專利名稱：無干擾安全義肢關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無干擾安全義肢關(guān)節(jié)，尤指一種應(yīng)用于殘障 人士的人工義肢關(guān)節(jié)。
背景技術(shù)：
為了改善殘障人士于行動(dòng)上的不便，陸續(xù)有許多種人工義肢關(guān)節(jié) 問世。該等人工義肢關(guān)節(jié)的作用如同腳膝蓋一般，該等人工義肢關(guān)節(jié) 上端連接于大腿，下端連接于小腿義肢，目的是讓小腿義肢能彎曲行 走，能更接近人腳的走路模式，增加行走的靈活度。
請(qǐng)參閱圖1，現(xiàn)有義肢關(guān)節(jié)具有一小腿連接裝置1 a、 一緩沖裝 置2 a 、 一迫緊裝置3 a及一上蓋4 a 。該迫緊裝置3 a后端套設(shè)于 該小腿連接裝置l a頂端的固定軸l 1 a，該上蓋4 a用以連接腿， 該上蓋4 a具有一前臂4 1 a 、 一后臂4 2a及一調(diào)整裝置4 3 a 。 該前臂4 1 a中間橫設(shè)有一軸桿4 4 a，該軸桿4 4 a穿過該迫緊裝 置3 a前端，該后臂4 2 a樞接于該緩沖裝置2 a的頂端。該迫緊裝 置3 a前方頂部與該上蓋4 a仍留有一空隙。
當(dāng)殘障人士站立時(shí)，大腿產(chǎn)生的向下力量F2 (如圖2)，該上蓋 4 a產(chǎn)生以軸桿4 4 a為軸心的順時(shí)針動(dòng)作力矩M，此時(shí)該調(diào)整裝置 4 3 a的楔形塊4 5 a壓下該迫緊裝置3 a而夾緊于該固定軸1 1 a，防止義肢關(guān)節(jié)彎曲而使人得以站立。
請(qǐng)參閱圖2，當(dāng)義肢關(guān)節(jié)彎曲時(shí)，亦是靠該軸桿4 4 a向上帶動(dòng)， 容易向上扳動(dòng)該迫緊裝置3 a而產(chǎn)生剎住的動(dòng)作。因此，該迫緊裝置 3 a通常加上一彈簧3 1 a以產(chǎn)生一撐開力量FS，來抵抗彎曲時(shí)剎 住的情形。然而，當(dāng)調(diào)整設(shè)定好該彈簧3 1 a的撐開力量后，在快速 行走時(shí)，其瞬間擺動(dòng)力矩加大，又會(huì)產(chǎn)生迫緊義肢關(guān)節(jié)的情形，造成 快速行走時(shí)的困擾。
但，上述現(xiàn)有的人工義肢關(guān)節(jié)，不易兼顧該人工義肢關(guān)節(jié)的迫緊 度及靈活度，不適用于高活動(dòng)量或快速前進(jìn)的動(dòng)作。此外，當(dāng)小腿義 肢著地承受人體重力時(shí)，該上蓋4 a受一反作用力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，容易造 成人工義肢關(guān)節(jié)不正常的彎曲，導(dǎo)致安全上地疑慮。
本實(shí)用新型發(fā)明人有感上述缺陷的可改善之處，潛心研究并配合 學(xué)理的運(yùn)用，終于提出一種設(shè)計(jì)合理且有效改善上述缺陷的本實(shí)用新型。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的，在于可提供一種無干擾安全義肢關(guān)節(jié)， 能增加殘障人士行走的靈活度及安全性。
