CN101282698A

CN101282698A - 膝部支架

Info

Publication number: CN101282698A
Application number: CNA2006800375063A
Authority: CN
Inventors: 帕尔米·埃纳尔松
Original assignee: Ossur hf
Current assignee: Ossur hf
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2008-10-08
Also published as: EP1945154A4; WO2007047424A2; US7704218B2; CA2624989C; CA2624989A1; US20070083136A1; EP1945154A2; US8216166B2; WO2007047424A3; US20100168627A1; EP1945154B1

Abstract

一种适于安置在至少腿的后侧上的膝部支架(100)，其包括第一后撑架构件(102)、连接至所述第一撑架构件的第二后撑架构件(104)以及位于第一撑架构件(102)的第一端部(118)处或其附近的后侧弹性铰链装置(106)。铰链装置(106)布置为迫使第一和第二撑架构件(102、104)形成预定的对齐。铰链装置(106)能布置为用于选择性地以相对于第一撑架构件(102)成一定角度地锁定第二撑架构件(104)，并容许第二撑架构件(104)相对于第一撑架构件(102)在预定的角度范围内转动。

Description

膝部支架

技术领域

本发明涉及整形外科装置，尤其是膝部支架。

背景技术

膝部支架用于通过防止膝部的过度运动来稳定膝部或者方便膝部运动。多数支架包括撑架并且具有位于膝关节外侧和内侧中的至少一个位置上的铰链。绑带被用以将支架固定至腿上或膝部上。通过根据个人腿的大小和形状来选择支架的类型，受伤的膝部能够适应非定制的支架或者定制的合适支架。

特别是如果膝部存在受损的韧带时，多数膝部支架设计为用于减小由于膝部受伤、疲劳引起的不稳定性，或者用于治疗膝部损伤。膝部支架可推荐用于行走、滑雪、跑步、扭转、旋转或者跳跃等活动。除了提高膝部的稳定性之外，膝部支架也能降低膝部或腿受伤的危险，或对膝部提供辅助矫正。

支架适用于保护膝关节并加强膝关节。例如，滑雪者常体验到股四头肌的疲劳，由于肌肉和关节过度紧张这可能会导致膝部疼痛。尽管已存在许多通过减小滑雪者膝部上的负荷来加强膝关节的解决方案，但这些方案通常比较烦琐，并且当滑雪者不在滑雪时(例如在乘滑雪吊椅时)会妨碍滑雪者的某些运动。

设计用于帮助那些控制腿部肌肉有困难的人的支架特别受到关注。这些人膝部治疗的需要通常是由于中风或事故，或者用于那些脊髓损伤或先天缺陷而削弱了对腿和膝部的控制的人。典型地，这些人既需要膝部的稳定性，又需要一些动态协助来活动膝关节，从而使其能够行走。

公知的膝部支架的一些缺点在于，这些支架会使腿保持直线，并且当膝部弯曲时其不会有动态响应。通过让膝部弯曲，膝部的损伤能更快地治愈，并且康复也能快得多。此外，通过提供具有动态响应的支架，有腿和膝部损伤的人能使用这些支架来按照自然的方式行走，这旨在允许穿戴者既能正常行走又能进行体育锻炼。

公知的膝部支架的另一缺点在于，穿戴者认为其又重又热且尺寸太大。多数支架价格昂贵且包含复杂的铰链机构和绑带。已发现，要么由于只是不能稳定膝部或者要么不能充分固定至腿上，这些支架有时不总起作用或者不能按照希望的那样治疗膝部。而且，有些支架在磨损了的时候连续地阻碍穿戴者的运动，在仅间歇性地需要这种校正时不能提供选择性的校正作用。

发明内容

本发明的实施例涉及一种用于在膝部转动时稳定膝部并提供动态响应的膝部支架。所述实施例重量轻、具有包含用于给支架透气的装置的细长外形且按照简单的方式运作。此外，当仅间歇性地需要校正作用时，一些实施例提供这种选择性的校正作用。

按照一个实施例，膝部支架旨在安装于膝部的后侧。所述支架包括下撑架构件，其具有分岔延伸出的第一和第二臂及位于膝部的后侧的第一端部附近的铰链。所述支架还包括上撑架构件，其具有以可枢转方式连接至所述下撑架构件的所述第一端部的第一端部及具有第一和第二臂的第二端部。所述下撑架构件和上撑架构件的每个所述第一和第二臂均限定有弯曲部分，所述弯曲部分旨在包绕腿的外侧和内侧以延伸至腿的前侧。合适的衬垫部件固定至所述下撑架构件和上撑架构件的面向预期腿的第二侧。

