[发明专利]主动式人腿假肢

说明书

技术领域

本发明涉及人体假肢技术，具体为一种利用直流电机提供动力的主动式人腿假肢。

技术背景

假肢是截肢者重要的运动功能代偿装置。安装假肢可以恢复患者残缺肢体原有的形态或功能，减轻功能障碍，使患者能够独立地生活、学习和工作。目前进入市场的下肢假肢有单轴膝关节、多轴膝关节、带锁定器膝关节、承重自锁膝关节、液压或气压控制膝关节、智能型的假肢膝关节和仿生膝关节等，在一定程度上满足了假肢穿戴者的要求。但是以上假肢均为“被动式”假肢，不包括或不具有帮助人行走的动力机构，不能主动上下楼梯，关节的屈曲依赖于残肢，伸展也是靠机械式储能的释放来实现的，这就在很大程度上限制了残疾人的运动能力。例如，中国专利申请200480040062.X号报道的“假肢膝关节”。该设计为被动式多轴膝关节，加入抵抗弯曲的锁止装置，增加了站立和坐下的稳定性，但是在行走时仍然靠截肢者残端带动假肢弯曲和伸展，长时间行走会使穿戴者产生疲劳感。中国专利申请99255918.9号报道的“改进的膝关节”也为被动式单轴膝关节。该假肢装有缓冲装置，在膝关节旋转时，可以实现逆时针旋转快速和顺时针旋转缓慢，解决了行走不方便和不安全的问题，但在行走过程中该假肢也没有提供行走的动力，并且单轴膝关节设计不能保证站立时的稳定性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种主动式人腿假肢，该假肢利用直流电机为截肢者运动提供动力，可减小使用者的能量消耗，使假肢真正成为人体的一部分而不只是作为一个附属品，在平地行走、上下楼梯和爬斜坡时为人体主动提供动力，提高使用效果和质量。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，设计一种主动式人腿假肢，其特征在于它包括膝关节部分、连接部分和胫骨部分构成的四连杆机构；所述连接部分包括左、右对称的前连接杆和后连接杆，前连接杆和后连接杆的上端与作为四连杆机构一个杆的膝关节部分连接，前连接杆和后连接杆的下端与作为四连杆机构另一个杆的胫骨部分连接；所述膝关节部分的连接件通过转动件与胫骨部分的线性转换件连接；所述胫骨部分包含把直流电机的旋转运动转换为直线运动的线性驱动机构；胫骨部分支撑件底座下端部包含一个带螺钉用于连接假脚的套圈；产生动力的直流电机固定于胫骨部分的下部，在运动中直流电机相对线性驱动机构位置不变；直流电机的旋转运动转变为直线运动驱动膝关节部分的弯曲伸展转动。

与现有技术相比，本发明设计的主动式人大腿机构利用直流电机驱动四连杆假肢机构，应用了旋转变直线的机构实现了直流电机位置的固定，因而在使用者运动时能够主动提供所需动力，同时简化假肢机构，减小假肢体积和重量，方便使用者长期行走，并保证站立时稳定性。

附图说明

图1为本发明主动式人腿假肢一种实施例的侧视结构示意图；

图2为本发明主动式人腿假肢一种实施例的后视结构示意图；

图3为本发明主动式人腿假肢一种实施例的局部分解示意图；

图4为本发明主动式人腿假肢一种实施例的膝关节部分组件结构分解示意图；

图5为本发明主动式人腿假肢一种实施例的膝关节与胫骨连接部分结构分解示意图；

图6为本发明主动式人腿假肢一种实施例的胫骨部分组件结构分解示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明。实施例及其附图仅用于详细描述本发明，不构成对本发明权利要求的限制。

本发明设计的主动式人腿假肢(简称假肢，参见图1-6)，其特征在于它包括膝关节部分1、连接部分2和胫骨部分3构成四连杆机构；所述连接部分2包括左、右对称的前连接杆2.1、2.1’和左、右对称的后连接杆2.2、2.2’，所述左、右前连接杆2.1、2.1’和左、右后连接杆2.2、2.2’的上端与作为四连杆机构一个杆的膝关节部分1连接，左、右前连接杆2.1、2.1’和左、右后连接杆2.2、2.2’的下端与作为四连杆机构另一个杆的胫骨部分3连接；所述膝关节部分1的连接件1.5通过转动件1.9与胫骨部分3的线性转换件3.1连接；所述胫骨部分3包含把直流电机3.2的旋转运动转换为直线运动的线性转换件3.1；胫骨部分3的支撑件底座3.4下端部包含一个带螺钉3.5用于连接假脚的套圈3.44；产生动力的直流电机3.2固定于胫骨部分3的支撑件底座3.4上，在运动中直流电机3.2相对支撑件底座3.4和框式支撑件3.3位置不变。直流电机的旋转运动转变为直线运动主动驱动膝关节部分的弯曲伸展转动。