[发明专利]一种紧凑型主动假肢踝关节

说明书

本发明公开了一种紧凑型主动假肢踝关节，包括支架、小腿连接件、前端盖、齿轮组件、减速器、电机、假脚、转轴、假脚连接件、两个轴支撑件、两个齿轮齿条组件、丝杠组件和两个直线导轨组件，电机减速器结构为动力来源，最终通过齿轮齿条的运动带动假脚实现踝关节的趾屈和背屈运动，创新地应用齿轮齿条结构使空间利用率增大，结构紧凑、体积小，并且能够使踝关节在蹬地时候有足够的扭矩，使整个假肢踝关节具有力矩大、质量轻的优点，踝关节转动中心低，和健康人的踝关节转动中心高度接近，可以更好的满足人行走要求，使步态更加协调。

技术领域

本发明属于康复辅具技术领域，具体涉及一种紧凑型主动假肢踝关节。

背景技术

踝关节假肢作为一种康复器具，可以满足下肢残疾患者的日常使用要求。假肢踝关节一般可以分为被动型和主动型，被动踝关节一般为单轴踝或者万向踝关节等，被动踝关节由于其不具备自主调节步态和无法提供力矩等缺点，使人在行走时候能量消耗增加并容易使步态不对称；主动踝关节是指有额外力矩供给的踝关节，一般根据能量来源可以分为电动、液压或者气动型，此种踝关节可以减轻截肢者的能量消耗并且提供良好的步态控制。文献调研表明，现有的主动踝关节结构不够紧凑，占用空间大、质量大，导致踝关节转动中心离地面较高。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提出了一种紧凑型主动假肢踝关节，旨在解决传统主动假肢踝关节重量大、占用空间大以及转动中心高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种紧凑型主动假肢踝关节，包括支架、小腿连接件、前端盖、齿轮组件、减速器、电机、假脚、转轴、假脚连接件、两个轴支撑件、两个齿轮齿条组件、丝杠组件和两个直线导轨组件。

所述小腿连接件固定在支架上端，小腿连接件上端的四棱台用于连接小腿标准管材或者接受腔，前端盖固定在支架上，齿轮组件包括丝杠齿轮和减速器齿轮，丝杠齿轮与丝杠末端固定连接，减速器齿轮固定在减速器的输出轴上，丝杠齿轮和减速器齿轮形成啮合齿轮副。

所述电机的输出轴与减速器连接，电机内部装有编码器，用以反馈位置信息，电机通过减速器传递扭矩，减速器固定在前端盖上，假脚固定连接在假脚连接件下端，假脚为市场上售卖的商业成品假脚，假脚固定件上固定连接轴支撑件，两个轴支撑件关于电机对称布置，转轴与支架形成转动副。

齿轮齿条组件包括轴齿轮、齿条和齿条固定件，轴齿轮与转轴固定，转轴固定在轴支撑件上，轴齿轮、转轴和轴支撑件通过键连接而相对固定，齿条固定在齿条固定件的下端，轴齿轮和齿条形成齿轮齿条副。

丝杠组件包括丝杠支撑座、丝杠、丝杠螺母、螺母固定件和丝杠固定座，丝杠一端与丝杠固定座连接形成转动副，丝杠的另一端与丝杠支撑座连接形成转动副，丝杠由丝杠固定座限制轴向和法向位移，丝杠的近丝杠固定座一端固定连接丝杠齿轮，丝杠螺母和螺母固定件固定连接，螺母固定件和齿条固定件固定连接。

直线导轨组件包括滑轨和滑块，滑块能够沿滑轨移动，滑块与齿条固定件上端固定连接，滑轨固定在支架内部，直线导轨组件起到连接支架的作用，电机带动减速器运动，减速器齿轮带动丝杠齿轮转动，丝杠齿轮带动丝杠旋转，丝杠带动丝杠螺母沿丝杠轴向移动，丝杠螺母带动螺母固定件沿轴向运动，进而带动齿条运动，假脚离地时，假脚由于齿轮齿条的作用而相对支架转动，踝关节弯曲。

所述假脚可以为碳纤维脚板或者为美容脚。

本发明的有益效果：

1、本发明采用电机减速器驱动的齿轮组、齿轮齿条组件、丝杠组件和直线导轨组件结构，创新地应用齿轮齿条结构使空间利用率增大，结构紧凑、体积小，并且能够使踝关节在蹬地时候有足够的扭矩，使整个假肢踝关节具有力矩大、质量轻的特点。

2、本发明的踝关节转动中心低，和健康人的踝关节转动中心高度接近，可以更好的满足人行走要求，使步态更加协调。

附图说明