一種人工承重自鎖機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療器械技術(shù)、汽車及機器人領(lǐng)等域，具體涉及一種人工承重自鎖機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在人工關(guān)節(jié)設(shè)計以及研究方面的主要研究有機構(gòu)設(shè)計、仿生材料、制造以及磨損等方面。人工承重自鎖機構(gòu)廣泛應(yīng)用于機器人學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)等領(lǐng)域，其采用的原理是當(dāng)該人工承重自鎖機構(gòu)受到外部作用力時，該裝置會自動鎖定，當(dāng)外部作用力撤除時，該裝置會自動解鎖。醫(yī)療器械領(lǐng)域和機器人領(lǐng)域多采用此種裝置作為假肢的重要部件。如在人工膝關(guān)節(jié)領(lǐng)域中，膝關(guān)節(jié)承重自鎖原理是當(dāng)站立受力時全部力量形成一種懸臂杠桿機械作用，它使圍繞膝軸的制動軸套變緊，從而將屈膝時作用于膝軸的旋轉(zhuǎn)運動鎖住。這樣一來，使得從足跟著地到站立期的膝關(guān)節(jié)具有了防止不自主打彎的功能，解鎖的原理是通過足跟著地時將體重傳遞到假肢并由此傳遞到膝關(guān)節(jié)，從而形成促其自動解鎖。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、具有承重自鎖功能的人工關(guān)節(jié)機構(gòu)。
[0004]為實現(xiàn)上述方案，本實用新型提供了一種人工承重自鎖機構(gòu)，包括股骨桿件和股骨元器件，所述股骨桿件安裝在股骨元器件外殼的頂端，所述股骨元器件安裝在股骨元器件外殼的內(nèi)表面，股骨元器件的底端與支撐柱A連接，所述支撐柱A安裝在支撐塊A的上表面，支撐塊A下表面通過支撐彈簧與支撐塊B上表面連接，所述支撐塊B正下方設(shè)有滑動楔塊A，所述滑動楔塊A和支撐塊B中間設(shè)有活動球A，滑動楔塊A左側(cè)通過支撐柱B與活動球B連接，所述活動球B的正上方安裝有滑動楔塊B，所述滑動楔塊B通過支撐柱C與其正上方的活動球C連接，所述活動球C的右上方設(shè)有滑動楔塊C，滑動楔塊C的右側(cè)通過支撐柱D與伸縮夾連接，所述伸縮夾套接在股骨元器件外殼的外表面。
[0005]在上述技術(shù)方案中，所述股骨元器件為球狀體，球狀體垂直方向繞外表面開有活動凹槽，支撐柱A安裝在所述活動凹槽中，股骨元器件可以沿凹槽方向滾動。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述支撐塊A、支撐彈簧、支撐塊B、活動球A和滑動楔塊A共同安裝在固定外殼A中，當(dāng)股骨桿件受力后，支撐塊A受力下壓，通過支撐彈簧將受力傳遞給支撐塊B，迫使活動球A受力擠壓，使得滑動楔塊A向左運動。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述活動球B、滑動楔塊B、支撐柱C、活動球C和滑動楔塊C共同安裝在固定外殼B中，當(dāng)活動球B受到來自滑動楔塊A傳導(dǎo)的擠壓力后，推動滑動楔塊B向上運動，從而使得支撐柱C推動活動球C向上運動，最終在活動球C的推動下，使得滑動楔塊C向左右運動，實現(xiàn)力的轉(zhuǎn)向。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述股骨元器件外殼的制作材料為具有一定彈性的合成樹月旨，當(dāng)套接在股骨元器件外殼表面的伸縮夾受力壓縮后，股骨元器件外殼收縮，將股骨元器件鎖止，防止站立時股骨元器件滑動發(fā)生彎曲，進而防止摔倒發(fā)生。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述股骨元器件外殼下端的開口角度為30-60°。
