專利名稱：真空泵和真空泵的使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空泵，其包括具有由壁限定出流體體積的內(nèi)部貯液器，與入口相連通的入口閥，與出口相連通的出口閥，其中，可以由相對(duì)于彈性可變形材料施加的外部縱向 壓力減小貯液器的體積，從而使得流體從內(nèi)部貯液器流到流體接收器，并且在所述外力解 除之后，借助于該彈性可變形材料的膨脹力該貯液器的體積被再次增加，從而使得流體從 密封的流體源流到該內(nèi)部貯液器，并且使得所述流體源中的流體壓力降低，其中可壓縮彈 性元件完全地包括所述內(nèi)部貯液器，并且設(shè)置有所述入口和所述出口，并且其中，第一和第 二壓力構(gòu)件被連接至該彈性元件的相對(duì)側(cè)面上，至少一個(gè)所述壓力構(gòu)件適合于將所述縱向 壓力沿延伸通過(guò)該可壓縮彈性元件的軸線施加于該彈性元件。本發(fā)明還涉及這種類型的真空泵的使用。
背景技術(shù)：
假肢開(kāi)發(fā)中當(dāng)前的挑戰(zhàn)在于假肢與使用者殘肢之間的連接。對(duì)于假腿，在不需要 在殘肢上施加過(guò)多或不均勻壓力的情況下，通常難于牢固地將假腿連接至殘肢。一方面，缺 少牢固連接可以反向地影響使用者的行走能力。另一方面，不適當(dāng)?shù)匕惭b可能導(dǎo)致使用者 的疼痛、腫脹以及痛苦。用于克服該挑戰(zhàn)的一個(gè)方法是在介于肢體(或戴在肢體上的襯墊)與連接至假肢 的關(guān)節(jié)窩或容器(通常參見(jiàn)圖1)之間的空間中應(yīng)用負(fù)壓真空。應(yīng)用這種真空的兩種傳統(tǒng) 方法是通過(guò)機(jī)械泵或電子泵。機(jī)械泵一般為直列式系統(tǒng)，其利用使用者的移動(dòng)在關(guān)節(jié)窩中產(chǎn)生負(fù)壓真空。例如， 在使用者的行走運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)接觸地面產(chǎn)生的力可以用于產(chǎn)生關(guān)節(jié)窩空間中的真空， 以將假體固定至使用者的肢體上。然而，在利用使用者的運(yùn)動(dòng)中，這種泵不應(yīng)限制，而應(yīng)理 想地有利于盡可能讓使用者的運(yùn)動(dòng)自然與無(wú)疼痛。以上提及類型的真空泵從EP 1771659B1中可獲知。在一個(gè)實(shí)施例中，可壓縮彈性 元件包括布置于兩個(gè)板之間的封閉的空氣體積，該兩個(gè)板可以沿相對(duì)于彼此的實(shí)際方向移 動(dòng)，從而減小可壓縮彈性元件的體積并且將流體(其可以是空氣)通過(guò)出口擠出可壓縮彈 性元件，出口閥安裝在出口。如果終止介于兩個(gè)板之間的壓力，彈性元件利用固有的彈性膨 脹力返回至其初始形狀，從而從外側(cè)體積吸入空氣，該外側(cè)體積可以是例如假體器械的封 閉的密封體積。真空泵可以安裝在足假體內(nèi)，以使得在每個(gè)步態(tài)循環(huán)中完成一個(gè)真空沖程。WO 2005/105000A1公開(kāi)了一種用于假肢的真空泵，其具有與EP 1771659B1的真 空泵相比較更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。該真空泵的結(jié)構(gòu)還通過(guò)彈性元件提供了對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的限制，該 彈性元件由施加于真空泵上的轉(zhuǎn)矩而彈性變形。該彈性元件插入到泵結(jié)構(gòu)中，并且如果以 不同的轉(zhuǎn)矩抗力為目標(biāo)，則可以由不同硬度的彈性元件來(lái)置換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)在于提供具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和可靠功能的真空泵。
