專利名稱：一種具有緩沖功效的假肢膝關節的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于假肢膝關節技術領域，特別涉及一種在膝關節動作時，由連桿及連桿支架于預定彎曲角度內，能提供吸收沖擊力的假肢膝關節。
背景技術：
隨著醫學的發達，在醫療實務及技術上也日益精進。殘障人士可以采用假肢膝關節來輔助恢復健康及增強行動能力。因假肢膝關節屬于機械式結構，在設計上應盡量符合人體各關節動作及其形狀，也應以人體自然關節形狀大小方向設計，以達到最能符合自然的行動能力。
現有假肢膝關節結構，可參見臺灣公告第549074號“假肢膝關節”中引述案所言，是在膝關節構造上端制成一承接于殘障者大腿處，下端則連接于小腿及腳部所用。該構造多以復合式連桿組合而成，以達到提供一模擬膝關節彎曲的作用，而下端連桿設有一墊塊，當由上方動作連桿與下緣接設的緩沖連桿位于近似直線而往內的方向時，該案結構呈現出以下操作缺陷如當膝關節需伸直著地而受到一沖擊力時，該動作連桿雖然會抵觸壓合該墊塊，從而提供吸收沿著腳部方向沖擊力的作用。但是其所吸收震動的作用，大抵是在腳部及膝關節幾乎成直線的狀態下，而對于在平地行走時，能以提腳擺出讓膝關節近似直線角度著地提供吸震作用，而當在下坡行走時，以自然行走狀態下腳底在著地時，需呈一小角度彎曲的情況，顯然該結構的吸震作用將無法發揮出來，且連桿裝置間因無法達到固定，在坡地行走時將讓膝關節連桿產生突然下彎或跪下等危險性，也將造成殘障人士在行走斜坡時產生諸多不便之處。綜上所述，為此引發本發明人改善現有膝關節緩沖結構的構思，期望以本實用新型膝關節緩沖結構呈現出更趨向自然行動方式。

發明內容
鑒于現有假肢膝關節有如上所述不盡完備之處，本發明人深感現有膝關節在緩沖操作與吸震效果不佳情況下，在行走斜坡而無法有效發揮其緩沖體的吸震作用，及其產生突發下彎或跪下危險動作困擾之處，為此提供一改進結構的假肢膝關節，達到行走時能以固定與緩沖吸震等功效，期望以本實用新型結構的設計特點能造福殘障者為出發點，也積于本發明人多年從事相關行業的經驗，并經長期研究與測試下，最終設計出一種具有緩沖功效的假肢膝關節。
本實用新型主要目的是提供一種具有緩沖功效的假肢膝關節，當于行走時膝關節彎曲向后角度，于踢、擺腿動作或為站立時，通過彈力復歸裝置改變連桿、連桿支架的角度，使得膝關節進入固定位置，而避免小腿產生下垂或跪下危險狀態，并能在行走坡地時，以膝關節彎曲后之角度，由緩沖體間產生緩沖吸震功效。
為達上述目的，本實用新型設計的假肢膝關節，其主要結構包括有一膝蓋頭、一連動裝置、一連桿、一緩沖體、一彈力覆歸裝置及一膝蓋體組件。彈力覆歸裝置包括連桿支架、第一頂套、第一彈簧、第一調整螺絲、第二頂套、第二彈簧、擋片、第二調整螺絲。該膝蓋頭用于向上連接大腿處，另下緣之膝蓋體則用于連接小腿及下方腳底部。
所述連桿經第一軸心套合于膝蓋頭內凹槽，利用第一緊固螺絲將第一軸心固定，連桿上半圓弧槽放置頂抵之彈力塊，連桿下方軸心孔則以連桿支架兩側的圓形凸耳部軸承孔所配合，經第二軸心貫穿以第二緊固螺絲固定，連桿支架傾斜圓柱體內裝設第一頂套、第一彈簧及第一調整螺絲，搭配連桿上調整螺栓，讓連桿具有復歸定位的能力，連桿支架的塊體其軸心孔與膝蓋體上連接翼嵌接第三軸心，第三軸心以第三緊固螺絲定位，膝蓋頭及膝蓋體所設軸承孔經套合滾針軸承經嵌接第四軸心，兩側以弧片相扣設并由復數平頭內六角螺絲螺合，由優力膠制作的緩沖體，被挾持在連桿支架下方圓弧槽與膝蓋體上緣圓弧槽之間，位于膝蓋體上連接翼間的頂套孔，頂套孔內制螺牙供第二調整螺絲、擋片、第二彈簧及第二頂套所套設，第二頂套頂設于連桿支架傾斜圓柱體上，通過結構內緩沖體達到緩沖吸震的功效。