[0010]本實用新型相較于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于:1)結(jié)構(gòu)簡單，維護方便；2)自動受力鎖止，具有良好的防止摔倒功能。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本實用新型的左視圖。
[0014]圖中:1-股骨桿件，2-股骨元器件外殼，3-股骨元器件，4-支撐柱A，5_支撐塊A，
6-支撐彈簧，7-支撐塊B，8-活動球A，9-滑動楔塊A，10-固定外殼A，11-支撐柱B，12-活動球B，13-滑動楔塊B，14-支撐柱C，15-活動球C，16-滑動楔塊C，17-固定外殼B，18-支撐柱D，19-伸縮夾。
【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。本領(lǐng)域普通人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，均屬于本實用新型的保護范圍。
[0016]實施例:一種人工承重自鎖機構(gòu)。
[0017]參照圖1所示，一種人工承重自鎖機構(gòu)，包括股骨桿件I和股骨元器件3，所述股骨桿件I安裝在股骨元器件外殼2的頂端，所述股骨元器件3安裝在股骨元器件外殼2的內(nèi)表面，股骨元器件3的底端與支撐柱A4連接，所述支撐柱A4安裝在支撐塊A5的上表面，支撐塊A5下表面通過支撐彈簧6與支撐塊B7上表面連接，所述支撐塊B7正下方設(shè)有滑動楔塊A9，所述滑動楔塊A9和支撐塊B7中間設(shè)有活動球A8，滑動楔塊A9左側(cè)通過支撐柱Bll與活動球B12連接，所述活動球B12的正上方安裝有滑動楔塊B13，所述滑動楔塊B13通過支撐柱C14與其正上方的活動球C15連接，所述活動球C15的右上方設(shè)有滑動楔塊C16，滑動楔塊C16的右側(cè)通過支撐柱D18與伸縮夾19連接，所述伸縮夾19套接在股骨元器件外殼2的外表面。
[0018]在上述技術(shù)方案中，所述股骨元器件3為球狀體，球狀體垂直方向繞外表面開有活動凹槽，支撐柱A4安裝在所述活動凹槽中，股骨元器件3可以沿凹槽方向滾動。
[0019]在上述技術(shù)方案中，所述支撐塊A5、支撐彈簧6、支撐塊B7、活動球A8和滑動楔塊A9共同安裝在固定外殼AlO中，當(dāng)股骨桿件I受力后，支撐塊A5受力下壓，通過支撐彈簧6將受力傳遞給支撐塊B7，迫使活動球A8受力擠壓，使得滑動楔塊A9向左運動。
[0020]在上述技術(shù)方案中，所述活動球B12、滑動楔塊B13、支撐柱C14、活動球C15和滑動楔塊C16共同安裝在固定外殼B17中，當(dāng)活動球B12受到來自滑動楔塊A9傳導(dǎo)的擠壓力后，推動滑動楔塊B13向上運動，從而使得支撐柱C14推動活動球C15向上運動，最終在活動球C15的推動下，使得滑動楔塊C16向右運動，實現(xiàn)力的轉(zhuǎn)向。
[0021]在上述技術(shù)方案中，所述股骨元器件外殼2的制作材料為具有彈性的合成樹脂，當(dāng)套接在股骨元器件外殼2表面的伸縮夾19受力壓縮后，股骨元器件外殼2收縮，將股骨元器件3鎖止，防止站立時股骨元器件3滑動發(fā)生彎曲，進而防止摔倒發(fā)生。
[0022]在上述技術(shù)方案中，所述股骨元器件外殼2下端的開口角度為60°。