根據(jù)本發(fā)明，該問(wèn)題通過(guò)以上提及類型的真空泵解決，其特征在于，至少一個(gè)所述 壓力元件適合于關(guān)于延伸通過(guò)該可壓縮彈性元件的軸線施加旋轉(zhuǎn)力，并且彈性元件適合于 施加反旋轉(zhuǎn)力。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種包括可壓縮彈性元件的真空泵?？蓧嚎s彈性元件包 括封閉流體體積的內(nèi)部貯液器，提供內(nèi)部貯液器與流體接收器之間的流體連通的出口，以 及提供內(nèi)部貯液器與流體源之間的流體連通的入口。泵進(jìn)一步包括連接至相對(duì)側(cè)面上的彈 性元件的第一與第二壓力元件。至少一個(gè)第一與第二壓力元件適合于沿延伸通過(guò)可壓縮彈性元件的軸線施加縱 向力，并且關(guān)于該軸線施加旋轉(zhuǎn)力。當(dāng)將縱向壓力應(yīng)用于可壓縮彈性元件時(shí)，流體從內(nèi)部貯 液器流到流體接收器，并且當(dāng)應(yīng)用縱向膨脹力時(shí)，流體從流體源流到內(nèi)部貯液器。當(dāng)應(yīng)用旋 轉(zhuǎn)力時(shí)，彈性元件施加反旋轉(zhuǎn)力。入口可以被連接至封閉的空間，使得當(dāng)應(yīng)用膨脹力時(shí)，將 負(fù)壓真空應(yīng)用于封閉的空間。本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種用于連接至殘肢的假體設(shè)備。假體設(shè)備包括具有 可壓縮彈性元件的真空泵，該可壓縮彈性元件包括封閉了流體體積的內(nèi)部貯液器，提供在 內(nèi)部貯液器與流體接收器之間的流體連通的出口以及提供在內(nèi)部貯液器與流體源之間的 流體連通的入口。假體設(shè)備還包括第一支撐元件，該第一支撐元件具有配置成用于連接至 殘肢的近端以及連接至彈性殼體的第一側(cè)的遠(yuǎn)端，以及第二支撐元件，該第二支撐元件具 有連接至彈性元件的第二相對(duì)側(cè)的近端。第一與第二支撐元件之一或兩者均適合于沿延伸通過(guò)可壓縮彈性元件的軸線施 加縱向力，并且關(guān)于該軸線施加旋轉(zhuǎn)力。當(dāng)將縱向壓力應(yīng)用于可壓縮彈性元件時(shí)，流體從內(nèi) 部貯液器流到流體接收器，并且當(dāng)應(yīng)用縱向膨脹力時(shí)，流體從流體源流到內(nèi)部貯液器。此 夕卜，當(dāng)應(yīng)用旋轉(zhuǎn)力時(shí)，彈性元件施加反旋轉(zhuǎn)力。流體源可以是形成于使用者的殘肢與連接至 上支撐件的容器之間的封閉的空間，從而在封閉的空間中形成負(fù)壓真空，以保持假體的連 接。本發(fā)明的又一實(shí)施例提供了一種用于連接至腿的殘余部分的假腿。假腿包括用于 接收肢體的容器，足部分以及真空泵。真空泵包括具有內(nèi)部隔室的殼體和具有布置在殼體 的內(nèi)部隔室中的一部分的軸元件。連接殼體與軸元件，以提供沿延伸通過(guò)殼體與軸元件的 縱軸線的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。真空泵進(jìn)一步包括具有封閉了流體體積的內(nèi)部貯液器的可壓縮彈性元件，提供在 內(nèi)部貯液器與流體接收器之間的流體連通的出口以及提供在內(nèi)部貯液器與流體源之間的 流體連通的入口。當(dāng)沿縱軸線應(yīng)用壓力時(shí)，軸相對(duì)于殼體移動(dòng)，以壓縮彈性元件，以使得流 體從內(nèi)部貯液器流向流體接收器，并且當(dāng)應(yīng)用膨脹力時(shí)，軸相對(duì)于殼體移動(dòng)，以膨脹彈性元 件，以使得流體從流體源流向內(nèi)部貯液器。本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種包括配置成用于連接至下部假腿或殘肢的上部 板以及適合于接觸行走表面的下部板的假足。上部板在踝部與腳趾部之間延伸，下部板在 腳后跟部與腳趾部之間延伸。連接下和上部板，以使得在踝部與腳后跟部之間限定出空間。 當(dāng)將壓力應(yīng)用于踝部或腳后跟部時(shí)，該空間被減小。假足還包括布置于在踝部與腳后跟部之間的空間中的真空泵。真空泵包括具有 適合于封閉流體體積的內(nèi)部貯液器的彈性元件，與內(nèi)部貯液器及流體接收器流體連通的出口，以及與內(nèi)部貯液器及流體源流體連通的入口。當(dāng)應(yīng)用壓力時(shí)，彈性元件壓縮，以使得流 體從貯液器流向流體接收器，并且其中，當(dāng)終止壓力時(shí)，上部或下部板使得向彈性元件應(yīng)用 膨脹力，以使得流體從流體源流入貯液器。又一實(shí)施例提供了一種包括伸長(zhǎng)的上支架與伸長(zhǎng)的下支架的真空泵，該下支架適 合于相對(duì)于所述上支架軸向地和旋轉(zhuǎn)地運(yùn)動(dòng)，其中，上支架的縱軸線與下支架的縱軸線被 保持成大致共線對(duì)齊。真空泵進(jìn)一步包括彈性可壓縮彈性元件，該彈性可壓縮彈性元件連 接至上和下支架的各個(gè)端部，并且布置于上和下支架的各個(gè)端部之間，以抵抗下支架的軸 向和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。彈性元件包括封閉了流體體積的內(nèi)部貯液器，其可以由封閉了內(nèi)部貯液器 的實(shí)質(zhì)上連續(xù)的彈性壁形成。