專利名稱：膝部支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及整形外科裝置，尤其AJ^部支架。
技術(shù)背景膝部支架用于通過防止膝部的過度運動來穩(wěn)定膝部或者方便膝部 運動。多數(shù)支架包括撐架并且具有位于膝關(guān)節(jié)外側(cè)和內(nèi)側(cè)中的至少一個 位置上的鉸鏈。綁帶被用以將支架固定至腿上或膝部上。通過根據(jù)個人 腿的大小和形狀來選擇支架的類型，受傷的膝部能夠適應(yīng)非定制的支架 或者定制的合適支架。特別是如果膝部存在受損的韌帶時，多g部支架設(shè)計為用于減小 由于膝部受傷、疲勞引起的不穩(wěn)定性，或者用于治療膝部損傷。膝部支 架可推薦用于行走、滑雪、跑步、扭轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)或者跳躍等活動。除了提 高膝部的穩(wěn)定性之外，膝部支架也能降低膝部或腿受傷的危險，或?qū)ο?部提供輔助矯正。支架適用于保護膝關(guān)節(jié)并加強膝關(guān)節(jié)。例如，滑雪者常體驗到股四 頭肌的疲勞，由于肌肉和關(guān)節(jié)過度緊張這可能會導(dǎo)致膝部疼痛。盡管已 存在許多通過減小滑雪者膝部上的負荷來加強膝關(guān)節(jié)的解決方案，但這 些方案通常比較煩瑣，并且當(dāng)滑雪者不在滑雪時(例如在乘滑雪吊椅時) 會妨礙滑雪者的某些運動。設(shè)計用于幫助那些控制腿部肌肉有困難的人的支架特別受到關(guān)注。 這些人J^部治療的需要通常是由于中風(fēng)或事故，或者用于那些脊髓損傷 或先天缺陷而削弱了對腿和膝部的控制的人。典型地，這些人既需要膝 部的穩(wěn)定性，又需要一些動態(tài)協(xié)助來活動膝關(guān)節(jié)，從而使其能夠行走。公知的膝部支架的一些缺點在于，這些支架會使腿保持直線，并且 當(dāng)膝部彎曲時其不會有動態(tài)響應(yīng)。通過讓膝部彎曲，膝部的損傷能更快地治愈，并M復(fù)也能快得多。此外，通過提供具有動態(tài)響應(yīng)的支架， 有腿和膝部損傷的人能使用這些支架來按照自然的方式行走，這旨在允 許穿戴者既能正常行走又能進行體育鍛煉。^i^P的膝部支架的另一缺點在于，穿戴者認為其又重又熱且尺寸太 大。多數(shù)支架價格昂貴且包含復(fù)雜的鉸鏈機構(gòu)和綁帶。已發(fā)現(xiàn)，要么由 于只是不能穩(wěn)定膝部或者要么不能充分固定至腿上，這些支架有時不總 起作用或者不能按照希望的那樣治療膝部。而且，有些支架在磨損了的 時候連續(xù)地阻礙穿戴者的運動，在僅間歇性地需要這種校正時不能提供 選擇性的校正作用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的實施例涉及一種用于在膝部轉(zhuǎn)動時穩(wěn)定膝部并提供動態(tài) 響應(yīng)的膝部支架。所述實施例重量輕、具有包含用于給支架透氣的裝置 的細長外形且按照簡單的方式運作。此外，當(dāng)僅間歇性地需要校正作用 時， 一些實施例提供這種選擇性的校正作用。按照一個實施例，膝部支架旨在安裝于膝部的后側(cè)。所述支架包括 下?lián)渭軜?gòu)件，其具有^延伸出的第一和第二臂及位于膝部的后側(cè)的第 一端部附近的鉸鏈。所述支架還包括上撐架構(gòu)件，其具有以可樞轉(zhuǎn)方式 連接至所述下?lián)渭軜?gòu)件的所述第一端部的第一端部及具有第一和第二 臂的第二端部。所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件的每個所述第一和第二臂 均限定有彎曲部分，所述彎曲部分旨在包繞腿的外側(cè)和內(nèi)側(cè)以延伸至腿 的前側(cè)。合適的襯墊部件固定至所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件的面向預(yù) 期腿的第二側(cè)。按照所述鉸鏈的一種變例，鉸鏈由所述下?lián)渭軜?gòu)件形成，且包括多 個從所述支架向外并遠離預(yù)期腿的后側(cè)延伸的凸出的起伏部分。按照所述襯墊部件的一種變例，襯墊部件包括為所述腿4^供緩沖的 材料。在另一變例中，所述襯墊部件涂覆有具有摩擦部件的硅樹月旨材料， 當(dāng)所述第 一和第二構(gòu)件固定至腿上時所^*擦部件防止所述構(gòu)件轉(zhuǎn)動。 所述襯墊是可透氣的，并且所^樹脂涂層可包括多個促進透氣的孑L。按照所述第一和第二構(gòu)件的一種變例，下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件為單獨實體。在另一變例中，所述上撐架構(gòu)件和下?lián)渭軜?gòu)件具有透氣結(jié)構(gòu)。 所述透氣結(jié)構(gòu)可包括多個孔、長形開口或任何從所述上撐架構(gòu)件和下?lián)?架構(gòu)件的主體上形成的其它合適形狀。此外，所述襯墊部件可具有與所所i^部支架的透氣性。所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件可相對于彼此以可樞轉(zhuǎn)方式調(diào)節(jié)，從而為所i^部支架提供內(nèi)翻或外翻調(diào)節(jié)?？墒褂脴薐Lit或其它適當(dāng)?shù)臋C 構(gòu)以允許所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件相對于彼此進行輕松的調(diào)節(jié)和 緊固。