仿生柔性被动足踝关节假肢制造技术

本发明专利技术的仿生柔性被动足踝关节假肢，包括：足板顶组件；包括前部为足趾部的足前板构件和足板后跟构件；裸部组件设于足板顶组件上侧，其前部通过第一弹性构件连接在足前板构件上方，裸部组件可通过压缩第一弹性构件作用足板后跟构件使其向底部方向弹性活动；足板助力机构；包括定位架、介质输出仓和介质接收仓，足板后跟构件被作用时可挤压介质输出仓；介质输出仓被挤压时产生进入介质接收仓的流体介质，使介质接收仓膨胀变形对足趾部产生推顶作用。本发明专利技术的足踝关节假肢，在步态运动的初期通过假肢后跟着地，使足板后跟构件对介质输出仓产生挤压作用，迫使介质接收仓膨胀产生对足趾部在步态运动的末期离地的推顶助力，辅助截肢者自然步态的恢复。

Bionic flexible passive ankle prosthesis

【技术实现步骤摘要】
仿生柔性被动足踝关节假肢
本专利技术属于人体假肢
，具体涉及仿生柔性被动足踝关节假肢。
技术介绍
踝足关节下体假肢主要作用有以下几个方面，1.支撑人体重量；2.缓震作用；3.辅助恢复自然步态行走；4.足趾离地期推进助力。但是目前现有的下体假肢多数为刚性假肢，主动型刚性假肢虽然在支撑人体重量、缓震及推进过程中能发挥较高的工作效率，但由于其不利于截肢者自然步态的恢复以及过多的增加人体负荷与提高新陈代谢速率，最终导致改变了假肢使用者本身的自然行走特性。相较于刚性假肢，被动仿生柔性下体假肢自身重量轻，且结构简易、成本花费低廉。其不但尽量辅助截肢者以较为自然的步态行走，且能自主适应不同路面进行内外翻形变以及跖、背屈的上下坡度运动。然而，现有的被动仿生柔性下体假肢辅助在步态运动的末期是通过脚跟的弹性助力结合足板前侧以杠杆原理的方式推动足趾离地，区别于正常人体自然步姿以足趾发力的方式使足板自然脱离地面。可见，现有的被动仿生柔性下体假肢，其人体步姿仿真效果不够理想，不利于截肢者自然步态的恢复。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使足趾离地期具有较大推进助力的仿生柔性被动足踝关节假肢。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：仿生柔性被动足踝关节假肢，包括：足板顶组件、裸部组件和足板助力机构；足板顶组件包括前部为足趾部的足前板构件和足板后跟构件，足板后跟构件连接在足前板构件后侧，并可向底部方向弹性活动。裸部组件设于足板顶组件上侧，其前部通过第一弹性构件连接在足前板构件上方，所述裸部组件可通过压缩第一弹性构件并以其为支点向下方作用足板后跟构件，使其向底部方向弹性活动。足板助力机构位于所述足板顶组件下侧，其包括定位架、介质输出仓和介质接收仓，所述介质输出仓可向所述介质接收仓输送流体介质，所述介质接收仓设于所述定位架内并且位于所述足趾部下侧，所述介质输出仓设于所述定位架内位于介质接收仓后侧，所述足板后跟构件被作用时可挤压所述介质输出仓；所述介质输出仓被挤压时产生进入介质接收仓的流体介质，使介质接收仓膨胀变形对足趾部产生推顶作用。与现有技术相比，本专利技术的仿生柔性被动足踝关节假肢，步态运动的初期通过假肢后跟着地，使足板后跟构件弹性变形对介质输出仓产生挤压作用，从而迫使介质接收仓膨胀产生对足趾部在步态运动的末期离地的推顶助力，通过将人体对足板后跟构件的重力逐级转化为对足趾部的弹力，辅助假肢足趾部在步态运动的末期进行推脱，模拟于正常人体自然步姿以足趾发力的方式使足板自然脱离地面，有效地辅助截肢者自然步态的恢复。进一步的，所述足板助力机构还包括设于所述定位架内的弹性缓冲结构，所述弹性缓冲结构设于所述介质输出仓侧部并位于所述足板后跟构件下侧，所述足板后跟构件被作用时可压缩所述弹性缓冲结构，使弹性缓冲结构向介质输出仓一侧产生挤压作用；通过这样设置，假肢后跟着地后，使足板后跟构件在弹性缓冲结构的作用下自然脱离地面，辅助假肢后跟的在步态运动的中期进行推脱。进一步的，所述弹性缓冲结构包括缓冲气垫和设于所述缓冲气垫内的弹性复位件；通过这样设置，有效保证弹性缓冲结构具有可变形挤压所述介质输出仓的效果。进一步的，所述裸部组件底部设有第二弹性构件，所述第二弹性构件与足板后跟构件之间设有间距；通过这样设置，有效减小第二弹性构件与足板后跟构件之间的距离，使假肢后跟着地时，提高裸部组件更迅速地推动足板后跟构件。