[发明专利]双向阻尼和辅助单元

说明书

相关申请

本申请要求2013年4月10号提交的题为“Bi-Directional Dampening/Assisting Unit”的美国临时申请61/810,412号的优先权。上述相关申请在此通过引用的方式并入本文。

发明领域

本发明通常涉及一般意义上的铰链或关节装置，并且更具体地说，涉及在踝关节、腕关节、膝关节或踝关节处的铰链或关节组件，其适于在人体关节处施加双向力以便在实现正常或接近正常的行走运动时提供动态减震和复位助力。

背景技术

为了治疗弯曲和伸展挛缩，开发出弹簧偏压夹板单元来提供横穿人体关节的力。这些夹板装置提供与弯曲或伸展挛缩相反作用的张力并且因此不仅在存在肌无力的情况下提供支撑，还加强复原。通常，治疗涉及使短肌伸长并且减少由导致关节运动限制的各种病理所引起的软组织挛缩。在一个实例中，两个撑杆枢转地互连并且在两者之间包括弹簧偏压单元以便在互连撑杆的枢轴点处施加可调节的力。

对于有用的背景信息，DeHarde的US 5,658,241包括扭转动力单元、多功能动态夹板、弹簧偏压调节机构、运动范围限制器和早期双向功能的总体现有技术教导。由于其各种组件部件、它们的相互作用和功能的有用的详细描述，在这里通过引用的方式将DeHarde的US 5,658,241并入本文，所有这些为本发明提供了更好的理解和背景。更具体地说，US 5,658,241教导使用在第一和第二撑杆之间固定的双向扭转动力单元来选择性地传递与伸展或弯曲相反的力。在US 5,658,241中，所述动力单元围绕铰接销安装并且可围绕所述铰接销在两个位置之间旋转。在第一位置中，相对于第一撑杆锁住动力单元并且扭转弹簧与在第一方向上的第二撑杆的相对移动相反。围绕铰接销旋转到第二位置，相对第二撑杆锁住动力单元。在第二位置中，扭转弹簧使第一撑杆相对于第二撑杆的移动反向，从而提供与第一位置的扭转在相反方向上的扭转。

发明概要

本发明为提供具有从其延伸的撑杆的动态通用平台的铰链组件，所述铰链组件具有附接到其的双向扭转动力单元以便选择性地传递与伸展或弯曲相反的力。所述动力单元包括扭转弹簧，例如环形片状弹簧。在本发明中，所述动力单元可被轻易翻转以便通过简单翻转所述动力单元并且将所述动力单元卡扣回到在平台上的位置来提供用于任何人体关节的弯曲或伸展力。动力单元安装在平台的铰接销(花键)上并且也附接到与所述撑杆中的一个连接的卡子、销或卡锁。

本发明铰链组件(动态平台和动力单元的组合)提供具有更强功能和更适合的扭矩特征的更薄、更轻、更小轮廓的设计。例如，本发明可为用于矫形、假体或复原装置的铰链组件；或大体上为用于施加横穿人体关节的力的铰链式夹板类型的装置。

此外，本发明提供具有唯一蜗轮蜗杆式运动范围(ROM)限制器的平台，所述限制器能够无限地限制对于相当于或超过所期望的人体关节运动所需的任何角度的关节移位。蜗轮蜗杆式ROM限制器可与弧形槽中的硬止件结合工作。在各个实施方案中，可在平台上使用一个或两个蜗杆来限制运动范围。在任何实施方案中，本发明的平台可针对人体肘、膝、踝或腕关节容易地设定。鉴于此，可在两个方向—伸展或弯曲方向上设定运动范围上(在针对相应人体关节的通常运动范围内)的任何限制。此外，所述平台可向任何7.5度的运动或任何15度的运动提供闭锁特征，而且为了便于穿上和脱下关联的矫形支架而提供不受限制的运动选项。在本发明的另一个方面中，两种平台尺寸(和两种动力单元组件)可帮助任何人体关节，其中有完整的运动范围和各种扭矩阻力/助力。

如上所述，可通过翻转动力单元而实现将伸展扭矩调换成弯曲扭矩。在平台和动力单元之间的花键接口允许用户通过本发明使期望的人体关节所需的运动范围成为可能。因此，可将期望的人体关节的运动范围与对于动力单元可能的完全弹簧变位以便在相同的运动范围上产生扭矩从而提供期望的弯曲或伸展力。平台的花键传送来自动力单元的扭矩以便旋转平台(即，成角度地相对于彼此移动撑杆)和附接到其的关联支架以便产生期望的临床效益。

在本发明的一个方面中，动力单元允许150度的扭矩抵抗/辅助并且花键将这种扭矩抵抗/辅助的运动范围定向成平台的期望范围。每个花键齿部可改换15度的运动范围从而使这种有利特征称为可能。花键连接(即，安装在平台的花键上的动力单元)可用于将任何力产生机构(即，动力单元)传送到具有撑杆布置的接合处(即，平台)以便控制、辅助或阻抑撑杆，因此控制、辅助或阻抑相应人体关节的任何移动。