一种承重自锁人工关节的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及承重机械技术领域，具体涉及一种承重自锁人工关节。
【背景技术】
[0002]承重自锁人工关节广泛应用于机器人学和生物医学工程学、汽车等领域，其采用的原理是当该承重自锁人工关节受到外部作用力时，该装置会自动锁定，当外部作用力撤除时，该装置会自动解锁。如医疗器械领域和机器人领域多采用此种装置模拟人的膝关节等重要部位，一般来讲，膝关节承重自锁原理是当站立受力时全部力量形成一种悬臂杠杆机械作用，它使围绕膝轴的制动轴套变紧，从而将屈膝时作用于膝轴的旋转运动锁住。这样一来，使得从足跟着地到站立期的膝关节具有了防止不自主打弯的功能，解锁的原理是通过足跟着地时将体重传递到假肢并由此传递到膝关节，从而形成促其自动解锁。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种自由度较好、具有缓冲功能、且可以承重自锁以及自动解的人工关节。
[0004]为实现上述方案，本实用新型提供的一种承重自锁人工关节，包括球杆件和上连接板块，该球杆件安装在球杆件套中，所述球杆件套位于上连接板块中央，所述上连接板块后端设有固定块A和固定块B，承重台通过所述固定块A和固定块B与上连接板块连接，转动轴贯穿所述承重台后端固定在固定块A和固定块B内侧，缓冲球安装在所述承重台的中心位置，与球杆件垂直，所述上连接板块下前端通过弹簧A和弹簧B与承重台的上前端连接，下连接件安装在所述承重台的正下方。
[0005]在上述技术方案中，所述缓冲球上表面设有向中心塌陷的凹槽，凹槽的大小根据球杆件中活动球的大小设置，能够与活动球下表面完美契合，在球杆件受力时，球杆件中的活动球下压进入所述的凹槽中，可以减缓承重时的受力对活动球的损害。
[0006]在上述技术方案中，所述球杆件包括承重杆、连接杆和活动球，所述活动球位于球杆件的底端，套封在球杆件套中，活动球上表面通过连接杆与承重杆底端连接，其中承重杆与承重自锁人工关节以外的部件连接，是承重自锁人工关节的受力点，活动球根据受力方向的不同，自动调整整个球杆件的方向，防止摔倒。
[0007]在上述技术方案中，所述承重台为一块呈“凸”字状的合金板，承重台围绕转动轴上下转动的角度范围为0-60°，站立时，下连接件受力，承重台围绕转动轴向上运动，球杆件下压进入缓冲球上表面的凹槽，装置锁止，当足跟抬起时，承重台围绕转动轴向下运动，球杆件脱离缓冲球上表面的凹槽，装置解锁。
[0008]在上述技术方案中，所述弹簧A和弹簧B在受力时自动收缩，外力撤除时自动伸展；受力时通过弹簧A和弹簧B的伸缩可减缓外力对球杆件的冲击，外力撤除时，上连接板块下前端通过弹簧A和弹簧B与承重台的上前端连接，防止承重台距离上连接板块过大。
[0009]上述方案中，承重自锁人工关节站立受力时全部力量形成一种悬臂杠杆机械作用，使得围绕转动轴的旋转运动锁住。解锁的原理是当关节不受力时候，球关杆件不受到上连接台的压力，从而自动解锁。
[0010]本实用新型相较于现有技术的有益效果在于:1)采用凸凹槽相互配合的机制来实现空间杆件运动轨迹限位，配合更加圆润，可以延长承重自锁人工关节的使用寿命；2)采用球形件与活塞原理进行承重自锁以及空间限位来实现装置的限位锁止，缓冲减震作用更佳；3)采用弹性件连接，在屈伸过程中可以实现滚动、滑动运动，具有良好的防止摔倒功能。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的立体结构示意图。
[0012]图2是本实用新型的左视图。
[0013]图3是本实用新型的前视图。
[0014]图4是本实用新型中球杆件的前视图。
[0015]图中:1-球杆件，2-上连接板块，3-弹簧A，4-弹簧B，5_缓冲球，6_承重台，7-球杆件套，8-下连接杆件，9-转动轴，10-固定块A，11-固定块B，12-承重杆，13-连接杆，14-活动球。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。
[0017]实施例:一种承重自锁人工关节。
[0018]参照图1至图3所示，一种承重自锁人工关节，包括球杆件I和上连接板块2，所述球杆件I安装在球杆件套7中，所述球杆件套7位于上连接板块2中央，所述上连接板块2后端设有固定块AlO和固定块B11，承重台6通过所述固定块AlO和固定块Bll与上连接板块2连接，转动轴9贯穿所述承重台6后端固定在固定块AlO和固定块Bll内侧，缓冲球5安装在所述承重台6的中心位置，与球杆件I垂直，所述上连接板块2下前端通过弹簧A3和弹簧B4与承重台6的上前端连接，下连接件8安装在所述承重台6的正下方。