所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件可由多種材料或者這多種材料的組 合制成，所述材料包括碳纖復(fù)合材料、玻璃纖維、聚丙烯以及其它適當(dāng) 的材料。所述撐架構(gòu)件基本上是剛性的，或者可替代地為柔性但結(jié)構(gòu)上 堅固使得其能圍繞穿戴者的腿進行彎曲并將膝部上的負重重新分配至 所述穿戴者的腿上。按照另一實施例，提供一種包括鉸鏈裝置的膝部支架，布置所述鉸 鏈裝置用于相對于第一撐架構(gòu)件以一定角度選擇性地鎖定第二撐架構(gòu) 件，并容許第二撐架構(gòu)件相對于第一撐架構(gòu)件在預(yù)定的角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn) 動。該實施例包括第一后撐架構(gòu)件，所述后撐架構(gòu)件具有前表面和后表面，并包括第一端部和連接至第一端部的中心部分以及第二端部，所述 第二端部具有至少一個從所述中心部分分岔延伸并圍繞中心縱向軸線的臂。所述第二后撐架構(gòu)件具有前表面和后表面，并包括連接至所述第 一構(gòu)件的所述第 一端部的第 一端部、連接至所述第 一端部的中心部分以 及具有從所述中心部分M延伸出來的至少 一個臂的第二端部。所述鉸鏈裝置使所述第一撐架構(gòu)件和第二撐架構(gòu)件相對于彼此連 接，并布置用于相對于所述第一撐架構(gòu)件以一定角度選擇性地鎖定所述 第二撐架構(gòu)件。所述4^鏈裝置容許所述第二撐架構(gòu)件相對于所述第一撐架構(gòu)件在預(yù)定的角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。按照一種變例，所述鉸鏈裝置包括固定至所述第一撐架構(gòu)件的彈性 懸臂彈簧以及通過接頭相互連接的下部和上部鉸鏈元件。所述上部鉸鏈元件可選擇性地與所述懸臂彈簧#^。通過由所述上部鉸鏈元件支撐鎖定機構(gòu)來實現(xiàn)所述鉸鏈裝置的鎖定。所述鎖定機構(gòu)配置用于相對于所 述上部鉸鏈元件選擇性地固定所述懸臂彈簧，從而相對于所述下?lián)渭軜?gòu) 件以預(yù)定的角度定位所述上撐架構(gòu)件。所述鉸鏈裝置可包括分別連接至所述第一撐架構(gòu)件和第二撐架構(gòu) 件的下托架和上托架，并以其形成槽道用以容納所述懸臂彈簧以及下部 和上部鉸鏈元件的各個端部。所述下部和上部鉸鏈元件可包括沿其邊緣而容許所述下部和上部鉸鏈元件相對于所述下托架和上托架線性滑動。所*部支架可包括從其后側(cè)或后表面延伸出的凸塊。所述凸塊延 伸穿過由所述懸臂彈簧以及所述下部和上部鉸鏈元件限定的相應(yīng)的長形槽。而且，所述下部和上部4^鏈元件的所述長形槽可包括至少一個彈 簧元件，布置所述彈簧元件是用來將所述撐架構(gòu)件凸塊的滑動限制在所 述長形槽內(nèi)。通過布置所述4^鏈裝置，所述第二撐架構(gòu)件布置為相對于所述第一撐架構(gòu)件在預(yù)定的5°~30°的范圍內(nèi)鎖定。所述鉸鏈裝置容許所述第二 撐架構(gòu)件相對于所述第一撐架構(gòu)件在所述預(yù)定的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。由此可 知，當(dāng)鉸鏈裝置未鎖定時，所述鎖定機構(gòu)從所述懸臂彈簧上脫離，所述 上撐架構(gòu)件能相對于所述下?lián)渭軜?gòu)件自由移動，從而容許穿戴者大約運 動0° ~ 140°的自由度。


通過參考以下的說明書、附帶的權(quán)利要求和附圖將會更好地理解本 發(fā)明的這些以及其它特征、方面和優(yōu)點，圖中圖1為具有后鉸鏈裝置的膝部支架的實施例的側(cè)視圖；圖2為圖1實施例的前視圖；圖3為圖1實施例的后視圖；圖4為其上放置有襯套的圖1實施例的示意性側(cè)視圖； 圖5為圖1實施例的預(yù)制且非定制的下?lián)渭軜?gòu)件的前視圖； 圖6為從圖5得到的剖視圖；圖7為圖1實施例的預(yù)制且非定制的上撐架構(gòu)件的前視圖；圖8為置于穿戴者腿上的圖1實施例的變例的示意性后視圖；圖9為置于穿戴者腿上處于彎曲形態(tài)下的圖1實施例的示意性側(cè)視圖；圖io為置于穿戴者腿上的、具有后4^鏈裝置的J^部支架的另一實 施例的示意性前視圖；圖ll為置于穿戴者腿上處于彎曲形態(tài)下圖10的實施例的示意性側(cè) 視圖；圖12為處于彎曲形態(tài)下的具有后4^鏈裝置的膝部支架的另一實施 例的立體圖；圖13為處于直線形態(tài)下的圖12實施例的立體圖；圖14為圖13實施例和形態(tài)的后視圖；圖15為圖13實施例和形態(tài)的側(cè)視圖；圖16為圖13實施例的分解立體圖；圖17為圖16的^^鏈和托架的剖視圖；圖18為圖17的鉸鏈和托架的另一剖視立體圖；以及圖19為具有后鉸鏈裝置的膝部支架的另一實施例的立體圖。
具體實施方式
