[发明专利]一种具有人体足弓三维曲率特征的刚度梯度变化假肢脚板

权利要求书

1.一种具有人体足弓三维曲率特征的刚度梯度变化假肢脚板，其特征在于：由前掌碳纤曲板(A)、后跟碳纤曲板(B)、连接组件(C)、螺栓组Ⅰ(1)、螺栓组Ⅱ(2)和螺栓组Ⅲ(3)组成，其中连接组件(C)的方锥接头(6)、连接组件(C)的上连接基座(7)、前掌碳纤曲板(A)的后部、后跟碳纤曲板(B)的上部和连接组件(C)的下抵板(8)自上而下顺序排列；连接组件(C)中方锥接头(6)的方台(6b)置于上连接基座(7)的方形浅沉槽(7d)中，并经螺栓组Ⅰ(1)固接；连接组件(C)中上连接基座(7)的左圆弧侧翼(7b)的左孔Ⅲ(7c)、前掌碳纤曲板(A)的左孔Ⅰ(4a)、后跟碳纤曲板(B)的左孔Ⅱ(5a)和连接组件(C)中下抵板(8)的左孔Ⅳ(8a)经螺栓组Ⅲ(3)固接；连接组件(C)中上连接基座(7)的右圆弧侧翼(7f)的右孔Ⅲ(7g)、前掌碳纤曲板(A)的右孔Ⅰ(4b)、后跟碳纤曲板(B)的右孔Ⅱ(5b)和连接组件(C)中下抵板(8)的右孔Ⅳ(8b)经螺栓组Ⅱ(2)固接；前掌碳纤曲板(A)的前掌纵向曲线(G)和后跟碳纤曲板(B)的后跟纵向曲线(H)二者整体构成一个纵向弓形I；所述的前掌碳纤曲板(A)由后圆弧部分(4c)、中部曲面部分(4d)、左前趾(4e)、右前趾(4f)和前掌纵向曲线(G)组成，其中后圆弧部分(4c)后部设有左孔Ⅰ(4a)和右孔Ⅰ(4b)；前掌碳纤曲板(A)的横曲面形状由曲板后部的横截面曲线Ⅰ(D)、曲板中部的横截面曲线Ⅱ(E)和曲板前部的横截面曲线Ⅲ(F)确定，其中横截面曲线Ⅰ(D)为一段圆弧曲线，其圆弧半径r₁为：30-35毫米，圆心角θ₁为：50°-60°；

横截面曲线Ⅱ(E)的数学表达式为：y＝-0.00009x³+0.015x²+0.02x+31.5；

横截面曲线Ⅲ(F)的数学表达式为：y＝-0.000055x³+0.006x²+0.05x+14.5；

所述横截面曲线Ⅱ(E)和横截面曲线Ⅲ(F)的形状均按人体横向足弓基本形状绘制，均为内侧曲率大，外侧曲率小；后圆弧部分(4c)为一段由横截面曲线Ⅰ(D)控制的厚度均为4-5毫米的圆弧柱面，后圆弧部分(4c)的后部设有左孔Ⅰ(4a)和右孔Ⅰ(4b)；中部曲面部分(4d)为一段由横截面曲线Ⅰ(D)和横截面曲线Ⅱ(E)形成的曲面；前掌碳纤曲板(A)前部整体为一段由横截面曲线Ⅱ(E)和横截面曲线Ⅲ(F)形成的曲面，最底部为一段上扬的平直圆弧面，并经由前掌碳纤曲板(A)前部中间的细槽被分成左前趾(4e)和右前趾(4f)；中部曲面部分(4d)至左前趾(4e)和右前趾(4f)的顶端，其厚度自后至前从大到小均匀变化，最大厚度与后圆弧部分(4c)的厚度相同，最小厚度为2.5毫米；前掌纵向曲线(G)由前掌纵向曲线Ⅰ段(4g)和前掌纵向曲线Ⅱ段(4h)组成，前掌纵向曲线Ⅰ段(4g)为一段倾斜角为23°-30°的直线段；前掌纵向曲线Ⅱ段(4h)为一段圆弧，其圆弧半径r₂为70-80毫米，圆心角θ₂为50°-60°，位于前掌纵向曲线(G)前部末端，前掌纵向曲线Ⅰ段(4g)和前掌纵向曲线Ⅱ段(4h)之间平滑相切连接；所述的后跟碳纤曲板(B)由上圆弧部分(5c)、中间过渡部分(5d)、下曲板部分(5e)和后跟纵向曲线(H)组成，所述上圆弧部分(5c)为一曲率横向分布的圆弧板，其形状与前掌碳纤曲板(A)中横截面曲线Ⅰ(D)匹配；后跟纵向曲线(H)由后跟纵向曲线Ⅰ段(5f)和后跟纵向曲线Ⅱ段(5g)组成，后跟纵向曲线Ⅰ段(5f)由一段倾斜直线和一段圆弧构成，圆弧半径r₃为70-80毫米，圆心角θ₃为130°-150°，位于后跟纵向曲线(H)中上部；后跟纵向曲线Ⅱ段(5g)由一段倾斜直线和一段圆弧，构成一段圆弧其圆弧半径r₄为60-70毫米，圆心角θ₄为8°-12°，位于后跟纵向曲线(H)下部，后跟纵向曲线Ⅰ段(5f)和后跟纵向曲线Ⅱ段(5g)之间用直线平滑相切连接。