專利名稱：一種基于整體腳板的離散柔性趾關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膝下假肢，特別是一種基于整體腳板的離散柔性趾關(guān)節(jié)。
背景技術(shù)：
隨著各種自然災(zāi)難、疾病以及交通事故的增加，殘疾人士逐年增多，假肢的需求也日益增大。趾關(guān)節(jié)是人體運(yùn)動(dòng)中活動(dòng)最頻繁的部位，也是運(yùn)動(dòng)時(shí)主要的受力部位，尤其在人體落地一瞬間是最先著地的部位，其具有較大的彈性和緩沖作用，還為小腿的運(yùn)動(dòng)提供柔性動(dòng)力。如果殘疾人使用的膝下假肢中不具有趾關(guān)節(jié)，那么殘疾人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不僅不能實(shí)現(xiàn)很多動(dòng)作，而且步態(tài)不夠協(xié)調(diào)自然，還降低了在行走時(shí)的能量效率。為了提高運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量效率和增加運(yùn)動(dòng)的多樣性和自然性，含有趾關(guān)節(jié)的膝下假肢成為使用者的新需求。目前帶有趾關(guān)節(jié)的膝下假肢是一種基于腳掌與腳趾部位斷開(kāi)的斷開(kāi)式腳板的趾關(guān)節(jié)，而這種腳板斷開(kāi)式的結(jié)構(gòu)使得運(yùn)動(dòng)的連貫性不夠好。針對(duì)上述問(wèn)題，本申請(qǐng)人提供了一種整體腳板I (已經(jīng)同時(shí)申請(qǐng)了發(fā)明專利)，如圖3所示，整體腳板I包括一呈傾斜設(shè)置的上腳板11，上腳板11的中部具有較低的弓起，在上腳板11下方設(shè)置一腳跟彈片12，腳跟彈片12的前部固定連接在上腳板11底面的中部，腳跟彈片12的后部與上腳板11之間留有彈性活動(dòng)空間。如圖4所示，本申請(qǐng)人還提供了另一種整體腳板1，其僅包括一塊腳板，腳板的中部具有一較高的弓起。而如何在整體腳板上設(shè)置一個(gè)能夠使腳板與腳趾分開(kāi)運(yùn)動(dòng)，且能夠?qū)崿F(xiàn)悠閑散步和快速行走兩種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的趾關(guān)節(jié)是本發(fā)明需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)動(dòng)連貫性好的基于整體腳板的離散柔性趾關(guān)節(jié)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種基于整體腳板的離散柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于它包括固定連接在整體腳板上的一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端通過(guò)一滑動(dòng)副連接一連桿，所述連桿的另一端鉸接在一壓塊上端，所述壓塊的下端鉸接一定位板，所述定位板固定連接在所述整體腳板前端。所述壓塊的形狀為一具有圓弧轉(zhuǎn)角的三角塊，所述三角塊的底部與所述整體腳板前端的平面接觸，所述三角塊底部的端點(diǎn)鉸接所述定位板，所述三角塊頂部的端點(diǎn)鉸接所述連桿。所述電機(jī)通過(guò)一支座固定連接在所述整體腳板上。所述滑動(dòng)副包括由所述電機(jī)帶動(dòng)的一絲杠，一連接所述絲杠的絲協(xié)杠螺母，一固定連接所述絲桿螺母的滑塊，所述滑塊連接所述連桿。所述滑動(dòng)副包括由所述電機(jī)帶動(dòng)的一傘齒輪，所述傘齒輪嚙合另一傘齒輪，該所述傘齒輪的輸出端同軸連接一齒輪，所述齒輪與一連接滑塊的齒條嚙合，所述滑塊連接所述連桿。
