[发明专利]一种膝关节保护装置

权利要求书

1.一种膝关节保护装置，其特征在于：它包括胫板、股板、底板、齿条A、弹簧A、轴A、十字万向节、轴B、内螺纹套、弹簧J、弹性杆、滑块C、弹簧K，其中轴B通过十字万向节与轴A连接；与小腿平行的轴A旋转配合于胫板上端的圆槽A中，与大腿平行的轴B旋转配合于股板下端的圆槽B中；胫板与股板相互铰接，胫板通过若干腿箍固定于小腿外侧，股板通过若干腿箍固定于大腿外侧；沿平行于大腿的方向滑动于股板中的内螺纹套与轴B螺纹配合，内螺纹套通过嵌套于轴B上的压缩弹簧J对胫板形成支撑；胫板下端的滑槽A中沿平行于小腿的方向滑动配合有齿条A，齿条A下端安装有与地面配合的底板；齿条A上嵌套有对其复位的弹簧A；

当底板与胫板下端之间的距离因脚踏而减小时，齿条A通过触发胫板内处于储能状态的传动结构释放能量来带动轴B快速旋转，轴B带动内螺纹套对弹簧J进一步压缩，压缩量增大的弹簧J通过股板对膝盖受到的压迫进行有效抵消；当底板与胫板之间的距离因抬脚而增大时，胫板内的传动结构随着齿条A的复位进行储能并带动内螺纹套解除对弹簧J的进一步压缩；

股板中的滑槽C内沿平行于大腿的方向滑动配合有滑块C；滑块C通过弹性杆与胫板上端连接；滑块B通过位于滑槽C中的压缩弹簧K对股板形成辅助支撑，弹性杆随股板与胫板的相对摆动而进行自适应形变。

2.根据权利要求1所述的一种膝关节保护装置，其特征在于：上述胫板下端内侧安装有供脚踩踏的踏板；弹性杆与股板下端的滑槽D滑动配合；十字万向节中心位于胫板与股板的铰接点中心轴线上。

3.根据权利要求1所述的一种膝关节保护装置，其特征在于：上述轴A与安装在胫板内的轴座旋转配合，固装于轴A的圆环A旋转于轴座内壁上的环槽内；固装于轴B上的圆环B旋转于圆槽B内壁上的环槽内；内螺纹套滑动于股板中的滑槽B内；弹簧J位于滑槽B内；弹簧J一端与滑槽B内壁连接，另一端与内螺纹套连接；弹簧A一端与胫板下端连接，另一端与底板连接；齿条A上安装有便于其复位的卡块A；弹簧K一端与环槽C内壁连接，另一端与滑块C连接。

4.根据权利要求1所述的一种膝关节保护装置，其特征在于：上述齿条A与安装在胫板内的直齿轮A啮合，与所在轴旋转配合的直齿轮A通过轴套A与同轴单向环A的内圈固连，单向环A的外圈上旋转配合有直齿轮B；单向环A的外圈通过嵌套于其上的涡卷弹簧驱动直齿轮B旋转；直齿轮B与安装于胫板内的直齿轮C啮合；与所在轴旋转配合的直齿轮C通过轴套B与同轴的直齿轮D固连；胫板内沿平行于小腿的方向滑动有滑块A，沿平行于小腿的方向滑动于胫板内的滑块B通过弹簧D与下方的滑块A连接；滑块B上方安装有对其复位的弹簧E；胫板内沿垂直于小腿的方向滑动配合有限位杆A和限位杆B，限位杆A上安装有对其复位的弹簧B，限位杆B上安装有对其复位的弹簧C；胫板内安装有促使限位杆B缓慢复位的结构；限位杆A的斜面A端与滑块A侧面上的限位槽A配合；限位杆B的斜面B端与滑块B侧面上的限位槽B配合；

通过连接杆A与限位杆B固连的齿条C与安装于胫板内的直齿轮E啮合，与所在轴旋转配合的直齿轮E通过轴套G与同轴的拨轮A固连；拨轮A上铰接有若干周向均匀分布的拨块A；每个拨块A与安装在拨轮上的限摆块A配合，以限制拨块A的摆动方向；若干拨块A与安装在限位杆A上的卡块B配合；每个拨块A上均安装有对其复位的板簧A；滑块A下端铰接的齿条B与直齿轮D配合；齿条A上端通过连接杆B安装有相互平行的齿条D和齿条E；齿条D与安装在胫板内的直齿轮F啮合，与所在轴旋转配合的直齿轮F通过轴套C与同轴的拨轮B固连；拨轮B外柱面上铰接有拨块B，拨块B上安装有对其复位的板簧B；拨块B与安装在拨轮B上用来限制拨块B摆动方向的限摆块B配合；与连接杆A固连的水平驱动块B上安装有与拨块B配合的卡块C；