出口提供介于內(nèi)部貯液器和流體接收器之間的流體連通，入口提供介于內(nèi)部貯液 器與流體源之間的流體連通。當(dāng)沿縱軸線應(yīng)用壓力時(shí)，上支架相對(duì)于下支架運(yùn)動(dòng)，以壓縮彈 性元件，以使得流體從內(nèi)部貯液器流到流體接收器。當(dāng)應(yīng)用膨脹力時(shí)，上支架相對(duì)于下支架 運(yùn)動(dòng)，以膨脹彈性元件，以使得流體從流體源流到內(nèi)部貯液器?？蓧嚎s彈性元件優(yōu)選地形成為整體的構(gòu)件。整體的構(gòu)件適合于完成所有期望的功 能，即，泵功能，減震及轉(zhuǎn)動(dòng)阻力?？蓧嚎s彈性元件優(yōu)選地具有包括內(nèi)腔的環(huán)形。如果彈性元件沒(méi)有像凹槽或突出部 的裝置，該裝置用于將轉(zhuǎn)矩從壓力構(gòu)件傳遞至彈性元件，則所述形狀為更優(yōu)選的。本發(fā)明的又一實(shí)施例使用彈簧元件，該彈簧元件在壓力終止之后提供至少一部分 膨脹力。彈性元件的膨脹力因此通過(guò)由彈簧元件提供的膨脹力支持。該實(shí)施例具有某些優(yōu) 勢(shì)，即使彈性元件不用于抑制傳遞至彈性元件的轉(zhuǎn)矩。盡管公開(kāi)了多個(gè)實(shí)施例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的其他實(shí)施例仍將從以 下的詳細(xì)說(shuō)明中變得明顯，該詳細(xì)說(shuō)明示出并描述了本發(fā)明的示例性的實(shí)施例。因此，附圖 與詳細(xì)說(shuō)明被認(rèn)為本質(zhì)上是示例性的，而不是限制性的。


圖1示出了與殘肢相接合，并且包括關(guān)節(jié)窩、真空泵、支架以及假足的假肢；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的真空泵；圖3示出了連接至假足的圖1的真空泵的橫截面；圖4示出了圖1的真空泵的另一橫截面；圖5示出了圖1的真空泵的下支撐部分；圖6示出了圖1的真空泵的彈性部分；圖7示出了圖6示出的彈性部分的橫截面；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的真空泵的局部橫截面；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的真空泵的局部橫截面；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的真空泵的局部橫截面；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的真空泵的橫截面；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的真空泵的橫截面；圖13示出了圖12的真空泵的彈性部分的橫截面；圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的真空泵；
圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的真空泵；圖16示出了圖15的真空泵的橫截面；圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例的真空泵；圖18示出了圖17的真空泵的橫截面；
圖19示出了結(jié)合到假足內(nèi)的圖17與18的真空泵；圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施例的結(jié)合到假足內(nèi)的真空泵；圖21示出了圖19的真空泵與假足的橫截面；圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的第十一實(shí)施例的結(jié)合到假足內(nèi)的真空泵；圖23示出了根據(jù)圖22的結(jié)合到假足內(nèi)的真空泵。
具體實(shí)施例方式在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)以下論述的典型實(shí)施例進(jìn)行各種修改與 增加。例如，盡管以下描述的實(shí)施例涉及特定特征，但本發(fā)明的范圍還包括具有不同組合的 特征的實(shí)施例與不包括以上描述的全部特征的實(shí)施例。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例為可以用于假肢，例如假腿、假臂或其他假體設(shè)備的真空泵。 圖1示出了假腿50，其包括經(jīng)由根據(jù)本發(fā)明的真空泵100連接至支架54的一個(gè)端部的關(guān)節(jié) 窩52。