[实用新型]回转式地形适应假脚踝关节

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于回转式微型液压缸的假脚仿生踝关节装置，尤其是一种用于模拟人体踝关节运动的回转式微型液压缸，以及一种可根据不同患者体重与步速调节踝关节阻尼力，从而以最佳稳定性与灵活性来适应不同地形的踝关节阻尼调节机构。 

背景技术

据2006年第二次全国残疾人抽样调查结果显示，我国肢体残疾人数已达2400多万人，其中有200多万的截肢者。特别是近年来因车祸、工伤事故以及糖尿病、心血管病截肢的人数还在上升，因此数量庞大的截肢者人群的康复问题对假肢技术革新提出了迫切的要求。 

假脚是下肢假肢中一个非常重要的组成部分，具有与人体脚部功能相似的仿生假脚是假脚设计的理想目标。它对人体行走的功能代偿性能决定了下肢假肢的应用价值。功能越完善、功能代偿性能越强大的假脚，越能给使用者更加正常的步态和舒适感，让使用者恢复和正常人一样的步行感受。当代假脚的功能已经越来越完善，可是仍然有一定的缺陷，最突出的一个缺陷便是无法适应不同的地形。大多数假脚需要在平地上行走时才能发挥应有的功能，而若在具有一定坡度的地形上行走时，则会造成行走不稳定，甚至导致假脚失效。主要原因在于现在决大多数假脚不能很好的实现正常人体足部踝关节的大角度转动与稳定功能，导致在遇到陡坡而需要踝关节转动角度变大时，为适应平地设计的假脚因无法满足这一要求而失效。现在市场上的假脚大多是通过增加脚板形变能力，或是使用弹性橡胶来的适应地形坡度的变化，但这些方法效果相当有限。踝关节适应不同坡度路面的角度调节需要满足如下两个条件：(1)踝关节是非固定的，很方便解锁或不用解锁即可通过对脚板施加力来调节；(2)踝关节需要一定的阻尼力或锁定功能，以保证踝关节在各种角度下的稳定性。 

国际上已有一些公司开展了相关的研究，但真正面市的产品却很少。目前，英国曾生产了一种液压仿生踝，能够实现上/下楼梯或上/下坡的踝关节角度的适应，但这种踝关节的阻尼力是固定的，不能适应不同体重患者的需要进行个性化设定。最近冰岛亦推出了一款电动踝关节假脚，以自动适应不同坡度里面的行走，这种假脚结构复杂、需要电池且提供能量的时间有限，价格昂贵。如果能设计一种可以根据不同患者体重与习惯调节踝关节阻尼力大小的新型假脚，使患者能更舒适、方便地适应不同坡度路面的行走，则对截肢者来说无疑具有很大帮助。 

发明内容

本实用新型是为假脚适应各种坡度或不平稳地形而提供一种回转式地形适应假脚踝关节，该关节采用新型设计，结构紧凑，使用安全、方便、舒适，且可以安装于标准踝关节接头之上，从而可直接与已上市的大多数假脚脚板配合使用。 

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种回转式地形适应假脚踝关节，包括小腿干接口座，液压缸连接套，回转式微型液压缸体，回转式微型液压缸体两侧安装有液压缸密封板，回转式微型液压缸体内充满油液，其特点是：回转式微型液压缸体内腔为扇形主腔室，扇形主腔体下端中部连接有活塞转轴，活塞转轴上面固定连接有旋转式液压活塞，旋转式液压活塞将扇形主腔室分隔为左、右两个腔室，且左、右腔室分别与跖屈管路和背屈管路相连通，跖屈管路和背屈管路内分别设有位于回转式微型液压缸体底部的跖屈、背屈阻尼调节系统。 

旋转式液压活塞嵌入活塞转轴中，其顶部外圆弧面与回转式微型液压缸体内圆弧面相重合；活塞转轴穿过液压缸密封板在轴两端与液压缸连接套相互固定；液压缸密封板上凸台嵌入回转式微型液压缸体内；液压缸连接套在顶部与小腿干接口座相互固定。 

跖屈、背屈阻尼调节系统由阻尼调节器固定套、阻尼调节器、阻尼控制弹簧、截流针阀四个部件组成，其中阻尼调节器固定套通过螺纹连接安装于回转式微型液压缸体侧向通孔中，阻尼调节器通过螺纹连接安装于阻尼调节器固定套内通孔中，截流针阀则通过其尾部圆盘安装于阻尼调节器固定套顶部通孔，阻尼控制弹簧安装于截流针阀与阻尼调节器之间，当阻尼调节器旋进或旋出时，弹簧的压缩量则随之增加或减少，从而控制截流针阀轴向后移的阻力，进而控制油液顶开针阀的阻力。 

本实用新型的有益效果是： 

(1)利用油液的不可压缩性使旋转式液压活塞在液压缸中随油液的流动而绕旋转中心旋转，进而使假脚脚板与小腿干之间发生相对旋转，从而更加近似地模拟人体踝关节转动。 

(2)不同于以往的圆柱式液压缸设计，而是将用于提供踝关节转动阻尼的液压缸设计成圆弧形的回转式液压缸，使液压缸内的活塞转动直接表现成踝关节的转动，能够更加直接地对踝关节转动进行阻尼力的调节，踝关节结构更加紧凑。