A, 概述通過結(jié)合附圖來閱讀以下說明可更好地理解本發(fā)明的不同實施例， 圖中相同附圖標記表示相同的元件。盡管本發(fā)明能易于作出多種改型和替代構(gòu)造，但在附圖中僅示出了 某些示例性的實施例，并以下將詳細說明這些實施例。然而，應(yīng)了解， 并非意在將本發(fā)明局限于所披露的具體實施例，而是相反，意在覆蓋處 于本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)以及由附帶的權(quán)利要求書所限定的所有改型、 替代構(gòu)造、組合以及等同物。應(yīng)了解，除非本專利中明確地將術(shù)語定義為含有所描述的含義，否則并非意在明確地或間接地將這些術(shù)語的含義限制為超出其平常的或 一般的含義。權(quán)利要求中未明確聲明執(zhí)行具體功能的"用于……的裝置"或者執(zhí)行具體功能的"用于……的步驟"的任意要素均不能解釋為如351LS.C 第112條第6項中規(guī)定的"裝置"或"步驟"項。B.實施例的背景在此^1供了本發(fā)明的多個實施例，其i殳計用于穩(wěn)定由受傷或其它病 癥削弱的膝關(guān)節(jié)。本發(fā)明的實施例特別適用于人的膝關(guān)節(jié)，且可制成適 應(yīng)不同類型、形狀和大小的人的關(guān)節(jié)和附肢的尺寸。具體地，在此所述的膝部支架實施例配置為支撐及穩(wěn)定膝關(guān)節(jié)，并 給膝部提供返回能量，以便當(dāng)膝部彎曲時輔助腿和膝部返回至直線形 態(tài)。通常設(shè)有符合膝部后側(cè)的彈性4^鏈裝置，4吏得其在與膝部彎曲處大 體相同的位置上彎曲。由于所述鉸鏈的彈性，當(dāng)腿彎曲時促使其形成大 體上呈直線的形態(tài)。對位于膝部之下和之上的腿部^i殳有下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件，所 述下?lián)渭軜?gòu)件和所述上撐架構(gòu)件通過鉸^^此連接。所述下?lián)渭軜?gòu)件和 上撐架構(gòu)件相對于膝部確定所述鉸鏈的位置，并且還將施加于膝_部上的 載荷分配至所述大腿和小腿部分。在此所述的實施例提供具有后鉸鏈裝置的不同膝部支架構(gòu)造來支 撐和穩(wěn)定膝關(guān)節(jié)。這些實施例具有的特征可選擇性地用于取代任意一個 在此所述的其它實施例或變例中的相應(yīng)特征。為了解釋的目的，在此所述的實施例劃分成由通用的人體解剖學(xué)術(shù) 語表示的各個部分。這些術(shù)語包括由前-后平面將所述膝部支架分成前 側(cè)和后側(cè)部分。所述前-后平面大體上與人腿的冠狀或前部平面相對應(yīng)。 每個所述前側(cè)和后側(cè)部分又由近-遠平面和外-內(nèi)平面在腿的中心附近進 行劃分。在此所述的解剖學(xué)術(shù)語是希望不降低對于容易為任一整形外科普 通技術(shù)人員所理解的術(shù)語的通常的理解。在此所述的任一實施例可適于包括在2005年12月21日提交、并 在此以引用的方式并入本文的共同待決的美國專利申請11/312,514中所述的諸如綁帶、緊固裝置和帶扣這樣的任意組件。而且，在此所述的任意組件可按照共同待決的美國專利申請11/312，514中所述的方式或者材 料來構(gòu)造。C.膝部支架的各種實施例圖1~3中示出了膝部支架10的一個實施例。膝部支架10配置為 置于腿的后側(cè)，且具有下?lián)渭軜?gòu)件12和上撐架構(gòu)件14。第一或下?lián)渭?構(gòu)件12限定了前面或前側(cè)以及后面或后側(cè)表面，并包括第一端部24、 中心部分22以及由從中心部分22 ^^延伸出來的第一和第二臂26、 28 限定的第二端部。下?lián)渭軜?gòu)件12包括位于第一端部24附近的鉸鏈16。鉸鏈16從下 撐架構(gòu)件12形成并具有限定為從第一構(gòu)件12向外并遠離預(yù)期腿的后側(cè) 延伸的起伏或波峰外形。盡管圖1~3的示例性視圖中僅示出一個起伏 部分，但應(yīng)了解，鉸鏈16可由沿中心部分22的多個起伏部分限定。第二或上撐架構(gòu)件14具有前和后表面，并包括連接至第一構(gòu)件12 的第一端部24的第一端部34、中心部分32以及由中心部分32的^^ 延伸出來的第一和第二臂38、 40限定的第二端部。下?lián)渭軜?gòu)件12和上撐架構(gòu)件14在接頭18處進行連接，所述接頭 容許所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件相對于彼此以可樞轉(zhuǎn)方式調(diào)節(jié)。設(shè)有機構(gòu)，以便為支架10的預(yù)期穿戴者提供內(nèi)翻或外翻調(diào)節(jié)。所述調(diào)節(jié)機任何類型的裝置。取決于膝部支架10與腿的哪一側(cè)相配，提供下?lián)渭軜?gòu)件12和上撐 架構(gòu)件14兩者的第一和第二臂以與所述腿的內(nèi)側(cè)和外側(cè)相應(yīng)。每個所述下?lián)渭軜?gòu)件12和上撐架構(gòu)件14均分別限定縱向中心軸線 A-A和B-B。下?lián)渭軜?gòu)件12的每個所述第一和第二臂26、 28均具有彎 曲部分30,所述彎曲部分繞軸線A-A延伸并旨在包繞所述腿以從后側(cè) 延伸至至少預(yù)期腿的前側(cè)的一部分。第一和第二臂26、 28在靠近第一 端部24的位置處可以具有比在相對的下?lián)渭軜?gòu)件12的第二端處更大的 曲率。上撐架構(gòu)件14的第一和第二臂36、 38也均具有彎曲部分40，所 述彎曲部分繞軸線B-B延伸來包繞所述腿以從后側(cè)延伸至至少預(yù)期腿的前側(cè)的一部分。盡管軸線A-A和B-B示為大體上相互對齊，但下?lián)渭軜?gòu)件12和上 撐架構(gòu)件14可相對于彼此進行調(diào)節(jié)使得軸線A-A和B-B不是對齊的，這在有需要對所述支架的預(yù)期穿戴者提供內(nèi)翻或外翻調(diào)節(jié)時是希望的 構(gòu)造。當(dāng)然，通過用于將下?lián)渭軜?gòu)件12和上撐架構(gòu)件14相互固定的調(diào) 節(jié)機構(gòu)20能實現(xiàn)該構(gòu)造。