專利名稱：主被動假肢膝關節(jié)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及假肢與矯形器技術領域，具體為一種主被動假肢膝關節(jié)。
背景技術：
疾病、工傷、交通事故及意外傷害等造成大量的下肢截肢者，這些截肢者由于失去行走功能，對他們的工作、生活造成很多不便。乘坐輪椅和使用拐杖是補償他們步行能力缺陷的兩種方法。輪椅的占地面積比較大，上下樓梯等也比較困難。使用拐杖同樣不便于上下樓梯等運動，同時行走時需要手來配合，占用了手的功能。另外，這兩種方法在裝飾性方面也存在不足。因此，對于滿足安裝假肢條件的下肢截肢者，通常會選擇安裝假肢來代償其行走功能。假肢在功能性、安全性、裝飾性和舒適性等幾個方面具有優(yōu)勢。目前的下肢假肢主要分為主動方式和被動方式兩類，兩類方式均存在各自的缺點和不足。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是公開一種可工作于主動方式和被動方式的假肢膝關節(jié)，其可以作為主被動下肢假肢的核心部件。本發(fā)明所提出的主被動假肢膝關節(jié)機構組成和原理如下它由主動驅動機構、被動約束機構、膝關節(jié)軸、超越離合器及其它輔助構件組成。 主動驅動機構由直流伺服電機、減速器、齒輪組成。被動約束機構由直流伺服電機、錐齒輪軸構成。膝關節(jié)安裝在由左側板、右側板、頂板構成的U形塊上，該種結構便于拆裝。膝關節(jié)軸兩端利用軸承和左、右側板實現(xiàn)運動配合。膝關節(jié)軸上帶有錐齒輪，一個單向超越離合器的星輪和該軸通過鍵連接固連，該離合器的外環(huán)和一個圓柱齒輪通過鍵固連。主動驅動機構和被動約束機構通過這兩個圓柱齒輪的嚙合建立關系，相當于一個驅動離合器的星輪，另一個驅動離合器的外環(huán)。假肢穿戴者在行走過程中，由于單向超越離合器的單向超越原理，主動驅動機構起主動驅動作用，例如，小腿抬起時克服小腿重力，被動約束機構起被動約束作用，例如小腿放下時。本發(fā)明還有其它一些特征1.根據(jù)權利要求1所述的主被動假肢膝關節(jié)機構，其特征是由兩套直流伺服電機組成。2.根據(jù)權利要求1所述的主被動假肢膝關節(jié)機構，其特征是由單向超越離合器實現(xiàn)主動驅動和被動約束的切換。3.根據(jù)權利要求1所述的主被動假肢膝關節(jié)機構，其特征是直流伺服電機通過減速器和齒輪傳動后和單向超越離合器外環(huán)相固連，另一個直流伺服電機通過錐齒輪傳動后和單向超越離合器星輪相連。4.根據(jù)權利要求1所述的主被動假肢膝關節(jié)機構，其特征是膝關節(jié)安裝在由左側板、右側板、頂板構成的U形塊上。該發(fā)明中的主動驅動和被動約束方式的切換，依據(jù)于假肢穿戴者行走過程中腿部的抬起、下落、支撐情況而定。


圖1是本發(fā)明主被動假肢膝關節(jié)的正面視圖。圖2是本發(fā)明主被動假肢膝關節(jié)的背面視圖。圖3是本發(fā)明主被動假肢膝關節(jié)的直流伺服電機9和膝關節(jié)軸10的傳動原理圖。圖4是本發(fā)明主被動假肢膝關節(jié)的膝關節(jié)軸10和直流伺服電機14的傳動原理圖。
具體實施例方式結合圖1-4，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步描述。結合圖1-4，本發(fā)明實施例是由主動驅動機構、被動約束機構、膝關節(jié)軸、超越離合器及其它輔助構件組成。附圖中，1，2，5，6，13框架類零件的材料采用輕質鋁合金。主動驅動機構由直流伺服電機9、減速器8、齒輪7組成。被動約束機構由直流伺服電機14以及和該電機輸出軸固連的錐齒輪軸12組成。膝關節(jié)軸10安裝在由左側板5、右側板13、頂板6 連接構成的U形塊上。膝關節(jié)軸兩端利用軸承11和左側板5、右側板13實現(xiàn)運動配合。