假足56被連接至支架54的另一端。使用者的殘肢或殘余部分60被封閉在襯墊62 中，并且被接收在配置成接受殘余部分60的尺寸與形狀的關(guān)節(jié)窩52內(nèi)。當(dāng)連接假腿時(shí)，流 體連接件，例如管53，將真空泵100連接至形成于關(guān)節(jié)窩52與襯墊62和/或殘余部分60 之間的空間。如圖1-7中進(jìn)一步示出的，真空泵100包括軸或具有端連接部130的上支架120 ； 殼體或下支架140和空心彈性結(jié)構(gòu)160，該空心彈性結(jié)構(gòu)160被成形得像環(huán)形室?？招膹椥?結(jié)構(gòu)160，以下稱之為環(huán)形室160，被插入或夾在端連接部130與殼體140之間，軸120穿過(guò) 環(huán)形室160的中心開(kāi)口 170。如圖6-7中進(jìn)一步示出的，環(huán)形室160包括兩個(gè)大致平坦的頂 部與底部表面161以及兩個(gè)向外彎曲的限定內(nèi)部貯液器162的側(cè)壁163。當(dāng)通過(guò)外力沿穿過(guò)泵延伸的縱軸線壓縮泵100時(shí)，例如在使用者的移步階段，壓 縮環(huán)形室160，并且將其內(nèi)部貯液器162內(nèi)的大量流體擠出，穿過(guò)出口 164進(jìn)入流體接收器， 其可以是外部流體環(huán)境。當(dāng)泵100上的外力減少或被撤除時(shí)，由于其彈性記憶和/或彈性， 環(huán)形室160的彈性材料，并且具體是側(cè)壁163使得環(huán)形室160返回或膨脹回其初始結(jié)構(gòu)。因 此，環(huán)形室160將流體從流體源穿過(guò)入口 166吸到內(nèi)腔162內(nèi)。出口止回閥165，例如單向 排出閥，以及單向入口止回閥167，可以在出口 164和入口 166處分別連接至內(nèi)腔162。當(dāng)入口閥167被連接至容器(例如鄰近關(guān)節(jié)窩52的空間)時(shí)，流體通過(guò)泵100被 從容器/關(guān)節(jié)窩52抽出。因?yàn)闅堄嗖糠?0與襯墊62實(shí)質(zhì)上關(guān)于殘余部分60的外圍被密 封至關(guān)節(jié)窩52，從密封的關(guān)節(jié)窩52排出的流體導(dǎo)致形成在關(guān)節(jié)窩52中的、在殘余部分60 周圍的負(fù)壓或真空。因此，泵100起真空泵的作用，其將關(guān)節(jié)窩52固定至襯墊62和/或殘 余部分60。以這種方式，在將殘余部分60與襯墊62放置在關(guān)節(jié)窩52內(nèi)之后，真空泵100 從假體襯墊62和關(guān)節(jié)窩52之間的空間排除流體，在這種情況中是空氣(其可以包括來(lái)自 肢體的濕氣)。關(guān)節(jié)窩52還可以被布置成使得流體從襯墊62與殘余部分60的皮膚之間排 除，這可以進(jìn)一步有助于排汗。
在假肢中，例如圖1中示出的肢體50，壓力由通過(guò)殘余部分62傳遞的使用者的重 量產(chǎn)生。在站立位置，在假肢50與使用者的其他下肢之間分配使用者的重量。然而，當(dāng)使 用者行走邁步時(shí)，當(dāng)肢體50在腳56處接合地面時(shí)，主要重量被加載在肢體50上。當(dāng)腳56 從地面抬起時(shí)，力持續(xù)直至足尖離開(kāi)。當(dāng)肢體50為另一步向前擺動(dòng)時(shí)，在擺動(dòng)階段，力保持 移開(kāi)。一旦腳56接觸地面，壓力隨即被再次應(yīng)用于肢體50與泵100。因此，當(dāng)使用者行走 時(shí)，壓力以往復(fù)方式被重復(fù)地應(yīng)用于環(huán)形室160并且從環(huán)形室160撤除。這個(gè)過(guò)程導(dǎo)致從 關(guān)節(jié)窩52大致連續(xù)地吸出流體，在關(guān)節(jié)窩52中產(chǎn)生有利的真空，如上所述，這在擺動(dòng)階段 過(guò)程中是特別有用的，以保持肢體50與關(guān)節(jié)窩52之間的連接。除了殘余部分60上的假腿50的保持力的輔助，流體從關(guān)節(jié)窩52與襯墊62之間 的排除增加了關(guān)節(jié)窩裝配的緊密性，提高了使用者感覺(jué)穿過(guò)假體結(jié)構(gòu)或假腿50并且進(jìn)入 殘余部分60中的沖擊波的能力。這可以導(dǎo)致在使用者之下的假腿50的位置的“觸覺(jué)”感 覺(jué)以及增強(qiáng)的意識(shí)。盡管根據(jù)圖1描述的流體為空氣，但流體可以表示任意合適類型的氣 體，包括氧氣，氮?dú)饣蚩諝?，具有或不具有附加的濕氣?
