[其他]假肢踝关节

说明书

本实用新型涉及一种供大腿截肢者使用的假肢踝关节机构。

目前，国内生产的假肢踝关节机构均为单轴型，这种踝关节不能适应截肢者的下蹲动作，不能适应穿后跟高度不同的鞋，如果要换后跟高度不同的鞋，必须要更换假肢。此外，为了解决膝关节稳定性与摆动中期功能长度的矛盾，假腿比正常腿还必须短1－1.5cm，由此会引起截肢者站立时的骨盆倾斜，脊柱侧弯甚至腰痛等一系列新问题。美国专利3551914提出使足尖跷起的方法，希望以此来缩短功能长度，但这种方法不适用于穿皮鞋的患者，因为皮鞋比较硬，弹簧的弹力难以使足尖向上跷起，因此也就不能达到缩短功能长度的目的。这种方法也同样不能解决下蹲及换鞋的目的。

本实用新型的目的是要使假肢踝关节机构能够适应穿戴大腿假肢的患者的下蹲动作；可以缩短摆动中期的功能长度，并解决膝关节稳定性与摆动中期功能长度的矛盾，保证假腿与正常腿等长；通过调整，可以适应穿后跟高度为0－3.5cm的任意一种鞋。本实用新型还具有结构简单，使用方便，价格低廉的特点。

本实用新型采用了九杆二自由度的连杆机构作为传动机构，膝关节的运动可以通过各个杆件之间的协调运动传到踝关节，使假肢膝关节与踝关节之间的运动规律与正常人膝关节与踝关节的运动规律相近。

结合附图详细描述本实用新型的实施例。

图1：假肢踝关节的结构原理图。

图2：背屈角为零时杆件位置图。

图3：下蹲过程中杆件位置图。

图4：加调整块后杆件位置图。

本实用新型是由铰销轴〔1〕、〔3〕、〔5〕、〔6〕、〔8〕、〔9〕、〔12〕、〔15〕、〔17〕、〔19〕及杆件〔2〕、〔4〕、〔7〕、〔11〕、〔13〕、〔14〕、〔16〕、〔18〕、〔20〕所组成的九杆二自由度连杆机构。其中，杆件〔20〕的运动代表膝关节的运动，杆件〔11〕的运动代表假脚的运动，杆件〔18〕的运动作为小腿的运动；铰销轴〔3〕、〔8〕、〔9〕、〔19〕位于杆件〔18〕上；杆件〔13〕和〔14〕组成一滑动副；弹簧〔10〕的两端分别挂于铰销轴〔12〕和〔15〕上；在杆件〔13〕和〔14〕之间加一调整块〔21〕如（图4）示。

膝关节运动的传递路线如下：膝关节运动时，杆件〔20〕同时绕铰销轴〔19〕转动，从而带动杆件〔2〕运动。杆件〔4〕将杆件〔2〕的运动传递到杆件〔16〕，最后，杆件〔13〕和杆件〔14〕又将杆件〔16〕的运动传递到杆件〔11〕。

本实用新型的功能是这样实现的，在背屈角为零度的位置上（图2）时，铰销轴〔3〕、〔15〕、〔12〕在一条直线上，铰销轴〔17〕是铰销轴〔5〕的瞬时曲率中心。在足尖蹬地时，膝屈角有10°的角度变化，但由于铰销轴〔5〕沿以铰销轴〔17〕为圆心，以铰销轴〔5〕和〔17〕间的距离为半径的圆弧作圆弧运动，因此，杆件〔16〕静止不动，地面反力通过杆件〔13〕、〔14〕和〔16〕传到杆件〔18〕上，从而保证了膝关节的稳定性。当足跟着地时，杆件〔13〕相对于杆件〔14〕滑动，使踝关节产生跖屈运动，地面对足跟的冲击力完全由弹簧〔10〕吸收了。在摆动中期，当膝屈角为50°时，踝关节可以产生6°的背屈角，这样就可以将摆动中期的功能长度比零度背屈角时的功能长度缩短了1.3－1.7cm，从而改善了患者的步态，保证了患者不会因假肢向前摆动时蹭地而摔倒。由于膝关节的运动可以通过连杆机构传到踝关节，所以在下蹲过程中（图3），随着膝屈角的增加，背屈角也不断增加，膝屈角与背屈角之间的运动规律完全是依照正常人的运动规律进行的。

为了适应换鞋的需要，在杆件〔13〕和〔14〕之间加调整块〔21〕（图4），针对各种后跟高度不同的鞋，采用不同的调整块，使杆件〔18〕始终保持与地面垂直。用调整块来使假脚适应穿后跟高度不同的鞋，可以大大地方便患者，而且可以减轻患者的经济负担。