專利名稱：防傾倒的假肢膝關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種假肢膝關(guān)節(jié)，特別是涉及一種裝置在人體大腿殘肢下方而用以連結(jié)一小腿假足的人工膝關(guān)節(jié)。
(2)背景技術(shù)對于大腿受到截肢手術(shù)的殘障者而言，因腿部的膝蓋以及膝蓋以下的部份已完全切除，因此通常會在人體大腿殘肢的下方連接一人工膝關(guān)節(jié)，借人工膝關(guān)節(jié)再于下方連接一小腿假足，借此輔助殘障者的行走能力。
如圖1及圖2，簡要地說明以往所使用的一種人工膝關(guān)節(jié)，其包含有一上座體6，上座體6向上連接一大腿護(hù)套而供人體大腿殘肢套合，而上座體6下方以一連動裝置7而與一下座體8連接，而下座體8則向下連接一小腿假足9。
當(dāng)使用者行走時，借由人體大腿的抬起與放下的動作，可因連動裝置7而使得下座體8與上座體7改變相對位置，進(jìn)而形成一屈膝狀態(tài)(圖1所示)或一直立狀態(tài)(圖2所示)。其中，下座體8內(nèi)是設(shè)置成可容納油體的油壓缸型態(tài)，其內(nèi)設(shè)有二活塞81，在連動裝置7成為直立狀態(tài)或屈膝狀態(tài)時可同步帶動活塞81運(yùn)動，借此造成油體通過窄小截面的油道所產(chǎn)生的阻尼效應(yīng)而形成一緩沖作用。
在平地行走時，使用者抬起大腿使得上座體6與下座體8逐漸形成屈膝狀態(tài)，此時上座體6受到人體大腿的帶動而承受一向上的拉力，而下方的小腿假足9則脫離地面，使得小腿假足9除了本身重量外也同樣只受向上的拉力，而當(dāng)使用者往前移動時，小腿假足9將向前擺動，使得上座體6相對下座體8形成直立狀態(tài)時，使用者放下大腿即可使小腿假足9再接觸地面，此時，人體重量施加在上座體6、連動裝置7、下座體8及小腿假足9的方向恰與地面施加在小腿假足9的反作用力方向幾乎位在同一假想線上，因此可用以支撐人體向前移動。
但是如圖3所示，當(dāng)在上下坡路段或地面崎嶇不平的路面上行走時，使用者一旦腿部抬高的高度不夠，往往在上座體6相對于下座體8尚未到達(dá)直立狀態(tài)而仍處在屈膝狀態(tài)時，小腿假足9即碰觸到地面，造成小腿假足9無法隨人體前進(jìn)方向向前擺動，若使用者此刻放下大腿使身體重量施加在上座體6時，地面施與小腿假足9上的反作用力方向?qū)⒉辉倥c身體重量方向位在同一假想線上而有一夾角存在，如此將造成上座體6與下座體8受到人體重力及地面反作用力同時作用下反而又形成屈膝狀態(tài)，但是一般膝關(guān)節(jié)并沒有阻止此種不預(yù)期狀態(tài)發(fā)生的安全設(shè)計，一旦發(fā)生將使得使用者的身體重量無法受到支撐而有傾倒的現(xiàn)象，因此在使用上并不理想，同時也有不可輕忽的危險性存在。
(3)實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種假肢膝關(guān)節(jié)，其具有在承受壓力時可自動形成暫時性的剛性拘束結(jié)構(gòu)，而用以穩(wěn)固支撐人體重量并有防止傾倒的效果。
本實(shí)用新型的防傾倒的假肢膝關(guān)節(jié)，其特點(diǎn)是該假肢膝關(guān)節(jié)包含用以接合一大腿護(hù)套的一上座體、用以接合一小腿假足的一下座體，及連接上座體與下座體并使其反復(fù)地相對在一直立狀態(tài)及一屈膝狀態(tài)改變的一連動裝置，連動裝置具有一相對于上座體轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸。
上座體包括有一供轉(zhuǎn)軸穿設(shè)的本體、一樞接在本體的活動座及一隨本體同步相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的制動件，在上座體與下座體承受壓力時，活動座可相對本體偏轉(zhuǎn)并壓迫制動件，致使制動件與轉(zhuǎn)軸相互迫緊而產(chǎn)生摩擦干涉。
本實(shí)用新型的功效在于，當(dāng)制動件與轉(zhuǎn)軸無法相對運(yùn)動時可使上座體與下座體形成暫時性的剛性拘束結(jié)構(gòu)，而具有穩(wěn)固支撐人體重量及防止傾倒的作用。