在下?lián)渭軜?gòu)件12和上撐架構(gòu)件14的其中之 一的后表面上設(shè)有適當(dāng)?shù)臉擞?6來指示要獲得內(nèi)翻或外翻調(diào)節(jié)所應(yīng)該 沿其調(diào)節(jié)所述撐架構(gòu)件的方位。下?lián)渭軜?gòu)件12和上撐架構(gòu)件14兩者均包括襯墊部件42、 44，所述 襯墊部件沿下?lián)渭軜?gòu)件12和上撐架構(gòu)件14各自的第一和第二臂的區(qū)域 置于所述構(gòu)件的第二表面上。襯墊部件42、 44可包括諸如泡沫塑料、 織物或者如在美國專利申請11/321,514中用于墊片那樣的本領(lǐng)域技術(shù)人 員公知的任何其它襯墊中的任意一種或者幾種的組合。襯墊部件42、 44可包括保持下?lián)渭軜?gòu)件12和上撐架構(gòu)件14以防 止其圍繞腿轉(zhuǎn)動或移動的摩擦部件。按照一種變例，所^*擦部件為如 美國專利申請11/321,514中所教示的那樣的具有透氣性的有孔硅樹脂涂 層?？刹捎梅乐顾鱿?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件圍繞腿轉(zhuǎn)動或移動的其它 合適的摩擦部件。圖4例示出置于腿上的支架10，腿具有小腿部分52、膝部部分54 和大腿部分56。所述支架示為正大體上置于膝部部分54的后側(cè)，！^鏈 16在此#部部分54的后側(cè)向外延伸。下?lián)渭軜?gòu)件12配置為固定至小 腿部分52，上撐架構(gòu)件14配置為固定至大腿部分56。按照該變例，提供覆蓋支架10的第一表面的襯套58。襯套58包括 膝部部分70，其在所述腿的膝部部分54的前側(cè)限定為開口。所述下?lián)?架構(gòu)件12和上撐架構(gòu)件14的第一表面可固定至襯套58的內(nèi)側(cè)表面， 或者替代地，襯套58可包括所述支架的各部分可插入其中的襯袋?？?提供其它裝置來將所述支架固定至所述襯套的內(nèi)側(cè)表面，所述其它裝置 包括鉤環(huán)緊固件、縫合、粘合劑或按扣緊固件。襯套58可按照與美國 專利申請11/321,514教示的襯套實施例相同的方式來構(gòu)造。圖5~7示出了預(yù)制形式的膝部支架，其中，下?lián)渭軜?gòu)件13和上撐17平齊?？赡Ｖ坪蚟"剪下?lián)渭軜?gòu)件13和上撐架構(gòu)件15來適應(yīng)穿戴者的 腿以形成針對具體穿戴者的支架。所述預(yù)制而非定制的下?lián)渭軜?gòu)件13 和上撐架構(gòu)件15可通過使用具有合適的帶扣、例如鉚釘、綁帶和緊固 裝置等緊固件等來成套地提供，以允許矯形師或其它醫(yī)學(xué)專業(yè)人員根據(jù) 穿戴者的需要來自己定制所述支架。如圖5和圖6所示，下?lián)渭軜?gòu)件13包括從具有鉸鏈17的下頸部23 延續(xù)出的第一和第二臂27、 29以及具有第一孔49的下M25。下?lián)渭?構(gòu)件13還包括為與第 一和第二臂27 、 29相應(yīng)而定位和預(yù)制的村墊43 。按照圖7，上撐架構(gòu)件包括延伸至上頸部33的第一和第二上臂37、 39和具有第二孔51的上M 35。還設(shè)有合適的襯墊45來與第一和第 二上臂37、 39相應(yīng)。如第一和第二孔49、 51所例示，下?lián)渭軜?gòu)件13和上撐架構(gòu)件15 可配置為具有合適的孔、狹槽、凹槽、凸塊和環(huán)來容納帶扣、綁帶和美 國專利申請11/312,514中教示的那種類型的緊固機構(gòu)。而且，下?lián)渭軜?gòu) 件13和上撐架構(gòu)件15可預(yù)先成型為包括圖12~16以及美國專利申請 11/312,514結(jié)合示出的各種類型的孔的樣式。按照一種變例，所述上撐架構(gòu)件和下?lián)渭軜?gòu)件為包括樹脂浸漬碳纖 復(fù)合材料系統(tǒng)的單獨實體。由于所述撐架構(gòu)件成套提供，因此優(yōu)選地， 所述樹脂是未固化的。所述上撐架構(gòu)件和下?lián)渭軜?gòu)件也可由多種可模制 的材料制成，諸如TRIAX (ABS/尼龍共混物)、聚丙烯、聚乙烯、尼龍、 芳倫或帶有熱固性或熱塑性樹脂的玻璃纖維預(yù)浸料以及由EVA、泡棉或 聚氨酯制成的剛性泡沫。按照在此所述的膝部支架的所述撐架構(gòu)件可形成為基本上是剛性 的，或者可替代地可以是柔性的。例如，在柔性撐架構(gòu)件的情況下，它 們優(yōu)選地在結(jié)構(gòu)上是柔性的以使得能靠近穿戴者的腿來圍繞其進行延 伸，但它們充分堅固以將膝部上的負重重新分配至穿戴者的腿上。當(dāng)然， 也可使用與美國專利申請11/312,514中教示的撐架構(gòu)件構(gòu)造一致的任何 撐架構(gòu)件構(gòu)造。圖8示出置于腿上的支架的一種變例。按照該實施例，第一臂28 長于第二臂26，其中，第一臂26與小腿部分52的內(nèi)側(cè)相應(yīng)，第二臂 28與小腿部分52的外側(cè)相應(yīng)。當(dāng)然，應(yīng)了解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可修改所述下?lián)渭軜?gòu)件12和上撐架構(gòu)件14以及沒有在此由圖10的變例示例 的部分的尺寸與比例。如圖9所例示，圖1~6的支架10示出為戴在腿上，其中大腿部分 56相對于小腿部分52在膝部部分54處彎曲。4^鏈16在與膝部部分54 彎曲處大體相同的位置上彎曲。由于所述鉸鏈的彈性，當(dāng)腿彎曲時促4吏 其形成大體上呈直線的形態(tài)。