所述電機(jī)的輸出軸與所述連桿運(yùn)動(dòng)方向垂直地安裝在所述整體腳板上，所述滑動(dòng)副包括連接在所述電機(jī)輸出端的一齒輪，所述齒輪與一連接滑塊的齒條嚙合，所述滑塊連接所述連桿。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于在整體腳板上設(shè)置了一電機(jī)，電機(jī)通過(guò)一滑動(dòng)副帶動(dòng)一連桿，通過(guò)連桿連接了一具有兩種支撐狀態(tài)的壓塊，因此本發(fā)明可以根據(jù)人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或使用者的好惡，調(diào)節(jié)壓塊的不同支撐狀態(tài)，為小腿的運(yùn)動(dòng)提供所需要的柔性程度，從而使得使用者的運(yùn)動(dòng)連貫性更好，活動(dòng)更加自如。2、本發(fā)明由于在整體腳板上設(shè)置了一作為獨(dú)立動(dòng)力源的電機(jī)，通過(guò)電機(jī)可以控制壓塊與整體腳板接觸點(diǎn)的不同，使本發(fā)明工作在兩種不同的狀態(tài)下，進(jìn)而使得整體腳板前端的最大變形也不同，因此實(shí)現(xiàn)了整體腳板離散柔性力的調(diào)整。3、本發(fā)明由于壓塊可以呈兩種支撐狀態(tài)，因此當(dāng)壓塊呈小面積支撐時(shí)，使用者能夠感覺(jué)腳板具有更好的柔性，并能夠更方便地翹起腳板向前移動(dòng)，使得使用者在行走時(shí)感覺(jué)更加輕便、舒適；而當(dāng)壓塊呈大面積支撐時(shí)，使用者則會(huì)感覺(jué)腳板較硬，進(jìn)而能夠積蓄更多的運(yùn)動(dòng)能量，然后釋放在后續(xù)運(yùn)動(dòng)中。4、本發(fā)明由于 將包括動(dòng)力源、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)在內(nèi)的全部趾關(guān)節(jié)作為一個(gè)整體安裝在整體腳板上，因此安裝或者更換非常方便。本發(fā)明具有運(yùn)動(dòng)連貫性好、可獨(dú)立安裝或更換、可以為使用者的小腿運(yùn)動(dòng)提供離散柔性動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)，能夠廣泛的用于各種腳假肢當(dāng)中。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明另一種工作狀態(tài)的示意3是一種整體腳板的結(jié)構(gòu)示意4是另一種整體腳板的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖I、圖2所示，本發(fā)明包括固定設(shè)置在整體腳板I上的一電機(jī)2，電機(jī)2通過(guò)一聯(lián)軸器3帶動(dòng)一絲杠4旋轉(zhuǎn)，在絲杠4上連接一絲杠螺母5，絲杠螺母5的外圈固定連接一滑塊6，滑塊6固定連接或鉸接一連桿7，連桿7的另一端鉸接一壓塊8的上端，壓塊8的下端鉸接一定位板9,定位板9固定在整體腳板I的前端。上述實(shí)施例中，電機(jī)2可以通過(guò)一支座10固定連接在整體腳板I上。上述實(shí)施例中，壓塊8的形狀為一具有圓弧轉(zhuǎn)角的三角塊，三角塊的底部與整體腳板I前端的平面接觸，三角塊底部的端點(diǎn)鉸接定位板9，三角塊頂部端點(diǎn)鉸接連桿7。壓塊8的形狀不限于此，還可以根據(jù)受力要求進(jìn)行其它形狀的設(shè)計(jì)。上述實(shí)施例中，電機(jī)2通過(guò)絲杠4、絲杠螺母5和滑塊6組成的滑動(dòng)副，是為了推動(dòng)連桿7前后移動(dòng)?；瑒?dòng)副也可以是由電機(jī)2帶動(dòng)的一傘齒輪，傘齒輪嚙合另一傘齒輪，該另一傘齒輪的輸出端同軸連接一齒輪，該齒輪與一連接滑塊6的齒條嚙合，滑塊6連接連桿7，進(jìn)而推動(dòng)連桿7前后移動(dòng)。電機(jī)2的輸出軸與連桿7運(yùn)動(dòng)方向垂直地安裝在整體腳板I上，此時(shí)滑動(dòng)副還可以是連接在電機(jī)2輸出端的一齒輪，該齒輪與一連接滑塊6的齒條嚙合，滑塊6連接連桿7，進(jìn)而推動(dòng)連桿7前后移動(dòng)。