[0023]為了更進一步說明本實用新型，特將本實用新型的工作原理解釋如下:1)正常情況下，本人工關(guān)節(jié)在自身重量下維持一個平衡點，股骨桿件I和股骨元器件外殼2可圍繞股骨元器件3自由轉(zhuǎn)動；2)當(dāng)股骨桿件I受力后，支撐塊A5受力下壓，通過支撐彈簧6將受力傳遞給支撐塊B7，迫使活動球A8受力擠壓，使得滑動楔塊A9向左運動，活動球B12受到來自滑動楔塊A9傳導(dǎo)的擠壓力后，推動滑動楔塊B13向上運動，從而使得支撐柱C14推動活動球C15向上運動，最終在活動球C15的推動下，使得滑動楔塊C16向右運動，通過支撐柱D18擠壓伸縮夾19，伸縮夾19擠壓股骨元器件外殼2，使得股骨元器件外殼2收縮，將股骨元器件3鎖止，股骨元器件3鎖止后，可以把人工防止人工關(guān)節(jié)彎曲，進而防止摔倒；3)股骨桿件I受力解除后，支撐彈簧6伸展，通過力的傳導(dǎo)，使得平衡恢復(fù)，鎖止解除。
[0024]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作出的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種人工承重自鎖機構(gòu)，其特征在于:包括股骨桿件(I)和股骨元器件(3)，所述股骨桿件(I)安裝在股骨元器件外殼(2 )的頂端，所述股骨元器件(3 )安裝在股骨元器件外殼(2)的內(nèi)表面，股骨元器件(3)的底端與支撐柱A (4)連接，所述支撐柱A (4)安裝在支撐塊A (5)的上表面，支撐塊A (5)下表面通過支撐彈簧(6)與支撐塊B (7)上表面連接，所述支撐塊B (7)正下方設(shè)有滑動楔塊A (9)，所述滑動楔塊A (9)和支撐塊B (7)中間設(shè)有活動球A (8)，滑動楔塊A (9)左側(cè)通過支撐柱B (11)與活動球B (12)連接，所述活動球B (12)的正上方安裝有滑動楔塊B (13)，所述滑動楔塊B (13)頂端通過支撐柱C (14)與活動球C (15)底端連接，所述活動球C (15)的右上方設(shè)有滑動楔塊C (16)，滑動楔塊C(16)的右側(cè)通過支撐柱D (18)與伸縮夾(19)連接，所述伸縮夾(19)套接在股骨元器件外殼(2)的外表面。2.如權(quán)利要求1所述的人工承重自鎖機構(gòu)，其特征在于:所述股骨元器件(3)為球狀體，球狀體垂直方向繞外表面開有活動凹槽。3.如權(quán)利要求1所述的人工承重自鎖機構(gòu)，其特征在于:所述支撐塊A(5)、支撐彈簧(6)、支撐塊B (7)、活動球A (8)和滑動楔塊A (9)共同安裝在固定外殼A (10)中。4.如權(quán)利要求1所述的人工承重自鎖機構(gòu)，其特征在于:所述活動球B(12)、滑動楔塊B (13)、支撐柱C (14)、活動球C (15)和滑動楔塊C (16)共同安裝在固定外殼B (17)中。5.如權(quán)利要求1所述的人工承重自鎖機構(gòu)，其特征在于:所述股骨元器件外殼(2)下端的開口角度為30-60°。
【專利摘要】本實用新型提供了一種人工承重自鎖機構(gòu)，包括股骨桿件和股骨元器件，股骨桿件安裝在股骨元器件外殼的頂端，股骨元器件安裝在股骨元器件外殼的內(nèi)表面，股骨元器件的底端與支撐柱A連接，支撐柱A安裝在支撐塊A的上表面，支撐塊B正下方設(shè)有滑動楔塊A，滑動楔塊A左側(cè)通過支撐柱B與活動球B連接，活動球B的正上方安裝有滑動楔塊B，滑動楔塊B通過支撐柱C與其正上方的活動球C連接，活動球C的右上方設(shè)有滑動楔塊C，滑動楔塊C的右側(cè)通過支撐柱D與伸縮夾連接。本人工關(guān)節(jié)具有較好的緩沖性能，可以承重自鎖、具有較好的活動自由度及靈活性，可以用于機器人、人工假肢等領(lǐng)域。
【IPC分類】A61F2/38, A61F2/64
【公開號】CN204909748
【申請?zhí)枴緾N201520657805
【發(fā)明人】陳家霆, 劉朋飛, 陳烜, 孫潔, 何冠如
【申請人】佛山市南海區(qū)廣工大數(shù)控裝備協(xié)同創(chuàng)新研究院
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月28日