專利名稱：一種安全自動控制膝關節(jié)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種人工膝關節(jié)，特別是指一種利用油壓控制并具有安全止動功能的人工膝關節(jié)。
背景技術：
因為重大外傷、病變而截肢的病人，或者是先天性肢體殘疾者，經過安裝義肢，往往能夠在外觀和功能上與一般人無異。對于膝部以下喪失者而言，下肢義肢除了必須裝設有小腿義足以外，最重要的莫過于連接大腿與小腿義足之間的人工膝關節(jié)。
參閱圖1、圖2，為了能夠達到行走的需求，一種先前所用的人工膝關節(jié)200，包含了一個連接大腿8的連動裝置81、一個樞接在與連動裝置81上并與小腿義足9相連接的支撐架82，以及一個裝設在支撐架82中的油壓裝置83。油壓裝置83具有一個填充有油壓液的殼體，以及一個與連動裝置81相連動的活塞831，活塞831可以在殼體內上下移動，并將殼體內部空間分隔為上腔室832與下腔室833，而且上腔室832、下腔室833之間通過油道834相互連通，所以當活塞831移動時，就能推擠油壓液在上腔室832、下腔室833之間流動。而連動裝置81的樞轉角度設計如圖1中箭頭所示，使得固定在支撐架82下方的小腿義足9能夠相對于大腿8樞轉一定角度，使得使用者能夠進行伸膝與曲膝的動作。
因為缺少肌肉與肌腱，所以需要油壓裝置83來提供緩沖作用，使得小腿義足9與大腿8之間存在一個油壓力，如圖1所示，當使用者抬起大腿后，由于支撐架82、油壓裝置83以及小腿義足9的自然重量，使得小腿義足9與大腿8之間形成一個夾角，此時連動裝置81即帶動油壓裝置83的活塞831下壓，并將油壓液由下腔室833推擠至上腔室832。
接著，如圖2所示，當使用者重心前傾而使得小腿義足9接觸地面后，使用者施于地面的力量使得地面相對于小腿義足9產生一個反作用力，此時活塞831則被連動裝置81上拉，并將油壓液由上腔室832推擠至下腔室833，進而使得小腿義足9與大腿8呈一條直線，所以膝關節(jié)200能夠確實地支撐住人體的重心向前移動。經過上述反復動作，就能夠保證使用者行走自如。
然而，上述是一般在平地上行走的狀況，倘若遇到上下坡或崎嶇路段時，由于需要較大的支撐力，也就是當小腿義足9在相對于大腿8尚未呈現(xiàn)直線狀態(tài)時就必需能夠承受人體重量，但由于油壓裝置83并不具備止動功能，所以會造成使用者因為重心喪失而傾倒或跌倒。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種具備止動功能的安全自動控制膝關節(jié)。
為實現(xiàn)上述目的，采取如下技術方案一種安全自動控制膝關節(jié)，包含一個連接于大腿上的關節(jié)座；一個連動裝置，其具有一個樞設在該關節(jié)座上的第一端，以及一個與該第一端相反的第二端；一個中空支撐架，其上端樞設在所述連動裝置的第二端上，其下端與小腿義足樞接，且該支撐架具有一個能相對于小腿義足彈性復位移動的頂抵部；一個油壓裝置，具有一個設置在所述支撐架中的油壓缸以及一個樞設在所述連動裝置上并凸伸入油壓.缸的活塞件，該活塞件與所述連動裝置相連，油壓缸內部分隔為上腔室以及下腔室，油壓裝置還具有一個穿設于支撐架中并與上腔室、下腔室相連通的油道；一組閥體組件，設置于鄰近所述頂抵部處并凸伸入所述油道內。
其中，閥體組件具有一個設置在所述支撐架上并能頂抵于小腿義足的能沿該軸線方向彈性往復運動的第一截止閥，以及一個設置在油道內并能與該第一截止閥相配合的能沿垂直該軸線方向彈性往復運動的第二截止閥；具有一個第一彈性元件，該第一彈性元件的一端固定于油道中，另一端則頂抵于第一截止閥上；具有一個第二彈性元件，該第二彈性元件的一端固定于油道中，另一端則頂抵于第二截止閥上。
安全自動控制膝關節(jié)，包含一個設置在支撐架上并凸伸入油道中的第一調整件，該第一調整件與第二截止閥的本體和第二彈性元件的彈簧相連；包含至少一個設置在該支撐架上并凸伸入所述油道中的第二調整件；包含一個設置在支撐架中并與油道相連通的貯油筒，貯油筒內有活塞以及連動活塞的彈簧；包含一組設置在該小腿義足上并鄰近支撐架的彈性組件，該彈性組件具有一個固定在小腿義足上的框體、一端固定在框體上的一根伸縮彈簧，以及一頂抵于該伸縮彈簧的自由端上的帽蓋，該帽蓋與所述頂抵部相接觸。
