本發(fā)明涉及一種用于穩(wěn)定身體關(guān)節(jié)和/或支撐運(yùn)動(dòng)器材的裝置，所述裝置包括：容器，所述容器填充有填充介質(zhì)；第一本體，所述第一本體用于與所述填充介質(zhì)相互作用，其中所述第一本體可移位地安裝在所述容器中；力傳遞本體，所述力傳遞本體用于將外力傳遞給所述第一本體；第二本體，所述第二本體用于與所述填充介質(zhì)相互作用，所述第二本體可移位地安裝在所述容器中。

背景技術(shù)：

1、眾所周知，使用自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)限制裝置可以穩(wěn)定身體關(guān)節(jié)、肌肉和肌腱。體育器材會(huì)承受與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的負(fù)荷，因此需要安裝自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)限制裝置。

2、除此之外，此類裝置的自適應(yīng)行為通過兩個(gè)相對運(yùn)動(dòng)的本體以及位于兩個(gè)本體之間的填充介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。裝置的一個(gè)本體可以形成一個(gè)裝有填充介質(zhì)的容器。另一個(gè)本體可以形成一個(gè)拉出體，拉出體可移位地安裝在容器中。當(dāng)兩個(gè)本體相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，填充介質(zhì)可以在容器和拉出體之間的區(qū)域流動(dòng)。填充介質(zhì)的流速取決于與容器和拉出體的相對移動(dòng)方向垂直的橫截面積?？捎糜谔畛浣橘|(zhì)流動(dòng)的橫截面積又稱為液壓直徑，在施加外力時(shí)對裝置的反應(yīng)行為起決定性作用。因此，裝置對外力的阻力可以通過選擇液壓直徑來確定。所述裝置可以固定在使用者身體的兩個(gè)部位之間，也可以固定在運(yùn)動(dòng)器材的兩個(gè)元件之間，兩者之間可發(fā)生相對移動(dòng)。

3、如果生理力(即對需要穩(wěn)定的身體部位或部件而言并不重要的作用力)通過使用者的兩個(gè)身體部位進(jìn)入裝置，則根據(jù)裝置中的液壓直徑允許容器和拉出體之間發(fā)生相應(yīng)的相對運(yùn)動(dòng)，從而允許需要穩(wěn)定的身體部位發(fā)生運(yùn)動(dòng)。

4、另一方面，如果在裝置中引入非生理力(即對需要穩(wěn)定的身體部位或部件至關(guān)重要的力)，由于液壓直徑的影響，僅在非常大的力的作用下，拉出體和容器之間才可能發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)。

5、由ep?3?238?670?a1和wo?2020/115227?a1披露的用于穩(wěn)定關(guān)節(jié)的裝置，可以根據(jù)施加力的強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)行為。

6、裝置各包括一個(gè)填充有填充介質(zhì)的容器、用于與填充介質(zhì)相互作用的第一本體，所述第一本體用于與所述填充介質(zhì)相互作用。其中所述第一本體可移位地安裝在所述容器中，一個(gè)力傳遞本體，所述力傳遞本體用于將外力傳遞給所述第一本體。一個(gè)第二本體，所述第二本體用于與所述填充介質(zhì)相互作用。所述第二本體可移位地安裝在所述容器中。此外，第二本體有一個(gè)通道開口，所述填充介質(zhì)可以流動(dòng)穿過該通道開口。第二本體上的通道開口為填充介質(zhì)提供了一個(gè)液壓直徑，只要第一本體和第二本體之間有間隔，填充介質(zhì)便可流動(dòng)穿過該通道開口。

7、第一本體形成閥體，第二本體形成閥座，即可根據(jù)閥門狀態(tài)允許或阻止所述填充介質(zhì)流動(dòng)穿過通道開口。

8、作用在第一本體上的外力可通過耦合元件傳遞到第二本體。因此，通過耦合元件，第一本體能夠推動(dòng)和(或)拉動(dòng)第二本體穿過填充介質(zhì)。

9、耦合元件設(shè)計(jì)為在外力作用于第一主體時(shí)，在生理速度范圍內(nèi)，向第二主體傳遞作用力，以便第二主體能夠與第一主體一起在填充介質(zhì)中移動(dòng)。

10、如果通過第一本體和耦合元件作用在第二本體上的力導(dǎo)致所述裝置中的相對移動(dòng)速度達(dá)到臨界值，即達(dá)到非生理速度，耦合元件就會(huì)讓位，導(dǎo)致第一本體向第二本體移動(dòng)，從而減小液壓直徑直至兩個(gè)本體形成的閥門關(guān)閉。

