具有鎖止裝置的矯形外科輔助裝置的制作方法

專利名稱：具有鎖止裝置的矯形外科輔助裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種矯形外科的輔助裝置，它具有兩個可相對運動的部分及一個用于將這兩個部分鎖止在一個預定相對位置上及解鎖這兩部分以釋放這兩部分的相互運動的鎖止裝置。
背景技術：
這種類型的矯形外科輔助裝置可用于多種用途，以便補償人體上瞬時的或持久存在的缺陷及實現其它不能行使的功能。它是這樣實現的，即矯形外科輔助裝置行使支撐功能，其方式是，在該輔助裝置的各部分的確定位置上將這些部分彼此鎖止，其中這兩個部分彼此的鎖止位置相應于一個使用位置，在該位置上相關的病人需要該矯形外科輔助裝置的支撐功能。這種矯形外科輔助裝置的一個優選應用情況是構成活節假肢(Gelenkorthese)，其中例如通過鉸鏈彼此連接的活節假肢的各部分可被鎖止在伸直位置上，以便實現在活節假肢的伸直及鎖止位置上的肢體功能。為了達到一個靜止位置，必需解鎖該鎖止裝置。這例如在公知的膝活節假肢上通過鮑登鋼絲線(Bowdenzug)來實現，借助該鮑登鋼絲線可使鎖止裝置解鎖，由此使膝活節彎曲，例如用于過渡到病人的坐姿中。在病人站立后膝假腿活節又到達伸直的鎖止位置。如果該鎖止未實現及未被病人發現，則存在著很大的故障危險，因為當以為被鎖止的膝假腿活節受負荷的情況下可引起彎曲，及由于其鉸鏈的脆弱，由病人引起的彎曲將是不可控制的。在此情況下，病人的支撐將會失控。因此要求病人特別細心，以注意矯形外科裝置鎖止的真正實現，其方式例如是，在輔助裝置承受負荷前等待表征鎖止裝置被鎖住的聲響。

發明內容
本發明是基于這樣的問題即由于矯形外科輔助裝置使用者的某些疏忽而未進行對鎖止裝置真正鎖止的細心確認及由此存在著故障危險。因此本發明的任務在于，盡可能地避免由于不小心引起的矯形外科輔助裝置各部分彼此未完全鎖止所造成的對矯形外科輔助裝置使用者的傷害。
基于該任務，根據本發明，一種開始部分所述的矯形外科輔助裝置將具有這樣的特征至少設置有一個信號裝置，它輸出用于鎖止狀態或鎖止裝置解鎖時的專門信號。
因此根據本發明的信號裝置產生一個專門信號，該信號將對于矯形外科輔助裝置使用者能很好識別地指示鎖止狀態(閉鎖或解鎖)或當鎖止裝置解鎖時起告警信號的作用。后種情況是有意義的，以便當矯形外科輔助裝置無意地解鎖的情況下對使用者發出警告鎖止狀態不再存在，由此當發生了無意的解鎖后，需要時使用者將重新建立鎖止狀態。
在本發明的一個優選實施例中，該矯形外科輔助裝置至少設有一個檢測裝置，用于識別兩個部分的鎖止狀態(閉鎖和/或解鎖)及輸出指示鎖止狀態的信號。在此情況下最可取的是指示鎖止，它由此起到作為對使用者應答信號的作用及對他表明力求達到的鎖止真正地實現，以致該矯形外科輔助裝置可無危險地負載。
信號裝置還可被設計成在解鎖時輸出一個信號及對于鎖止裝置無意的解鎖情況用作告警信號。
該輸出信號可為光學的，聲音的，觸覺的和/或機械的信號。最好該信號以多種形式輸出，以免漏聽或漏看。但除光的及聲音的信號輸出外也可進行振動形式的信號機械地輸出或觸覺的信號輸出，例如當對于矯形外科輔助裝置的使用必然地應握持例如一個助行物的手把的情況下。
檢測裝置可被設計成根據鎖止狀態通過電產生信號。在此，最好鎖止狀態本身也用電裝置來檢測。它例如可這樣地實現鎖止裝置具有一個可運動的鎖止銷，該銷的位置可通過檢測裝置來檢測。
在本發明的一個優選實施形式中，為了解鎖，鎖止裝置被構造成可機電地操作。在此情況下，在一個用鎖止銷工作的鎖止裝置中，為了解鎖，鎖止銷被可吸引地設置在一個電磁線圈中。因此該操作可根據一個電磁鐵的類型來實現。
最好檢測裝置被構造成用于鎖止銷位置的電檢測。該檢測可用電位器類型的或最好感應類型的檢測器來實現。