本發(fā)明工作時(shí)包括兩種工作狀態(tài)a和b。如圖I所示，當(dāng)使用者步行速度較慢時(shí)，本發(fā)明工作在a狀態(tài)，此時(shí)整體腳板I的柔性比較大，圖中的虛線是整體腳板I的前端在a狀態(tài)時(shí)的最大變形。如圖2所示，當(dāng)使用者步行速度較快時(shí)，電機(jī)2通過(guò)聯(lián)軸器3帶動(dòng)滑動(dòng)副的滑塊6向前移動(dòng)，通過(guò)連桿7推動(dòng)壓塊8以壓塊8與定位板9的鉸接點(diǎn)為軸向前擺動(dòng)，使得本發(fā)明從狀態(tài)a轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)b。本發(fā)明工作在狀態(tài)b時(shí)，整體腳板I的柔性比工作在狀態(tài)a時(shí)小，且整體腳板I的前端的最大變形也降低(如圖中的虛線所示)，因此實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明離散柔性的調(diào)整。 上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種基于整體腳板的離散柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于它包括固定連接在整體腳板上的一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端通過(guò)一滑動(dòng)副連接一連桿，所述連桿的另一端鉸接在一壓塊上端，所述壓塊的下端鉸接一定位板，所述定位板固定連接在所述整體腳板前端。
2.如權(quán)利要求I所述的一種基于整體腳板的離散柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于所述壓塊的形狀為一具有圓弧轉(zhuǎn)角的三角塊，所述三角塊的底部與所述整體腳板前端的平面接觸，所述三角塊底部的端點(diǎn)鉸接所述定位板，所述三角塊頂部的端點(diǎn)鉸接所述連桿。
3.如權(quán)利要求I所述的一種基于整體腳板的離散柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于所述電機(jī)通過(guò)一支座固定連接在所述整體腳板上。
4.如權(quán)利要求2所述的一種基于整體腳板的離散柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于所述電機(jī)通過(guò)一支座固定連接在所述整體腳板上。
5.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種基于整體腳板的離散柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于所述滑動(dòng)副包括由所述電機(jī)帶動(dòng)的一絲杠，一連接所述絲杠的絲稱杠螺母，一固定連接所述絲桿螺母的滑塊，所述滑塊連接所述連桿。
6.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種基于整體腳板的離散柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于所述滑動(dòng)副包括由所述電機(jī)帶動(dòng)的一傘齒輪，所述傘齒輪嚙合另一傘齒輪，該所述傘齒輪的輸出端同軸連接一齒輪，所述齒輪與一連接滑塊的齒條嚙合，所述滑塊連接所述連桿。
7.如權(quán)利要求I或2或3或4所述的一種基于整體腳板的離散柔性趾關(guān)節(jié)，其特征在于所述電機(jī)的輸出軸與所述連桿運(yùn)動(dòng)方向垂直地安裝在所述整體腳板上，所述滑動(dòng)副包括連接在所述電機(jī)輸出端的一齒輪，所述齒輪與一連接滑塊的齒條嚙合，所述滑塊連接所述連桿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于整體腳板的離散柔性趾關(guān)節(jié)，它包括固定連接在整體腳板上的一電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端通過(guò)一滑動(dòng)副連接一連桿，所述連桿的另一端鉸接在一壓塊上端，所述壓塊的下端鉸接一定位板，所述定位板固定連接在所述整體腳板前端。本發(fā)明具有運(yùn)動(dòng)連貫性好、可獨(dú)立安裝或更換、可以為使用者的小腿運(yùn)動(dòng)提供離散柔性動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)，能夠廣泛的用于各種腳假肢當(dāng)中。
文檔編號(hào)A61F2/60GK102871780SQ20121041086
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者王啟寧, 王龍 申請(qǐng)人:北京大學(xué)