1所屬技術(shù)領(lǐng)域

此發(fā)明主要應(yīng)用與健康衛(wèi)生領(lǐng)域，通過(guò)設(shè)計(jì)出z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器，可以對(duì)人體腿部進(jìn)行支撐，進(jìn)而可以分散腿部對(duì)膝蓋的巨大壓力，減輕人們?cè)谌鐜鷷r(shí)對(duì)膝蓋的損傷。

2

背景技術(shù)：

膝關(guān)節(jié)是人體最大、最復(fù)雜的關(guān)節(jié)，它僅僅靠一個(gè)狹小的接觸面支撐著我們整個(gè)身體的重量。研究表明，平躺時(shí)膝蓋的負(fù)重幾乎是零，站起來(lái)和平地走路時(shí)負(fù)重是體重的1～2倍，上下坡或上下樓梯時(shí)是3～4倍，跑步是4倍，蹲和跪是8倍。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)體重60公斤的人，每上一級(jí)樓梯，膝蓋就要承受240公斤的重量，深蹲時(shí)則要承受480公斤的重量。因此，我們的膝關(guān)節(jié)常常不堪重負(fù)，出現(xiàn)各種毛病或疼痛。

隨著中國(guó)人口的逐漸老齡化，老年人膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)。我國(guó)約有1.2億人患有骨關(guān)節(jié)炎，幾乎每10人中就有一個(gè)。中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院骨關(guān)節(jié)三科主任、國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專(zhuān)家陳衛(wèi)衡告訴《生命時(shí)報(bào)》記者，骨關(guān)節(jié)炎主要分為膝關(guān)節(jié)炎和髖關(guān)節(jié)炎，但臨床經(jīng)驗(yàn)表明，膝關(guān)節(jié)炎占大多數(shù)。目前我國(guó)50歲以上的人群中，一半人有此困擾，60歲后患病率達(dá)60％，到了70歲，幾乎每個(gè)老年人都會(huì)患上此病。

近年來(lái)我國(guó)骨關(guān)節(jié)疾病增多，與生活方式密不可分，比如不斷增加的體重對(duì)膝關(guān)節(jié)造成巨大負(fù)擔(dān)，不恰當(dāng)?shù)慕∩砗瓦\(yùn)動(dòng)方式加重了創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生等。雖然關(guān)節(jié)疾病并不致命，但患者會(huì)因長(zhǎng)期疼痛而喪失勞動(dòng)能力，甚至致殘。

對(duì)于馬桶最先做了詳細(xì)文字記載的是北宋時(shí)期歐陽(yáng)修的《歸田錄二》中的“木馬子”，《辭源》中對(duì)其解釋為“木制的馬桶”。中國(guó)古代民間使用的馬桶是一種帶蓋的圓形木桶，用桐油或上好的防水朱漆加以涂抹。在1596年，第一個(gè)實(shí)用的馬桶——一個(gè)有水箱和沖水閥門(mén)的木制座位馬桶被英國(guó)貴族約翰·哈靈頓發(fā)明。這就是最早的沖洗式馬桶，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)和創(chuàng)新演變成今天的坐便器。雖然現(xiàn)在有了坐便器，但是由于馬桶長(zhǎng)期在衛(wèi)生間不僅會(huì)滋生細(xì)菌，而且馬桶墊與人體大腿直接接觸也會(huì)導(dǎo)致疾病的發(fā)生，并且蹲式馬桶很多人并不習(xí)慣使用，對(duì)于如廁時(shí)間較長(zhǎng)、腿腳有疾患的人或有痔瘡的人同時(shí)也不適用。而且大多公共場(chǎng)合都沒(méi)有馬桶，中國(guó)的農(nóng)村和一些偏遠(yuǎn)地區(qū)等地方家里由于馬桶造價(jià)高也都沒(méi)有馬桶，所以說(shuō)坐便器在中國(guó)并不普遍。因此z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)緩沖器的出現(xiàn)不僅可以有效的解決人們?cè)谌鐜鷷r(shí)膝蓋損傷的問(wèn)題，而且其經(jīng)濟(jì)適用性還可適用于更廣泛的人群。

3

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

此發(fā)明的基本思路就是把設(shè)計(jì)部位放在小腿和大腿之間，即在膝蓋處墊放東西從而分散壓力，減小膝蓋受壓力是保護(hù)膝關(guān)節(jié)的主要途徑，通過(guò)我們?cè)O(shè)計(jì)出的z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器對(duì)人體腿部進(jìn)行支撐，進(jìn)而分散腿部對(duì)膝蓋的直接作用。從生理結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，蹲式的排便更符合人體生理，理論上來(lái)說(shuō)排便應(yīng)該更順暢。這主要是因?yàn)槿嗽谙露讜r(shí)，腹部的壓力比坐著時(shí)要大，這能減少腹部用力，對(duì)排便有幫助作用。因此此發(fā)明既能保證在如廁時(shí)保護(hù)我們的膝蓋，又有減少占地空間，方便攜帶，適用人群廣的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：利用鋼材與木材的抗壓性、緩沖性、剛性、吸濕性等；材料性能與人體生理結(jié)構(gòu)；如廁時(shí)對(duì)z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器高度的處理方法；各部件搭接、連接的關(guān)系，結(jié)合蹲式和坐便式的優(yōu)點(diǎn)，使構(gòu)型和腿部貼合，通過(guò)托住腿部從而減小膝蓋受壓而發(fā)明的。整體由六部分組合搭接而成：墊腳臺(tái)、弧形支撐架、擬形弧臺(tái)、斜撐桿、彈簧撐和連接桿。表面采用較為柔軟的海綿套包裹，一是有緩沖作用，二是增加了整體的美觀度和舒適度。