為了達(dá)成上述的目的，本實(shí)用新型提供一種無干擾安全義肢關(guān)節(jié)， 包括 一小腿連接裝置，該小腿連接裝置具有一本體、 一底座、 一驅(qū) 動(dòng)件及一回復(fù)裝置，該本體內(nèi)壁圍成一容置室，該底座由該本體一端 延伸，該回復(fù)裝置置于該容置室，且該回復(fù)裝置一端與該驅(qū)動(dòng)件固接， 另一端與該本體樞接； 一大腿連接裝置，該大腿連接裝置具有一接合 部及一座體，該接合部一端設(shè)有一大腿鎖固件，另一端延伸出該座體， 該驅(qū)動(dòng)件一端固接該回復(fù)裝置，另一端樞接該座體； 一制動(dòng)件，該制 動(dòng)件置于該容置室，且該制動(dòng)件固接該大腿連接裝置； 一剎車轂，該 剎車轂置于該容置室，該剎車轂具有一第一樞接孔及一第一固定部， 該第一固定部設(shè)有一第三鎖固孔，該第三鎖固孔固接于該制動(dòng)件；以 及一剎車軸，該剎車軸穿過該第一樞接孔，且固接于該小腿連接裝置。
本實(shí)用新型具有以下的有益效果-
一、 當(dāng)殘障人士身體重心位置位于無干擾安全義肢關(guān)節(jié)后方時(shí)， 制動(dòng)件抵頂剎車轂，使得第一樞接孔內(nèi)壁壓迫剎車軸，避免義肢關(guān)節(jié) 不正常的彎曲，提高使用上的安全性。
二、 當(dāng)殘障人士身體重心位置位于無干擾安全義肢關(guān)節(jié)前方時(shí)， 剎車轂?zāi)芟鄬?duì)于剎車軸作轉(zhuǎn)動(dòng)，無干擾的情形產(chǎn)生，提高殘障人士行 走的靈活度。
為使能更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下 有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明與附圖，然而所附附圖僅提供參考與說明 用，并非用來對(duì)本實(shí)用新型加以限制。


圖1為現(xiàn)有義肢關(guān)節(jié)的側(cè)視圖2為現(xiàn)有義肢關(guān)節(jié)的迫緊裝置的力量作用示意圖； 圖3為本實(shí)用新型義肢關(guān)節(jié)的立體分解圖； 圖4為本實(shí)用新型義肢關(guān)節(jié)的立體組合圖5為本實(shí)用新型義肢關(guān)節(jié)的制動(dòng)件及剎車轂的力量作用示意
圖6為本實(shí)用新型義肢關(guān)節(jié)無干擾狀態(tài)下的制動(dòng)件及剎車轂的剖
面圖7為本實(shí)用新型義肢關(guān)節(jié)另一無干擾狀態(tài)下的制動(dòng)件及剎車轂的剖面圖。
主要元件附圖標(biāo)記說明
小腿連接裝置 1 a
固定軸
迫緊裝置 彈簧 3
上蓋4 a 前臂 4
1 1
2 3
3 a 1 a
4 3a 楔形塊4 5 a F 2 向下力量 M 動(dòng)作力矩 F S 撐開力量
小腿連接裝置 1 本體1 1
第二樞接孔11 第三樞接孔11 小腿固定槽 定位槽1 3 驅(qū)動(dòng)件1 5 第二樞接桿17 大腿連接裝置 2 接合部2 1 大腿鎖固件 第一調(diào)整螺孔 第二固定部
1 2
1 4
2 1 1 3
2 1 2
2 2 1
2 2 2 、
2 2 2 1
第四鎖固孔 2 2 2 2 連接部2 2 3
第一調(diào)整螺栓2 2 4 制動(dòng)件 3
第一鎖固孔31 滑軌3 3
第二調(diào)整螺孔 3 3 2 抵頂件3 3 4
第四螺孔3 4 2
4 2a 軸桿4 4a
1 2 -1 4 '
1 1
停止凸緣 底座1 2 小腿鎖固孔
第一樞接桿