為進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的上述目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和效果，以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
(4)
圖1是以往所使用的一種膝關(guān)節(jié)的構(gòu)造暨動作示意圖，說明膝關(guān)節(jié)在屈膝狀態(tài)時的相關(guān)構(gòu)件位置關(guān)系；
圖2是圖1膝關(guān)節(jié)的另一動作示意圖，說明膝關(guān)節(jié)在直立狀態(tài)時的相對構(gòu)件位置關(guān)系及受力狀況；圖3是圖1膝關(guān)節(jié)未在正常狀態(tài)的動作示意圖，說明膝關(guān)節(jié)未能到達(dá)直立狀態(tài)時即接觸地面的受力狀態(tài)；圖4是本實(shí)用新型的假肢膝關(guān)節(jié)的第一較佳實(shí)施例部份分解立體圖；圖5是圖4的該較佳實(shí)施例的V-V剖面線的剖視示意圖；圖6是該第一較佳實(shí)施例受拉力時相關(guān)構(gòu)件相對位置圖；圖7是該第一較佳實(shí)施例受壓力時相關(guān)構(gòu)件相對位置圖；圖8是本實(shí)用新型的假肢膝關(guān)節(jié)的第二較佳實(shí)施例部份分解立體圖；圖9是一部份剖視圖，說明該第二較佳實(shí)施例受壓力時相關(guān)構(gòu)件的相對位置；圖10是本實(shí)用新型的假肢膝關(guān)節(jié)的第三較佳實(shí)施例部份分解立體圖；及圖11是一部份剖視圖，說明該第三較佳實(shí)施例受壓力時相關(guān)構(gòu)件的相對位置。
(5)具體實(shí)施方式
參閱圖4與圖5，本實(shí)用新型的假肢膝關(guān)節(jié)的第一較佳實(shí)施例包含一上座體1、一下座體2及一連接上座體1與下座體2的連動裝置3。
上座體1包括有一本體11、一活動座12及一制動件13。
本體11在橫方向上形成有相反的一前端111及一后端112，而本體11還在直立方向上構(gòu)成一上端面113及一下端面114，在本體11接近后端112處由上端面113縱切過本體11而至下端面114形成有一容置部115，并在本體11相反兩側(cè)各設(shè)置有一連通容置部115的軸孔116。另外，在本體11的上端面113中央位置處設(shè)有一凹孔117。
活動座12為大致平臺狀的構(gòu)件，用以設(shè)置在本體11的上端面113上方。而活動座12具有一頂面121及一底面122，使活動座12的底面122接近本體11前端111的兩側(cè)處各設(shè)有一向下延伸的凸耳部123，并利用二軸螺絲124分別穿過凸耳部123而樞接在本體11兩側(cè)的對應(yīng)位置上，使得活動座12可以二軸螺絲124所共同構(gòu)成的軸線為轉(zhuǎn)動軸心相對于本體11偏轉(zhuǎn)。另外，活動座12的中央位置處由底面122向下形成一可對應(yīng)位在本體11的凹孔117內(nèi)的凸部125，且凸部125中央設(shè)有一連通頂面121且具有內(nèi)螺紋的鎖合孔126，用以供一大腿護(hù)套(圖未示)鎖固，而凸部125與凹孔117間具有固定的余隙存在，因此可容許活動座12相對本體11在一定的角度范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)。此外，活動座12接近本體11后端112處設(shè)有一具有內(nèi)螺紋的調(diào)整孔127，調(diào)整孔127用以供一調(diào)整螺絲128螺鎖于內(nèi)，使得調(diào)整螺絲128朝下的一頭端部129可調(diào)整地凸出于底面122外。
制動件13是位在本體11的容置部115內(nèi)，其為管壁非完全封閉的管狀體，使得制動件13具有一呈環(huán)形而一側(cè)邊為開放狀態(tài)的套合部131，在套合部131呈開放狀態(tài)的兩相對端分別設(shè)有一固定部132及一抵壓部133，固定部132可供一固定軸134穿置而將制動件13定位在本體11的容置部115內(nèi)，而抵壓部133則是自套合部131上延伸并與固定部132間形成有一間隔距離，使抵壓部133可供活動座12的調(diào)整螺絲128的頭端部129接觸。
下座體2的下端形成有一套管部21，可用以連結(jié)一小腿假足(圖未示)。
