四连杆膝关节及假肢的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种四连杆膝关节及假肢。


背景技术：

2.膝关节是人体最大最复杂的关节，且容易出现较多的损伤；因为对于一些膝关节出现较大损伤或者腿部截肢的患者，通过人造机构代替膝关节的功能。
3.现有通过设置有单个回转轴的假肢膝关节，大腿和小腿部分通过一个铰链连接，并通过铰链转动模拟人体正常膝关节的运动，此类单轴膝关节机构回转轴的中心即为单轴膝关节机构的瞬时转动中心，由于回转轴的中心稳定，因此此类单轴膝关节机构的瞬时转动中心稳定；但是人的下肢运动过程中，股骨下端与胫骨上端存在滑动与滚动，膝关节的瞬时转动中心位置会产生相应变化，并非稳定不变；因此此类单轴膝关节机构不能很好的模拟人体膝关节瞬时转动中心随时变化的特征，导致患者行走时存在步态不自然，且支撑稳定性较差的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种四连杆膝关节及假肢，以解决上述现有技术存在的问题，使膝关节机构较好的实现人体膝关节的功能，使患者使用行走时步态自然，稳定性好。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.本实用新型提供一种四连杆膝关节，包括上连接件、连接臂、连接架和下连接件；所述上连接件的上部用于与大腿残端接受腔固定连接，所述下连接件下部用于与小腿腿杆固定连接；所述连接臂上端与所述上连接件前侧绕第一中心线转动连接，所述连接臂下端与所述下连接件上部前侧绕第二中心线转动连接；所述连接架下端与所述下连接件上部后侧绕第三中心线转动连接，所述连接架上端与所述上连接件后侧绕第四中心线转动连接；且所述第一中心线、所述第二中心线、所述第三中心线与所述第四中心线平行；所述第一中心线与所述第二中心线之间的距离为第一长度，所述第二中心线与所述第三中心线之间的距离为第二长度，所述第三中心线与所述第四中心线之间的距离为第三长度，所述第四中心线与所述第一中心线之间的距离为第四长度；所述第一长度、所述第二长度和所述第三长度均大于所述第四长度，所述第二长度与所述第三长度之和大于所述第四长度与所述第一长度之和。
7.优选地，所述连接臂的数量设置为两个，两个所述连接臂对称设置于所述上连接件和所述下连接件的左右两侧；两个所述连接臂的上端分别与所述上连接件的左右两端绕所述第一中心线转动连接，两个所述连接臂的下端分别与所述下连接件上部前侧的左右两端绕所述第二中心线转动连接。
8.优选地，两个所述连接臂的上端通过第一转动轴与所述上连接件转动连接，两个所述连接臂的下端通过第二转动轴与所述下连接件转动连接，所述连接架的下端通过第三
转动轴与下连接件转动连接，所述连接件的上端通过第四转动轴与所述上连接件转动连接；所述第一转动轴的轴线为所述第一中心线，所述第二转动轴的轴线为所述第二中心线、所述第三转动轴的轴线为所述第三中心线，所述第四转动轴线为所述第四中心线。
9.优选地，所述上连接件包括前连接件和后支架；所述后支架一端与所述前连接件固定连接，另一端与所述连接架上端通过所述第四转动轴转动连接；所述前连接件上部与大腿固定连接，所述前连接件下部与两个所述连接臂上端通过所述第一转动轴转动连接。
10.优选地，所述前连接件表面为球冠面。
11.优选地，所述下连接件采用y型结构。
12.优选地，本实用新型还提供了一种假肢，包括如上述述及的四连杆膝关节。
13.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
14.本实用新型提供了一种四连杆膝关节，其中上连接件上部和大腿残端接受腔固定连接，下连接件下部和小腿腿杆固定连接，连接臂和连接架分别在腿部的前侧和后侧，连接臂的上端与上连接件下部的前侧绕第一中心线转动连接，连接臂的下端与下连接件的前侧绕第二中心线转动连接，连接架的下端与下连接件后侧绕第三中心线转动连接，连接架的上端与上连接件后侧绕第四中心线转动连接，如此可将膝关节看成一个四连杆机构，通过第一中心线、第二中心线、第三中心线和第四中心线平行设置，使患者在使用过程中，四连杆膝关节各转动连接处能够平稳转动以实现行走；进一步通过使第一长度大于第二长度、第三长度和第四长度，第四长度小于第一长度、第二长度和第三长度，且使第一长度和第四长度之和大于第二长度和第三长度之和，使四连杆膝关节满足双摇杆机构的条件，并使四连杆膝关节瞬时转动中心的运动轨迹能够模拟人体正常膝关节瞬时转动中心运动的轨迹，从而较好的替代人体膝关节的功能，使患者行走步态自然，且具有良好的稳定好。
15.本实用新型还提供了一种假肢，患者使用时行走步态自然，稳定性好。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为实施例一提供的一种四连杆膝关节的轴测示意图；
18.图2为图1所示的四连杆膝关节的主视图；
19.图3为图2所示的四连杆膝关节的俯视图。
20.图标：1
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四连杆膝关节；11
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上连接件；111
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前连接件；112
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后支架；12
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连接臂；13
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连接架；14
