在油缸内活塞的上方有与其相平行的平面形的隔板，该隔板与油缸的内柱面密闭固接，该隔板上有通孔。

5、根据权利要求4所述的一种自动迈步式假腿，其特征在于所述的弹簧的上端与上膝关节连接，其下端位于上膝关节内，所述的缓冲装置的油缸与上膝关节固接，所述的脚底传动杆和膝关节传动杆靠近膝关节中轴的一段为柔性链条。

6、根据权利要求4所述的一种自动迈步式假腿，其特征在于所述的油缸为气缸。

7、根据权利要求4所述的一种自动迈步式假腿，其特征在于所述的脚关节传动装置主要包括脚底传动杆、固定轴、导向轮及调控弹簧等，所述的小腿的后侧面上有通孔；所述的小腿内，有一个左右水平配置的固定轴，其两端与小腿的左右侧面固接，其外柱面与一个内部沿轴向有通孔的圆轴形的导向轮的通孔配合，所述的脚底传动杆与导向轮相接触，且与导向轮相接触的一段为柔性链条，其下端穿过小腿的通孔向外与脚后端的脚底连接；所述的脚前调控柱为圆柱体，其下端面与脚底固接，其上端面到脚底的高度小于前脚底到脚面的高度；所述的调控弹簧套在脚前调控柱的外柱面上。

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