連動裝置3包括有二前連桿31及一后連桿32，二前連桿31分別位在本體11相反兩側(cè)的對應(yīng)位置處，借由一轉(zhuǎn)軸33穿過本體11的軸孔116及制動件13的套合部131，使得轉(zhuǎn)軸33的兩端分別與二前連桿31的上端固接，而將前連桿31樞接在本體11上，且前連桿31相對于本體11轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)軸33也與前連桿31同步轉(zhuǎn)動，另外，前連桿31的下端也以相同方式樞接在下座體2。而后連桿32的上端及下端也是分別樞接在上座體1的本體11及下座體2上。這樣，使得前連桿31、后連桿32、上座體1及下座體2共同構(gòu)成一四連桿機(jī)構(gòu)。另外，后連桿32接近下座體2的一端還設(shè)有一壓抵部321，而連動裝置3還包括一位在下座體2內(nèi)的彈性緩沖器34，在上座體1與下座體2借由連動裝置3改變相對位置而成為屈膝狀態(tài)時，后連桿32的壓抵部321可使彈性緩沖器34作動，本例中，彈性緩沖器34是以壓縮彈簧為主要構(gòu)造，使得彈性緩沖器34可提供一緩沖以及回復(fù)原位的作用力，由于彈性緩沖器34的構(gòu)造也可為油壓式或其他機(jī)械式的設(shè)計，在此并非本實(shí)用新型的重點(diǎn)，所以不擬進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖6所示在應(yīng)用時，當(dāng)人體抬起大腿，使小腿假足脫離地面時，由于上座體1的活動座12直接受人體大腿的連動而有一上揚(yáng)的拉力，而上座體1的本體11以下的所有構(gòu)件則因本身重力而承受向下的拉力，所以在整個膝關(guān)節(jié)承受拉力的條件下，活動座12得以軸螺絲124為軸心相對于本體11以相互遠(yuǎn)離的方向樞轉(zhuǎn)，此時，活動座12的調(diào)整螺絲128的頭端部129并不會壓迫制動件13的抵壓部133，所以制動件13的套合部131與轉(zhuǎn)軸33是呈松配合的套合狀態(tài)，所以上座體1與下座體2在連動裝置3的連結(jié)作用下配合使用者的動作而改變相對位置時，制動件13可相對于轉(zhuǎn)軸33轉(zhuǎn)動而沒有阻礙。
而如圖7所示，當(dāng)使用者站立，或是如前所述在屈膝狀態(tài)受到外力阻擋而無法回復(fù)為直立狀態(tài)時，人體重量將施加在上座體1而小腿假足則會接觸在地面上，因人體向下的重力以及小腿假足承受來自地面的反作用力的情況下，整個膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)承受壓力作用，此時，活動座12將以軸螺絲124為軸心相對于本體11以相互接近的方向樞轉(zhuǎn)，并迫使活動座12的調(diào)整螺絲128的頭端部129壓迫制動件13的抵壓部133，使得制動件13的抵壓部133與固定部132間的距離縮小，因此有使制動件13的套合部131的內(nèi)徑緊縮的效果并進(jìn)而將轉(zhuǎn)軸33束緊而產(chǎn)生摩擦干涉的作用，如此將使得轉(zhuǎn)軸33無法相對于本體11轉(zhuǎn)動，一旦轉(zhuǎn)軸33無法轉(zhuǎn)動，整個連動裝置3將成為暫時性的剛性拘束結(jié)構(gòu)，造成上座體1無法相對于下座體2改變位置，因此具有穩(wěn)定支撐人體、同時也有防止傾倒的功效，而待人體重心前移并抬起大腿時，由于膝關(guān)節(jié)承受壓力的條件消失，所以制動件13又再次與轉(zhuǎn)軸33形成松配合而可隨人體的動作活動。
再如圖8及圖9所示的是本實(shí)用新型的第二較佳實(shí)施例，與前述第一較佳實(shí)施例的不同處在于，制動件14也是一管壁非完全封閉的管狀體而形成有一套合部141，在套合部141呈開放狀態(tài)的兩端則各延伸出間隔有一定距離的一固定部142及一抵壓部143。而本體11的容置部115的區(qū)域則擴(kuò)大涵蓋活動座12的凸部125，使制動件14的套合部141受轉(zhuǎn)軸33穿置而定位在容置部115內(nèi)后，其以抵壓部143在上、而固定部142在下的方式配置在凸部125的下方，造成整個膝關(guān)節(jié)在承受壓力致使活動座12偏轉(zhuǎn)時，凸部125下端會向下抵頂制動件14的抵壓部143，而由于固定部142是靠抵在容置部115底部的本體11上而無法移動，使得套合部131內(nèi)徑因此變形緊縮而將轉(zhuǎn)軸33束緊，達(dá)到與第一較佳實(shí)施例相同的效果。
