[发明专利]一种三功能轴可调的膝关节假肢

说明书

一种三功能轴可调的膝关节假肢属医疗康复器械技术领域，本发明由小腿部件、连接件、大腿部件和液压缸四个主体部分组成，拥有触地弯曲轴、虚拟锁定轴和膝关节主轴三个功能轴。其中虚拟锁定轴结构保证触地初期自锁以保持身体稳定和摆动期解锁以使膝关节顺利弯曲；触地弯曲轴结构减小地反力对膝关节的冲击；膝关节主轴配合液压缸完成人体行走运动膝关节的屈曲和伸展。三个功能轴相互配合，使膝关节假肢更加贴合正常人体的运动状态；根据不同的截肢患者拥有不同的运动特征，调节触地弯曲轴和虚拟锁定轴的位置，可以更好地适应每个患者的运动习惯，从而实现更稳定更舒适的运动效果。

技术领域

本发明属医疗康复器械技术领域，具体涉及一种三功能轴可调的膝关节假肢。

背景技术

人体平地行走步态周期大概分为五个子阶段：触地弯曲期、触地伸展期、预摆动期、摆动屈曲期、摆动伸展期。在触地弯曲阶段，此时足跟与地面接触，地反力的方向会对膝关节产生一个力矩，若此力矩造成膝关节屈曲，则会造成膝关节假肢的折弯，导致摔倒。所以须在使膝关节假肢触地弯曲阶段不能过度弯曲，以保持稳定。现有单中心膝主轴功能结构包含手动解锁型、承重自锁型和过度伸展控制型三种主要结构。手动解锁型使膝关节假肢一直处于伸直锁紧状态，其保证了触地弯曲阶段的稳定性，但是使得预摆动期的膝关节无法弯曲，增加绊倒的风险性。承重自锁型在触地弯曲阶段利用患者自重，产生较大的摩擦力阻碍膝关节假肢弯曲以达到自锁的效果；在摆动阶段，假肢不承受患者自重，不产生摩擦从而达到解锁的效果。但制动元件会随着运动次数而磨损。磨损使得摩擦元件不能产生足够的制动力矩，导致膝关节产生不必要屈曲，且仅依靠自身重力不能保证每次都能够达到足够的摩擦力实现自锁。过度伸展控制型在前几个步态子阶段都是处于弯曲锁定状态，直至产生一个过度伸展的运动才可以解锁弯曲，因此解锁膝关节时间会有延迟，使用者需要多次训练，逐渐适应过度伸展解锁结构的运动方式和解锁时间点。针对以上这些问题，本发明设计了一种新型的可调三功能轴膝关节假肢结构，既能在触地初期实现弯曲自锁，保持稳定，又不影响伸展时的运动效果。

发明内容

本发明的目的是为了提高截肢患者运动稳定性和运动自然性，设计了一款可调的“三功能轴”膝关节假肢，能够实现触地期承重弯曲自锁，保持关节稳定性，并且推动身体向前运动；在触地期弯曲期吸收足跟触地产生的冲击，减少全身重心竖直位移；在预摆动期弯曲产生足够的足底与地面的间隙；在摆动期弯曲和伸展使小腿和足部向前平稳地摆动，为下一次足跟触地做好准备。且设计可以调节功能轴位置，能够根据截肢者运动特征进行选择合适功能轴的位置，以达到最佳的运动效果。

本发明的一种三功能轴可调膝关节假肢，由大腿部件A、连接件B、小腿部件C、假脚部件D和液压缸1组成，其中连接件B的后销轴35穿过大腿部件A的横孔Ⅱ17，使大腿部件A和连接件B转动连接；连接件B的弹簧组件Ⅰ32下端的螺丝固接于小腿部件C中孔对42的右孔；连接件B的弹簧组件Ⅱ33下端的螺丝固接于小腿部件C中孔对42的左孔；连接件B的右销轴30穿过小腿部件C的弹簧Ⅰ49固接于连接件B中基板28的右下端；连接件B的左销轴29穿过小腿部件C的弹簧Ⅱ55固接于连接件B中基板28的左下端；液压缸1下端由小腿部件C的螺钉对36穿过小腿部件C的孔对41固接；液压缸1上端的活塞杆经销轴与大腿部件A的横孔Ⅲ18活动连接；假脚部件D上端固接于小腿部件C中基板28的下端。