1
1 1 3
1 2 2 1 4 1 6
第一螺孔 211 座體2 2
2 2 2"
2 2 2 2 -
連接孔2 2 3 1
第二鎖固孔 3 2
停止面3 3 1
第二調(diào)整螺栓 3 3 3
第三螺孔3 4 1
第一鎖固件 3 5第一轉(zhuǎn)軸 3 5 1 第一凹槽 3 5 3 第二轉(zhuǎn)軸 3 6 1 第二凹槽 3 6 3 剎車轂 4
第一樞接孔41 第一固定部4 2、 42， 第三鎖固孔4 2 1、 4 2 抵頂部4 3 剎車軸 5
第二螺孔51 螺桿5 3、 53' M a
F a 機(jī) La E b
D
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖3與圖4，本實(shí)用新型的無干擾安全義肢關(guān)節(jié)，包括 一小腿連接裝置l、 一大腿連接裝置2、 一制動(dòng)件3、 一剎車轂4及 一剎車軸5 。
小腿連接裝置1具有一略呈U形薄殼的本體1 1，本體l l一端 延伸出一底座l 2，底座l 2具有一小腿固定槽1 2 l及一小腿鎖固 孔l 2 2，小腿固定槽l 2 l用以套接一小腿義肢，且借助小腿鎖固 孔1 2 2將小腿義肢鎖固于小腿連接裝置1 。本體1 1內(nèi)壁圍成一容 置室1 1 1 ，容置室1 1 1收容一回復(fù)裝置1 4 ，回復(fù)裝置1 4可以 是一回復(fù)彈簧，或更包括一缸體、 一壓縮活塞及一調(diào)整底塞所構(gòu)成的 活塞溝件?；貜?fù)裝置l 4頂部固接一驅(qū)動(dòng)件1 5—端。該本體l l兩 側(cè)面頂部分別設(shè)有一互相對(duì)應(yīng)的第二樞接孔112、 112，及一對(duì) 對(duì)應(yīng)于第二樞接孔112、 112，的定位槽13、 1 3 ，。本體1 1 兩側(cè)面底部亦分別設(shè)有一互相對(duì)應(yīng)的第三樞接孔l 1 4、 1 1 4，，回 復(fù)裝置l4底部借助一第二樞接桿17樞接于該對(duì)第三樞接孔11 4 、 114，。本體1 1內(nèi)壁凸設(shè)有一停止凸緣113。
大腿連接裝置2具有一接合部2 1，接合部2 l頂面設(shè)有第一螺 孔2 1 1，第一螺孔2 1 l螺接一大腿鎖固件2 1 2，大腿鎖固件2
第一螺柱 3 5 2 第二鎖固件 3 6 第二螺柱3 6 2
第二容置槽 4 2 2 抵頂槽4 3 1
定位部5 2 、 5 2
力聯(lián)線
矩觸心直角離
力接中垂夾距1 2連接于大腿。該接合部2 l底面延伸出一座體2 2，座體2 2設(shè) 有一第一調(diào)整螺孔2 2 1 ，第一調(diào)整螺孔2 2 l螺接一第一調(diào)整螺栓
2 2 4，第一調(diào)整螺栓2 2 4內(nèi)部為彈性材質(zhì)制成，當(dāng)?shù)谝徽{(diào)整螺栓 2 2 4底面與剎車轂4外緣相接觸時(shí)，具有減震的效果。座體2 2 — 端的兩側(cè)面分別延伸出一第二固定部2 2 2 、 2 2 2 ，，座體2 2另一 端延伸出一連接部2 2 3，該對(duì)第二固定部2 2 2 、 2 2 2，與座體
2 2包圍成一第一容置槽2 2 2 1，該對(duì)第二固定部2 2 2 、 2 2 2， 分別設(shè)有一第四鎖固孔2 2 2 2 、 2 2 2 2，。 連接部2 2 3設(shè)有一 連接孔2 2 3 1，連接孔2 2 3 1借助一第一樞接桿1 6樞接該驅(qū)動(dòng) 件l 5另一端。