此外，調(diào)整孔127可改設(shè)在本體11接近下端面114處并連通容置部115，用以供調(diào)整螺絲128螺鎖，使得調(diào)整螺絲128朝上的頭端部129是可調(diào)整地凸伸進(jìn)入容置部115內(nèi)，用以推頂制動件14的固定部142，以作為調(diào)整制動件14在膝關(guān)節(jié)受力至產(chǎn)生束緊效果的動作敏感度。另外，在活動座12的凸部125外圍進(jìn)一步套設(shè)有一呈螺旋彈簧狀的彈性件15，使彈性件15的上下兩端分別抵接在活動座12的底面122及本體11的上端面113，其作用在于當(dāng)膝關(guān)節(jié)承受壓力而使活動座12向本體11方向偏轉(zhuǎn)時，彈性件15可產(chǎn)生變形而儲存有一彈性力，而在膝關(guān)節(jié)不再承受壓力時，彈性件15可將彈性力釋放而輔助活動座12回復(fù)至原位置。
再參考圖10及圖11，示出的是本實(shí)用新型的第三較佳實(shí)施例，主要是采用結(jié)構(gòu)較前述不同的制動件16，其形成有一第一彈片部161、一第二彈片部162及一連結(jié)第一彈片部161與第二彈片部162的基部163，其中，第一彈片部161及第二彈片部162分別連接在基部163的相反兩側(cè)邊緣的非對應(yīng)的位置上，使得第一彈片部161及第二彈片部162分別相對于基部163向上彎曲延伸以形成弧形外張的型態(tài)，由轉(zhuǎn)軸33的軸心方向來看(如圖11所示)，第一彈片部161及第二彈片部162分別遠(yuǎn)離基部163的末端可相互交錯形成叉形，使得第一彈片部161、第二彈片部162及基部163三者中間構(gòu)成供轉(zhuǎn)軸33穿過的空間，在制動件16受轉(zhuǎn)軸33穿設(shè)而定位在容置部115內(nèi)后，第一彈片部161與第二彈片部162的末端可接觸活動座12的底面122。
由于第一彈片部161及第二彈片部162的末端均有朝相互遠(yuǎn)離的方向彈性變形的趨勢，因此在膝關(guān)節(jié)未承受壓力時，第一彈片部161及第二彈片部162的末端可共同施力而將活動座12保持在最遠(yuǎn)離本體11的位置上，同時第一彈片部161、第二彈片部162及基部163三者中間所構(gòu)成的空間為最大，即第一彈片部161、第二彈片部162及基部163與轉(zhuǎn)軸33間相互接觸形成摩擦的面積為最小，使得制動件16與轉(zhuǎn)軸33間形成松配合。而當(dāng)膝關(guān)節(jié)承受壓力而導(dǎo)致活動座12向本體11偏轉(zhuǎn)時，活動座12的底面122可同時壓迫第一彈片部161及第二彈片部162更為彎曲變形，使得第一彈片部161及第二彈片部162分別緊密貼覆在轉(zhuǎn)軸33相對應(yīng)的表面上，并分別對基部163的相反兩側(cè)產(chǎn)生互為反向的拉扯力量，造成基部163也緊密貼覆在轉(zhuǎn)軸33相對應(yīng)的表面上，如此將大幅增加制動件16與轉(zhuǎn)軸33的摩擦力而使轉(zhuǎn)軸33無法轉(zhuǎn)動，以達(dá)到前述制動轉(zhuǎn)軸33的目的。
歸納上述，本實(shí)用新型的假肢膝關(guān)節(jié)，借由制動件13、14或16套束在連動裝置3的其中一轉(zhuǎn)軸33上，并設(shè)計有可相對于上座體1的本體11產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的活動座12，在使用者站立或?qū)A倒而致使膝關(guān)節(jié)承受壓力時，可適時由活動座12迫使制動件13、14或16將轉(zhuǎn)軸33鎖定，使得膝關(guān)節(jié)成為暫時性的剛性拘束結(jié)構(gòu)，而本實(shí)用新型因完全為機(jī)械式的設(shè)計，并無油壓或氣壓方式復(fù)雜的管路，使得防傾倒的動作較為確實(shí)有效，而維修上只需更換制動件或轉(zhuǎn)軸即可，不必如油壓或氣壓的膝關(guān)節(jié)一旦發(fā)生所以障必須整組更換的缺點(diǎn)，維修成本可有效降低，所以確實(shí)能達(dá)到本實(shí)用新型的目的。