本實用新型通過連桿支架間緩沖體的設計，當行走中處于踢、擺腿動作或為站立時，該支架及支架連桿間能利用彈簧彈力控制，而呈現為一固定狀態，并讓裝設的膝關節有助于穩定的行走；當行在走坡地時，能以膝關節彎曲后之角度，由緩沖體產生緩沖吸震功效，讓殘障人士行走方式更趨向于自然。


圖1為本實用新型結構之立體系統圖。
圖2為本實用新型結構之立體組合局部剖視圖。
圖3為本實用新型結構之連續動態示意圖。
圖4為本實用新型結構之連續動態示意圖。
圖5為本實用新型結構之連續動態示意圖。
圖6為本實用新型結構之緩沖動態示意圖。
圖7為本實用新型結構之實施例示意圖。
圖中，10為膝蓋頭，11為凸緣翼，12為內凹口，13為軸承孔，14為軸承孔，15為滾針軸承，16為弧片，20為連桿，201為凸緣部，202為彈力塊，21為軸心孔，22為軸心孔，23為螺紋孔，24為第一緊固螺絲，25為調整螺栓，26為調整螺孔，27為襯套，28為墊圈，29為第一軸心，30為連桿支架，31為凸耳部，32為傾斜圓柱體，321為第一頂套，322為第一彈簧，323為第一調整螺絲，33為軸承孔，34為第二緊固螺絲，35為第三緊固螺絲，36為第二軸心，37為軸心孔，38為塊體，40為緩沖體，50為膝蓋體，51為連接翼，52為軸承孔，53為頂套孔，531為第二調整螺絲，532為擋片，533為第二彈簧，534為第二頂套，54為第三軸心，55為滾針軸承，56為第四軸心，57為圓弧槽，58為軸承孔，59為滾針軸承，60為平頭內六角螺絲。
具體實施方式
以下就本實用新型的結構功能，采用一較佳可行的實施例，并配合附圖詳細說明，以增加對本實用新型的了解。
參見圖1，本實用新型是有關于一種具有緩沖功效的假肢膝關節，其主要結構包括有一膝蓋頭10、一連動裝置(弧片16)、一連桿20、一緩沖體40、彈力復歸裝置及一膝蓋體50組件經組合而成。彈力復歸裝置包括連桿支架30、第一頂套321、第一彈簧322、第一調整螺絲323、第二頂套534、第二彈簧533、擋片532和第二調整螺絲531。該膝蓋頭10用于向上連接大腿處，另下緣之膝蓋體50則用于連接小腿及下方腳底部，其中膝蓋頭10于盤面一側經延伸制成兩凸緣翼11，并在兩側凸緣翼11中留設向內傾斜的內凹口12，在位于盤面下方而靠近凸緣翼11后端處設有一軸承孔14，膝蓋頭10兩旁凸緣翼11也留設有軸承孔13，而連桿20對應于膝蓋頭內凹口12斜面處制成頂持之斜面，連桿上方設有嵌接膝蓋頭用之軸心孔21，于放置墊圈28后并卡設于膝蓋頭內凹口12中，位于連桿斜面上兩個半圓凹槽處，安設彈力塊202供連桿斜面緩沖頂觸膝蓋頭10，由膝蓋體凸緣翼11兩旁軸承孔套設滾針軸承15，并以第一軸心29嵌接，且利用位于連桿上螺紋孔23，裝設第一緊固螺絲24固定第一軸心，讓膝蓋頭10與連桿20結合成一體。
連桿20靠下方處設有之軸心孔22，配合連桿支架30上端兩側所延設之凸耳部31上軸承孔33，通過第二軸心36貫通及套合襯套27后，利用連桿支架30兩側凸耳部31上螺孔，以第二緊固螺絲34固定第二軸心，使連桿20及連桿支架30相互連結為一體，連桿20上另設有調整螺孔26，調整螺孔26供調整螺栓25安設，并配合連桿支架30內的第一頂套321，使連桿20能復歸至定位。