通過鎖止裝置的機電方式解鎖應注意到，該機電方式的解鎖僅當矯形外科輔助裝置的各部分沿鎖止位置受負載時才是可能的，而當力作用在各部分上的位置與鎖止位置中各部分的位置不相應時，解鎖則不可能。具體地該矯形外科輔助裝置可構造為活節假肢，其中假肢的各部分可被鎖止在伸直位置中，其中一個電磁操作裝置具有不大于2N的弱操作力；及活節假肢在伸直位置上具有一個小間隙，通過該間隙給出在屬于伸直位置的活節假肢負荷時的鎖止機構的自由活動度，而在對活節假肢施加轉矩的負荷情況下，由于摩擦力鎖止機構不能由操作裝置解鎖。最好該電磁操作裝置的操作力≤1N。
在另一優選實施形式中，鎖止裝置的操作借助一個操作信號的無線傳輸來實現。對于活節假腿的情況，通常使用者需要一個拐杖形式或一個輪椅(Gehwagen)形式的助行物。在此情況下特別有利的是，用于指令信號無線電傳輸的操作信號可從一個助行物的一個手把上釋放。
相反地，根據本發明的信號裝置的信號也可無線地傳輸到助行物上，這時助行物最好具有一個光學的和/或聲音的信號顯示裝置和/或助行物的手把設置有一個可由信號操作的振動器。
因此可以，借助助行物不僅可操作鎖止裝置-尤其用于解鎖，而且可在助行物上接收由根據本發明設置的信號裝置輸出的應答信號或告警信號。


以下將借助在附圖中所示的本發明的實施形式來詳細描述本發明。附圖為圖1根據本發明一個實施形式的一個假腿的側視圖，圖2根據圖1的假腿所屬的一個拐杖形式的助行物，圖3根據圖1的假腿的一個鉸鏈在鎖止狀態中的詳細側視圖，圖4根據圖3的鉸鏈的后視圖，圖5在解鎖狀態中的鉸鏈根據圖3的視圖，圖6在解鎖狀態中的鉸鏈根據圖4的視圖，圖7在彎曲狀態中的鉸鏈根據圖5的視圖，圖8具有解鎖鍵的控制模塊的一個側視圖，圖9根據圖8的控制模塊的俯視圖，圖10根據圖1的假腿的、裝有根據圖8及9的控制模塊的電路部分的電路框圖，圖11根據圖1的假腿的、可無線控制的控制模塊，圖12根據圖11的控制模塊的俯視圖。
具體實施例方式
在圖1中所示的假腿(Beinorthese)1具有一個大腿殼2，一個小腿殼3及一個腳容納殼4。小腿殼3及腳容納殼4通過一個轉動鉸鏈5彼此相連接。在大腿殼2與小腿殼3之間設有一個可鎖止的鉸鏈6，該鉸鏈通過一個連接電纜7與可掛在大腿殼2上邊的控制模塊8相連接。
在圖1中未示出可插入到鉸鏈6中的平加固桿，它們與大腿殼2或小腿殼3相連接。
圖1中所示的鉸鏈6的伸直位置可被鎖止及借助控制模塊8的一個解鎖鍵9解鎖。
圖2表示一個棍形拐杖形式的助行物10，它在其下端設置有一個用于支承在地面上的橡膠件11及在其上端設有一個手把12及一個臂下支撐13。在手把12中組合了一個釋放開關9’，該開關最好可用大拇指從手把12的前側端面來操作及對一個發射器14產生作用，于是該發射器將可發射一個對于控制模塊8的操作信號。在此情況下，設置控制模塊8用于無線電接收。
在圖3至7中詳細表示出鉸鏈6的結構。鉸鏈6由兩個鉸鏈部分15，16組成，它們通過一個轉動接頭17彼此可轉動地連接。
作為下鉸鏈部分的部件15設置有一個向下張開的、用于接收一個平加固桿的接收腔18，該加固桿與小腿殼3相連接。部件16以相應方式設有一個向上張開的、用于接收大腿殼2的加固桿的接收腔19。
下鉸鏈部分15設置有一個導向銷20，該導向銷可在一個構造成約四分之一圓的導向槽21中運動，及由此構成用于根據圖3的鉸鏈的伸直位置及用于根據圖7的鉸鏈6的彎曲位置的止擋。