依據上述技術方案，本實用新型提供的安全自動控制膝關能夠使得大腿相對于小腿義足轉動，利用閥體組件來控制油道的通斷與否，并在上下坡以及崎嶇路段時利用支撐架與小腿義足的相對運動來進行自動安全控制，從而能夠阻斷油道而形成一種類剛性結構來支撐住使用者人體，使得使用者能夠正常行走，確實能夠達到本實用新型的目的。


圖1為以往人工膝關節(jié)的曲膝狀態(tài)的示意圖；圖2為以往人工膝關節(jié)的伸膝狀態(tài)的示意圖；圖3為本實用新型安全自動控制膝關節(jié)的第一較佳實施例在第一位置的示意圖；圖4為本實用新型安全自動控制膝關節(jié)的第一較佳實施例在第二位置的示意圖；圖5為本實用新型安全自動控制膝關節(jié)的閥體組件未阻斷油路時的示意圖；圖6為本實用新型安全自動控制膝關節(jié)閥體組件阻斷油路時的示意圖；圖7為本實用新型安全自動控制膝關節(jié)第二調整件凸伸入油道中的示意圖；圖8為本實用新型安全自動控制膝關節(jié)另一第二調整件凸伸入油道中的示意圖；圖9為本實用新型安全自動控制膝關節(jié)第二較佳實施例的示意圖；圖10為本實用新型安全自動控制膝關節(jié)第二較佳實施例中推抵件與一個調整螺絲的示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖、具體實施例詳述本實用新型參閱圖3、圖4，為本實用新型的第一較佳實施例安全自動控制膝關節(jié)100固定在大腿8與一小腿義足9之間，使得大腿8能夠相對于小腿義足9轉動而進行曲膝與伸膝的動作。
此實施例的安全自動控制膝關節(jié)100包含一個關節(jié)座1、一個連動裝置2、一個中空支撐架3、一個油壓裝置4，以及一組閥體組件5。
關節(jié)座1接合于大腿8上。連動裝置2具有一對前連桿21、一對后連桿22、以及一根位于前連桿21后連桿22之間的油壓推桿23。由于以側視圖來表現(xiàn)，所以圖中僅顯示出一根前連桿21與一根后連桿22，而且連桿21具有一個樞設在關節(jié)座1上的第一端211，以及一個與第一端211相反的第二端212；連桿22具有一個樞設在關節(jié)座1上的第一端221，以及一個與第一端221相反的第二端222；油壓推桿23具有一個樞設在關節(jié)座1上的第一端231，以及一個與第一端231相反的第二端232。
支撐架3內部具有一個容置空間，且支撐架3上端與前連桿21的第二端212、后連桿22的第二端222相樞接，而其下端具有一個供小腿義足9樞接的樞接部31，以及一個遠離于樞接部31的頂抵部32。所以小腿義足9通過上述連動裝置2的作用而能夠相對大腿8旋轉一個角度。
此外，本實用新型還包含一組設置在該小腿義足9上并鄰近頂抵部32的彈性組件6，該彈性組件6具有一個固定在小腿義足9上的框體61、其一端固定在框體61上的伸縮彈簧62，以及一個頂抵于伸縮彈簧62的自由端上的帽蓋63。帽蓋63能夠與支撐架3相接觸，所以通過伸縮彈簧62的彈性恢復力，能夠使得頂抵部32相對于小腿義足9被撐開一小距離，并使得頂抵部32能相對于小腿義足9彈性復位移動。
油壓裝置4具有一個設置在支撐架3中的油壓缸41、一個凸伸入油壓缸41內的活塞件42，以及一條穿設于支撐架3的內壁中的油道43。油壓缸41中填充有液壓油，且活塞件42具有一個一端樞接在油壓推桿23上的活塞桿421，以及一個連接在活塞桿421上并遠離油壓推桿23的活塞422。因此，活塞422能受到連動裝置2的連動而沿著油壓缸41的軸線上下運動，并分別位于接近小腿義足9的第一位置(如圖3所示)，以及遠離小腿義足9的第二位置上(如圖4所示)，同時將油壓缸41內部分隔為上腔室411與下腔室412，上、下腔室411、412通過油道43來相互連通。此外，油壓裝置4更具有一根設置于油壓缸41中的彈簧44，其兩端并分別頂抵于活塞桿421以及支撐架3的內壁面上，可以提供活塞件42一個向上的彈性恢復力。因此，當使用者進行伸膝動作時，活塞422即由第一位置由下至上移動至第二位置，故將油液由上腔室411經由油道43推擠至下腔室412中。而當使用者進行曲膝動作時，活塞422則由第二位置由上至下移動到第一位置，并將油液由下腔室412經由油道43推擠至下腔室412中，該部份的動作大致與以往的人工膝關節(jié)相同。