位于靠近連桿支架30下緣處為圓弧槽配合緩沖體40外圓之圓周，在凸耳部31下方經延接塊體38，該塊體38上側邊有一軸心孔37，利用第三軸心54貫通套設于滾針軸承55的膝蓋體50與連桿支架30的軸心孔37，利用第三緊固螺絲35將第三軸心54固定，讓膝蓋體50與連桿支架30連結成一體，塊體38下方有一傾斜圓柱體32內為貫穿孔，在貫穿孔內放置第一頂套321及第一彈簧322，并由第一調整螺絲323鎖固，第一調整螺絲323具有調節彈簧的彈力大小的作用。
位于下端用于連接小腿及下方腳底部的膝蓋體50，上緣端留設的圓弧槽57供緩沖體40放置，位于膝蓋體側邊軸承孔58，由滾針軸承59嵌設兩側弧片16，利用平頭六角螺絲60固定，該膝蓋體50之連接翼間，另設頂套孔53內制有螺牙，主要供第二調整螺絲531、擋片532、第二彈簧533及第二頂套534所設置，而第二頂套534恰好頂設于連桿支架30之傾斜圓柱體32上，通過上述構件依結合方式組合而成一種具有緩沖功效的假肢膝關節，其結構可參閱附圖1、2中所示之立體系統圖及立體組合局部剖視圖。
現就配合圖1、2中所示，以本實用新型之連動裝置緩沖體及彈力復歸裝置構件間組裝方式及其功效加以說明，通過上述方式將連桿20依膝蓋頭10內凹口套合，并采用第一緊固螺絲24及第一軸心29來固定，而連桿下方軸心孔22搭配襯套27，與另一連桿支架30兩側凸耳部31的軸承孔33配合，再由第二軸心36套合及第二緊固螺絲34固定，此時連桿支架傾斜圓柱體32內貫穿孔，通過第一調整螺絲323控制第一彈簧322的彈力，將第一頂套321頂至連桿20的凸緣部201，使連桿20活動受到第一頂套321與連桿上調整螺栓25的限制，在連桿支架的塊體38上軸心孔37與膝蓋體50上連接翼51軸承孔52，利用第三軸心54套合相接，并使用第三緊固螺絲35將軸心固定，而膝蓋頭上軸承孔14及膝蓋體50所設軸承孔58通過套合滾針軸承59并嵌接第四軸心56后，兩側各以一弧片16相扣設，并由復數平頭內六角螺絲60螺合，位于連桿支架下方圓弧槽，與膝蓋體上緣圓弧槽57將緩沖體40挾持住，在連結翼間頂套孔53放置第二調整螺絲531、擋片532、彈簧533及第二頂套534，讓第二頂套534依靠彈簧彈力頂設于連桿支架傾斜圓柱體32，通過第二調整螺絲來鎖合緩沖連桿支架頂觸至膝蓋體連結翼下方平板處。其功能有二一為減緩連桿支架30在歸位時所產生的撞擊力。其二為調整連桿支架30的角度，利用連桿支架30與膝蓋頭10兩者間的互動關系進而調整到膝蓋頭角度。
連桿支架30當于站立時，該連桿支架30會受到壓迫而向下壓著緩沖體40，由于緩沖體40本身采用優力膠材質，具有良好彈性，可以適當的起到緩沖作用，讓殘障裝配者能有舒適的使用感覺。當膝關節在動作時，借著連桿支架30與膝蓋體50內的第一彈簧322、第二彈簧533，第一調整螺絲323、第二調整螺絲531，第一頂套321、第二頂套534及擋片532所構成彈力復歸裝置，讓膝關節連桿呈現在固定狀態，不會產生突然彎曲跪下狀態，而且具有緩沖作用，當膝關節由彎曲轉為伸展狀態時，能避免連桿支架30產生過大擺動動作。
調整螺絲調整螺絲的作用在于可以改變連桿支架內彈簧的彈力，達到容易彎曲、擺動的效果，進而調節連桿的壓力。
請參閱圖3至圖6中圖面所示，現將采用本實用新型結構最佳之連續動態操作實施示意圖加以說明，通過簡單的步驟及動態線圖來說明連動方式，各構件間組合方式及標號請參見圖1中所示。