下鉸鏈部分15及上鉸鏈部分16在轉動接頭17的區域中構成兩個圓形的眼狀端部區段22，23，它們相互地組裝并構成轉動接頭17。下鉸鏈部分15的端部區域22設有一個徑向槽口24，一個具有與槽口24形狀互補的下端26的鎖止銷25插在該槽口中，以便使下鉸鏈部分15及上鉸鏈部分16彼此并鎖止在圖3及圖4所示的伸直位置中。鎖止銷25在其上端過渡到一個圓柱形芯件27上，該芯件可在一個電線圈28的內空間中運動。該電線圈28固定在上鉸鏈部分的一個支架29中。鎖止銷25的位置可借助一個設在上鉸鏈部分16中鎖止銷25旁邊的并與該銷平行延伸的傳感器30來檢測。一個與鎖止銷25連接的永久磁鐵31與傳感器30相互作用，該永久磁鐵垂直于鎖止銷27地延伸及其磁場由傳感器30檢測，該傳感器可為霍耳傳感器。在圖3所示的鎖止位置上，該傳感器30檢測不到永久磁鐵31的磁場。如果鎖止銷25向上運動，因為由于線圈28中的電流使其拉向內空間，則永久磁鐵31的磁場達到傳感器30的區域中，由此傳感器30檢測出解鎖狀態。無論線圈28的電流還是傳感器30的輸出信號均通過連接電纜7來自或傳送到控制模塊8。
圖4表示鎖止銷25的端塊26向側面錯開地可在軸向上移動及與鎖止銷25通過一個連接銷32相連接。
圖5及6表示鉸鏈6在解鎖狀態。線圈28通過連接電纜7流過電流及作為鎖止銷25的電磁鐵工作，鎖止銷被吸入線圈28內部-在所示圖中向上運動，及與它相連接的端部26被從所屬槽口24中拉出，以使得現在下鉸鏈部分15可相對上鉸鏈部分16轉動，并且是在由導向銷20及導向槽21預給定的導向部分20，21的范圍中轉動。
圖7表示鉸鏈6的被彎曲的端部位置，如當使用者坐著時鉸鏈所取得的位置。在此情況下，鎖止銷25的端部26在下鉸鏈部分15的端部區段22的圓柱形圓周面上滑動。如果使用者從根據圖7的彎曲狀態向根據圖3至6的伸直狀態過渡，則鎖止銷15的下端部26在重力的影響下在端部區段22的圓周面上滑動，直到下端部26下落到完全插入槽口24中的位置及引起根據圖3及4的鎖止為止。
圖8及9中所示的控制模塊8在一個方便可及的位置上設置有一個解鎖鉸鏈6的鍵9。該控制模塊具有一個矯形的、扁平的殼體33，在其窄的上側面34上設有一個主開關35及一個報警燈36。殼體33在其下側上包括一個電池37，該電池可通過一個設在窄側壁上的充電插孔38充電。該控制模塊8還包括一個快速控制部分39及兩個聲音發生器40，41以及一個振動器42。通過一個開關43可關斷聲音發生器40，41，以便在一定情況下抑制不希望要的聲音信號。
圖9中可看到，在殼體33的上側面34上設置有另一監控指示燈44，它指示電池37的充電狀態。此外該殼體33還設置有一個夾弓45，借助它殼體可夾持地固定在大腿殼2的上邊緣上。
圖10中所示的電路框圖表示在控制模塊8中的功能連接及通過連接電纜7傳送到鉸鏈6上的信號。
電池37通過主開關35與一個充電插孔38及用于解鎖鉸鏈6的鍵9相連接。如果鍵9被操作，則聲音發生器41被控制，由它輸出一個解鎖的告警信號。在主開關35接通的情況下，電池37的充電狀態由監控指示燈44指示，其方式是例如當電池37的充電狀態是足夠時，監控指示燈44不發光。借助鍵9電流將通過連接電纜7流入鉸鏈6中的線圈28，由此進行解鎖。
如果鉸鏈6的傳感器30檢測到鎖止銷25又落入到鎖止位置中時，傳感器30的輸出信號通過連接電纜7傳送到控制模塊8中及在這里通過快速控制部分39觸發一個應答信號，即通過由快速控制部分39控制的報警燈36的發光、振動器42的工作及聲音發生器40的工作來響應，-只要它們未由開關43關斷的話。
圖11及12表示用于無線地接收由助行物10的發射器14觸發的操作信號的控制模塊8’及因此附加地設置有一個無線電接收器46及一個代替開關9的開關繼電器47。當然，除無線電接收器46及開關繼電器47還可以在控制模塊8，8’中也設置通過鍵9解鎖的可能性。
在圖11及12中所示的實施形式中，由于取消了開關9也就去除了相應的監控指示燈36，以致在殼體9的上側面34上僅還有用于電池37充電狀態的監控指示燈44。