整體一共分為以下六個(gè)部分：

1.墊腳臺(tái)：結(jié)合助跑器原理，根據(jù)牛頓第三定律中作用力與反作用力的知識(shí)，當(dāng)人們?nèi)鐜昶鹕硭查g給腳的反作用力會(huì)感到更輕松、快速，且斜面設(shè)計(jì)能分解人的重力，防止足部的著力點(diǎn)過(guò)度受壓引起頭暈?zāi)垦！?/p>

2.弧形支撐架：為了貼合小腿弧形設(shè)計(jì)，讓腿部均勻受力，增加舒適度，而弧形近似于拱形，充分發(fā)揮拱結(jié)構(gòu)傳力明確，抗壓能力強(qiáng)的特點(diǎn)。同時(shí)，該作為主要構(gòu)件，起著支撐作用，根據(jù)強(qiáng)柱弱梁的要求，因此需要足夠的承載力。

3.擬形弧臺(tái)：為貼合人體大腿而進(jìn)行了擬形弧設(shè)計(jì)，盡可能托住大腿，人性化處理，增加舒適度，均勻承受人體重量。

4.支撐桿：連接墊腳臺(tái)和弧形支撐架，使弧形支撐架受到的力傳遞給弧墊腳臺(tái)，且三者近似構(gòu)成三角形，增強(qiáng)了整體的穩(wěn)定性。

5.彈簧撐：首先起到支撐擬形弧臺(tái)的作用，此次在人蹲下去時(shí)起到儲(chǔ)能的作用，當(dāng)人起身時(shí)又起到緩沖和減震的作用。

6.連接桿：用于連接兩個(gè)z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

各個(gè)構(gòu)件各司其職，協(xié)調(diào)配合，缺一不可。

本發(fā)明新型的有益效果為，結(jié)合了坐便式和蹲式坐便器的優(yōu)點(diǎn)，既可以有效的保護(hù)我們膝蓋，又可以使我們科學(xué)，暢通的方便。

4附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明型z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器的側(cè)視圖。

圖2是圖本發(fā)明型z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器的主視圖。

圖3是圖本發(fā)明型z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器的主俯視圖。

圖中：1.海綿套,2.擬形弧臺(tái)，3.彈簧撐，4.弧形支撐架，5.支撐桿，6.墊腳臺(tái)，7.槽孔。

5具體實(shí)施方式

z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器有以下六個(gè)部分組成：

1、墊腳臺(tái)：結(jié)合助跑器原理，根據(jù)牛頓第三定律中作用力與反作用力的知識(shí)，當(dāng)人們?nèi)鐜昶鹕硭查g給腳的反作用力會(huì)感到更輕松、快速，且斜面設(shè)計(jì)能分解人的重力，防止足部的著力點(diǎn)過(guò)度受壓引起頭暈?zāi)垦！?/p>

2、弧形支撐架：為了貼合小腿弧形設(shè)計(jì)，讓腿部均勻受力，增加舒適度，而弧形近似于拱形，充分發(fā)揮拱結(jié)構(gòu)傳力明確，抗壓能力強(qiáng)的特點(diǎn)。同時(shí)，該作為主要構(gòu)件，起著支撐作用，根據(jù)強(qiáng)柱弱梁的要求，因此需要足夠的承載力。

3、擬形弧臺(tái)：為貼合人體大腿而進(jìn)行了擬形弧設(shè)計(jì)，盡可能托住大腿，人性化處理，增加舒適度，均勻承受人體重量。

4、支撐桿：連接墊腳臺(tái)和弧形支撐架，使弧形支撐架受到的力傳遞給弧墊腳臺(tái)，且三者近似構(gòu)成三角形，增強(qiáng)了整體的穩(wěn)定性。

5、彈簧撐：首先起到支撐擬形弧臺(tái)的作用，此次在人蹲下去時(shí)起到儲(chǔ)能的作用，當(dāng)人起身時(shí)又起到緩沖和減震的作用。

6、連接桿：用于連接兩個(gè)z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

具體使用方法是，z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器可以根據(jù)個(gè)人情況，先調(diào)節(jié)弧形支撐架(4)的角度，然后將支撐桿(5)卡在凹槽(7)處合適的位置，即將支撐桿卡在凹槽(7)處，然后平放于地面，雙腳踩在墊腳臺(tái)(6)上，緩慢按照貼合腿形的弧度下蹲，使人體腿部貼合于套有海綿套(1)的擬形弧臺(tái)(2)上，保持輕松、愉悅的心情，放心使用。在起身時(shí)，擬形弧臺(tái)(2)與弧形支撐架(4)之間的彈簧撐(3)可起到緩沖的作用，同時(shí)也提高使用的安全可靠性。

該作品的優(yōu)勢(shì)是較坐便器適用于更多人群，并且根據(jù)力學(xué)原理，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，節(jié)省空間，便于更換，攜帶方便，成本低，使用范圍廣泛等。

推廣的前景是我們基于蹲坑過(guò)久對(duì)膝蓋損傷以及坐便式易患傳染病幾率的情況設(shè)計(jì)出了z型彈簧輔助膝關(guān)節(jié)支撐緩沖器，讓大家避免了患膝蓋疾病的機(jī)率，同時(shí)較低的成本適用于更多的地方和人群。