进一步的，所述足板后跟构件底部设有后跟气垫，所述后跟气垫内设有第一气腔，所述第一气腔顶部坡度沿外侧方向减小；所述足前板构件底部前侧设有前足气垫，所述前足气垫内设有第二气腔，所述第二气腔顶部坡度沿内侧方向减小；通过这样设置，在步态末期趾尖离地时，足踝部整体会有向内侧旋后的动作，第一气腔设计坡度就是为了在脚跟着地时可以使假肢沿着坡度高的地方辅助人体向坡度低的方向倾斜，第二气腔设计坡度就是为了在趾尖离地时可以使假肢沿着坡度高的地方辅助人体向坡度低的方向倾斜，从而使假肢模拟人的自然步态。附图说明图1为仿生柔性被动足踝关节假肢的示意图图2为仿生柔性被动足踝关节假肢的侧视图图3为足板助力机构的纵向断面图图4为足板助力机构的定位架的示意图图5为足板顶组件的底部示意图图6为后跟气垫的局部剖视图图7为前足气垫的局部剖视图具体实施方式以下结合附图说明本专利技术的技术方案：参见图1至图7，本专利技术的仿生柔性被动足踝关节假肢，包括：足板顶组件2、裸部组件1和足板助力机构3；足板顶组件2包括前部为足趾部211的足前板构件21和足板后跟构件22，足板后跟构件22连接在足前板构件21后侧，并可向底部方向弹性活动。裸部组件1设于足板顶组件2上侧，其前部通过第一弹性构件11连接在足前板构件21上方，所述裸部组件1可通过压缩第一弹性构件11并以其为支点向下方作用足板后跟构件22，使足板后跟构件22向底部方向弹性活动。足板助力机构3位于所述足板顶组件2下侧，其包括定位架31、介质输出仓32和介质接收仓33，所述介质输出仓32可向所述介质接收仓33输送流体介质，所述介质接收仓33设于所述定位架31内并且位于所述足趾部211下侧，所述介质输出仓32设于所述定位架31内位于介质接收仓33后侧，所述足板后跟构件22被作用时可挤压所述介质输出仓32；所述介质输出仓32被挤压时产生进入介质接收仓33的流体介质，使介质接收仓33膨胀变形对足趾部211产生推顶作用。所述足板后跟构件22被作用的外力消除时，所述介质接收仓33形变恢复使其内部的流体介质回流至介质输出仓32，以便假肢佩戴者在连续步行时，介质接收仓33可持续地对足趾部211产生推顶作用，模拟正常人体自然步姿以足趾发力的方式使足板自然脱离地面。优选的，所述介质输出仓32和介质接收仓33为具有可弹性形变恢复的薄壁空腔结构，所述介质接收顶端薄壁尺寸为1mm，使介质接收仓33向上部的体积形变幅度会相对较大。所述定位架31设有上侧开口的第一定位槽320和第二定位槽330，所述第一定位槽320和第二定位槽330相互连通，所述介质接收仓33安装在第一定位槽320内，所述介质接收仓33与所述第一定位槽320形状相适配，所述介质输出仓32安装在第二定位槽330内，所述介质输出仓32与所述第二定位槽330形状相适配，所述介质输出仓32和介质接收仓33之间通过连接管道、排液阀34或排气阀连通，所述流体介质优选为液体介质，因为液体介质具有更好的流体压强。所述介质输出仓32受压时产生进入介质接收仓33的流体介质，由于第一定位槽320的内壁限制介质接收仓33的形变，从而迫使所述介质接收仓33向上方膨胀变形，从而对足趾部211产生推顶作用。与现有技术相比，本专利技术的仿生柔性被动足踝关节假肢，步态运动的初期通过假肢后跟着地，使足板后跟构件22弹性变形对介质输出仓32产生挤压作用，从而迫使介质接收仓33膨胀产生对足趾部211在步态运动的末期离地的推顶助力，通过将人体对足板后跟构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.仿生柔性被动足踝关节假肢，其特征在于，包括：/n足板顶组件，包括前部为足趾部的足前板构件和足板后跟构件，足板后跟构件连接在足前板构件后侧，并可向底部方向弹性活动；/n裸部组件，设于足板顶组件上侧，其前部通过第一弹性构件连接在足前板构件上方，所述裸部组件可通过压缩第一弹性构件并以其为支点向下方作用足板后跟构件，使其向底部方向弹性活动；/n足板助力机构，位于所述足板顶组件下侧，其包括定位架、介质输出仓和介质接收仓，所述介质输出仓可向所述介质接收仓输送流体介质，所述介质接收仓设于所述定位架内并且位于所述足趾部下侧，所述介质输出仓设于所述定位架内位于介质接收仓后侧，所述足板后跟构件被作用时可挤压所述介质输出仓；/n所述介质输出仓被挤压时产生进入介质接收仓的流体介质，使介质接收仓膨胀变形对足趾部产生推顶作用。/n