與在此所述的其它實施例一樣，鉸鏈16 輔助穿戴者控制腿與膝部的運動，尤其是控制它們的運動使得腿恢復(fù)到 直線形態(tài)，如圖4所例示。圖10和11示出膝部支架的另一實施例，其中，下?lián)渭軜?gòu)件59的 第一臂60大體上沿著并圍繞所述下?lián)渭軜?gòu)件的軸線A-A彎曲，且包繞 小腿部分52的前側(cè)。下?lián)渭軜?gòu)件59的第二臂62只圍繞軸線A-A彎曲 以基本上從中心部分59橫向延伸。上撐架構(gòu)件64只包括由中心部分65 與從中心部分65延伸的第二端部分66限定的一個臂。第二端部分66 圍繞預(yù)期的大腿部分56延伸到至少大腿部分前側(cè)的一部分。4^鏈68分別連接下?lián)渭軜?gòu)件59和上撐架構(gòu)件64的第一端部63和 67。按照一種變例，鉸鏈68本質(zhì)上為連接下?lián)渭軜?gòu)件59和上撐架構(gòu)件 64的、諸如一個或多個雙列扭矩或螺旋彈簧中那樣的彈簧裝置。在另一 變例中，下?lián)渭軜?gòu)件59可配置為具有鉸M而使其與按照圖1~3的實 施例中的所述鉸^目似。各種變例中，鉸鏈可與所述下?lián)渭軜?gòu)件59和上撐架構(gòu)件65分離， 或者可由所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件的第一端部63和67這兩者的結(jié) 合來形成，使得除了所形成的具有至少一個起伏的l^鏈之外所述下?lián)渭?構(gòu)件和上撐架構(gòu)件相互連續(xù)運作。圖14~18例示出按照本發(fā)明的膝部支架100的另一實施例。按照 該支架100，由鉸鏈裝置106聯(lián)接上撐架構(gòu)件102和下?lián)渭軜?gòu)件104。 第一或下?lián)渭軜?gòu)件102限定了前面或前側(cè)表面以及后面或后側(cè)表面，并 包括第一端部116、中心部分118和由從中心部分118 ^^延伸出來的 第一和第二臂120、 122限定的第二端部。第二或上撐架構(gòu)件104具有 前面或前側(cè)表面以及后面或后側(cè)表面，并包括第一端部124、中心部分 125和由從中心部分125分盆延伸出來的第一和第二臂126、 128限定的 第二端部。與先前實施例一樣，支架IOO包括與所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件 相應(yīng)的合適的襯墊130、 132。襯墊130、 132優(yōu)選地包括諸如珪樹脂涂 層等摩擦部件133。類似地，與先前實施例一樣，提供了橫接所述下?lián)?架構(gòu)件和上撐架構(gòu)件的所述第一與第二側(cè)將所述支架固定至穿戴者的 腿上的綁帶110、 112。合并起來，摩擦部件133和綁帶110、 112保持 支架100防止其在穿戴者的腿上轉(zhuǎn)動和移動。支架100具有分別固定至下?lián)渭軜?gòu)件102和上撐架構(gòu)件104并與其 相結(jié)合來以其限定槽道的下托架136和上托架138。如將要結(jié)合圖16 ~ 18更充分地i兌明的那樣，這些槽道136、 138容納鉸鏈裝置106的各部 分。按照該實施例，4^鏈裝置106包括位于下托架136與上托架138之 間的蓋108，以及具有允許選擇性地致動鉸鏈裝置106的帶有蓋166的 鎖170的鎖定機構(gòu)164。鎖170優(yōu)選J4^上托架138中伸出。托架136、 138具有固定至上撐架構(gòu)件102和下?lián)渭軜?gòu)件104的凸緣140以防止與 位于所述槽道中的鉸鏈裝置106的各部分發(fā)生干涉。優(yōu)選地，當(dāng)鎖定^164被致動或者處于鎖定形態(tài)中時，鉸鏈裝置 106將上撐架構(gòu)件104相對于下?lián)渭軜?gòu)件102的運動限制在10° ~30°的 優(yōu)選范圍內(nèi)。然而，所述支架可配置用于對所述支架的穿戴者有用的任 何期望范圍。而且，所述支架可配置為4吏得所述l^鏈裝置如前述實施例 一樣即使在鉸鏈裝置106未鎖定時也提供阻力。由于所述支架降低或消除了滑雪者在滑雪時膝部和股四頭肌的負 荷，因此該具體實施例對滑雪者是有用的。當(dāng)滑雪者準備從滑雪斜坡滑 下時，其按下所述鎖定機構(gòu)上的M，所述支架將所述上撐架構(gòu)件相對 于所述下?lián)渭軜?gòu)件鎖定在給定的角度范圍內(nèi)。由此可知，當(dāng)滑雪者完成 滑雪運動時，所述鎖定機構(gòu)松開，所述上撐架構(gòu)件能相對于所述下?lián)渭?構(gòu)件自由運動，從而容許穿戴者有大約0° ~ 140。的自由度。可調(diào)綁帶110、 112固定至下?lián)渭軜?gòu)件102和上撐架構(gòu)件104的所述 第一和第二臂來將支架100固定到穿戴者的腿上。這些綁帶110、 112 可通過延伸穿過由所述第一和第二臂限定的槽(未示出)來固定至所述 第一和第二臂。在其它變例中，綁帶110、 112可用緊固件或其它合適 的固定裝置固定至所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件。所述綁帶可以要么是有彈性的，要么基本上沒有彈性。在美國專利申請11/312,514中可發(fā)現(xiàn) 所述綁帶以及用于固定所述綁帶的裝置的示例性變例。下?lián)渭軜?gòu)件102和上撐架構(gòu)件104具有由多個孔或槽限定的透氣結(jié) 構(gòu)134。透氣結(jié)構(gòu)134使空氣流過下?lián)渭軜?gòu)件102和上撐架構(gòu)件104的 各部分進行轉(zhuǎn)移，大大減少了所述支架和穿戴者皮膚之間可能出現(xiàn)的熱 量。