11、如果不再存在可以使填充介質(zhì)流過的液壓直徑，則第一本體和第二本體就不能再通過填充介質(zhì)移動(dòng)。所述裝置堵塞。

12、事實(shí)證明，上述裝置在閥門打開和關(guān)閉狀態(tài)之間的切換行為明顯受到第二本體和容器內(nèi)表面之間摩擦力的影響。通過第一本體和耦合元件間接作用在第二本體上的力為第二本體和容器內(nèi)表面之間的摩擦力所抵消，后者直接影響閥門的關(guān)閉行為。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)已知的背景技術(shù)，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種用于穩(wěn)定身體關(guān)節(jié)或支撐運(yùn)動(dòng)器材的改進(jìn)裝置。

2、具有權(quán)利要求1所述特征的、用于穩(wěn)定身體關(guān)節(jié)或支撐運(yùn)動(dòng)器材的裝置解決了這一問題。更多有利的實(shí)施例請參閱次級(jí)權(quán)利要求、說明和附圖。

3、一種用于穩(wěn)定身體關(guān)節(jié)和/或支撐運(yùn)動(dòng)器材的裝置，所述裝置包括：容器，其中所述容器填充有填充介質(zhì)，第一本體，所述第一本體用于與所述填充介質(zhì)相互作用，其中所述第一本體可移位地安裝在所述容器中，力傳遞本體，所述力傳遞本體用于將外力傳遞給所述第一本體，第二本體，所述第二本體用于與所述填充介質(zhì)相互作用，所述第二本體可移位地安裝在所述容器中，其中，所述第二本體可通過耦合元件與所述第一本體彈性耦合，其中，至少所述第一本體具有至少一個(gè)通道開口，所述填充介質(zhì)能夠流動(dòng)穿過所述至少一個(gè)通道開口，其特征在于，所述第二本體可移位地容納在所述第一本體的所述通道開口中，其中所述第一本體在所述通道開口區(qū)域內(nèi)包括閥座，所述第二本體形成閥體，以便能夠根據(jù)閥門狀態(tài)允許或阻止所述填充介質(zhì)穿過所述通道開口的流動(dòng)。

4、利用上述裝置，可以將第一本體和第二本體之間的直接切換行為與第一本體和容器之間摩擦力的影響進(jìn)行分離。當(dāng)?shù)谝槐倔w通過力傳遞本體在容器中發(fā)生移動(dòng)時(shí)，填充介質(zhì)會(huì)流經(jīng)通道開口并在第二本體周圍繞流。根據(jù)填充介質(zhì)繞流對第二本體產(chǎn)生的作用力，第二本體可在耦合元件夾緊力的作用下向閥座移動(dòng)，直至閥門完全關(guān)閉。

5、因此，第一本體和第二本體之間的相對運(yùn)動(dòng)主要取決于耦合元件的夾緊力和繞流的填充介質(zhì)的速度或填充介質(zhì)在第二本體上的流動(dòng)力。第一本體和容器內(nèi)表面之間的摩擦力不會(huì)對第一本體和第二本體之間的相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生直接影響。特別是，第一本體和容器內(nèi)表面之間摩擦力的可能波動(dòng)不會(huì)對第二本體相對于第一本體閥座的開關(guān)或關(guān)閉行為產(chǎn)生影響。例如波動(dòng)的形式可以是引起摩擦的材料配對、靜摩擦或由容器的曲率或裝置的彎曲引起的摩擦。

6、術(shù)語“通道開口”是指至少穿過第一本體的通道，為填充介質(zhì)提供通道或流動(dòng)路徑。通道開口可以是隧道狀、通道狀或其他形式的通道狀。

7、術(shù)語“力傳遞本體”一般是指一種細(xì)長的、柔軟的、可選的彈性元件，其形式可以是單根纖維、單股纖維、金屬絲、細(xì)繩、繩索、寬度有限且兩側(cè)有固定邊線的紡織物或類似物。另外，力傳遞本體也可以設(shè)計(jì)成具有剪切特性的拉伸剛性桿件。桿件最好與第一本體是一體式的。

8、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述通道開口具有在所述第二本體相對于所述第一本體的相對移動(dòng)方向上延伸的引導(dǎo)段，以便在所述相對移動(dòng)方向上引導(dǎo)所述第二本體。引導(dǎo)段限定了第一本體通道開口的內(nèi)表面，第二本體可沿著所述內(nèi)表面在裝置的初始位置和結(jié)束位置之間相對于第一本體進(jìn)行移動(dòng)。

9、在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，通道開口的內(nèi)表面有一個(gè)引導(dǎo)件。由此，第二本體可以相對于通道開口的橫截面保持居中。以這種方式確保通道開口內(nèi)表面和第二本體之間存在預(yù)定間隔，填充介質(zhì)可以流動(dòng)穿過該預(yù)定間隙。所述預(yù)定間隔構(gòu)成裝置的液壓直徑。