彈性環(huán)形室160優(yōu)選地由彈性材料形成，包括但并不限于熱固性聚氨酯，熱塑性 聚氨酯或其他合適的彈性體。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形室160由熱固性聚氨酯以兩半成型而 成，這兩半結(jié)合在一起以形成圍繞外壁163的圓周的氣密密封171以及沿內(nèi)壁163的圓周 的相似地密封(未示出)。除了在生產(chǎn)過(guò)程中形成的密封，環(huán)形室160，內(nèi)和外壁163形成 了實(shí)質(zhì)上連續(xù)的封閉了內(nèi)部貯液器162的彈性壁。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形室160具有大約5. 08至6. 35cm (2. 00至2. 50英寸)的外 徑以及大約2. 54至3. 81cm(1.00至大約1. 50英寸)的內(nèi)徑，尤其是，大約2. 87cm(l. 13英 寸)。壁厚為大約0. 25cm至大約0. 51cm(0. 10至大約0. 20英寸)，尤其是，大約0. 33cm(0. 13 英寸)厚。環(huán)形室160的壁厚決定了其壓縮與膨脹特性，以及其關(guān)于延伸通過(guò)泵100的縱 向入口的旋轉(zhuǎn)彈力，其將在以下更詳細(xì)地討論。旋轉(zhuǎn)彈力主要取決于外壁厚度，而壓縮/膨 脹彈力主要取決于總的壁厚。在圖1-7示出的實(shí)施例，并且尤其在圖4中，軸120被接收在殼體140內(nèi)隔室142 中。軸120與隔室142優(yōu)選地以互補(bǔ)方式確定尺寸與形狀，使得當(dāng)施加與撤除壓力時(shí)，軸120 平滑地在隔室142內(nèi)軸向行進(jìn)。設(shè)置軸承144，145，以便于軸120的平滑運(yùn)動(dòng)，軸承144設(shè) 置在隔室142內(nèi)，軸承145嵌入鄰近隔室142的殼體140的內(nèi)壁141內(nèi)。緊固件124在與 端連接部130相對(duì)的端部122處被連接至軸120。該緊固件124，例如圖4中所示的具有寬 頭的螺釘，與殼體140的內(nèi)部146相接合，以限制軸120的運(yùn)動(dòng)，并且將其保持在內(nèi)部隔室 142 中。在軸120的另一端處，當(dāng)端連接部130在隔室142內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其與軸120—起運(yùn)動(dòng)。 端連接部130包括配置成使用假體連接器連接至另一假體部件的安裝結(jié)構(gòu)132，包括但不 限于角錐連接器(未示出)。安裝結(jié)構(gòu)132包括多個(gè)用于將泵100固定至其他假體部件的 螺釘134，其他假體部件例如，關(guān)節(jié)窩，支架，腳和/或任意其他合適的元件。殼體140還配置成與另一假體部件連接。如圖2，4及5所示，與環(huán)形室160相對(duì)的 殼體端部148被配置成與另一假體部件相夾緊，尤其是具有管或支架型端部的一部件。殼 體140包括圓柱形凹進(jìn)部150，其定尺寸和定形狀成接收管端部。殼體壁149中的裂口 152 與夾具154 —起起作用，以提供殼體140到部件上的固定連接。在圖3中，示出殼體140具有端部140，該端部形成為用于至假足156的直接連接。以這種方式，去除了對(duì)于額外連接 部件的需求，并且可以減少假肢的總體重量與高度。泵100的假體端部連接可以根據(jù)泵100旨在被連接的部件而被顯著地改變。然而， 殼體中的當(dāng)前管夾具為空間有效設(shè)計(jì)，其通過(guò)將連接管切割至合適的長(zhǎng)度而允許連續(xù)的長(zhǎng) 度調(diào)整。在圖1-7中示出的實(shí)施例中，由于軸向壓力的應(yīng)用與撤除，泵100不僅設(shè)計(jì)成泵送流體和/或產(chǎn)生真空，其還提供對(duì)假肢的減震和/或軸120與殼體140之間的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力。尤 其，環(huán)形室160作為壓縮彈簧，扭力彈簧起作用，并且作為真空產(chǎn)生裝置起作用。環(huán)形室160 夾在假肢的上部部件與肢體的下部部件之間，彈性材料輔助吸收由碰撞或其他劇烈的力造 成的震動(dòng)。因此，為使用者與假肢降低并減弱了這些力。環(huán)形室160設(shè)置有多個(gè)突出部，例如扭力肋168，169，其從環(huán)形室的兩個(gè)表面延 伸。一組突出部168與端連接部130中的凹進(jìn)部或凹槽(未示出)接合或互鎖，該凹進(jìn)部 或凹槽被定尺寸和定形狀成接收肋168。以相似的方式，另一組扭力肋169與形成于頂面 143中的開(kāi)口或凹槽155相接合，或與殼體140的環(huán)形室端部相接合。這些扭力肋168，169 防止端連接部130與殼體140的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。然而，當(dāng)將扭力應(yīng)用于假肢時(shí)，在端連接部130 處連接至泵100的部件可以相對(duì)于在殼體140處連接至泵100的部件扭轉(zhuǎn)。環(huán)形室160的 有彈性的彈性材料允許扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且當(dāng)扭力撤除時(shí)，還將部件返回至它們的初始定位。這 種能力還為使用者增加了假肢的舒適性與可用性。