所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件的示例性變例及其結(jié)構(gòu)可按照美國專 利申請11/312,514的護套(shell)所述的任何方式來改變。所述透氣結(jié)構(gòu)也允許所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件形成的尺寸大 于諸如圖1實施例中的下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件這樣的其它撐架元件。 通過使所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件形成更大的尺寸，所述下?lián)渭軜?gòu)件 和上撐架構(gòu)件的壓力在穿戴者的腿上就有更廣的分布。因為存在特別是 結(jié)合所述襯墊的摩擦部件采用的更大的表面接觸面積，所述下?lián)渭軜?gòu)件 和上撐架構(gòu)件圍繞穿戴者的腿進行轉(zhuǎn)動的可能性較小。盡管示出的所述透氣結(jié)構(gòu)被限定為多個從所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐 架構(gòu)件)^f申出的多個孔，但其可采用容許空氣流經(jīng)并穿越所述第一和第中的任何一種。在一種變例中，所i^it:氣結(jié)構(gòu)包括多個在平行方向上延 伸的長形槽。在另一變例中，所述透氣結(jié)構(gòu)可采用大孔的形態(tài)或其它任 何適當(dāng)?shù)男螤?，所述形狀包括但不局限于圓形、矩形、直線或曲線。而 且，所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件的某些區(qū)域上可具有比其它區(qū)域透氣 性更高的部位。襯墊130、 132分別固定在下?lián)渭軜?gòu)件102和上撐架構(gòu)件104的第 二表面上。襯墊130、 132與所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件的透氣結(jié)構(gòu) 134配合，且優(yōu)選地用有孔結(jié)構(gòu)135來透氣。所述襯墊的摩擦部件133 優(yōu)選地為硅樹脂合成材料，其涂覆在有孔結(jié)構(gòu)135的前側(cè)上而不堵塞所 述有孔結(jié)構(gòu)。可涂覆硅樹脂合成材料的襯墊130、 132包括限定其范圍 的邊緣131。同樣地，所述襯墊的后側(cè)可涂覆硅樹脂合成材料而不堵塞 所述有孔結(jié)構(gòu)。襯墊130、 132幾乎在所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件的整個第二表 面上延伸。在其它各變例中，所述襯墊可只在所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架 構(gòu)件的某些部分上延伸，如圖1~3的相關(guān)實施例所示。所述襯墊可具有如上參看圖1實施例所述的襯墊部件42、 44基^f目同的結(jié)構(gòu)，所述 結(jié)構(gòu)在美國專利申請11/312,514中還有說明。所述襯墊可以按照容易為本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的多種不同方式固 定至所述下?lián)渭軜?gòu)件和上撐架構(gòu)件。這些方式包括4吏用鉤環(huán)緊固裝置、 按扣或用粘合劑粘接。如圖16~18所最佳示出，鉸鏈裝置106包括由用可樞轉(zhuǎn)接頭143 相互連接的下部和上部鉸鏈元件142、 144限定的鉸鏈。下部和上部鉸 鏈元件142、 144與限制其運動的懸臂彈簧156配^H"吏得所述下部和上 部鉸鏈元件可大體上相對于彼此進行樞轉(zhuǎn)，從而使它們能從平行且軸向 對齊的位置向遠離所述下部和上部鉸鏈元件102、 104的方向進行樞轉(zhuǎn)。 提供鎖170來容許上部鉸鏈元件144選擇性地與懸臂彈簧156配合以限 制l^鏈元件142、 144的運動。蓋108圍繞在下托架136和上托架138 之間延伸的鉸鏈裝置106的各部分。下部和上部4^鏈元件142、 144兩者均包括長形槽151、 152，其中 分別布置有頂部和底部彈簧148、 148，與149、 149，。槽151、 152本質(zhì) 上是大體縱向的且沿著下部和上部鉸鏈元件142、 144的軸線延伸。上部鉸鏈元件144還包括配置來容納鎖170的開口 154。鎖170布 置為按壓穿過開口 154 4吏其向上撐架構(gòu)件104的后側(cè)伸出。當(dāng)鎖170未 處于鎖定位置時，其布置為從上托架138的開口 139伸出，且下部和上 部4^鏈元件142、 144能夠相對于懸臂彈簧156自由滑動。鎖170能夠為任何可鎖定又可爭>開的裝置，所述裝置配置為受到按 壓來與懸臂彈簧156配合，而被松開來與懸臂彈簧156分離。鎖170可 以被彈簧加載，并具有爪卡部件，使得其能在受到按壓時保持其位置但 在再次按壓時松開。如圖16和圖17中最佳示出，下部和上部鉸鏈元件142、 144包括 沿其邊緣布置的縱向槽146、 150。這些槽146、 150配置為與沿下托架 136和上托架138的內(nèi)壁布置的肋凸167與168進行配合。所述槽與肋 凸的組合限制了所述下部和上部鉸鏈元件的運動，使它們被限制為相對 于下?lián)渭軜?gòu)件102和上撐架構(gòu)件104來進行線性移動。