10、在另一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案中，所述閥座限制第二本體相對于所述第一本體在相對位移方向上的相對位移行程。

11、在另一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案中，第二本體相對于通道開口的相對尺寸為在閥門打開狀態(tài)，允許填充介質(zhì)在第二本體和通道開口內(nèi)表面之間的區(qū)域流動(dòng)。當(dāng)外力作用在裝置上時(shí)，填充介質(zhì)可環(huán)流第二本體。第二本體的環(huán)流可產(chǎn)生填充介質(zhì)的流速或流動(dòng)力，從而使第二本體向第一本體的閥座移動(dòng)，具體則取決于作用在裝置上的外力大小或速度。

12、在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，在裝置的初始位置，第二本體被耦合元件保持在打開的閥門狀態(tài)。如此可以確保在裝置的初始位置為通過第一本體的通道開口的填充介質(zhì)提供一條流動(dòng)路徑。

13、在一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，所述耦合元件配置為當(dāng)生理力或生理速度作用于所述裝置時(shí)，通過所述耦合元件能夠?qū)⑺龅诙倔w保持在與所述填充介質(zhì)的流動(dòng)力相反的所述打開的閥門位置；而當(dāng)非生理力或非生理速度作用于所述裝置時(shí)，所述填充介質(zhì)的流動(dòng)力能夠克服所述耦合元件的夾緊力將所述第二本體移至關(guān)閉的閥門位置并將其保持在該位置。

14、在另一種優(yōu)選的改進(jìn)方案中，第二本體容納在第一本體的通道開口中，使得充填介質(zhì)可以在閥門打開的位置圍繞第二本體表面的至少一個(gè)區(qū)域流動(dòng)。這樣，由于填充介質(zhì)在第二本體的環(huán)流，就有可能產(chǎn)生作用在第二本體上的流動(dòng)力。如果作用在第二本體上的流動(dòng)力大于耦合元件的夾緊力，則第二本體可沿第一本體的閥座方向移動(dòng)，直至第一本體的通道開口完全關(guān)閉。

15、在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述第二本體的可環(huán)流表面區(qū)域從至少面向所述通道開口的第一端開口的第一表面段延伸到至少面向所述通道開口的第二端開口的第二表面段。根據(jù)填充介質(zhì)的流速或流入速度、填充介質(zhì)的性質(zhì)和第二本體的形狀，第二本體從其第一表面段流向第二表面段的環(huán)流會(huì)導(dǎo)致作用在第一表面段(即流入段)上的壓力大于作用在第二表面段上的壓力。壓力差產(chǎn)生的力沿填充介質(zhì)的流動(dòng)方向產(chǎn)生作用，當(dāng)流動(dòng)方向與閥座一致時(shí)，第二本體向閥座方向發(fā)生位移。

16、在一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，該裝置包括一個(gè)帶有多個(gè)閥座的第一本體和與閥座數(shù)量相對應(yīng)的若干個(gè)第二本體。閥座可以具有不同尺寸的通道開口，也可以串聯(lián)排列。串聯(lián)排列的閥座根據(jù)其通道開口的大小呈階梯狀排列，因此閥座的通道開口從第一本體的第一端開口向第一本體的第二端開口方向遞減。同樣地，第二本體的每一個(gè)表面都與相應(yīng)閥座的解鎖孔的尺寸相適。如此便可分段關(guān)閉閥門。

17、在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述第二本體至少部分具有凸形流線型輪廓或錐形流線型輪廓。這有利于產(chǎn)生作用在流入側(cè)和第二本體遠(yuǎn)離流入一側(cè)的壓力差效應(yīng)。第二本體遠(yuǎn)離流入一側(cè)為第二本體朝向閥座的一側(cè)。

18、在另一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案中，第二本體為球形。

19、為達(dá)到最佳的穩(wěn)定效果，必須以可控和有針對性的方式觸發(fā)閥門的關(guān)閉狀態(tài)。為此，第二本體呈球形有利于將摩擦力對第二本體功能的影響降至最低。根據(jù)斯托克斯定律，摩擦力與球體半徑成正比，這是緊湊型設(shè)計(jì)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。此外，球體的徑向?qū)ΨQ形狀還具有在整個(gè)表面上提供恒定流量曲線的優(yōu)點(diǎn)，因此閥門關(guān)閉與第二本體的任何旋轉(zhuǎn)無關(guān)。

20、在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述第一本體包括密封段，優(yōu)選地自適應(yīng)密封段，所述密封段布置于所述第一主體和所述容器的內(nèi)表面之間，以便在所述關(guān)閉的閥門狀態(tài)下相對于所述容器密封所述的第一本體。