旋轉(zhuǎn)量可以通過(guò)肋168，169以及環(huán)形室 160的幾何形狀控制，或者通過(guò)材料和/或環(huán)形室160的硬度計(jì)來(lái)控制。根據(jù)本發(fā)明的泵100相對(duì)于之前的泵設(shè)計(jì)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。一個(gè)優(yōu)勢(shì)是需要較少 數(shù)量的零件，其意味著泵更加簡(jiǎn)單并且加工與服務(wù)成本更有效。另一優(yōu)勢(shì)是經(jīng)過(guò)泵的流體 僅與環(huán)形室160的內(nèi)部和止回閥165，167相接觸。環(huán)形室160由彈性體構(gòu)建，該彈性體具 有極好的抗腐蝕性。因此，該設(shè)計(jì)可以在不具有明顯有害作用的情況下泵送腐蝕流體。在 圖1中所示的示例中，不僅可以將空氣從關(guān)節(jié)窩52吸入環(huán)形室160的內(nèi)腔162中，還可以 將腐蝕的濕氣，例如汗水從關(guān)節(jié)窩52吸入環(huán)形室160的內(nèi)腔162中。圖8中示出的泵200在操作上與圖1-7中示出的泵100相似，除了泵200包括位 于殼體202的內(nèi)部隔室203中的環(huán)形室220?？招妮S210還被接收在殼體202內(nèi)，并且鄰 近環(huán)形室220定位。軸210在內(nèi)部隔室203中沿襯套205以及柱215往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該柱穿過(guò) 軸210的端部并且被定位成通過(guò)環(huán)形室220的中心。柱215在第一端部216處被連接至殼 體202，并且第二端部217位于軸210的內(nèi)部211中的隔室212內(nèi)。彈簧218關(guān)于柱215定 位，用于在環(huán)形室220壓縮時(shí)施加返回力。單向閥222穿過(guò)環(huán)形室220延伸。當(dāng)應(yīng)用壓力 時(shí)，軸210朝向環(huán)形室220移動(dòng)，壓縮環(huán)形室220和彈簧218。隔室212相對(duì)于柱215的第 二端部217移動(dòng)。當(dāng)環(huán)形室壓縮時(shí)，通過(guò)出口 224將流體傳遞到內(nèi)部隔室211內(nèi)。當(dāng)降低 或撤除壓力時(shí)，當(dāng)彈簧218將軸210返回至其初始位置時(shí)，流體穿過(guò)入口 226被吸入到環(huán)形 室220內(nèi)。如上所述，如果入口 226被流體連接至密封的容器/關(guān)節(jié)窩，泵220可以用于在 假體關(guān)節(jié)窩內(nèi)應(yīng)用真空，如圖1-7中論述的。在圖9中示出的實(shí)施例中，單向閥240通過(guò)環(huán)形室250延伸。單向閥240包括入 口 242，以接收來(lái)自外部源的流體，入口 244，以接收在環(huán)形室250壓縮時(shí)來(lái)自環(huán)形室250的 流體，以及出口 246，傳輸?shù)牧黧w通過(guò)該出口被排出。
圖10中示出的實(shí)施例與圖8和9中示出的實(shí)施例相似，除了其包括彈性結(jié)構(gòu)280， 該彈性結(jié)構(gòu)280不是環(huán)形形狀，位于殼體260的內(nèi)部與往復(fù)軸265之間。彈性結(jié)構(gòu)280包 括單向閥282，其包括入口 284與出口 286，該單向閥大約通過(guò)彈性結(jié)構(gòu)280的中心延伸，當(dāng) 受壓/膨脹時(shí)，將流體傳輸?shù)綇椥越Y(jié)構(gòu)280內(nèi)，和將流體傳輸出彈性結(jié)構(gòu)280。圖11示出了包括位于殼體340中的軸320的泵300。軸320與殼體340分別包括用于連接至其他假體部件的安裝結(jié)構(gòu)322，342。彈性環(huán)形室330關(guān)于軸320被定位，并且被 夾在分別在軸320與殼體340的管的外徑上的凸緣321，341之間。彈性元件325被連接至 軸320，并且定位成接觸殼體340。當(dāng)應(yīng)用壓力時(shí)，軸320與殼體340相對(duì)彼此運(yùn)動(dòng)，壓縮環(huán) 形室330與彈性元件325。當(dāng)解除壓力時(shí)，彈性元件325將軸320返回至其初始位置，允許 環(huán)形室330再次膨脹。該實(shí)施例允許環(huán)形室300減少壁厚，因?yàn)閺椥栽?25能夠提供主 要的返回力。圖12與13示出了泵350，其與圖1_7中示出的泵100非常相似。然而，泵350包括 彈性結(jié)構(gòu)360，該彈性結(jié)構(gòu)360不包括內(nèi)壁。而是，結(jié)構(gòu)360形成有大致“C”型的外壁362， 該外壁相對(duì)于軸354的外表面355密封，以形成空心內(nèi)腔364。即使當(dāng)軸354相對(duì)于結(jié)構(gòu) 360和殼體370運(yùn)動(dòng)時(shí)，結(jié)構(gòu)360仍保持與外軸表面355的密封。圖14示出了泵380，其也與圖1-7中示出的泵100相似。然而，泵380包括具有 內(nèi)壁392的環(huán)形室390，由于厚度差，該內(nèi)壁朝向軸382向內(nèi)彎曲，并且遠(yuǎn)離外壁394彎曲。 