齿条E与安装于胫板内的直齿轮G啮合，与所在轴旋转配合的直齿轮G通过轴套D与同轴的拨轮C固连；拨轮C外柱面上铰接有周向均匀分布的若干拨块C，每个拨块C上均安装有对其复位的板簧C；每个拨块C与安装在拨轮C上用来限制拨块C摆动方向的限摆块C配合；沿垂直于轴套B中心轴线方向水平运动于胫板内的限位杆C与轴套B外柱面上的限位槽C配合，限位杆C上安装有对其复位的弹簧F；限位杆C上安装的卡块D与若干拨块C配合；

安装于胫板内的直齿轮H与齿条A啮合，与所在轴旋转配合的直齿轮H通过轴套E与同轴的拨轮D固连；拨轮D外柱面上铰接有拨块D，拨块D上安装有对其复位的板簧D；拨块D与安装在拨轮D上用来限制拨块D摆动方向的限摆块D配合；胫板内沿平行于小腿的方向运动有限位杆D，限位杆D上安装有对其复位的弹簧G；安装于限位杆D上的拨块E与拨块D配合；胫板内沿垂直于小腿的方向运动有与齿条B配合的顶杆，顶杆上安装的卡块E与限位杆D一端配合；顶杆上安装有对其复位的弹簧H；

安装于滑块B上的齿条F与安装于胫板内的直齿轮I啮合；与所在轴旋转配合的直齿轮I通过轴套F与同轴单向环B的内圈固连；单向环B的外圈上嵌套安装有锥齿轮A；锥齿轮A与轴向滑动于轴A上的锥齿轮B配合；轴A上嵌套有对锥齿轮B轴向复位的弹簧I；V型摆杆的拐角处与胫板内壁铰接；摆杆一端与锥齿轮B下端面配合，摆杆另一端与齿条D铰接；摆杆上与齿条D铰接的一支可伸缩。

5.根据权利要求4所述的一种膝关节保护装置，其特征在于：上述滑块A上安装有梯形导块A，梯形导块A滑动于胫板内壁上的梯形导槽A中；滑块B上安装有梯形导块B，梯形导块B滑动于胫板内壁上的梯形导槽B中；板簧A一端与拨轮A连接，另一端与相应拨块A连接；板簧B一端与拨轮B连接，另一端与拨块B连接；板簧C一端与拨块C连接，另一端与拨轮C连接；板簧D一端与拨块D连接，另一端与拨轮D连接；

轴A上对称安装有两个导键，两个导键分别滑动于锥齿轮B内壁上的两个导向槽中；限位杆A滑动于固装在胫板中的外套A内，弹簧B位于外套A内；弹簧B一端与外套A内壁连接，另一端与限位杆A一端连接；安装于限位杆A上的连接块A滑动于外套A上的滑槽E中；连接块A上安装有驱动块A，卡块B安装于驱动块A上；限位杆B滑动于固装在胫板中的外套B内，弹簧C位于外套B中；弹簧C一端与外套B的内壁连接，另一端与限位杆B一端连接；外套B中安装有阻尼杆，弹簧C嵌套于阻尼杆上；阻尼杆一端与限位杆B连接，另一端与外套B的内壁连接；连接杆A与外套B上的滑槽F滑动配合；限位杆C滑动于固装在胫板中的外套C内，弹簧F位于外套C内；弹簧F一端与外套C内壁连接，另一端与限位杆C一端连接；安装于限位杆C上的连接块B滑动于外套C上的滑槽G中；连接块B上安装有驱动块C，卡块D安装于驱动块C上；限位杆D滑动于通过固定座安装在胫板中的外套D内，弹簧G位于外套D内；弹簧G一端与外套D内壁连接，另一端与限位杆D一端连接；拨块E滑动于外套D上的滑槽H中；顶杆滑动于固装在胫板中的外套E内，弹簧H位于外套E内；弹簧H一端与外套E内壁连接，另一端与顶杆一端连接；卡块E滑动于外套E上的滑槽I中；

弹簧E一端与胫板内壁连接，另一端与滑块B上端面连接；弹簧I一端与锥齿轮B连接，另一端与轴座连接；涡卷弹簧位于直齿轮B内壁上的环槽内；涡卷弹簧一端与轴座直齿轮B上的环槽内壁连接，另一端与单向环A的外圈连接。