專利名稱：用于前臂極短殘肢的電動肘關節的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及假肢領域，特別涉及康復工程中的電動肘關節假肢領域，具體是指一種用于前臂極短殘肢的電動肘關節。
背景技術：
隨著人們生活水平的日益提高，對生活質量的要求在逐步增加。對于殘肢人來說，同樣存在著這方面的要求，因此如何使他們更方便的學習、工作和生活，是一個非常重要的問題。因此，康復工程也是擺在社會面前的一個重要領域。目前，各種各樣的殘疾人假肢產品的出現，大大方便了殘疾人的生活，提高了他們的生活質量，尤其是對于上肢殘疾的人來說，上肢假肢更具有非常重要的意義，其功能的強弱直接影響了他們的生活質量。
目前，對于前臂截肢但是殘肢極短的病人來說，由于屈肘90時前臂殘肢橫向伸出上臂很少甚至未伸出上臂，這樣的極短前臂沒有起碼的長度來舉起前臂假肢，使肘關節失去了功能，又占據了安裝假肢肘關節的位置，如果將電動肘關節安裝于前臂極短殘肢下面，由于假肢肘關節位置低于人體肘關節位置很多，使得前臂很短，功能和外觀都無法滿足要求。而在現有國內外的假肢技術中，對于這種殘肢還沒有實用的安裝電動肘關節的方法，只能安裝一副放在肘關節兩邊的鉸鏈，這付鉸鏈固定在上臂筒與前臂筒之間。鉸鏈軸裝有鎖，可在幾種不同位置鎖定，開鎖后可自由擺動。鎖的開閉靠肩部活動拉動或者完全被動地靠另一只手扳動。這種肘關節都沒有外部能源和動力裝置，只能靠人力使其活動。如果另一側的手也傷殘，這種假肢就更不能滿足功能上的要求。
實用新型內容本實用新型的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種控制輕松自如、結構簡單、功能穩定可靠、安裝使用方便、適用于前臂極短殘肢安裝的電動肘關節。
為了實現上述的目的，本實用新型的用于前臂極短殘肢的電動肘關節具有如下構成該用于前臂極短殘肢的電動肘關節，包括直流微電機驅動的減速器、雙四連桿動傳動機構和上臂筒、前臂筒。其主要特點是，減速器位于前臂筒內殘肢端部下方，用雙四連桿傳動到肘關節處，使假肢肘關節伸屈時前臂和上臂長度保持自然比例。
該肘關節可以用肌電信號控制，在前臂筒內裝上控制肘、腕、手的三自由度肌電控制系統或控制肘和手指的二自由度肌電控制系統。前臂筒端部裝上腕和手頭，便可用肌電信號來控制肘關節和腕及手指的動作。如果前臂長度較短，則只能安裝電動手頭和被動腕，肌電信號可控制肘和手指的動作，該肘關節也可用開關控制。開關可用肩帶拉動或靠殘肢肘伸屈碰觸或拉動。
該用于電動肘關節的傳動機構為裝于減速器兩側的二個四連桿結構，該四連桿結構包括一個一端固定于所述減速器傳動軸的曲柄，該曲柄的一端與一連桿的一端相鉸接，該連桿的另一端與一銳角L形搖桿末端相鉸接，該銳角L形搖桿的頂角端與減速器固定支架的延伸桿末端相鉸接，一弧形前支架與一弧形后支架的兩端均分別固定于銳角L形搖桿上，該桿與上臂筒鉚接。
由于采用了該實用新型的電動肘關節，通過傳動系統使得假肢在自然肘關節處伸屈，達到了既有外部動力，又能使假肢前臂保持正常比例的目的，同時利用肌電信號進行控制，非常輕松自如，而且功能穩定，可靠性高，結構較為簡單，安裝使用非常方便，特別適用于前臂極短殘肢的病人來安裝使用。
圖1為本實用新型的結構裝配圖。
圖2為本實用新型的安裝使用的外觀示意圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。
請參閱圖1和圖2，該用于前臂極短殘肢的特種電動肘關節，包括直流微電機驅動的減速器、四連桿傳動機構，前臂筒和上臂筒，前臂筒內裝有控制肘關節和手指運動的肌電控制系統，前臂筒端部裝有被動腕關節和電動手頭。
該用于前臂極短殘肢的特種電動肘關節的外部傳動機構為裝于減速器兩側的二個四連桿結構，該四連桿結構包括一個一端通過螺母固定于減速器輸出轉動軸的曲柄2，該曲柄2的一端與一連桿4的一端相鉸接，該連桿4的另一端與一銳角L形搖桿5末端相鉸接，該銳角L形搖桿的頂角端與固定桿3的末端相鉸接。曲柄2、固定桿3、連桿4和銳角L形搖桿5構成四連桿結構。一弧形前支架6與一弧形后支架7的兩端均分別鉚接于兩個四連桿的銳角L形搖桿5上，并鉚接于上臂筒上。