因此，為了獲得所需的環(huán)形室390的旋轉(zhuǎn)，壓縮與膨脹彈性，內(nèi)壁392需要小于外壁394厚 度的厚度。圖15與16示出了泵400，其不包括在殼體中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的軸。而是，泵400包括具 有頂部連接部件410與底部連接部件420的殼體405。如圖所示，頂部連接部件410包括角 錐連接器412，底部連接部件420包括用于接收角錐連接器的接合器422。頂部部件410的 底部元件414配置成接合底部部件420的頂部元件424，從而形成眼狀彈簧部分406，在該 彈簧部分中，定位彈性空心元件430。彈性元件430完成與上述實(shí)施例中的環(huán)形室相似的功能。入口與出口單向止回閥 431，432被定位成與元件430的空心內(nèi)部空間434流體連接。頂部部件410與底部部件420 分別包括連接元件415，425，其接合彈性元件430，并且將壓力傳遞至彈性元件430。當(dāng)泵 400受到壓力時(shí)，頂部部件420與底部部件420相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)，使得彈性元件430壓縮，以 及從內(nèi)部空間434傳輸流體。當(dāng)壓力撤除時(shí)，眼狀彈簧部分406輔助彈性元件430的膨脹， 將流體傳輸出流體連接的容器，和將流體傳遞入內(nèi)部空間434。圖17及18示出了與圖15及16中示出的泵相似的泵450?？招膹椥栽?80位 于彈簧部分455中，該彈簧部分形成于頂部和底部連接部件460，470之間。頂部和底部連 接元件465，475接合彈性元件480，并且入口和出口閥481，482與內(nèi)部空間484流體連接。 作為眼狀彈簧部分的替代，彈簧部分455大致為“C”型，并且由單個(gè)部件形成。如同眼狀彈 簧，當(dāng)壓力撤除之后，在彈性元件480的膨脹過(guò)程中，C彈簧455起輔助作用。圖19示出了位于假體足490中的泵450。該實(shí)施例中的底部部件470包括用于定 位并且直接連接至假體足490的結(jié)構(gòu)。如圖所示，泵450設(shè)置在腳490的后跟部分中，以使 得在行走周期中，當(dāng)腳后跟受到?jīng)_擊，則將壓力施加于泵450。圖20及21還示出了位于假體足510的腳后跟部分中的泵500。泵500包括彈性楔形部件520，該彈性楔形部件520具有與入口及出口閥524，525流體連接的空心內(nèi)部貯 液器522。如同其他實(shí)施例，主要在腳后跟受到?jīng)_擊的過(guò)程中施加的壓力壓縮彈性楔520， 將流體擠出空心內(nèi)部空間522。當(dāng)力釋放時(shí)，楔形520膨脹從流體連接的容器的吸入流體。 在該實(shí)施例中，假體足510自身的彈簧特性輔助楔形520的膨脹。圖22及23再次示出了位于假體足560的腳后跟部分中的泵550，該假體足560具 有彈性腳后跟楔562。在該實(shí)施例中，泵550由彈性圓柱體551形成，該彈性圓柱體551具 有分別軸向地定位于圓柱體551的相反端部處的入口和出口閥552，553。彈性圓柱體551 被接收在彈性腳后跟楔562中，以使得在行走過(guò)程中，尤其是在腳后跟受到?jīng)_擊時(shí)，將壓力 施加于圓柱體551。在這種情況中，彈性腳后跟楔562不僅將壓力傳遞至泵550，而且輔助 彈性圓柱體551的膨脹，以從流體連接的容器吸入流體。本發(fā)明的真空泵基本上包括流體連接至入口和出口閥的彈性空心元件。該彈性元 件位于具有至少兩個(gè)表面的結(jié)構(gòu)中，該兩個(gè)表面相對(duì)于彼此以往復(fù)運(yùn)動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)。由于施 加于泵的壓力的應(yīng)用與撤除，彈性元件在兩個(gè)表面之間反復(fù)壓縮和膨脹。每個(gè)壓力使流體 流出彈性元件中的空心內(nèi)部空間，并且每個(gè)膨脹將流體通過(guò)入口閥吸回內(nèi)部空間。當(dāng)入口 閥流體連接至容器時(shí)，泵的壓縮作用將流體吸出容器。如果容器被封閉，則形成真空。在假 肢的情況中，當(dāng)肢體正常使用時(shí)，例如行走過(guò)程中，肢體的部件中的泵的內(nèi)含物將即將提供 施加到定位于關(guān)節(jié)窩中的殘余部分上的大致連續(xù)的真空。而且，泵可以減輕對(duì)殘余肢體的 震動(dòng)沖擊，并且向扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)提供逐漸增加的阻力。
權(quán)利要求
一種真空泵，包括內(nèi)部貯液器(162)，其包括由壁限定的流體體積，入口閥(167)，其與入口(166)連通，出口閥(165)，其與出口(164)連通，其中，該貯液器(162)的體積可以由相對(duì)于彈性可變形材料作用的外部縱向壓力而被減小，從而使得流體從該內(nèi)部貯液器(162)流到流體接收器，并且在所述外力解除之后，借助于該彈性可變形材料的膨脹力該貯液器的體積被再次增加，從而使得流體從密封的流體源流到該內(nèi)部貯液器，并且使得所述流體源中的流體壓力降低，其中，可壓縮彈性元件(160)完全地包括所述內(nèi)部貯液器(162)，并且設(shè)置有所述入口(166)和所述出口(164)，并且其中，第一和第二壓力構(gòu)件(130，140)被連接至該彈性元件(160)的相對(duì)側(cè)面上，至少一個(gè)所述壓力構(gòu)件(130，140)適合于將所述縱向壓力沿延伸通過(guò)該可壓縮彈性元件(160)的軸線施加于該彈性元件(160)，其特征在于，至少一個(gè)所述壓力構(gòu)件(130，140)適合于關(guān)于延伸通過(guò)該可壓縮彈性元件(160)的軸線施加旋轉(zhuǎn)力，并且該彈性元件(160)適合于施加反旋轉(zhuǎn)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空泵，其特征在于，該可壓縮彈性元件(160)包括連續(xù)的彈 