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下连接件；15
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第一中心线；16
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第二中心线；17
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第三中心线；18
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第四中心线。
具体实施方式
21.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、完整地描述，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术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，都属于本实用新型保护的范围。
22.本实用新型的目的是提供一种四连杆膝关节及假肢，以解决上述现有技术存在的问题，使膝关节机构较好的实现人体膝关节的功能，使患者使用行走时步态自然，稳定性好。
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
24.实施例一
25.请参见图1和图2，本实施例提供一种四连杆膝关节1，包括上连接件11、连接臂12、连接架13和下连接件14；上连接件11的上部用于与大腿残端接受腔固定连接，下连接件14下部用于与小腿腿杆固定连接；连接臂12上端与上连接件11前侧形成绕第一中心线15转动的连接，连接臂12下端与下连接件14上部前侧形成绕第二中心线16转动的连接；连接架13下端与下连接件14上部后侧形成绕第三中心线17转动的连接，连接架13上端与上连接件11后侧形成绕第四中心线18转动的连接；且第一中心线15、第二中心线16、第三中心线17和第四中心线18平行设置；第一中心线15与第二中心线16之间的距离为第一长度，第二中心线16与第三中心线17之间的距离为第二长度，第三中心线17与第四中心线18之间的距离为第三长度，第四中心线18与第一中心线15之间的距离为第四长度；第一长度、第二长度和第三长度均大于第四长度，第二长度、第三长度和第四长度均小于第一长度，第二长度与第三长度之和小于第四长度与第一长度之和。
26.具体地，四连杆膝关节1看成一个四连杆机构，通过第一中心线15、第二中心线16、第三中心线17和第四中心线18平行设置，患者在使用过程中，四连杆膝关节1各转动连接处能够平稳转动以实现行走；进一步通过使第一长度大于第二长度、第三长度和第四长度，第四长度小于第一长度、第二长度和第三长度，且使第一长度和第四长度之和大于第二长度和第三长度之和，使四连杆膝关节1满足双摇杆机构的条件，并使四连杆膝关节1瞬时转动中心的运动轨迹能够模拟人体正常膝关节瞬时转动中心运动的轨迹，从而较好的替代人体膝关节的功能，使患者行走步态自然，且具有良好的稳定好。
27.需要说明的是，关于第一长度、第二长度、第三长度和第四长度的具体数值应根据患者个体的需求进行设计，使四连杆膝关节1满足患者个体的正常使用需求。
28.本实施例的可选方案中，较为优选地，请参见图1，连接臂12的数量设置为两个，两个连接臂12对称设置于上连接件11和下连接件14的左右两侧；两个连接臂12的上端分别与上连接件11的左右两端绕第一中心线15转动连接，两个连接臂12的下端分别与下连接件14上部前侧的左右两端绕第二中心线16转动连接；通过设置两个连接臂12可进一步增强四连杆膝关节1的稳定性。
29.本实施例的可选方案中，较为优选地，请参见图1和图2，两个连接臂12的上端通过第一转动轴与上连接件11转动连接，两个连接臂12的下端通过第二转动轴与下连接件14转动连接，连接架13的下端通过第三转动轴与下连接件14转动连接，连接件的上端通过第四转动轴与上连接件11转动连接；第一转动轴的轴线、第二转动轴的轴线、第三转动轴的轴线和第四转动轴的轴线分别对应为第一中心线15、第二中心线16、第三中心线17和第四中心线18；通过四个转动轴实现四连杆膝关节1在第一中心线15、第二中心线16、第三中心线17和第四中心线18处的转动，稳定性好。
30.本实施例的可选方案中，较为优选地，请参见图1和图2，上连接件11包括前连接件
111和后支架112；其中后支架112一端与前连接件111固定连接，另一端与连接架13上端通过第四转动轴转动连接；前连接件111上部与大腿固定连接，前连接件111下部与两个连接臂12上端通过第一转动轴转动连接；通过设置后支架112可避免第一中心线15和第四中心线18之间距离过小即第四长度过小从而影响整体的转动。
31.本实施例的可选方案中，较为优选地，请参见图1
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3，前连接件111表面设置为球冠面，模仿人体股骨末端形状设计。
32.球冠的底面位于前连接件111下部后侧；通过切除一块形成球冠面，以留出后连接架13相对于后支架112转动的空间。
33.本实施例的可选方案中，较为优选地，请参见图1和图2，下连接件14的截面y型设计；下连接件14上部使第二中心线16和第三中心线17之间具有一定的距离，以满足四连杆膝关节1的转动需求，同时下连接件14下部的直杆段和小腿固定连接。
34.实施例二
35.本实施例提供了一种假肢，包括实施例一中述及的四连杆膝关节1；其中四连杆膝关节1中的上连接件11和假肢大腿残端接受腔固定连接，下连接件14和假肢中小腿腿杆固定连接，以满足患者的使用需求。
36.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。