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CN111603283A - 一种主动假肢踝关节 - Google Patents

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CN111603283A CN202010629543.5A CN202010629543A CN111603283A CN 111603283 A CN111603283 A CN 111603283A CN 202010629543 A CN202010629543 A CN 202010629543A CN 111603283 A CN111603283 A CN 111603283A
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Abstract

本发明公开了一种主动假肢踝关节，包括小腿连接件、踝关节转动件、电动推杆组件、传动组件、假脚连接件和假脚，电动推杆的上部与U型连接件通过螺栓螺母连接形成自由转动副，电动推杆的伸缩端与传动轴连接形成转动副，齿轮齿条啮合传动，采用电动推杆为动力源，主动驱动踝关节背屈和跖屈运动，并使整个假肢踝关节具有质量轻和成本低的特点，传动系统采用齿轮齿条、滑块导轨的传动方式，具有结构简单、体积小和易于控制的特点。

Description

一种主动假肢踝关节
技术领域
本发明属于康复辅具技术领域，具体涉及一种主动假肢踝关节。
背景技术
下肢假肢作为一种行走的康复辅具，已经被广泛应用于下肢截肢患者人群。踝关节作为假肢中重要的部件，在人行走时起到关键作用。假肢踝关节一般可以分为被动型和主动型，被动踝关节一般为单轴踝或者万向踝关节等，被动踝关节由于其不具备自主调节步态和无法供能等问题，使人在行走时候能量消耗增加并显得步态不对称；主动踝关节是指可以提供额外能量供给的踝关节，一般根据能量来源可以分为电驱、液压或者气动型，可以减轻截肢者的能量消耗并且提供良好的步态控制。电机作为一种常用的电驱动元件，具有体积大、成本高的缺点，并且传统的传动系统一般由复杂的带轮、丝杠传动构成，使整个主动踝关节复杂、重量大。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提出了一种主动假肢踝关节，旨在解决传统主动假肢踝关节重量大、成本高和传动复杂的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种主动假肢踝关节，其特征在于包括小腿连接件、踝关节转动件、电动推杆组件、传动组件、假脚连接件和假脚；
所述小腿连接件固定连接在踝关节转动件的上部，电动推杆组件包括两个电动推杆，两个U型连接件，电动推杆支撑件和L型支撑件；传动组件包括两个齿轮、两个连接杆、两个连接杆固定座、两个直齿条、滑块、导轨、底板、两个齿轮座、传动轴、工字连接件和滑块连接件组成；
所述电动推杆的上部与U型连接件通过螺栓螺母连接形成自由转动副，电动推杆的伸缩端与传动轴连接形成转动副，U型连接件固定在电动推杆支撑件上，电动推杆支撑件的下端与L型支撑件固定连接，电动推杆的伸缩端可以自由伸缩，用于推动转动轴运动，L型支撑件固定在底板上，用于增加强度和稳定性；两个齿轮通过转轴布置在两个齿轮座之间，齿轮和齿条啮合传动，连接杆的一端与连接杆固定座通过悬臂销连接形成转动副，连接杆的另一端与传动轴连接形成转动副，连接杆固定座固定在底板上，齿条与滑块固定连接，滑块与导轨配合形成直线运动，导轨固定在底板上，齿轮座固定在底板上，工字连接件的一端与传动轴形成转动副，工字连接件的另一端与滑块连接件连接形成转动副，滑块连接件的另一端与滑块固定连接；
所述假脚连接件的一端与底板固定连接，另一端与假脚固定连接。
所述假脚为碳纤维脚板或者为美容脚。
本发明的有益效果：
1、本发明采用电动推杆(直线伺服驱动器)为动力源，使整个假肢踝关节具有质量轻和成本低的特点。
2、传动系统采用齿轮齿条、滑块导轨的传动方式，具有结构简单、体积小和易于控制的特点。
附图说明
图1是本发明的轴测图。
图2是本发明的主视图。
图3是本发明的后视图。
图4是本发明的侧视图。
具体实施方式
请参阅图1所示，一种主动假肢踝关节，其特征在于包括：小腿连接件1、踝关节转动件2、电动推杆组件3、传动组件4、假脚连接件5和假脚6。
请参阅图2、图3和图4所示，所述小腿连接件1固定连接在踝关节转动件2的上部，电动推杆组件3包括两个电动推杆31，两个U型连接件32，电动推杆支撑件33和L型支撑件34；传动组件4包括两个齿轮41、两个连接杆42、两个连接杆固定座43、两个直齿条44、滑块45、导轨46、底板47、两个齿轮座48、传动轴49、工字连接件410和滑块连接件411组成；
所述电动推杆31的上部有一个圆孔，与U型连接件32通过螺栓螺母连接形成自由转动副，电动推杆31的伸缩端与传动轴49连接形成转动副，U型连接件32固定在电动推杆支撑件33上，电动推杆支撑件33的下端与L型支撑件34通过螺栓螺母固定连接，L型支撑件34通过螺栓螺母固定在底板47上；两个齿轮41通过转轴布置在两个齿轮座48之间，连接杆42的一端与连接杆固定座43通过悬臂销连接形成转动副，连接杆42的另一端与传动轴49连接形成转动副，连接杆固定座43通过螺栓螺母固定在底板47上，齿条44固定在滑块45上，导轨46通过螺栓螺母固定在底板47上，齿轮座48固定在底板47上，工字连接件410的一端与传动轴49形成转动副，工字连接件410的另一端与滑块连接件411连接形成转动副，滑块连接件411的另一端与滑块45通过螺栓固定连接；
所述假脚连接件5的一端与底板47通过螺栓螺母固定连接，另一端与假脚6通过螺栓螺母固定连接。
本发明的工作原理如下：
电动推杆31伸长后，带动传动轴49向下运动，传动轴49推动工字连接件410、滑块连接件411和滑块45向前运动，在齿轮41齿条44的作用下，踝关节跖屈；同理，电动推杆31收缩后，带动传动轴49向上运动，传动轴49推动工字连接件410、滑块连接件411和滑块45向后运动，在齿轮41齿条44的作用下，踝关节背屈。

