一种应用磁流变阻尼器的下假肢

    技术2025-06-26  17


    本发明属于假肢,具体涉及一种应用磁流变阻尼器的下假肢。


    背景技术:

    1、由于交通事故造、自然灾害、疾病或者战乱都会增加残疾人的数量,假肢的需求也大大增加。对于下肢截肢者来说,行走能力的丧失给他们的日常生活带来了很多不便。目前,恢复行走能力最有效的方法就是使用假肢。现有设计中磁流变阻尼器式的膝关节大多采用固定长度的四连杆机构与阻尼器连接,还是存在振动较大、缓冲较小的问题,当前设计下假肢大多数的整体结构中脚踝关节是一体的,不能发生转动。行走在不同的路面不能发生弯曲,适应性更差。

    2、因此,针对以上问题,需要设计一种新的应用磁流变阻尼器的下假肢。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种应用磁流变阻尼器的下假肢,通过对四连杆机构中后枢接杆加装弹簧、踝关节上端加装盘式磁流变阻尼器与锥齿轮调节踝关节,解决了假肢在弯曲和足部着地时的缓冲性能差和膝踝一体式的问题。

    2、本发明通过下述技术方案实现:

    3、本发明涉及一种应用磁流变阻尼器的下假肢,包括:接受腔部位、四连杆机构、单出杆单筒式磁流变阻尼器、圆盘式磁流变阻尼器、踝关节,其特征在于,所述接受腔由连接盘通过螺纹配合紧密连接,所述四连杆机构由前枢接杆、上枢接杆、可伸缩后枢接杆和小腿的顶端构成,其中,可伸缩后枢接杆由弹簧及其套筒相互配合组成,小腿安装有微控制器和蓄电池,所述单出杆单筒式磁流变阻尼器由中间连杆螺栓连接固定上吊耳及小腿固定下吊耳,所述圆盘式磁流变阻尼器由小腿内的步进电机配合联轴器与阻尼器输入轴连接,阻尼器输出轴的一端安装有一对锥齿轮,锥齿轮安装在其输出轴和连接板的转动轴上,连接板通过螺栓与小腿下端固定,所述踝关节包括踝关节连接板和脚掌,其脚后跟处有通过螺钉连接的测压装置和侧面安装压力传感器。

    4、优选的,所述接受腔通过螺纹连接其下部的连接盘,进而使用沉头孔将其安装于四连杆机构的上端面。

    5、优选的,所述四连杆机构由前枢接杆、上枢接杆、可伸缩后枢接杆和小腿的上端通过铰链进行连接。

    6、优选的,所述可伸缩后枢接杆上的旋转支架底部有螺纹孔,紧锁套通过螺钉固定在其底部,弹簧安装在紧锁套内使其固定上端,底部与支撑装置进行固定,紧锁套的一侧通过紧锁螺钉连接中间连杆。

    7、优选的,所述单出杆单筒式磁流变阻尼器与小腿内部过盈配合,单出杆单筒式磁流变阻尼器的上吊耳通过螺栓和中间连杆进行紧密连接,下吊耳使用螺栓连接与小腿固定。

    8、优选的,所述圆盘式磁流变阻尼器由小腿内固定的步进电机配合联轴器与阻尼器输入轴通过键连接形成过盈配合,阻尼器输出轴的一端安装有与转动轴配合的一对交角为90°的锥齿轮,锥齿轮通过深沟球轴承固定安装在连接板的转动轴上。转动轴与连接板配合的两侧均有弹性挡圈固定,转动轴侧端安装有角度传感器,角度传感器与微控制器连接。

    9、优选的,所述踝关节连接板上有螺纹孔,脚掌与其螺纹连接配合。脚后跟通过螺钉连接的测压装置和其侧面安装压力传感器。

    10、本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

    11、1.本发明采用可伸缩后枢接杆代替常规的后连杆,通过加装弹簧,使其连杆长度可变。进而与单出杆单筒式磁流变阻尼器共同作用增大阻尼力,使得患者膝关节部位的缓冲性能得到更好的改善。

    12、2.本发明通过小腿下端位置的盘式磁流变阻尼器带动锥齿轮调节脚踝关节的转动。实现了下假肢的踝关节可以转动0~25°的弯曲。

    13、3.本发明结构简单,易于维修和更换零件。



    技术特征:

