[发明专利]快速离合式肘关节装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种截瘫、伤残等肢残患属康用的肘关节装置，尤其是一种可简便地实现电机驱动和自由摆动两种模式的假肢肘关节机构。

背景技术

截瘫、伤残等肢残患者是社会上具有特殊困难的弱势群体。根据2006年第二次残疾人抽样调查的结果，我国残疾人总数为8296万，占人口总数的6.34%，涉及2.6亿家庭人口。其中，肢残人已占总残疾人数的最大比重，有226万的截肢者。近年来，因车祸、工伤事故、糖尿病、心血管病造成截肢，特别是因“5·12”四川大地震使我国伤残人数骤然上升，因此对肢残患者特别是截肢者的康复工作是摆在我国政府和社会面前的一项重要和紧迫的任务。发展康复事业，服务残障者，是社会进步以及落实以人为本的科学发展观的直接体现，同时也是我国民生科技的一个重要组成部分。发展康复辅具技术和产品，利用科技的力量来减轻家庭护理的负担，将是我国很长一段时间内的发展趋势。

肘关节是上肢假肢的关键部件之一，肘关节屈伸的灵活性和能耗是使上肢假肢执行预设功能的重要条件。肘关节屈伸的灵活性表现在患者操纵的有效性，肘关节的能耗表现在上肢假肢产品的实效性。由于假肢供电电池的尺寸与容量的限制，具有高实效的肘关节假肢产品具有很大的市场前景。

目前国内外上肢假肢肘关节的设计，大多都是通过多级齿轮减速实现关节驱动，以便患者在需要时电动抬起前臂，但在一般情况下，例如患者正常步行不用假肢时，肘关节需要自由屈伸以实现自由摆动，但这种肘关节由于无离合装置，不能实现像正常人手那样自由摆动。实际上，上肢假肢处于非工作状态时，前臂和手部分可以与上臂分离而自由摆动，以便使患者行走时姿态更自然，平衡感与舒适感更强。如果能这种工作时主从传动轴啮合，非工作时主从传动轴分离的肘关节设计将大大提升上肢假肢的功能。 本发明通过快速离合式肘关节假肢的研究，可填补此类产品的空白。

发明内容

本发明是要解决肘关节主从传动轴的快速离合的技术问题，而提供一种快速离合式肘关节装置，该装置在上肢假肢处于电机工作状态时由电机带动前臂摆动，非电机工作状态时，前臂和手部分实现自由摆动，使患者行走时姿态更自然，平衡感与舒适感更强，同时维护了患者的自尊心，这种工作时主从传动轴啮合，非工作时主从传动轴分离的肘关节设计将大大提升上肢假肢的功能性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种快速离合式肘关节装置，包括固定在电机控制机构的电机台上的外壳、安装在外壳上端的中心杆、固定在中心杆两端的连杆、安装在外壳内的电机控制机构的最后一级输出传动齿轮，其特点是：电机控制机构的最后一级输出传动齿轮套接在离合器外镶轮上，离合器外镶轮与中心杆配合连接，位于离合器外镶轮的内轮处的中心杆上套接有套筒，套筒前端上设有离合器内嵌轮，离合器内嵌轮前端面与离合器外镶轮的内轮内端面之间连接有弹簧，位于套筒后端的中心杆上套有副开关，副开关通过连接杆与主开关固定连接，中心杆与套筒配合处设有相间分布的有卡槽和无卡槽，套筒内孔中设有连接键，且连接键与卡槽相配。

离合器外镶轮与外壳之间加装用以在电机控制模式下提供恢复力从而减少电机功耗的卷簧。

电机控制前臂模式时，患者手动推动主开关，使副开关沿中心杆移动，套筒在弹簧作用下滑入有卡槽，套筒的连接键卡在中心杆的有卡槽内，套筒上的离合器内嵌轮与离合器外镶轮完全啮合。

自由摆动前臂模式时，患者手动推动主开关，使副开关及套筒在中心杆上水平移动，套筒的连接键滑入中心杆的无卡槽，离合器外镶轮与内嵌轮不完全啮合，内嵌轮相对于外镶轮有30°的自由转动幅度。

电机控制机构包括电机台、电机、齿轮、减速齿轮，电机输出轴上的齿轮与减速齿轮啮合连接，减速齿轮与传动齿轮同轴连接，传动齿轮与离合器外镶轮上的最后一级输出传动齿轮啮合连接，组成三级传动减速机构。

本发明的有益效果是：

1、 轻巧便捷的按动式开关设计，通过改变内嵌轮在中心杆上设置的有卡槽和无卡槽的水平位置，实现了电机模式和自由摆动模式之间的快速转换，使其为患者带来最大程度的舒适与方便； 

2、 自主研发的离合器结构，通过其特制结构和开关控制，实现肘关节自由摆动功能与电机控制快速高效转换，在保证假肢功能代偿的同时，使患者行走时姿态更自然，平衡感与舒适感更强；

3、 配置多级齿轮减速来实现关节控制的，通过一定传动比设定从而达到三级传动减速的目的，从而提高电机控制假肢的效率和实用性；