參閱圖5，閥體組件5具有一個第一截止閥51、第一彈性元件52，第二截止閥53、以及第二彈性元件54。第一截止閥51是可移動地設置在鄰近于頂抵部32處的油道43中，并具有一個鄰近于小腿義足9的肩部511、一個自肩部511向上延伸且其斷面較小的頸部512，以及一個連接在頸部512上具其斷面較頸部512大的頭部513。其中，肩部511與頭部513的截面大小與油道43的截面大小相配合，所以能夠用來阻斷油道43。頭部513并具有一個自頸部512的周緣向外延伸的推抵斜面514，以及一個與推抵斜面514相連接的截止面515。第一彈性元件52是指一根伸縮彈簧，其一端固定在油道43內，另一端則是固定在第一截止閥51上，所以使得第一截止閥51能夠沿軸線方向上下移動。第二截止閥53具有一個截面大小與油道43的錐形口相配合的本體531，以及一個自本體531延伸而出并能頂抵于第一截止閥51內擋止面515上的閥針532。第二彈性元件54也是指一根伸縮彈簧，其一端固定在油道43內，另一端則固定在第二擋止閥53的本體531上，所以能使得第二截止閥53沿著垂直于軸線的方向而左右移動。
參閱圖6，當使用者遇到上下坡或崎嶇路段時，由于受到使用者身體的重量以及小腿義足9接觸地面所產生的反作用力，使得支撐架3的頂抵部32接近于小腿義足9并壓迫彈性組件6，同時小腿義足9推抵第一截止閥51向上移動，所以封閉了油道43，使得油液無法流通。另一方面，由于第二彈性元件54持續(xù)推動第二截止閥53的本體531向右移動，所以第二截止閥53的閥針532會順著推抵斜面514移動，并使得本體531也封閉住油道43。如此，由于油道43被封閉而使得液壓油無法流通，且因為液壓油的不可壓縮性，故維持了上、下腔室.411、412的容積大小，使得活塞422無法上下移動，因此形成一個類剛性結構而能夠支撐使用者的身體重量。
反之，當使用者抬高大腿，使得小腿義足9不再受地面的反作用力時，由于彈性組件6以及第一彈性元件52的作用，造成支撐架3的頂抵部32與小腿義足9間再度被撐立一段距離，而推抵斜面514并再推抵閥針532向左移動，直至閥針532頂抵于擋止面515，因而使得油道43恢復連通，所以又可以正?；顒?，如圖5所示。
再者，參見圖5，本實用新型還包含一個樞設在該支撐架3上并凸伸入該油道43中的第一調整件71，本實施例中，是指一個調整螺絲。第一調整件71凸伸入油道43中并供第二彈性元件54的一端固定。所以如果旋緊第一調整件71來加大第二彈性元件54的壓縮量，就能加大第二截止閥53施于第一截止閥51上的正向力。通過第一調整件71或者調整彈性組件6的伸縮彈簧62的彈性恢復力，就能夠提高第一截止閥51受小腿義足9推動的靈敏度，可以適應于不同使用者的習慣，增加使用上的彈性。
參閱圖3、圖5的第二端212，眾所周知，由于本實用新型采用油壓控制，而且活塞桿421占據了上腔室411一部分容積，所以當活塞422上下移動時，上、下腔室411、412彼此增減的容積并不相同。所以本實用新型包含了一個設置在支撐架3中并與油道43相連通的貯油筒81、一根設置在貯油筒81的彈簧82，以及一個固定在彈簧82上的緩沖活塞83。當活塞桿421下移時，由下腔室412流至上腔室411中多余的油液會經由油道43流至貯油筒81中，并推抵彈簧82向上移動；而當活塞桿421上移時，彈簧82即會推動緩沖活塞83，并將貯油筒81中的油液補至下腔室412中。
另一方面，為了加大使用上的彈性，本實用新型包含二個樞設在支撐架3上的第二調整件72，其中之一是凸伸入鄰近于下腔室412的油道43中(如第7圖所示)，另一個則凸伸在靠近上腔室411的油道43中(如8圖所示)，在本實施例中第二調整件72指一個調整螺絲，調整第二調整件72于油道43中的凸伸量，就能夠遮斷一部分的油道43截面，所以能夠調整流經該油道43的油液量大小，讓使用者能夠調整油壓裝置4的緩沖力量的大小。