如圖3至圖5中所示，第一步驟為腳踢出去中連續進行至二、三步驟的動作，并在延伸至第四步驟屬于腳跟著地進行緩沖的吸震動作圖當行走如圖面所示第一步驟時該連桿及連桿支架并未受到行走時的下壓力，使得連桿的軸心呈現在動態線的右邊位置，且復歸裝置的彈簧則保持連桿正常定位狀態；而當行走進行至第二步驟時連桿軸心將移至動態線位置并與動態線呈一直線，同時壓迫到連桿及連桿支架，呈現行走時彎曲狀態；繼續進行到第三步驟時該連桿的軸心已經移至動態線的左邊位置，其復歸裝置內受壓的彈簧也慢慢向上頂持該連桿，進而到達固定與緩沖位置，彈簧彈力改變連桿與連桿支架間的角度，使膝關節進入固定位置，讓小腿不產生下垂或跪下及緩沖狀態；當連桿支架回彈至第四步驟由后腳跟著地進行行走或站立時，借著緩沖體所產生緩沖吸震的作用，達到裝設假肢膝關節殘障人士行走的安全性。
另請參閱圖7中圖面所示，是用本實用新型結構的最佳動態操作實施示意圖加以說明的，圖中所示為雙腳行走之狀態。
綜上所述，本實用新型設計的假肢膝關節，能通過上述所公開的結構，達到預期目的與功效，且申請前未被公開過，符合實用新型專利的新穎性等要求；使用時，其改進的緩沖功效更已具創造性與實用性之專利要求。上述僅為本實用新型的一個較佳實施例，不能以之作為限定本實用新型實施的范圍，凡依本實用新型申請專利范圍所作之等同變化或修改，仍應屬本實用新型專利涵蓋之范圍。
權利要求1.一種具有緩沖功效的假肢膝關節，其特征在于包括一膝蓋頭(10)、一連動裝置、一連桿(20)、一緩沖體(40)、一彈力復歸裝置、及一膝蓋體(50)組件；彈力覆歸裝置包括連桿支架(30)、第一頂套(321)、第一彈簧(322)、第一調整螺絲(323)、第二頂套(534)、第二彈簧(533)、擋片、第二調整螺絲(531)；膝蓋頭(10)用于向上連接大腿處，下緣膝蓋體(50)為連接小腿及下方腳底部，其中所述連桿(20)經第一軸心(29)套合于膝蓋頭(10)內凹槽，利用第一緊固螺絲(24)將第一軸心(29)固定，連桿(20)上半圓弧槽放置頂抵之彈力塊，連桿(20)下方軸心孔則以連桿支架(30)兩側的圓形凸耳部軸承孔所配合，經第二軸心(36)貫穿以第二緊固螺絲(34)固定，連桿支架(30)傾斜圓柱體內裝設第一頂套(321)、第一彈簧(322)及第一調整螺絲(323)，搭配連桿(20)上調整螺栓，讓連桿(20)具有復歸定位的能力，連桿支架(30)的塊體其軸心孔與膝蓋體(50)上連接翼嵌接第三軸心(54)，第三軸心(54)以第三緊固螺絲(35)定位，膝蓋頭(10)及膝蓋體(50)所設軸承孔經套合滾針軸承經嵌接第四軸心(56)，兩側以弧片相扣設并由復數平頭內六角螺絲螺合，由優力膠制作的緩沖體(40)，被挾持在連桿支架(30)下方圓弧槽與膝蓋體(50)上緣圓弧槽之間，位于膝蓋體(50)上連接翼間的頂套孔，頂套孔內制螺牙供第二調整螺絲(531)、擋片、第二彈簧(533)及第二頂套(534)所套設，第二頂套(534)頂設于連桿支架(30)傾斜圓柱體上，通過結構內緩沖體(40)達到緩沖吸震的功效。
專利摘要本實用新型公開了一種具有緩沖功效的假肢膝關節，主要結構包含有一膝蓋頭、一連動裝置、一連桿、一緩沖體、一彈力復歸裝置及一膝蓋體組件。彈力復歸裝置包括連桿支架、第一頂套、第一彈簧、第一調整螺絲、第二頂套、第二彈簧、擋片、第二調整螺絲。該膝蓋頭用于向上連接大腿處，另下緣之膝蓋體則用于連接小腿及下方腳底部。本實用新型通過膝關節內連桿、連桿支架及緩沖體構件組設計，當行走于踢擺腿動作或站立時，其彈力復歸裝置改變連桿與連桿支架間的角度，使膝關節進入固定位置，避免小腿產生下垂或跪下，行走坡地能以膝關節彎曲后之角度，由緩沖體產生緩沖吸震功效。
文檔編號A61F2/64GK2815304SQ200520001440
公開日2006年9月13日 申請日期2005年1月24日 優先權日2005年1月24日
發明者鄭曜騰 申請人:肯達路企業有限公司