在實際應用中，對于前臂截肢但是殘肢10極短的病人來說，首先要測量殘肢10的肘關節至殘肢端部的長度和肘關節處的殘肢寬度以及殘肢各個位置的周長；根據以上測量的尺寸，設計定做上述各個零件，再采用不銹鋼材料進行四連桿零件的加工；然后將這些零件安裝在具有微電機驅動的電動肘減速器上，便成為一個特種電動肘關節；再對殘肢取模，制作上臂接受腔9。
前臂部分要首先將前臂筒11與電動手頭、被動腕、肌電控制系統，可取下充電的蓄電池或電源接口等組裝好后戴上硅橡膠仿真手套12。然后將特種肘關節的減速器1裝入前臂筒11上部固定。再根據正確對線位置將減速器兩側的L形搖桿的長桿與上臂筒9鉚接。將假肢帶在殘肢上測試背帶位置和長度，然后安裝好背帶8。電動肘關節的伸由肘伸肌(肱三頭肌)的肌電信號控制，屈肘由肘屈肌(肱二頭肌)的肌電信號控制，被動腕關節由健側手扳動，手指張合也由肱二頭肌和肱三頭肌的肌電信號控制。當兩塊肌肉同時收縮一次，產生的肌電信號使假肢控制位置由肘切換到手指，由聲光反饋信號告訴使用者控制位置此時是手指，肱三頭肌和肱二頭肌產生的肌電信號此時可控制手指開閉，而不能控制肘伸屈。如果這兩塊肌肉同時再產生一次肌電信號，控制位置便回到肘關節。
由于是前臂截肢，使用者上臂的二頭肌和三頭肌完好無損，所以肌電信號良好，控制輕松自如，再加上肘關節在自然位置伸屈，使用效果很好。
在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。例如1、上述雙四連桿結構可以用同步帶或鏈條傳動代替，此時在減速器軸上安裝一帶動同步帶或鏈條的主動輪，在搖桿的轉動軸上裝上被動輪，該被動輪與該搖桿連為一體，便可通過主動輪和被動輪之間傳動從而驅動搖桿運動。
2、上述特種電動肘關節也可以采用開關控制，手指部分也可以采用索控手。
3、此肌電控制肘關節也可采用將肌電信號分為強弱兩種信號，分別控制二個不同的動作，這樣便可以用上述兩塊肌肉產生四種信號，用來分別控制肘伸，和手指開閉。
權利要求1.一種用于前臂極短殘肢的電動肘關節，包括直流微電機驅動的電動肘關節減速器和雙四連桿傳動機構以及上臂筒和前臂筒，其特征在于，該電動肘關節安裝在前臂筒內、位于殘肢端部下面的位置，并通過一搖桿與上臂筒相連。
2.根據權利要求1所述的用于前臂極短殘肢的電動肘關節，其特征在于，在前臂筒內還安裝有控制手指和腕部運動的肌電控制系統。
3.根據權利要求1所述的用于前臂極短殘肢的電動肘關節，其特征在于，所述的肘關節運動傳動機構為裝于減速器對稱兩側的二個四連桿結構，該四連桿結構包括一個一端固定于所述減速器輸出軸的曲柄，該曲柄的自由端與一連桿的一端相鉸接，該連桿的另一端與一銳角L形搖桿的末端相鉸接，該銳角L形搖桿的另一端與上臂筒鉚接，一弧形前支架與一弧形后支架的兩端均分別固定于所述的兩個四連桿結構的銳角L形搖桿上。
4.根據權利要求1所述的用于前臂極短殘肢的電動肘關節，其特征在于，所述的肘關節運動傳動機構為裝于減速器對稱兩側的同步帶或鏈條，所述的減速器軸上安裝有一帶動同步帶或鏈條的主動輪，搖桿與固定桿鉸接的轉動軸上裝有被動輪，且該被動輪與該搖桿連為一體，搖桿與上臂筒鉚接。
專利摘要本實用新型涉及一種用于前臂極短殘肢的電動肘關節，包括直流微電機驅動的減速器和雙四連桿傳動機構以及上臂筒和前臂筒，其主要特點是，電動肘關節的減速器安裝在前臂筒內，位置在殘肢端部下面，通過雙四連桿傳動系統使得假肢在自然肘關節處伸屈，搖桿與上臂筒相連，這種結構達到了既有外部動力，又能使假肢前臂與上臂長度保持正常比例的目的，同時這種肘關節可以利用殘肢上臂的肱二頭肌和肱三頭肌的肌電信號控制屈肘和伸肘，由于人體肘關節伸屈本來就是由這兩塊肌肉控制的，所以控制非常自然，輕松自如，而且功能良好，可靠性高，結構較為簡單，安裝使用非常方便，特別適用于前臂極短殘肢的病人安裝使用。
文檔編號A61F2/50GK2668077SQ200320122770
公開日2005年1月5日 申請日期2003年12月24日 優先權日2003年12月24日
發明者羅永昭, 羅宗涵 申請人:上海科生假肢有限公司