Claims (2)

1.一种主动假肢踝关节，其特征在于：包括小腿连接件(1)、踝关节转动件(2)、电动推杆组件(3)、传动组件(4)、假脚连接件(5)和假脚(6)；
所述小腿连接件(1)固定连接在踝关节转动件(2)的上部，电动推杆组件(3)包括两个电动推杆(31)，两个U型连接件(32)，电动推杆支撑件(33)和L型支撑件(34)；传动组件(4)包括两个齿轮(41)、两个连接杆(42)、两个连接杆固定座(43)、两个直齿条(44)、滑块(45)、导轨(46)、底板(47)、两个齿轮座(48)、传动轴(49)、工字连接件(410)和滑块连接件(411)组成；
所述电动推杆(31)的上部与U型连接件(32)通过螺栓螺母连接形成自由转动副，电动推杆(31)的伸缩端与传动轴(49)连接形成转动副，U型连接件(32)固定在电动推杆支撑件(33)上，电动推杆支撑件(33)的下端与L型支撑件(34)固定连接，L型支撑件(34)固定在底板(47)上；两个齿轮(41)通过转轴布置在两个齿轮座(48)之间，齿轮(41)和齿条(44)啮合传动，连接杆(42)的一端与连接杆固定座(43)通过悬臂销连接形成转动副，连接杆(42)的另一端与传动轴(49)连接形成转动副，连接杆固定座(43)固定在底板(47)上，齿条(44)与滑块(45)固定连接，滑块(45)与导轨(46)配合形成直线运动，导轨(46)固定在底板(47)上，齿轮座(48)固定在底板(47)上，工字连接件(410)的一端与传动轴(49)形成转动副，工字连接件(410)的另一端与滑块连接件(411)连接形成转动副，滑块连接件(411)的另一端与滑块(45)固定连接；
所述假脚连接件(5)的一端与底板(47)固定连接，另一端与假脚(6)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种主动假肢踝关节，其特征在于：，其特征在于：所述假脚(6)为碳纤维脚板或者为美容脚。
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