膝關節(jié)軸10上帶有錐齒輪，該錐齒輪和錐齒輪軸12上的錐齒輪配合。單向超越離合器3的星輪和膝關節(jié)軸通過鍵連接固連，離合器3的外環(huán)和圓柱齒輪4通過鍵固連。主動驅動機構和被動約束機構通過圓柱齒輪4和圓柱齒輪7的嚙合建立關系。相當于一個驅動離合器 3的星輪，另一個驅動離合器3的外環(huán)。假肢穿戴者在行走過程中，由于單向超越離合器的單向超越原理，主動驅動機構起主動驅動作用，例如，小腿抬起時克服小腿重力，被動約束機構起被動約束作用，例如小腿放下時。主動驅動和被動約束方式的切換，依據(jù)于假肢穿戴者行走過程中腿部的抬起、下落、支撐情況而定。由以上實施例可以看出，本發(fā)明的實施例通過兩個直流伺服電機、單向超越離合器實現(xiàn)對假肢膝關節(jié)的主動驅動作用和被動約束作用。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，做出的改進和變型，亦屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種主被動假肢膝關節(jié)機構。其特征是由主動驅動機構、被動約束機構、膝關節(jié)軸、超越離合器及其它輔助構件組成。主動驅動機構由直流伺服電機、減速器、齒輪組成。被動約束機構由直流伺服電機、錐齒輪軸構成。膝關節(jié)安裝在由左側板、右側板、頂板構成的U 形塊上，該種結構便于拆裝。膝關節(jié)軸兩端利用軸承和左、右側板實現(xiàn)配合。膝關節(jié)軸上帶有錐齒輪，一個單向超越離合器的星輪和該軸通過鍵連接固連，該離合器的外環(huán)和一個圓柱齒輪通過鍵固連。主動驅動機構和被動約束機構通過這兩個圓柱齒輪的嚙合建立關系， 相當于一個驅動離合器的星輪，另一個驅動離合器的外環(huán)。假肢穿戴者在行走過程中，由于單向超越離合器的單向超越原理，主動驅動機構起主動驅動作用，例如，小腿抬起時克服小腿重力，被動約束機構起被動約束作用，例如小腿放下時。
2.根據(jù)權利要求1所述的主被動假肢膝關節(jié)機構，其特征是由兩套直流伺服電機組成。
3.根據(jù)權利要求1所述的主被動假肢膝關節(jié)機構，其特征是由單向超越離合器實現(xiàn)主動驅動和被動約束的切換。
4.根據(jù)權利要求1所述的主被動假肢膝關節(jié)機構，其特征是直流伺服電機通過減速器和齒輪傳動后和單向超越離合器外環(huán)相固連，另一個直流伺服電機通過傳動后和單向超越離合器星輪相連。
5.根據(jù)權利要求1所述的主被動假肢膝關節(jié)機構，其特征是膝關節(jié)安裝在由左側板、 右側板、頂板構成的U形塊上。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種主被動假肢膝關節(jié)機構，它由主動驅動機構、被動約束機構、膝關節(jié)軸、超越離合器等組成。主動驅動機構由直流伺服電機、減速器、齒輪組成。被動約束機構由直流伺服電機、錐齒輪軸構成。膝關節(jié)軸安裝在由左側板、右側板、頂板構成的U形塊上。膝關節(jié)軸上帶有錐齒輪，一個單向超越離合器的星輪和該軸通過鍵連接固連，該離合器的外環(huán)和一個圓柱齒輪通過鍵固連。主動驅動機構和被動約束機構通過這兩個圓柱齒輪的嚙合建立關系，相當于一個驅動離合器的星輪，另一個驅動離合器的外環(huán)。假肢穿戴者在行走過程中，在假肢控制系統(tǒng)的控制與協(xié)調下，主動驅動機構起主動驅動作用，被動約束機構起被動約束作用。
文檔編號A61F2/64GK102247229SQ201110087618
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權日2011年4月8日
發(fā)明者李瓊硯, 田野, 路敦民, 錢樺, 陶燚, 高道祥 申請人:北京林業(yè)大學