[实用新型]膝关节假肢

说明书

本实用新型提供了一种膝关节假肢。膝关节假肢包括膝上构件、膝下构件以及连杆构件，膝上构件的下部固定设置有第一曲线形状的啮合齿结构，第一曲线形状的啮合齿结构上形成有曲线形滑槽。膝下构件上固定设置有滑动铰接部，滑动铰接部安装在曲线形滑槽内，膝下构件还上还铰接设置有第二曲线形状的啮合齿结构。连杆构件的第一端与第一曲线形状的啮合齿结构相铰接，连杆构件的第二端与第二曲线形状的啮合齿结构相铰接。第二曲线形状的啮合齿结构通过旋转副与膝上构件连接起来，再辅以简单的连杆机构，在实现啮合齿不分开、不耗能的前提下，完全模拟出膝关节上下部结构长度的变化及膝关节瞬心的变化，使得膝关节假肢更便于使用。

技术领域

本实用新型涉及假肢技术领域，具体而言，涉及一种膝关节假肢。

背景技术

目前，膝关节假肢研究主要集中在三个方面：膝关节假肢的结构设计及建模仿真、控制机理的设计及优化、运动意图识别的研究。关于膝关节假肢的结构设计根据结构形式不同，一般分为仿形结构、二连杆及多连杆三种设计方法，图1示出了膝关节假肢仿形简图，图2示出了膝关节假肢二连杆简图，图3示出了膝关节假肢四连杆简图，均包括股骨结构1和胫骨结构2。

如图1所示，膝关节假肢结构仿形设计，是基于人体膝关节的结构特点，利用磁浮技术及不完全齿轮等技术，模拟膝关节功能的一种设计方法。当膝关节下部结构顺时针运动时，能完全或者部分模拟出膝关节上下部结构长度的变化及膝关节瞬心的变化。该类结构设计最理想。

如图2所示，膝关节假肢二连杆设计，是基于人体膝关节的功能特点，通过一个铰，连接膝关节上下的结构的一种设计方案。当膝关节下部结构顺时针运动时，不能模拟出膝关节上下部结构长度的变化及膝关节瞬心的变化。该类结构设计最简单。

如图3所示，膝关节机制四连杆设计，是在二连杆的基础上改进而来，能实现膝关节瞬心更接近生理结构的膝关节瞬心的一种设计方案。当膝关节下部结构顺时针运动时，能部分模拟出膝关节上下部结构长度的变化及膝关节瞬心的变化。该类结构设计目前变种较多，使用也比较普遍。

上述的三种膝关节假肢，在使用时，还是会存在如下缺陷，致使使用不方便：

图1所示的膝关节假肢结构仿形设计，在实际使用时，利用磁浮技术设计的膝关节假肢，能量（电量）消耗大；一旦能量（电量）耗尽，膝关节功能失效。

图2所示的膝关节假肢二连杆设计，其不能模拟出膝关节上下部结构长度的变化及膝关节瞬心的变化，导致假肢穿戴者步态不自然。

图3所示的膝关节假肢四连杆设计，其结构繁冗，重量大，占用空间范围大，设计难度高。

此外，也有利用不完全齿轮技术设计的膝关节假肢，常见的是把不完全齿轮固接在膝关节连接的上下部结构上，但结构和图2所示的膝关节假肢二连杆设计一样，并不能完全模拟出膝关节上下部结构长度的变化及膝关节瞬心的变化，导致假肢穿戴者步态不自然，依然使用起来很不方便。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种膝关节假肢，以解决现有技术中膝关节假肢存在的使用不方便的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种膝关节假肢，包括：膝上构件，膝上构件的下部固定设置有第一曲线形状的啮合齿结构，第一曲线形状的啮合齿结构上形成有与第一曲线形状相对应的曲线形滑槽；膝下构件，膝下构件上固定设置有滑动铰接部，滑动铰接部安装在曲线形滑槽内，膝下构件还上还铰接设置有第二曲线形状的啮合齿结构，第二曲线形状的啮合齿结构与第一曲线形状的啮合齿结构相啮合；连杆构件，连杆构件上形成有直线形滑槽，连杆构件的第一端与第一曲线形状的啮合齿结构相铰接，连杆构件的第二端与第二曲线形状的啮合齿结构相铰接，滑动铰接部还安装在直线形滑槽内。

在一个实施方式中，第一曲线形状为非规则曲线形状，非规则曲线形状与股骨的下缘曲线相对应。

在一个实施方式中，第二曲线形状为圆弧曲线形状。