[发明专利]一种基于人体横弓和液压传动的变刚度假肢脚板

说明书

本发明公开了一种基于人体横弓和液压传动的变刚度假肢脚板，由后跟碳纤板、中前足碳纤底板、液压扩张组件、连接件组成，结合人体脚板横向足弓特征，采用液压传动去传递人体重心移动所带来的能量变化，使得假肢脚板能根据不同路面情况以及不同运动状态，更加智能、及时可靠地调节假肢脚板的整体刚度，实现减轻假肢脚板的整体重量的同时，增加假肢脚板的支撑推进作用和舒适度，使用者静态站立时，碳纤曲板横向曲率小，假肢脚板整体刚度小，可适应各类复杂路面，增加静态站立时的稳定性和舒适度；动态行走时，通过液压扩张组件使碳纤曲板曲率增大，假肢脚板整体刚度增大，对地面反作用力的传递效率、支撑推进作用提高。

技术领域

本发明属于人工假肢制造技术领域，特别涉及一种基于人体横弓和液压传动的变刚度假肢脚板。

背景技术

假肢对于因疾病、事故等原因截肢的残疾人生活质量的保证和提高具有重要意义。近来碳纤维增强复合材料在假肢领域的应用愈发广泛，尤其是在假肢脚板的制作方面。目前市场上流行的制备碳纤维板的碳纤维排布增强方式有平纹、斜纹和缎纹织物，这种排布方式使得碳纤维板在主纤维方向上强度较好，而其他方向上的强度欠弱。人体脚板的纵向足弓保证脚板具有一定的弹性，着地时有一定的缓冲作用；而人体脚板的横向足弓对于保证脚板的整体刚度有着至关重要的作用，是保证人正常行走的关键。目前市场上推广的假肢脚板基本采用横向平直的碳纤维板来制作，其通常采用较大厚度的碳纤维板来保证假肢脚板的强度，如此便增加了假肢的整体重量。同时，普遍的假肢脚板仅采用固定的碳纤维板制作，不能像人体脚板那样动态地根据行走周期的不同阶段以及不同的路面情况去改变整体刚度。因此有必要提供一种轻便同时可以保证支撑推进作用的动态变刚度新型假肢脚板产品。

发明内容

本发明的目的在于针对现有假肢脚板的不足，提供一种结合人体脚板纵向足弓和横向足弓特征，采用及时可靠并且效率更高的液压方式去传递人体重心移动所带来的能量变化，用该能量去实现曲板横向曲率的变化，实现假肢脚板的整体刚度变化，液动传递能量的方式能够根据假肢脚板左右半边不同的受力状态来调节假肢脚板的整体刚度，使得假肢脚板对路面情况以及运动状态的响应更加智能和及时可靠，满足不同条件下的假肢脚板的刚度需求的变刚度假肢脚板。

一种基于人体横弓和液压传动的变刚度假肢脚板，由后跟碳纤板、中前足碳纤底板、液压扩张组件、连接件、螺栓组一、螺栓组二和紧定螺钉组组成，后跟碳纤板的顶端连接部分的顶面与中前足碳纤底板的左底板上平直部分二和右底板上平直部分一的下表面经螺栓组一对称地紧贴固接在一起，液压扩张组件中碳纤左曲板外侧平直部分二和碳纤右曲板外侧平直部分一分别对应地紧贴于中前足碳纤底板左底板上平直部分二和右底板上平直部分一的上表面，经螺栓组一、螺栓组二和紧定螺钉组固接在一起，液压扩张组件中碳纤左压板和碳纤右压板上表面与中前足碳纤底板的边缘开口直角凹槽二和开口直角凹槽一内侧上表面紧贴，经螺栓组二和紧定螺钉组固接在一起，连接件底部倾斜平面与液压扩张组件中碳纤左压板和碳纤右压板上表面经螺栓组一固接在一起，连接件左右两侧直角状平板经螺栓组二与碳纤左压板和碳纤右压板7左右对称地固接在一起。

所述的后跟碳纤板包括顶端连接部分、中间过渡部分和底端圆弧部分组成，各部分之间平滑过渡，顶端连接部分为顶部有一长方形凸台的平直板状，且开有左右对称分布的六个通孔，中间过渡部分由两段平直碳纤板夹一段圆弧碳纤板联结而成，其中圆弧板的半径为21-23毫米，底端圆弧部分为一小段圆弧，其半径为40-44毫米，后跟碳纤板中部开有一宽度为30-32毫米的通槽，该通槽将中间过渡部分分割成左右对称独立分布的两部分。

所述中前足碳纤底板由左右对称的左底板和右底板组成，左底板由上平直部分二和下弯曲部分二组成，上平直部分二内侧中空，上平直部分二比下弯曲部分二宽度上小，右底板由上平直部分一和下弯曲部分一组成，上平直部分一内侧中空，上平直部分一比下弯曲部分一宽度上小，中前足碳纤底板的左底板和右底板上部整体上构成一个开口的矩形通槽，中前足碳纤底板的左底板和右底板边缘均有向上弯折形成的开口直角凹槽二和开口直角凹槽一，中前足碳纤底板的左底板和右底板边缘均开有连接用的通孔。