21、密封段可確保填充介質(zhì)在閥門打開狀態(tài)時(shí)通過第一本體的通道開口，以便在容器內(nèi)從第一本體的一側(cè)通向另一側(cè)。密封段與容器內(nèi)表面接觸，允許第一本體相對于容器做相對運(yùn)動(dòng)。這種相對運(yùn)動(dòng)僅由密封段與容器內(nèi)表面接觸產(chǎn)生的摩擦力抵消。

22、由于密封段位于第一本體和容器內(nèi)表面之間，所產(chǎn)生的摩擦力不會(huì)直接作用在作為閥體的第二本體上。這意味著第二本體和閥座之間的關(guān)閉行為主要受第二本體繞流產(chǎn)生的壓力差所影響。特別是，密封段和容器內(nèi)表面之間可能出現(xiàn)的摩擦力波動(dòng)不會(huì)影響第二本體相對于第一本體閥座的開關(guān)行為。密封段也可以模壓成o形圈。

23、所述密封段包括定位部件，其中所述通道開口至少部分地由所述定位部件構(gòu)成，并且所述第二本體能夠通過所述耦合元件與所述定位部件彈性耦合。

24、因此，可將定位部件設(shè)計(jì)成與第一本體相對應(yīng)，從而使定位部件通過耦合元件而不是第一本體與第二本體彈性耦合，并具有至少一個(gè)通道開口，以便在閥門位置打開時(shí)填充介質(zhì)可以流經(jīng)該開口。此外，定位部件還包括位于通道開口區(qū)域的閥座，第二本體即可根據(jù)閥門位置允許或阻止填充介質(zhì)的流動(dòng)，所述第二本體引導(dǎo)段由第一本體提供。這使得第一本體的設(shè)計(jì)更加簡潔，因此成本效益更高。定位部件與第一本體之間的連接最好采用焊接、擰緊或膠粘等形接方式固定，只需在連接件區(qū)域進(jìn)行焊接，所述第二本體引導(dǎo)段不受連接的影響。

25、此外，定位部件的模制方式可以使第二本體可移位地容納在定位部件的通道開口內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對第二本體的有利引導(dǎo)并降低定位部件的制造公差。定位部件與第一本體的優(yōu)選連接形式是形接，特別是通過焊接形式連接。這種設(shè)計(jì)還可用于支撐運(yùn)動(dòng)器材，例如鞋，特別是系帶、鞋帶和自適應(yīng)鞋底，例如自適應(yīng)鞋底的彎曲剛度與速度和/或負(fù)載有關(guān)。

26、所述力傳遞本體或所述第一本體具有端部限位器，其中所述力傳遞本體在運(yùn)動(dòng)方向上從所述端部限位器直到截面擴(kuò)展部具有至少一個(gè)凹槽，或所述第一本體在所述運(yùn)動(dòng)方向上從所述端部限位器直到截面擴(kuò)展部具有至少一個(gè)凹槽，并且/或者所述第一本體從所述閥座沿所述運(yùn)動(dòng)方向向所述力傳遞本體延伸具有至少一個(gè)凹槽，使得所述填充介質(zhì)能夠通過至少一個(gè)凹槽流動(dòng)。

27、所述設(shè)計(jì)使得第一本體和力傳遞本體的形狀尤為緊湊。因此，容器和第一本體的內(nèi)表面以及容器和力傳遞本體的內(nèi)表面的間隔足夠大，從而使裝置可以沿運(yùn)動(dòng)方向彎曲或容器可以沿運(yùn)動(dòng)方向彎曲。所述裝置能更好地適應(yīng)不同形狀的運(yùn)動(dòng)軌跡。此外，至少有一個(gè)凹槽為填充介質(zhì)形成了至少一個(gè)通道開口，并使具有至少一個(gè)凹槽的本體與限定通道開口的本體之間實(shí)現(xiàn)形式配合或力配合連接。

28、在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，自適應(yīng)段包括一個(gè)密封唇，其中所述密封唇能夠在關(guān)閉的閥門狀態(tài)時(shí)通過所述填充介質(zhì)被壓向所述容器的內(nèi)表面。當(dāng)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，作用在裝置上的壓力增大，從而增加了密封唇壓在容器內(nèi)表面上的力。

29、在另一個(gè)改進(jìn)方案中，所述第一本體將所述容器中的腔體分隔為第一腔室和第二腔室，其中所述通道開口在打開的閥門的狀態(tài)下能夠確保所述流體介質(zhì)在所述第一腔室與所述第二腔室之間的流動(dòng)。