如前所述，布置懸臂彈簧156來用于與鎖170配合并選擇性地鎖定 鎖170。懸臂彈簧156包括下部和上部縱槽158、 160，所述縱槽與下部和上部鉸鏈元件142、 144的長形槽151、 152相對應(yīng)。懸臂彈簧156還 包括開口 162，其配置為容許鎖170與之配合以有效地鎖定懸臂彈簧156 與上部4^鏈元件144。如圖18所例示，懸臂彈簧156通過緊固件180固定至下?lián)渭軜?gòu)件 102，所述緊固件延伸穿過下部孔176并與從下?lián)渭軜?gòu)件102延伸的突 塊178配合。當(dāng)所述鎖定機構(gòu)用懸臂彈簧156與上部鉸鏈元件144配合 時，通過固定懸臂彈簧156的下端并讓懸臂彈簧156的上端與上撐架構(gòu) 件104分離，懸臂彈簧156對所述撐架的彎曲提供阻力。下?lián)渭軜?gòu)件102和上撐架構(gòu)件104兩者分別包括凸塊172與174， 其布置為延伸穿過懸臂彈簧156的槽158、 160以及下部和上部4^鏈元 件142、 144的槽151、 152。凸塊172、 174分別置于槽151、 152內(nèi)， 彈簧148、 148，之間和彈簧149、 149，之間。彈簧148、 148，與149、 149， 提供返回能量并幫助將鉸鏈裝置106置于中間位置，從而使得所述鉸鏈 裝置基本上呈直線。由于懸臂彈簧156的長形槽160的原因，當(dāng)懸臂彈簧156未與鎖定 機構(gòu)170配合時，懸臂彈簧156能夠相對于凸塊174滑動。同樣地，當(dāng) 鎖定機構(gòu)170未與懸臂彈簧156配合時，由于槽151、 152的原因，下 部和上部鉸^ib件142、 144能夠相對于下部和上部托架136、 138滑動。凸塊172、 174限制了懸臂彈簧156以及下部和上部鉸鏈元件142、 144的運動，從而限制了上撐架構(gòu)件104相對于下?lián)渭軜?gòu)件102的轉(zhuǎn)動。如前所述，隨后鎖定M 170與懸臂彈簧156配合，下?lián)渭軜?gòu)件102 和上撐架構(gòu)件104只能在10° ~ 30°的范圍內(nèi)相對于彼此進行樞轉(zhuǎn)。當(dāng)然， 所述懸臂彈簧可進行改型以容許在希望的多個角度進行彎曲。懸臂彈簧156可限定與在此所示的扁平外形不同的外形，并優(yōu)選地 由拔:供一定彎曲的樹脂浸漬碳纖復(fù)合材料系統(tǒng)來構(gòu)造。所述懸臂彈簧也 可由多種提供一定彎曲的材料制成，諸如TRIAX (ABS/尼龍共混物)、 聚丙烯、聚乙烯、尼龍、芳綸或帶有熱固性或熱塑性樹脂的玻璃纖維預(yù) 浸料、以及所述各種材料的組合。此外，所述懸臂彈簧可用形狀記憶合 金制成，或者將具有形狀記憶合金線嵌入聚合或復(fù)合系統(tǒng)中，這將容許 所述鉸鏈裝置進行反復(fù)彎曲。所述懸臂彈簧可限定不同的^1，使得所述中心部分通常比端部更柔韌，或者在替代方案中， 一端部可比另一端部具有更高的柔性。轉(zhuǎn)至圖19，具有與圖14~18的實施例或在此所述的任何其它實施例 類似的構(gòu)造的膝部支架200的另一實施例可包括力帶202、 204，所述力以調(diào)節(jié)所述力帶來對i部提供不同的力度。' P在各種變例中，所述力帶可配置為在膝部之上交叉或沿著膝部的兩 側(cè)之一交叉。所述力帶可按照與美國專利申請11/312,514中所述的力帶 一致的任何方式來配置，以校齊膝部或者穩(wěn)定受到碰撞的膝部。在此所述的任一實施例中，可使用監(jiān)測和控制步伐動態(tài)的傳感系統(tǒng) 來達到對齊、安全的目的以及滿足穿戴者的其它需要。在共同待決的美 國專利申請11/184,011與11/430,076中包含可與在此所述的任何實施例 一^^吏用的示例性傳感系統(tǒng)，在此將所述專利申請以引用的方式并入本 文。除了在此所述的鉸鏈裝置之外，可使用基于機械和流體的裝置來進 行替換或者與所述鉸鏈裝置結(jié)合來控制所述鉸鏈裝置的制動。在此以引 用的方式并入本文的共同待決的美國專利申請11/417,460中包含用于控 制膝部的制動的示例性方法。盡管已說明和示出了上述實施例，但應(yīng)了解，這些實施例的變例和 改型，例如由一些實施例所暗示的另外那些變例和改型，也落入本發(fā)明 的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種適于安置在至少腿的后側(cè)上的膝部支架，所述支架包括第一后撐架構(gòu)件，其具有前表面與后表面，并包括第一端部、連接至所述第一端部的中心部分以及由從所述中心部分分岔延伸出來的至少一個臂限定的第二端部；第二后撐架構(gòu)件，其連接至所述第一撐架構(gòu)件，所述第二后撐架構(gòu)件具有前表面和后表面，并包括連接至所述第一撐架構(gòu)件的第一端部的第一端部、連接至所述第一端部的中心部分以及由從所述中心部分分岔延伸出來的至少一個臂限定的第二端部；以及后側(cè)彈性鉸鏈，其位于所述第一撐架構(gòu)件的所述第一端部處或其附近，所述鉸鏈布置為迫使所述第一和第二撐架構(gòu)件形成預(yù)定的對齊。
2. 如權(quán)利要求1所述的膝部支架，其中，所述第一撐架構(gòu)件具有 笫一臂和第二臂，每個臂限定有彎曲部分，所述彎曲部分位于所述第一 撐架構(gòu)件的所述第二端處或其附近，且圍繞所述第一撐架構(gòu)件的中心縱 向軸線并至少橫向地從中心軸線延伸。
3. 如權(quán)利要求1所述的膝部支架，其中，所述鉸鏈由所述第一撐 架構(gòu)件形成，所述鉸鏈由從所述第一撐架構(gòu)件的后側(cè)突出的至少一個起 伏部分限定。