[0019]在上述技术方案中，所述缓冲球5上表面设有向中心塌陷的凹槽，凹槽的大小根据球杆件I中活动球14的大小设置，能够与活动球14下表面完美契合，在球杆件I受力时，球杆件I中的活动球14下压进入所述的凹槽中，可以减缓承重时的受力对活动球14的损害。
[0020]参照图4所示，所述球杆件I包括承重杆12、连接杆13和活动球14，所述活动球14位于球杆件I的底端，套封在球杆件套7中，活动球14上表面通过连接杆12与承重杆13底端连接，其中承重杆13与承重自锁人工关节以外的部件连接，是承重自锁人工关节的受力点，活动球14根据受力方向的不同，自动调整整个球杆件I的方向，防止摔倒。
[0021]在上述技术方案中，所述承重台6为一块呈“凸”字状的合金板，承重台6围绕转动轴9上下转动的角度范围为0-60°，站立时，下连接件8受力，承重台6围绕转动轴9向上运动，球杆件I压进入缓冲球5上表面的凹槽，装置锁止，当足跟抬起时，承重台6围绕转动轴9向下运动，球杆件I脱离缓冲球5上表面的凹槽，装置解锁。
[0022]在上述技术方案中，所述弹簧A3和弹簧B4在受力时自动收缩，外力撤除时自动伸展；受力时通过弹簧A3和弹簧B4的伸缩可减缓外力对球杆件I的冲击，外力撤除时，上连接板块2下前端通过弹簧A3和弹簧B4与承重台6的上前端连接，防止承重台6距离上连接板块2过大。
[0023]为了更进一步说明本实用新型，特将本实用新型的工作原理解释如下:本承重自锁人工关节在站立受力时全部力量形成一种悬臂杠杆机械作用，使得围绕转动轴9的旋转运动锁住，这样一来，使得从足跟着地到站立期的膝关节具有了防止不自主打弯的功能；解锁的原理是通过足跟离地时将自重传递到假肢并由此传递到上述承重自锁人工关节，承重台6围绕转动轴9向下运动，球杆件I脱离缓冲球5上表面的凹槽，从而促其自动解锁。
[0024]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种承重自锁人工关节，其特征在于:包括球杆件(I)和上连接板块(2)，所述球杆件(I)安装在球杆件套(7)中，所述球杆件套(7)位于上连接板块(2)中央，所述上连接板块(2)后端设有固定块A (10)和固定块B (11)，承重台(6)通过所述固定块A (10)和固定块B (11)与上连接板块(2)连接，转动轴(9)贯穿所述承重台(6)后端固定在固定块A(10 )和固定块B (11)内侧，缓冲球(5 )安装在所述承重台(6 )的中心位置，与球杆件(I)垂直，所述上连接板块(2)下前端通过弹簧A (3)和弹簧B (4)与承重台(6)的上前端连接，下连接件(8)安装在所述承重台(6)的正下方。2.如权利要求1所述的承重自锁人工关节，其特征在于:所述缓冲球(5)上表面设有向中心塌陷的凹槽。3.如权利要求1所述的承重自锁人工关节，其特征在于:所述球杆件(I)包括承重杆(12)、连接杆(13)和活动球(14)，所述活动球(14)位于球杆件(I)的底端，套封在球杆件套(7)中，活动球(14)上表面通过连接杆(13)与承重杆(12)底端连接。4.如权利要求1所述的承重自锁人工关节，其特征在于:所述承重台(6)为一块呈“凸”字状的合金板，承重台(6)围绕转动轴(9)上下转动的角度范围为0-60°。
【专利摘要】本实用新型提供了一种承重自锁人工关节，包括球杆件和上连接板块，该球杆件安装在球杆件套中，所述球杆件套位于上连接板块中央，所述上连接板块后端设有固定块A和固定块B，承重台通过所述固定块A和固定块B与上连接板块连接，转动轴贯穿所述承重台后端固定在固定块A和固定块B内侧，缓冲球安装在所述承重台的中心位置，与球杆件垂直，所述上连接板块下前端通过弹簧A和弹簧B与承重台的上前端连接，下连接件安装在所述承重台的正下方。本承重自锁人工关节采用弹性件连接，当上连接板块和下连接板块受力时，承重自锁，当不受力时自动解锁，并且具有缓冲功能。该承重自锁人工关节可应用与人工膝关节及机器人等领域。
【IPC分类】A61F2/32, A61F2/38
【公开号】CN204909730
【申请号】CN201520658130
【发明人】陈家霆, 刘朋飞, 陈烜, 孙洁, 何冠如
【申请人】佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月28日