該控制模塊8’的其余部分與控制模塊8相同地構成。
權利要求
1.矯形外科輔助裝置，它具有兩個可相對運動的部分(15，16)及一個用于將這兩個部分(15，16)鎖止在一個預定的相對位置上及解鎖這兩部分(15，16)以釋放這兩部分(15，16)的相互運動的鎖止裝置，其特征在于，至少設置有一個信號裝置(36，40，41，42)，它輸出用于鎖止狀態或鎖止裝置解鎖時的專門指示信號或告警信號。
2.根據權利要求1的矯形外科輔助裝置，其特征在于，至少設置有一個檢測裝置(30，31)，用于識別兩個部分(15，16)的鎖止狀態及輸出指示鎖止狀態的信號。
3.根據權利要求1或2的矯形外科輔助裝置，其特征在于，信號裝置(36，40，41，42)被設計成在解鎖時輸出一個信號。
4.根據權利要求1至3中一項的矯形外科輔助裝置，其特征在于，該信號是光學的，聲音的，觸覺的和/或機械的信號。
5.根據權利要求1至4中一項的矯形外科輔助裝置，其特征在于，檢測裝置(30，31)被設計成根據鎖止狀態通過電產生信號。
6.根據權利要求1至5中一項的矯形外科輔助裝置，其特征在于，鎖止裝置具有一個可運動鎖止銷(25)，該銷的位置可通過檢測裝置(30，31)檢測。
7.根據權利要求1至6中一項的矯形外科輔助裝置，其特征在于，為了解鎖，鎖止裝置被構造成可機電地操作。
8.根據權利要求6或7的矯形外科輔助裝置，其特征在于，為了解鎖，鎖止銷(25)被可吸引地設置在一個電磁線圈(28)中。
9.根據權利要求5至8中一項的矯形外科輔助裝置，其特征在于，檢測裝置(30，31)被構造成用于鎖止銷位置的電檢測。
10.根據權利要求1至9中一項的矯形外科輔助裝置，被構造成活節假肢，其中鉸鏈(6)的各部分(15，16)可被鎖止在一個伸直位置中，其特征在于，一個電磁操作裝置(28)被構造得具有不大于2N的弱操作力；及鉸鏈(6)在伸直位置上具有一個小間隙，通過該間隙給出在屬于伸直位置的鉸鏈(6)負荷時的鎖止機構的自由活動度，而在對鉸鏈(6)施加轉矩的負荷情況下，由于摩擦力鎖止機構不能由操作裝置(28)解鎖。
11.根據權利要求1至10中一項的矯形外科輔助裝置，其特征在于，鎖止裝置的操作借助一個操作信號的無線傳輸來實現。
12.根據權利要求11的矯形外科輔助裝置，其特征在于，用于指令信號無線傳輸的操作信號可從一個助行物(10)的手把(12)上觸發。
13.根據權利要求11或12的矯形外科輔助裝置，其特征在于，信號裝置(36，40，41，42)的信號可無線地傳輸到助行物(10)上。
14.根據權利要求13的矯形外科輔助裝置，其特征在于，助行物(10)具有一個光學的和/或聲音的信號顯示裝置。
15.根據權利要求13或14的矯形外科輔助裝置，其特征在于，助行物(10)的手把(12)設置有一個可由該信號操作的振動器。
全文摘要
本發明涉及矯形外科輔助裝置的使用，該裝置具有兩個可相對運動的部分(15，16)及一個用于將這兩個部分(15，16)鎖止在一個預定相對位置上及解鎖這兩部分(15，16)以釋放這兩部分(15，16)的相互運動的鎖止裝置，該裝置的可靠性可這樣來顯著提高至少設置有一個信號裝置(36，40，41，42)，它輸出用于鎖止狀態或鎖止裝置解鎖時的專門信號。由于不小心引起的各部分(15，16)不符合規定鎖止的故障危險至少被顯著地減小。
文檔編號A61F5/01GK1530082SQ200410028488
公開日2004年9月22日 申請日期2004年3月12日 優先權日2003年3月12日
發明者克勞斯·利多特, 馬蒂亞斯·席林, 克勞斯 利多特, 斯 席林 申請人:奧托·博克保健有限公司, 奧托 博克保健有限公司