    1.一种应用磁流变阻尼器的下假肢,包括:接受腔部位(1)、四连杆机构(3)、单出杆单筒式磁流变阻尼器(5)、圆盘式磁流变阻尼器(9)、踝关节(12),其特征在于,所述接受腔(1)由连接盘(2)通过螺纹配合紧密连接,所述四连杆机构(3)由前枢接杆(33)、上枢接杆(31)、可伸缩后枢接杆(32)和小腿(6)的顶端构成,其中,可伸缩后枢接杆(32)由弹簧(323)及其套筒相互配合组成,小腿(6)安装有微控制器(18)和蓄电池(19),所述单出杆单筒式磁流变阻尼器(5)由中间连杆(4)螺栓连接固定上吊耳及小腿(6)固定下吊耳,所述圆盘式磁流变阻尼器(9)由小腿(6)内的步进电机(7)配合联轴器(8)与阻尼器输入轴(91)连接,阻尼器输出轴(94)的一端安装有一对锥齿轮(10),锥齿轮(10)安装在其输出轴和连接板(17)的转动轴(11)上,连接板(17)通过螺栓与小腿(6)下端固定,所述踝关节(12)包括踝关节连接板(121)和脚掌(122),其脚后跟处有通过螺钉连接的测压装置(13)和侧面安装压力传感器(14)。

    2.根据权利要求1所述的一种应用磁流变阻尼器的下假肢,其特征在于,所述接受腔(1)通过螺纹连接其下部的连接盘(2),进而使用沉头孔将其安装于四连杆机构(3)的上端面。

    3.根据权利要求1所述的一种应用磁流变阻尼器的下假肢,其特征在于,所述四连杆机构(3)由前枢接杆(33)、上枢接杆(31)、可伸缩后枢接杆(32)和小腿(4)的上端通过铰链进行连接。

    4.根据权利要求3所述的一种应用磁流变阻尼器的下假肢,其特征在于,所述可伸缩后枢接杆(32)上的旋转支架(321)底部有螺纹孔,紧锁套(322)通过螺钉固定在其底部,弹簧(323)安装在紧锁套(322)内使其固定上端,底部与支撑装置(324)进行固定。

    5.根据权利要求4所述的一种应用磁流变阻尼器的下假肢,其特征在于,所述单出杆单筒式磁流变阻尼器(5)与小腿(6)内部过盈配合,单出杆单筒式磁流变阻尼器(5)的上吊耳通过螺栓和中间连杆(4)进行紧密连接,下吊耳使用螺栓连接与小腿固定。

    6.根据权利要求1所述的一种应用磁流变阻尼器的下假肢,其特征在于,所述圆盘式磁流变阻尼器(9)由小腿(6)内固定的步进电机(7)配合联轴器(8)与阻尼器输入轴(91)通过键连接形成过盈配合,阻尼器输出轴(94)的一端安装有与转动轴(11)配合的一对交角为90°的锥齿轮(10),锥齿轮(10)通过深沟球轴承固定安装在连接板(17)的转动轴(11)上。转动轴(11)与连接板(17)配合的两侧均有弹性挡圈固定,转动轴(11)侧端安装有角度传感器(15),角度传感器(15)与微控制器(18)连接。

    7.根据权利要求1所述的一种应用磁流变阻尼器的下假肢,其特征在于,所述踝关节连接板(121)上有螺纹孔,脚掌(122)与其螺纹连接配合。脚后跟通过螺钉连接的测压装置(13)和其侧面安装压力传感器(14)。


    技术总结
    本发明涉及一种应用磁流变阻尼器的下假肢,包括:接受腔部位、四连杆机构、单出杆单筒式磁流变阻尼器、圆盘式磁流变阻尼器、踝关节;所述接受腔通过螺纹连接到连接盘,连接盘安装在四连杆机构的上端面,所述四连杆机构包括前枢接杆、上枢接杆、可伸缩后枢接杆和小腿顶端面,可伸缩后枢接杆由弹簧及套筒组成,所述单出杆单筒式磁流变阻尼器由螺栓连接固定上吊耳与下吊耳,所述圆盘式磁流变阻尼器由步进电机通过联轴器配合连接,所述踝关节通过传动轴与小腿连接件配合,其侧端安装好有压力传感器。本发明的目的在于提供一种应用磁流变阻尼器的下假肢,假肢在弯曲和足部着地时的缓冲性能更好,且脚踝可以转动。

    技术研发人员:沙树静,秦壮,赵润川,王宁,马少航,李超,刘关婷,姜露露,韩单强
    受保护的技术使用者:长春工业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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