【技术特征摘要】
1.仿生柔性被动足踝关节假肢，其特征在于，包括：
足板顶组件，包括前部为足趾部的足前板构件和足板后跟构件，足板后跟构件连接在足前板构件后侧，并可向底部方向弹性活动；
裸部组件，设于足板顶组件上侧，其前部通过第一弹性构件连接在足前板构件上方，所述裸部组件可通过压缩第一弹性构件并以其为支点向下方作用足板后跟构件，使其向底部方向弹性活动；
足板助力机构，位于所述足板顶组件下侧，其包括定位架、介质输出仓和介质接收仓，所述介质输出仓可向所述介质接收仓输送流体介质，所述介质接收仓设于所述定位架内并且位于所述足趾部下侧，所述介质输出仓设于所述定位架内位于介质接收仓后侧，所述足板后跟构件被作用时可挤压所述介质输出仓；
所述介质输出仓被挤压时产生进入介质接收仓的流体介质，使介质接收仓膨胀变形对足趾部产生推顶作用。


2.根据权利要求1所述的仿生柔性被动足踝关节假肢，其特征在于，所述足板助力机构还包括设于所述定位架内的弹性缓冲结构，所述弹性缓冲结构设于所述介质输出仓侧部并位于所述足板后跟构件下侧，所述足板后跟构件被作用时可压缩所述弹性缓冲结构，使弹性缓冲结构向介质输出仓一侧产生挤压作用。


3.根据权利要求2所述的仿生柔性被动足踝关节假肢，其特征在于，所述弹性缓冲结构包括缓冲气垫和设于所述缓冲气垫内的弹性复位件。


4.根据权利要求2所述的仿生柔性被动足踝关节假肢，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳剑桥，王坤阳，任雷，钱志辉，修豪华，梁威，任露泉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22