[发明专利]液压仿生踝关节

说明书

本发明涉及一种液压仿生踝关节，其特征在于，包括：固定座，下端可与碳纤维储能脚连接；液压缓冲机构，压装在固定座上，且液压缓冲机构的转轴与冠状轴相平行，用来提供仿生踝关节跖曲运动和背曲运动时的阻尼力；四棱台结构件，上端可与假肢接受腔连接，下端与液压缓冲机构的转轴连接，四棱台结构件可围绕液压缓冲机构的转轴进行前后向的旋转摆动。本发明提供了一种集成液压阻尼和自复位功能为一体的液压仿生踝关节，其具有重量轻、体积小和无噪音的特点，让踝关节接近于真实踝，为更多残疾人士提供便利的优异假肢。

技术领域

本发明涉及一种仿生机械技术领域，具体是关于一种集成液压阻尼和自复位功能为一体的液压仿生踝关节。

背景技术

近年来，由于交通事故、疾病等原因，膝下截肢的人逐渐增多，而穿戴踝关节假肢可以达到对人体缺失功能大代偿。现有踝关节假肢多为被动式，利用脚板自身变形量来满足残肢所需要的回弹力，运动起来较为死板、僵硬、灵活性较差。对于上下楼梯的爬行，上下斜坡的行走基本需要装配者残端和胯部的身体摆动提供动力，行动起来比较吃力，导致残疾人士在正常生活中带来很多不便。

目前，虽然小腿假肢的研究方向倾向于智能化发展，但智能踝的传动装置影响到踝关节的体积、重量、噪音，较为重要的就是在价格上比较昂贵，导致残疾人士在选择假肢佩戴时不得不舍弃装配智能假肢，继续采用被动踝。此外，国内研究主要侧重于膝关节假肢功能的实现，而踝关节仅被当作弹性储能结构辅助人体行走，一些关键技术尚待发展与完善。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种集成液压阻尼和自复位功能为一体的液压仿生踝关节。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种液压仿生踝关节，包括：固定座，下端可与碳纤维储能脚连接；液压缓冲机构，压装在所述固定座上，且所述液压缓冲机构的转轴与冠状轴相平行，用来提供仿生踝关节跖曲运动和背曲运动时的阻尼力；四棱台结构件，上端可与假肢接受腔连接，下端与所述液压缓冲机构的转轴连接，所述四棱台结构件可围绕所述液压缓冲机构的转轴进行前后向的旋转摆动。

所述的液压仿生踝关节，优选的，所述液压缓冲机构包括：液压壳体；转子，转动设置在所述液压壳体内；固定翼片，所述固定翼片的第一端与所述液压壳体连接成一体，第二端与所述转子密封接触；活动翼片，所述活动翼片的第一端与所述转子连接成一体，第二端与所述液压壳体密封接触；所述转子、固定翼片和活动翼片共同将所述液压壳体的内腔分隔为第一液压腔和第二液压腔；在所述固定翼片上开设有至少两个用来连通所述第一液压腔和第二液压腔的液压流道，其中至少一个所述液压流道内设置有控制液压工质由所述第一液压腔流向所述第二液压腔的第一单向阀，其余所述液压流道内设置有控制液压工质由所述第二液压腔流向所述第一液压腔的第二单向阀。

所述的液压仿生踝关节，优选的，所述液压壳体包括液压外壳、密封盖和液压端盖，所述液压外壳为两端敞口的筒形，所述密封盖和液压端盖依次固定在所述液压外壳的两敞口端，以密封所述液压外壳的内腔。

所述的液压仿生踝关节，优选的，在所述液压外壳上沿径向开设有与所述液压流道连通的调节孔，所述调节孔内旋合有用来调节所述液压流道过流面积的调节阀。

所述的液压仿生踝关节，优选的，在所述液压壳体内还设置有用来使所述转子复位的弹性件，复位位置设置为静止状态时所述四棱台结构件水平为正常对线位置。

所述的液压仿生踝关节，优选的，所述弹性件为装配在所述密封盖和液压端盖之间的涡簧，所述涡簧的第一端固定在所述转子上，第二端固定在所述液压外壳上。

所述的液压仿生踝关节，优选的，所述四棱台结构件的上端具有用来与假肢接受腔连接的标准连接件，下端具有倒U型铰座，且所述铰座的两竖臂分别与所述液压缓冲机构的转子连接。