參閱圖9、圖10，與本實用新型的第一較佳實施例不同的是為了便于提高第一截止閥51受推抵的靈敏度，以進一步控制油道43受阻斷的難易程度，在第二較佳實施例中，小腿義足9還具有一個鄰近第一截止閥51的推抵件91，以及一個調整螺絲92。推抵件91還具有一斜面911，因此當使用者旋緊調整螺絲92時，調整螺絲92的螺桿921即會沿斜面911推動推抵件91向上，從而縮短推抵件91與第一擋止閥51間的距離。反之，松動調整螺絲92即能加大推抵件91與第一截止閥51間的距離，從而能夠應使用者的需求來加以調整。
綜上所述，本實用新型安全自動控制膝關節(jié)100利用閥體組件5來控制油道43的通斷與否，并在上下坡以及崎嶇路段時利用支撐架3與小腿義足9的相對運動來進行自動安全控制，從而能夠阻斷油道43而形成一種類剛性結構來支撐住使用者人體，使得使用者能夠正常行走，確實能夠達到本實用新型的目的。
以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，所以不能以此來限定本實用新型實施的范圍，即凡是依本實用新型申請專利及新型說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，應該皆仍屬于本實用新型專利公開的內容。
權利要求1.一種安全自動控制膝關節(jié)，包含一個連接于大腿上的關節(jié)座；一個連動裝置，其具有一個樞設在該關節(jié)座上的第一端，以及一個與該第一端相反的第二端；其特征在于還包括一個中空支撐架，其上端樞設在所述連動裝置的第二端上，其下端與小腿義足樞接，且該支撐架具有一個能相對于小腿義足彈性復位移動的頂抵部；一個油壓裝置，具有一個設置在所述支撐架中的油壓缸以及一個樞設在所述連動裝置上并凸伸入油壓.缸的活塞件，該活塞件與所述連動裝置相連，油壓缸內部分隔為上腔室以及下腔室，油壓裝置還具有一個穿設于支撐架中并與上腔室、下腔室相連通的油道；一組閥體組件，設置于鄰近所述頂抵部處并凸伸入所述油道內。
2.根據權利要求1所述的安全自動控制膝關節(jié)，其特征在于，所述閥體組件具有一個設置在所述支撐架上并能頂抵于小腿義足的能沿該軸線方向彈性往復運動的第一截止閥，以及一個設置在油道內并能與該第一截止閥相配合的能沿垂直該軸線方向彈性往復運動的第二截止閥。
3.根據權利要求2所述的安全自動控制膝關節(jié)，其特征在于，所述閥體組件具有一個第一彈性元件，該第一彈性元件的一端固定于油道中，另一端則頂抵于第一截止閥上。
4.根據權利要求2所述的安全自動控制膝關節(jié)，其特征在于，所述閥體組件具有一個第二彈性元件，該第二彈性元件的一端固定于油道中，另一端則頂抵于第二截止閥上。
5.根據權利要求4所述的安全自動控制膝關節(jié)，其特征在于，包含一個設置在支撐架上并凸伸入油道中的第一調整件，該第一調整件與第二截止閥的本體和第二彈性元件的彈簧相連。
6.根據權利要求1所述的安全自動控制膝關節(jié)，其特征在于包含至少一個設置在該支撐架上并凸伸入所述油道中的第二調整件。
7.根據權利要求1所述的安全自動控制膝關節(jié)，其特征在于，包含一個設置在支撐架中并與油道相連通的貯油筒，貯油筒內有活塞以及連動活塞的彈簧。
8.根據權利要求1所述的安全自動控制膝關節(jié)，其特征在于，包含一組設置在該小腿義足上并鄰近支撐架的彈性組件，該彈性組件具有一個固定在小腿義足上的框體、一端固定在框體上的一根伸縮彈簧，以及一頂抵于該伸縮彈簧的自由端上的帽蓋，該帽蓋與所述頂抵部相接觸。
專利摘要本實用新型公開了一種安全自動控制的膝關節(jié)，包含一個連接于大腿上的關節(jié)座、一個與關節(jié)座相樞接的連動裝置、一個樞接在連動裝置上并與小腿義足相樞接的中空支撐架、一個設置在支撐架中的油壓裝置，以及一個設置在支撐架上的閥體組件。其中油壓裝置具有可分隔為上腔室與下腔室的油壓缸，以及一條連通該上、下腔室的油道。當使用者在上下坡或崎嶇路段行走時，該支撐架的頂抵部能與小腿義足相對運動而推抵該閥體組件來阻斷該油道，使得使用者不會傾倒或跌倒。
文檔編號A61F2/74GK2614648SQ0324484
公開日2004年5月12日 申請日期2003年4月9日 優(yōu)先權日2003年4月9日
發(fā)明者陳森榮 申請人:陳森榮