[发明专利]阻尼可调式踝足假肢

说明书

技术领域

本发明涉及康复工程领域，具体涉及一种阻尼可调式踝足假肢。

背景技术

踝足假肢是小腿假肢和大腿假肢共有的基本部件，它具有站立时和支撑期支撑体重、着地时脚板平滑滚动、足跟着地时减缓冲击、在不平地面上控制平衡和储能等功能。踝足假肢种类很多，按驱动方式可以分成被动和主动两种。

被动踝足假肢按结构可分成静踝脚和动踝脚。静踝脚简称SACH脚，这种脚没有活动的踝关节，用螺栓与假肢小腿固连在一起，常见有定踝软跟脚和储能脚。定踝软跟脚整体用橡胶或聚胺酯材料制成，脚后跟处有一个楔形的弹性软垫。SACH脚整体具有一定弹性，能允许一定程度的内、外翻和水平转动。SACH脚结构简单、重量轻，能量消耗低，寿命长。储能脚最主要的特征是有一个用碳纤等特殊弹性材料制作的脚芯，称为“龙骨”，其外面用橡胶或聚胺酯铸成脚的形状。储能脚有很好的回弹性，能够吸收和释放能量，为行走提供助力，部分地代偿截肢者所失去的腿部肌肉的功能，适合老年人和体弱的截肢者。

动踝脚是具有踝关节的假脚，动踝脚的主要优点是它允许假脚有比较大的跖屈和背屈或其它方向的运动，可以更好地适应不平的路面。与静踝脚相比，动踝脚较重，且外观不如静踝脚好。常见的动踝脚有单轴脚和万向脚。单轴脚是具有跖屈和背屈一个自由度的动踝脚。单轴脚在踝关节的位置有一个垂直于矢状面的旋转轴，在轴的前后各有一块用硬橡胶做的弹性缓冲块，以适应假脚踝关节所受的跖屈和背屈力。假脚的主体部分一般用木质材料制作，其底面及前部脚趾部分一般用橡胶或聚胺酯材料制作，因此也称为木胶脚或者聚胺酯胶脚。万向脚是具有跖屈和背屈、内翻和外翻及旋转三个自由度的动踝脚。万向脚通常采用球铰链的万向关节，在其周围填充带限位的硬橡胶作为缓冲块，以适应假脚踝关节所受的跖屈和背屈、内翻和外翻及旋转力。

常见的单轴脚和万向脚关节采用硬橡胶做的弹性缓冲块，假脚跖屈和背屈角度较小，且阻尼力固定，不能根据步速等外界环境变化调整踝关节阻尼，自适应这些外界环境变化。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于，使踝足假肢能根据步速等外界环境变化调整踝关节阻尼，从而自适应这些外界环境变化。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种阻尼可调式踝足假肢，包括脚板、相互连接的上端盖组件和气缸组件，所述气缸组件固定在所述脚板上，

其中，所述上端盖组件包括直线步进电机、针阀、针阀弹簧和上端盖，所述直线步进电机安装在所述上端盖内部，所述针阀与所述直线步进电机的输出轴连接，所述直线步进电机、针阀和针阀弹簧三者构成节流阀；

所述气缸组件包括储能弹簧、活塞、活塞直杆和活塞斜杆，所述储能弹簧位于所述上端盖和活塞之间，所述活塞直杆与所述活塞固定连接，活塞斜杆上端与活塞直杆铰接。

其中，所述气缸组件还包括第一节流孔，所述第一节流孔的下端位于所述活塞的下方，且上端与所述上端盖上的第二节流孔相通，第一节流孔的其余部分为密封状态。

其中，所述脚板和气缸组件通过第一螺钉连接。

其中，所述直线步进电机通过电机密封圈安装在所述上端盖内部。

其中，所述针阀的下端通过针阀弹簧与第二节流孔相连。

其中，所述气缸组件还包括气缸体、活塞导向环和活塞密封圈，所述活塞、活塞导向环和活塞密封圈均位于所述气缸体内，且所述活塞导向环和活塞密封圈外套于所述活塞上。

其中，所述气缸组件还包括下端盖、活塞杆密封体，所述上端盖组件还包括上端盖密封圈，所述下端盖通过所述活塞杆密封体和上端盖密封圈密封所述气缸体的下端。

其中，所述气缸组件还包括踝关节，所述气缸体与所述踝关节连接，且能够绕踝关节转动。

其中，所述气缸组件还包括滚针轴承、底座和踝关节轴，所述踝关节通过所述滚针轴承和踝关节轴与所述底座铰接，且在踝关节和底座之间设置有两个弹性限位块。

(三)有益效果

本发明通过节流阀与储能弹簧的设计，控制气缸组件来调节脚板绕踝关节转动的阻尼力矩，从而使踝足假肢的阻尼可调，进而使踝足假肢能自适应步速等外界环境变化。

附图说明

图1是本发明实施例的可调式踝足假肢的轴测图；

图2是本发明实施例的可调式踝足假肢带有局部剖面的主视图；

图3是本发明实施例的可调式踝足假肢带有局部剖面的侧视图；

图4是图3的A、B两部分的局部视图，左边为A部分，右边为B部分(放大倍数均为5倍)；