[发明专利]一种基于并联机构的双自由度被动柔性假肢踝关节

说明书

本发明公开了一种基于并联机构的双自由度被动柔性假肢踝关节，包括4‑4R并联机构、四棱台、四棱台连接件、聚氨酯橡胶块和假脚，四棱台设置在4‑4R并联机构上部，4‑4R并联机构通过四棱台与膝下截肢患者的金属腿管连接，四棱台连接件设置在4‑4R并联机构下部，4‑4R并联机构通过四棱台连接件与假脚连接，聚氨酯橡胶块设置在4‑4R并联机构内部；本发明具有结构紧凑、体积小、质量轻的特点；与普通固定踝或传统被动踝关节相比，聚氨酯橡胶块在行走过程中可以提供相当程度的弯曲扭矩；4‑4R并联机构的运动转台具有半径等长球面运动的特性，可提供双自由度转动；因此，本发明的双自由度被动柔性假肢踝关节可以有效地提高截肢患者在不平路面的行走适应性与舒适性。

技术领域

本发明属于康复辅具技术领域，具体涉及一种基于并联机构的双自由度被动柔性假肢踝关节。

背景技术

踝关节假肢作为一种康复器具，可以满足下肢残疾患者的日常使用要求，假肢踝关节一般可以分为主动型和被动型，主动踝关节是指有额外力矩供给的踝关节，一般根据能量来源可以分为电动、液压或者气动型，此种踝关节可以减轻截肢者的能量消耗并且提供良好的步态控制，文献调研表明，现有的主动踝关节结构不够紧凑，占用空间大、质量大，导致踝关节转动中心离地面较高，同时，其高昂的价格，也让众多残疾患者无力承担。

被动踝关节虽然不具备自主调节步态和无法提供力矩等缺点，但其具有质量轻、结构简单，穿戴省力的特点，且相比于主动踝关节假肢，价格更易被大众所接受，但据文献和市场调查表明，目前的被动踝关节假肢大多数都为单旋转轴结构，只能提供趾屈和背屈动作的旋转自由度，这使得其无法良好地适应不平路面，给截肢患者的日常使用带来较大的局限性。

发明内容

本发明的目的是要解决上述背景技术中的问题，而提供一种基于并联机构的双自由度被动柔性假肢踝关节。

一种基于并联机构的双自由度被动柔性假肢踝关节，包括4-4R并联机构、四棱台、四棱台连接件、聚氨酯橡胶块和假脚，四棱台设置在4-4R并联机构上部，4-4R并联机构通过四棱台与膝下截肢患者的金属腿管连接，四棱台连接件设置在4-4R并联机构下部，4-4R并联机构通过四棱台连接件与假脚连接，聚氨酯橡胶块设置在4-4R并联机构内部；

所述4-4R并联机构包括八个L型连杆、四个V型连杆、运动转台和基座，V型连杆两端通过转动关节各铰接一个L型连杆，其中一个L型连杆的自由端通过转动关节与运动转台铰接，另一个L型连杆的自由端通过转动关节与基座铰接，四个V型连杆围绕运动转台和基座呈90度分布，聚氨酯橡胶块上下两头分别内嵌于运动转台和基座的中心孔中，运动转台和基座上相邻的螺栓孔呈90度垂直布置；

具体的，四棱台与运动转台通过四个内六角螺栓固定连接，且四棱台与膝下截肢患者的小腿腿管通过连接件固定连接，四棱台连接件与假脚通过螺栓固定连接；

所述转动关节包括凸台螺栓、两个尼龙垫片和无油衬套；

具体的，运动转台与L型连杆1通过转动关节铰接，无油衬套过盈配合安装于L型连杆端部，凸台螺栓首先穿过两个尼龙垫片然后穿过无油衬套与运动转台螺接；基座与L型连杆通过转动关节铰接，无油衬套过盈配合安装于L型连杆端部，凸台螺栓首先穿过两个尼龙垫片然后穿过无油衬套与基座螺接；同时与转台和基座螺接的凸台螺栓前端可穿过转台和基座，对内嵌于运动转台和基座中心孔中聚氨酯橡胶块起到固定夹紧作用；V型连杆与L型连杆通过转动关节铰接，无油衬套过盈配合安装于V型连杆端部，凸台螺栓首先穿过两个尼龙垫片然后穿过无油衬套与L型连杆端部螺接；

所述假脚可以为碳纤维脚板或者为美容脚。

本发明的工作原理和过程：