4. 如權(quán)利要求1所述的膝部支架，還包括具有相對的第一側(cè)和第 二側(cè)的襯墊，所述襯墊的所述第二側(cè)沿所述第一和第二撐架構(gòu)件的至少 一個臂的區(qū)域置于所述第一和第二撐架構(gòu)件的前表面上。
5.如權(quán)利要求4所述的膝部支架，其中，所述襯墊包括位于其第 一側(cè)上的摩擦硅樹脂涂層。
6.如權(quán)利要求1所述的膝部支架，還包括連接所述第一和第二撐架構(gòu)件并使其相對于彼此定向的調(diào)節(jié)^J 。
7.如權(quán)利要求1所述的膝部支架，還包括襯套，所述第一和第二 撐架構(gòu)件固定至所述襯套。
8. 如權(quán)利要求1所述的膝部支架，還包括計量器，所述計量器提 供指示所述第一撐架構(gòu)件相對于所述第二撐架構(gòu)件的轉(zhuǎn)動位置的標記。
9. 如權(quán)利要求1所述的膝部支架，其中，所述第一和第二撐架構(gòu) 件配置為用于安置在人的腿上，使得所述第一和第二撐架構(gòu)件的所述臂 彎曲以MJ腿的后側(cè)包繞延伸至前側(cè)。
10. —種適于安置在至少腿的后側(cè)上的膝部支架，所述支架包括第一后撐架構(gòu)件，其具有前表面與后表面，并包括第一端部、連接 至所述第 一端部的中心部分以及第二端部，所述第二端部具有從所述中 心部分M延伸并圍繞中心縱向軸線的至少一個臂；第二后撐架構(gòu)件，其具有前表面和后表面，并包括連接至所述第一 構(gòu)件的所述第 一端部的第 一端部、連接至所述第 一端部的中心部分以及 具有從所述中心部分^延伸的至少一個臂的第二端部；以及鉸鏈裝置，其使所述第一和第二撐架構(gòu)件相對于彼此連接，所述鉸 鏈裝置布置用于相對于所述第一撐架構(gòu)件成一定角度地選擇性鎖定所 述第二撐架構(gòu)件，并容許所述第二撐架構(gòu)件相對于所述第一撐架構(gòu)件在 預(yù)定的角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。
11.如權(quán)利要求10所述的膝部支架，其中，所述鉸鏈裝置包括固 定至所述第一撐架構(gòu)件的彈性懸臂彈簧。
12.如權(quán)利要求11所述的膝部支架，其中，所述鉸鏈裝置還包括 通過接頭相互連接的下部和上部鉸鏈元件，所述上部鉸鏈元件能夠選擇性地與所述懸臂彈簧接合。
13.如權(quán)利要求12所述的膝部支架，其中，所述鉸鏈裝置包括由 所述上部鉸鏈元件支撐的鎖定機構(gòu)，所述鎖定機構(gòu)配置用于相對于所述 上部鉸鏈元件選擇性地固定所述懸臂彈簧，從而相對于所述下?lián)渭軜?gòu)件 以預(yù)定的角度定位所述上撐架構(gòu)件。
14.如權(quán)利要求12所述的膝部支架，其中，所述鉸鏈裝置包括下 托架和上托架，所述下托架和上托架分別連接至所述第一撐架構(gòu)件和第 二撐架構(gòu)件，并形成槽道用以容納所述懸臂彈簧以及所述下部和上部鉸 鏈元件的各個端部。
15.如權(quán)利要求14所述的膝部支架，其中，所述下部和上部4^鏈 元件包括沿其邊緣限定的長形槽，所述長形槽用以容納沿所述下托架和 上托架的內(nèi)表面限定的肋凸，從而容許所述下部和上部鉸鏈元件相對于 所述下托架和上托架線性滑動。
16.如權(quán)利要求12所述的膝部支架，其中，所述第一和第二撐架 構(gòu)件包括從其后表面延伸出的凸塊，所述凸塊延伸穿過由所述懸臂彈簧 以及所述下部和上部鉸鏈元件限定的相應(yīng)的長形槽。
17.如權(quán)利要求16所述的膝部支架，其中，所述下部和上部4^鏈 元件的所述長形槽包括至少一個彈簧元件，所述彈簧元件布置為用來將 所述撐架構(gòu)件凸塊的滑動限制在所述長形槽內(nèi)。
18.如權(quán)利要求10所述的膝部支架，還包括連接至所述第一和第 二撐架構(gòu)件并在所述支架的前部對角地^1伸的一對力帶。
19.如權(quán)利要求10所述的膝部支架，其中，所述第二撐架構(gòu)件布置為相對于所述第一撐架構(gòu)件在預(yù)定的5° ~30°的范圍內(nèi)鎖定，所述 鉸鏈裝置容許所述第二撐架構(gòu)件相對于所述第一撐架構(gòu)件在所述預(yù)定 的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。
20.如權(quán)利要求10所述的膝部支架，其中，所述第一和第二撐架 構(gòu)件布置為用于安置在人的腿上，使得所述第一和第二撐架構(gòu)件的所述 臂彎曲以從所述腿的后側(cè)包繞延伸至前側(cè)。
全文摘要
一種適于安置在至少腿的后側(cè)上的膝部支架(100)，其包括第一后撐架構(gòu)件(102)、連接至所述第一撐架構(gòu)件的第二后撐架構(gòu)件(104)以及位于第一撐架構(gòu)件(102)的第一端部(118)處或其附近的后側(cè)彈性鉸鏈裝置(106)。鉸鏈裝置(106)布置為迫使第一和第二撐架構(gòu)件(102、104)形成預(yù)定的對齊。鉸鏈裝置(106)能布置為用于選擇性地以相對于第一撐架構(gòu)件(102)成一定角度地鎖定第二撐架構(gòu)件(104)，并容許第二撐架構(gòu)件(104)相對于第一撐架構(gòu)件(102)在預(yù)定的角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。
文檔編號A61F5/00GK101282698SQ200680037506
公開日2008年10月8日 申請日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月12日
發(fā)明者帕爾米·埃納爾松 申請人:奧蘇爾公司