性壁，并且被形成為整體的構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空泵，其特征在于，當(dāng)應(yīng)用該壓力時(shí)，該可壓縮彈性元件 (160)的彈性壁適合于壓縮，并且當(dāng)終止該壓力時(shí)，該可壓縮彈性元件(160)的彈性壁適合 于施加該膨脹力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的真空泵，其特征在于，該可壓縮彈性元件(160)具有 包括內(nèi)腔的環(huán)形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的真空泵，其特征在于，該彈性元件(160)設(shè)置有突 出部(168)和/或開(kāi)口或凹槽，其與該壓力構(gòu)件(130，140)的連接表面中的突出部或凹槽 (155)配合，以便將扭力從至少一個(gè)壓力構(gòu)件(130，140)傳遞至施加反旋轉(zhuǎn)力的該彈性元 件(160)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的真空泵，其特征在于，該壓力構(gòu)件(130，140)中的至 少一個(gè)包括內(nèi)部隔室(203)，其中連接有軸元件(210)，該軸元件(210)連接至其他壓力構(gòu) 件(130，140)，以提供沿著延伸通過(guò)該軸元件(210)的縱軸線的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空泵，其特征在于，該軸元件(210)延伸通過(guò)該彈性元件 (160)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的真空泵，其特征在于，在終止該壓力之后，通過(guò)彈簧 元件(218 ；414,424 ；455)來(lái)提供該膨脹力的至少一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的真空泵的使用，該真空泵用作假體或矯形器的部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的使用，其特征在于，該壓力構(gòu)件(130，140)中的至少一個(gè)為 該假體或矯形器的功能部件。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的使用，其特征在于，該流體源是由殘余肢體(60)和容 器(52)限定的封閉的、密封的空間，該殘余肢體(60)被放置在該容器(52)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的使用，其特征在于，至少一個(gè)該壓力元件(130，140)被連接至假體部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12之一所述的使用，其特征在于，該空心彈性元件(160)被布置 于上部板與下部板之間，當(dāng)終止該壓力時(shí)，該上部板和下部板將膨脹力應(yīng)用于該彈性元件 (160)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的使用，其特征在于，該上部板和該下部板為足假體或矯形 器的功能構(gòu)件。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的使用，其特征在于，彈簧元件被布置在該上部板和該 下部板之間。
全文摘要
本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中為真空泵，其包括具有封閉流體體積的內(nèi)部貯液器的可壓縮彈性元件，提供介于內(nèi)部貯液器與接收器之間的流體連通的出口部分，以及提供介于內(nèi)部貯液器與流體源之間的流體連通的入口部分。泵進(jìn)一步包括連接至相對(duì)側(cè)面上的彈性元件的第一與第二壓力構(gòu)件。至少一個(gè)第一與第二壓力構(gòu)件適合于沿穿過(guò)可壓縮彈性元件延伸的軸線應(yīng)用縱向力，并且圍繞穿過(guò)可壓縮彈性元件延伸的軸線應(yīng)用旋轉(zhuǎn)力。當(dāng)將縱向壓力應(yīng)用于可壓縮彈性元件時(shí)，流體從內(nèi)部貯液器流向流體接收器，并且當(dāng)應(yīng)用縱向膨脹力時(shí)，流體從流體源流向內(nèi)部貯液器。當(dāng)應(yīng)用旋轉(zhuǎn)力時(shí)，彈性元件施加反旋轉(zhuǎn)力。
文檔編號(hào)A61F2/78GK101815870SQ200880101388
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2008年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者D·E·拉什, L·莫斯勒, R·芬恩林森 申請(qǐng)人:奧托·博克保健有限公司