制動(dòng)件3置于該容置室111，制動(dòng)件3具有一第一鎖固孔3 1 、 一第二鎖固孔3 2 、 一第一鎖固件3 5及一第二鎖固件3 6 ，第一鎖 固件3 5與第二鎖固件3 6分別相配于第一鎖固孔3 l及第二鎖固孔
3 2 。第一鎖固件3 5具有一第一轉(zhuǎn)軸3 5 1及一第一螺柱3 5 2， 第二鎖固件3 6具有一第二轉(zhuǎn)軸3 6 l及一第二螺柱3 6 2 。制動(dòng)件 3頂面設(shè)有一滑軌3 3，滑軌3 3設(shè)有一第二調(diào)整螺孔3 3 2，且滑 軌3 3 —端具有一停止面3 3 1。第二調(diào)整螺孔3 3 2螺接一第二調(diào) 整螺栓3 3 3，第二調(diào)整螺栓3 3 3與一抵頂件3 3 4相接觸。
該剎車轂4置于該容置室1 1 1，剎車轂4具有一第一樞接孔4 1，第一樞接孔4 l兩面分別延伸出一第一固定部4 2、 4 2，，該對(duì) 第一固定部4 2、 4 2，與第一樞接孔4 l外緣面圍成一第二容置槽
4 2 2，該對(duì)第一固定部42、 42，分別設(shè)有一第三鎖固孔421、 4 2 1'，第一樞接孔4 l外緣面突設(shè)一抵頂部4 3且抵頂部4 3位于 該第二容置槽4 2 2，抵頂部4 3設(shè)有一抵頂槽431，抵頂槽4 3 1放置抵頂件3 3 4 。
該剎車軸5置于剎車轂4的第一樞接孔4 1 ，剎車軸5兩端分別 凸設(shè)一定位部5 2、 52'，該對(duì)定位部52、 52，的大小及形狀分 別對(duì)應(yīng)于小腿連接裝置l的定位槽l 3、 13'，該對(duì)定位部5 2、 5
2 '設(shè)有一貫穿該剎車軸5兩端的第二螺孔5 1 。
組裝時(shí)，剎車軸5置于剎車轂4的第一樞接孔4 1，借助一對(duì)螺 桿5 3 、 5 3，分別穿過小腿連接裝置1的第二樞接孔112、 11
2 '，且螺接于剎車軸5的第二螺孔5 1 ，使得剎車軸5固接于小腿連 接裝置l,且剎車轂4可相對(duì)于剎車軸5作樞接轉(zhuǎn)動(dòng)。將制動(dòng)件3 — 端放置于剎車轂4的第二容置槽4 2 2，且制動(dòng)件3抵頂剎車轂4的 抵頂部4 3。借助第二轉(zhuǎn)軸3 6 1穿過剎車轂4的第三鎖固孔4 2 1、
4 2 1，及制動(dòng)件3的第二鎖固孔3 2 ，并將第二螺柱3 6 2穿過制 動(dòng)件3的第四螺孔3 4 2，且卡接于第二轉(zhuǎn)軸3 6 1的第二凹槽3 63 。將制動(dòng)件3另一端放置于大腿連接裝置2的第一容置槽2 2 2 1， 借助該第一轉(zhuǎn)軸3 5 1穿過大腿連接裝置2的第四鎖固孔2 2 2 2 、
2 2 2 2，及制動(dòng)件3的第一鎖固孔3 1 ，并將該第一螺柱3 5 2穿 過制動(dòng)件3的第三螺孔3 4 1，且卡接于第一轉(zhuǎn)軸3 5 1的第一凹槽
3 5 3 。驅(qū)動(dòng)件1 5 —端樞接于大腿連接裝置2的連接部2 2 3，驅(qū) 動(dòng)件l5另一端連接回復(fù)裝置14，回復(fù)裝置l4放置于小腿連接裝 置l的容置室l 1 1且樞接于小腿連接裝置1 。當(dāng)義肢關(guān)節(jié)呈彎曲狀 態(tài)時(shí)，回復(fù)裝置l4提供一回復(fù)力回復(fù)小腿義肢于原始位置。
