[发明专利]具有多达六个自由度的活动关节

说明书

技术领域

本发明涉及具有多达六个自由度的活动关节。

背景技术

诸如人体膝关节之类的复杂活动关节允许两个部分以六个自由度相对运动。六个自由度是指相对于三个正交相对轴线的移动，加上绕这三个轴线中的每一个的转动。

先前提出的具有多于一个自由度的活动关节通常由销来连接两个部分，该销是可枢转的且可在固定狭槽中成角度地移动。这种销在槽中的活动关节不能模拟人体或动物关节多达六个自由度的正常解剖学运动。此外，销在槽中的活动关节的刚度意味着，它们不能吸收施加至其的冲击、震动和负荷。

因此，需要一种简单、低成本的具有多达六个自由度的活动关节，它能够吸收冲击、震动和负荷。这种活动关节具有多种潜在的用途，例如用在人体或动物关节支承装置中。

发明内容

根据本发明，提供一种活动关节，包括：

本体，具有两个由开口连接的隔开的孔；

两个臂，具有可接纳于孔中的末端；以及

弹性连接件，穿过开口以在孔中连接臂的末端，其中，弹性连接件的弹性：

允许臂多达六个自由度的独立运动，该运动由臂的抵接部分与孔的相应抵接部分的接合来控制；并且

吸收施加至臂的力。

根据本发明，还提供一种活动关节系统，包括：

多个本体，各具有两个由开口连接的隔开的孔；

两个臂，具有可接纳于孔中的末端；以及

弹性连接件，穿过开口以在孔中可释放地连接臂的末端，其中，弹性连接件的弹性：

允许臂多达六个自由度的独立运动，该运动由臂的抵接部分与孔的相应抵接部分的接合来控制；并且

吸收施加至臂的力；

其中，各本体的孔的抵接部分与其它本体的孔的抵接部分不同地成形，由此可通过更换本体来可选择地控制臂多达六个自由度的独立运动。

根据本发明，还提供一种用于人体或动物关节的关节支承装置，包括由至少一个本发明的活动关节和/或由本发明的活动关节系统连接以绕所述人体或动物关节相对运动的两个支承部分。

附图说明

现在将借助非限制性的例子和参照附图来单独地描述本发明的实施例，在这些附图中：

图1是本发明的活动关节的一般实施例的局部剖视的示意立体图；

图2-4是图1的活动关节在多达六个自由度运动的不同位置的局部剖视的示意立体图；

图5-8是本发明的活动关节的弹性连接件的实施例的示意立体图；

图9是包括本发明的活动关节的实施例的膝部支架的示意立体图；

图10是图9的膝部支架的活动关节的示意立体图；

图11-13是具有不同内部几何形状的图10的活动关节的实施例的局部剖视的示意立体图；

图14是图10的活动关节的实施例的示意俯视图；以及

图15是包括本发明的活动关节的实施例的踝部支架的示意立体图。

具体实施方式

图1示出本发明的活动关节100的一般实施例。活动关节100包括本体102，该本体102具有由开口108连接的两个隔开的孔104、106，如同在本体102的剖面中所示出的。孔104、106的尺寸、形状和间隔将根据任何特定应用来变化。两个臂110、112具有末端，该末端接纳于孔104、106中且至少局部与孔104、106相抵接。臂110、112的抵接端的尺寸和形状也将根据任何特定应用来变化。本体102和/或臂110、112可通过例如注射模塑法来制造。本体102和/或臂110、112可由例如聚合材料制成，诸如聚氨酯、硅酮、聚乙烯、尼龙、聚酯、聚酯合成橡胶、以及它们的组合。聚合材料可以包括增强物，诸如玻璃织物或纤维、石墨纤维、Kevlar(商标)纤维和Spheretex(商标)纤维。对于本领域技术人员来说，其它合适的制造方法和材料也将是显而易见的。