[发明专利]一种瞬心线不连续的人工膝关节

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种瞬心线不连续的人工膝关节。

背景技术

假肢膝关节广泛应用于机器人及人体假肢中。膝关节是人体最大也是最复杂的关节，同样在下假肢中，膝关节最为重要，它可以帮助人体实现站立的支撑和行走时的灵活与美观。目前主要用于人工膝关节分为单轴膝关节和多轴膝关节。站立稳定性和灵活稳定性是衡量膝关节的重要标准,而对于连杆机构而言，为保证站立稳定性，都是通过提高瞬心位置来实现，但是瞬心位置提高，其灵活稳定性降低，两者互为矛盾。

如中国专利CN1205622A公开了一种单轴的人工膝关节，该人工膝关节具有结构简单，简便，成本低的优点，但是，单轴膝关节假肢的大小腿的转动中心是不变的，如同铰点，它的动态稳定性较差。另外，多连杆人工膝关节机构，如中国专利CN282256Y公开了一种四连杆人工膝关节机构，它主要由上膝、下膝、前连杆、后连杆、限位器、拉紧装置组成，它克服公知的“储能功学骨架四连杆关节”存在四边形结构不稳定、摆动、死点等不足等优点，但是其瞬心轨迹是连续的曲线。另外，中国专利CN202154771U也存在同样的问题。

自然人体膝关节在屈曲或伸展过程中，其瞬心是时变的，瞬心的轨迹不是一条连续的曲线。因为其具有滑动和滚动并存的特性，因此，具备较好的站立稳定性、灵活性及较好的屈伸运动特性。人工膝关节机构的相对瞬心线与人体膝关节实际的相对瞬心线越接近，则它们的运动越相似，其代偿效果就越理想。

发明内容

针对目前所使用的人工膝关节瞬心线连续的不足，本发明提供一种瞬心线不连续的人工膝关节。该人工膝关节与自然人体膝关节的瞬心轨迹十分接近，在屈伸及站立过程中具有较好的静态稳定性及动态稳定性，仿生效果突出。

本发明的技术方案如下所述。

一种瞬心线不连续的人工膝关节，包括股骨上连接杆件，胫骨组件；胫骨组件中有一穿过其中的伸缩杆，伸缩杆的下端与胫骨组件的下端铰接，伸缩杆的上端与股骨上连接杆件铰接，股骨上连接杆件的下端平面与胫骨组件的上端平面相互接触；股骨上连接杆件的一个侧面是与其下端平面相贯或相切的曲面，股骨上连接杆件在伸缩杆与股骨上连接杆件的铰接点处向一侧开有一延伸至曲面的槽轨，槽轨宽度大于伸缩杆的直径。

所述的伸缩杆由摆动连接杆件、球连杆、弹性物件组成，摆动连接杆件的一端是铰接销，另一端是活塞缸，球连杆的一端是球头，另一端是活塞，摆动连接杆件与球连杆通过活塞和活塞缸滑动配合连接，弹性物件布置在摆动连接杆件的活塞缸端口与球连杆的球头之间。

所述人工膝关节还设有下连接杆件和复位弹簧，所述下连接杆件7与胫骨组件的下端通过铰链铰接，所述复位弹簧连接在胫骨组件与下连接杆件之间。

附图说明

图1是瞬心线不连续的人工膝关节的结构示意图。

图2是图1的A-A视图。

图3是瞬心线不连续的人工膝关节的立体示意图。

附图中：1.股骨上连接杆件；2.伸缩杆；201.摆动连接杆件；202.球连杆；203.拉簧；3.胫骨组件；301.通槽；302.凸缘；4.铰链；5.铰链；6.缓冲块；7.下连接杆件；8.复位弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

一种瞬心线不连续的人工膝关节，包括股骨上连接杆件1，胫骨组件3。胫骨组件3中有一穿过其中的伸缩杆组件2，伸缩杆组件2的下端与胫骨组件3的下端铰接，伸缩杆组件2的上端与股骨上连接杆件1铰接，股骨上连接杆件1的下端平面与胫骨组件3的上端平面相互接触。股骨上连接杆件1的一个侧面是与其下端平面相切的曲面，股骨上连接杆件1在伸缩杆与股骨上连接杆件的铰接点处向一侧开有一延伸至曲面的槽轨101，槽轨宽度大于伸缩杆的最大直径。

所述的胫骨组件3在穿过伸缩杆组件2处向一侧开有能够让伸缩杆以其下端铰接点为支点摆动的通槽301。

由于存在槽轨101和通槽301，并且伸缩杆组件2的长度能够拉长，因此胫骨组件3相对股骨上连接杆件1的转角大于90度，并且两者之间不仅存在转动动作，还存在滚动动作，造成瞬心线的不连续，符合自然人体膝关节的屈曲或伸展动作特征。

所述的伸缩杆组件2由摆动连接杆件201、球连杆202、弹性物件（本例采用拉簧）203组成，摆动连接杆件201的一端是铰接销，另一端是活塞缸，球连杆202的一端是球头，另一端是活塞，摆动连接杆件201与球连杆202通过活塞和活塞缸滑动配合连接，拉簧203布置在摆动连接杆件201的活塞缸端口与球连杆202的球头之间。