請(qǐng)參閱圖5，當(dāng)殘障人士身體重心位于義肢關(guān)節(jié)后方時(shí)，身體重 量相對(duì)于剎車軸5產(chǎn)生一順時(shí)針力矩M a ，使得制動(dòng)件3的第二調(diào)整 螺栓3 3 3抵頂放置于剎車轂4的抵頂槽4 3 1的抵頂件3 3 4 ，并 產(chǎn)生一接觸力F a 。接觸力F a使得第一樞接孔4 1內(nèi)壁壓迫剎車軸 5外壁，剎車轂4無法相對(duì)于剎車軸5作轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，抵頂件3 3 4 一面是平面，用以接觸第二調(diào)整螺栓3 3 3 ，抵頂件3 3 4另一面呈 半圓孤面，用以接觸抵頂槽4 3 1 ，使得接觸力F a能平均地施加于 剎車轂4，造成第一樞接孔4 l內(nèi)壁壓迫剎車軸5外壁。此外，可調(diào) 整第二調(diào)整螺栓3 3 3與抵頂件3 3 4接觸的松緊度，使得第一樞接 孔4 1內(nèi)壁壓迫剎車軸5外壁的情況更為明顯，且抵頂件不容易產(chǎn)生 磨耗，增加義肢關(guān)節(jié)使用壽命。
請(qǐng)參閱圖6及圖7，當(dāng)殘障人士身體重心位于義肢關(guān)節(jié)前方時(shí)， 身體重量相對(duì)于剎車軸5不會(huì)產(chǎn)生力矩，使得剎車轂4能相對(duì)于剎車 軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，且無干擾的情形發(fā)生，可以提高殘障人士行走的靈活度。 然而，第三鎖固孔4 2 1、 4 2 1，中心及第一樞接孔4 1中心的中 心聯(lián)機(jī)L a ，與第一樞接孔4 1中心的垂直線L b的夾角e以及第三 鎖固孔4 2 1、 4 2 1'中心及第一樞接孔中心的距離D均與第一樞 接孔4 1內(nèi)壁壓迫剎車軸5外壁的情形有關(guān)，本實(shí)用新型實(shí)施例的夾 角0約為1 5 2 5度，且距離D愈長使得第一樞接孔4 1內(nèi)壁壓迫 剎車軸5外壁的效果愈好。
綜上所述，當(dāng)殘障人士跨出腳步時(shí)，身體重心位置位于義肢關(guān)節(jié) 后方(如圖5所示)，第一樞接孔4 1內(nèi)壁壓迫剎車軸5外壁，使得剎 車轂4無法相對(duì)于剎車軸5作轉(zhuǎn)動(dòng)，直到跨出的腳步踏到地面，身體 向前移動(dòng)。當(dāng)身體重心位置移到義肢關(guān)節(jié)前方(如圖6所示)， 一直到 欲跨出腳步腳尖離開地面(如圖7所示)的期間，剎車轂4可相對(duì)于 剎車軸5轉(zhuǎn)動(dòng)。借此，殘障人士跨出腳步并踏到地面的期間，義肢關(guān) 節(jié)無不正常的彎曲現(xiàn)象，使用上更安全。再者，殘障人士身體向前移 動(dòng)，且即將跨出腳步的期間，義肢關(guān)節(jié)能自由彎曲擺動(dòng)，使得行走動(dòng) 作更為順暢。但以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳可行實(shí)施例，非因此局限本實(shí) 用新型的保護(hù)范圍，故凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所做的等 效結(jié)構(gòu)變化，均同理皆包含于本實(shí)用新型的范圍內(nèi)，特此說明。