權(quán)利要求1.一種防傾倒的假肢膝關(guān)節(jié)，包含用以接合一大腿護(hù)套的一上座體、用以接合一小腿假足的一下座體，及連接該上座體與該下座體并使其反復(fù)地相對在一直立狀態(tài)及一屈膝狀態(tài)改變的一連動裝置，該連動裝置并具有一相對于該上座體轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，其特征在于該上座體包括有一供該轉(zhuǎn)軸穿設(shè)的本體、一樞接在該本體的活動座及一隨該本體同步相對于該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動而可受該活動座壓迫以束緊該轉(zhuǎn)軸的制動件。
2.如權(quán)利要求1所述的假肢膝關(guān)節(jié)，其特征在于該制動件具有一套束在該轉(zhuǎn)軸表面呈一側(cè)開放的環(huán)形的套合部、一連接該套合部以定位在該本體的固定部，及一延伸自該套合部以供該活動座抵接的抵壓部。
3.如權(quán)利要求2所述的假肢膝關(guān)節(jié)，其特征在于該上座體的本體設(shè)有一容納該制動件的容置部，該活動座設(shè)有一可深入該容置部并隨該活動座偏轉(zhuǎn)的頭端部，該制動件的固定部借由一穿置在該容置部且穿過該固定部的固定軸而相對定位在該本體上。
4.如權(quán)利要求3所述的假肢膝關(guān)節(jié)，其特征在于該活動座具有供一調(diào)整螺絲鎖附的一調(diào)整孔，該調(diào)整螺絲伸入該容置部的一端形成該頭端部。
5.如權(quán)利要求2所述的假肢膝關(guān)節(jié)，其特征在于該上座體的本體設(shè)有一容納該制動件的容置部，該活動座設(shè)有一可深入該容置部并隨該活動座偏轉(zhuǎn)以接觸該制動件的抵壓部的凸部，而該制動件的固定部是抵靠在該容置部底面的該本體上。
6.如權(quán)利要求5所述的假肢膝關(guān)節(jié)，其特征在于該本體具有供一調(diào)整螺絲鎖附的一調(diào)整孔，該調(diào)整螺絲伸入該容置部的一端形成一可推抵該制動件的固定部的頭端部。
7.如權(quán)利要求1所述的假肢膝關(guān)節(jié)，其特征在于該制動件具有一第一彈片部、一第二彈片部及一連結(jié)第一彈片部與第二彈片部的基部，該第一彈片部及該第二彈片部分別連接在該基部的相反兩側(cè)邊緣的非對應(yīng)的位置，該第一彈片部及該第二彈片部分別相對于該基部朝相同一側(cè)彎曲延伸形成弧形外張的型態(tài)，該第一彈片部、該第二彈片部及該基部中間供該轉(zhuǎn)軸穿設(shè)，而該第一彈片部與該第二彈片部分別遠(yuǎn)離該基部的末端同時接觸該活動座。
8.如權(quán)利要求1所述的假肢膝關(guān)節(jié)，其特征在于該連動裝置包括有兩端分別樞連在該上座體與該下座體的二前連桿及一后連桿，以及位在該下座體內(nèi)受該后連桿作動的一彈性緩沖器，而該轉(zhuǎn)軸穿置在該本體并使其相反兩端分別樞接該二前連桿的對應(yīng)端。
專利摘要一種防傾倒的假肢膝關(guān)節(jié)，包含用以接合一大腿護(hù)套的一上座體、用以接合一小腿假足的一下座體，及連接上座體與下座體并使其反復(fù)地相對在一直立狀態(tài)及一屈膝狀態(tài)改變的一連動裝置，連動裝置并具有一相對于上座體轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，上座體包括有一供轉(zhuǎn)軸穿設(shè)的本體、一樞接在本體的活動座及一隨本體同步相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的制動件，在上座體與下座體承受壓力時，活動座可相對本體偏轉(zhuǎn)并壓迫制動件，致使制動件與轉(zhuǎn)軸相互迫緊而產(chǎn)生摩擦干涉，使上座體與下座體形成暫時性的剛性拘束結(jié)構(gòu)，而具有穩(wěn)固支撐人體重量及防止傾倒的作用。
文檔編號A61F2/64GK2659382SQ200320100638
公開日2004年12月1日 申請日期2003年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月14日
發(fā)明者陳建良, 陳建全, 陳怡君 申請人:陳建良, 陳建全, 陳怡君