權(quán)利要求1、一種無干擾安全義肢關(guān)節(jié)，其特征在于，包括一小腿連接裝置，該小腿連接裝置具有一本體、一底座、一驅(qū)動(dòng)件及一回復(fù)裝置，該本體內(nèi)壁圍成一容置室，該底座由該本體一端延伸，該回復(fù)裝置置于該容置室，且該回復(fù)裝置一端與該驅(qū)動(dòng)件固接，另一端與該本體樞接；一大腿連接裝置，該大腿連接裝置具有一接合部及一座體，該接合部一端設(shè)有一大腿鎖固件，另一端延伸出該座體，該驅(qū)動(dòng)件一端固接該回復(fù)裝置，另一端樞接該座體；一制動(dòng)件，該制動(dòng)件置于該容置室，且該制動(dòng)件固接于該大腿連接裝置；一剎車轂，該剎車轂置于該容置室，該剎車轂具有一第一樞接孔及一第一固定部，該第一固定部設(shè)有一第三鎖固孔，該第三鎖固孔固接于該制動(dòng)件；以及一剎車軸，該剎車軸穿過該第一樞接孔，且固接于該小腿連接裝置。
2、 如權(quán)利要求l所述的無干擾安全義肢關(guān)節(jié)，其特征在于，該 座體設(shè)有一第一調(diào)整螺孔，該第一調(diào)整螺孔螺接一第一調(diào)整螺栓，該 第一調(diào)整螺栓與該剎車轂相接觸。
3、 如權(quán)利要求l所述的無干擾安全義肢關(guān)節(jié)，其特征在于，該 剎車轂設(shè)有一抵頂槽，該制動(dòng)件設(shè)有一第二調(diào)整螺栓，該第二調(diào)整螺栓抵頂一放置于該抵頂槽的抵頂件。
4、 如權(quán)利要求3所述的無干擾安全義肢關(guān)節(jié)，其特征在于，該 抵頂件一面為平面，該抵頂件另一面呈半圓弧面。
5、 如權(quán)利要求l所述的無干擾安全義肢關(guān)節(jié)，其特征在于，該 座體延伸出一第二固定部，該第二固定部設(shè)有一第一容置槽，該第一 固定部設(shè)有一第二容置槽，該制動(dòng)件一端置于該第一容置槽，該制動(dòng) 件另一端置于該第二容置槽。
6、 如權(quán)利要求5所述的無干擾安全義肢關(guān)節(jié)，其特征在于，該 制動(dòng)件設(shè)有一滑軌，該本體內(nèi)側(cè)面設(shè)有一停止凸緣，該停止凸緣收容 于該滑軌，該滑軌一端具有一停止面，該停止凸緣抵頂該停止面。
7、如權(quán)利要求l所述的無干擾安全義肢關(guān)節(jié)，其特征在于，該 第三鎖固孔中心及第一樞接孔中心的中心聯(lián)機(jī)，與第一樞接孔中心的 垂直線的夾角約為1 5 2 5度°
專利摘要一種無干擾安全義肢關(guān)節(jié)，包括一小腿連接裝置，其具有一本體、一底座、一驅(qū)動(dòng)件及一回復(fù)裝置，回復(fù)裝置置于本體內(nèi)部的容置室，且回復(fù)裝置與驅(qū)動(dòng)件固接，本體向下延伸的底座用以連接小腿義肢；小腿連接裝置上方放置一大腿連接裝置，且驅(qū)動(dòng)件一端固接回復(fù)裝置，另一端樞接大腿連接裝置；小腿連接裝置的容置室亦具有一制動(dòng)件及一剎車轂，制動(dòng)件固接于該大腿連接裝置，且剎車轂固接于制動(dòng)件；剎車轂穿過一剎車軸，并固接于該小腿連接裝置。借此，可提供一種無干擾安全義肢關(guān)節(jié)，能增加殘障人士行走的靈活度及安全性。
文檔編號(hào)A61F2/64GK201404318SQ20092015055
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月4日
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