按照所述铰链的一种变例，铰链由所述下撑架构件形成，且包括多个从所述支架向外并远离预期腿的后侧延伸的凸出的起伏部分。

按照所述衬垫部件的一种变例，衬垫部件包括为所述腿提供缓冲的材料。在另一变例中，所述衬垫部件涂覆有具有摩擦部件的硅树脂材料，当所述第一和第二构件固定至腿上时所述摩擦部件防止所述构件转动。所述衬垫是可透气的，并且所述硅树脂涂层可包括多个促进透气的孔。

按照所述第一和第二构件的一种变例，下撑架构件和上撑架构件为单独实体。在另一变例中，所述上撑架构件和下撑架构件具有透气结构。所述透气结构可包括多个孔、长形开口或任何从所述上撑架构件和下撑架构件的主体上形成的其它合适形状。此外，所述衬垫部件可具有与所述下撑架构件和上撑架构件的所述透气结构相对应的透气部件以促进所述膝部支架的透气性。

所述下撑架构件和上撑架构件可相对于彼此以可枢转方式调节，从而为所述膝部支架提供内翻或外翻调节。可使用标度盘或其它适当的机构以允许所述下撑架构件和上撑架构件相对于彼此进行轻松的调节和紧固。

所述下撑架构件和上撑架构件可由多种材料或者这多种材料的组合制成，所述材料包括碳纤复合材料、玻璃纤维、聚丙烯以及其它适当的材料。所述撑架构件基本上是刚性的，或者可替代地为柔性但结构上坚固使得其能围绕穿戴者的腿进行弯曲并将膝部上的负重重新分配至所述穿戴者的腿上。

按照另一实施例，提供一种包括铰链装置的膝部支架，布置所述铰链装置用于相对于第一撑架构件以一定角度选择性地锁定第二撑架构件，并容许第二撑架构件相对于第一撑架构件在预定的角度范围内转动。

该实施例包括第一后撑架构件，所述后撑架构件具有前表面和后表面，并包括第一端部和连接至第一端部的中心部分以及第二端部，所述第二端部具有至少一个从所述中心部分分岔延伸并围绕中心纵向轴线的臂。所述第二后撑架构件具有前表面和后表面，并包括连接至所述第一构件的所述第一端部的第一端部、连接至所述第一端部的中心部分以及具有从所述中心部分分岔延伸出来的至少一个臂的第二端部。

所述铰链装置使所述第一撑架构件和第二撑架构件相对于彼此连接，并布置用于相对于所述第一撑架构件以一定角度选择性地锁定所述第二撑架构件。所述铰链装置容许所述第二撑架构件相对于所述第一撑架构件在预定的角度范围内转动。

按照一种变例，所述铰链装置包括固定至所述第一撑架构件的弹性悬臂弹簧以及通过接头相互连接的下部和上部铰链元件。所述上部铰链元件可选择性地与所述悬臂弹簧接合。通过由所述上部铰链元件支撑的锁定机构来实现所述铰链装置的锁定。所述锁定机构配置用于相对于所述上部铰链元件选择性地固定所述悬臂弹簧，从而相对于所述下撑架构件以预定的角度定位所述上撑架构件。

所述铰链装置可包括分别连接至所述第一撑架构件和第二撑架构件的下托架和上托架，并以其形成槽道用以容纳所述悬臂弹簧以及下部和上部铰链元件的各个端部。所述下部和上部铰链元件可包括沿其边缘限定的长形槽用以容纳沿所述下托架和上托架的内表面限定的肋凸，从而容许所述下部和上部铰链元件相对于所述下托架和上托架线性滑动。

所述膝部支架可包括从其后侧或后表面延伸出的凸块。所述凸块延伸穿过由所述悬臂弹簧以及所述下部和上部铰链元件限定的相应的长形槽。而且，所述下部和上部铰链元件的所述长形槽可包括至少一个弹簧元件，布置所述弹簧元件是用来将所述撑架构件凸块的滑动限制在所述长形槽内。

通过布置所述铰链装置，所述第二撑架构件布置为相对于所述第一撑架构件在预定的5°～30°的范围内锁定。所述铰链装置容许所述第二撑架构件相对于所述第一撑架构件在所述预定的范围内转动。由此可知，当铰链装置未锁定时，所述锁定机构从所述悬臂弹簧上脱离，所述上撑架构件能相对于所述下撑架构件自由移动，从而容许穿戴者大约运动0°～140°的自由度。

附图说明

通过参考以下的说明书、附带的权利要求和附图将会更好地理解本发明的这些以及其它特征、方面和优点，图中：

图1为具有后铰链装置的膝部支架的实施例的侧视图；

图2为图1实施例的前视图；

图3为图1实施例的后视图；

图4为其上放置有衬套的图1实施例的示意性侧视图；

图5为图1实施例的预制且非定制的下撑架构件的前视图；

图6为从图5得到的剖视图；

图7为图1实施例的预制且非定制的上撑架构件的前视图；

图8为置于穿戴者腿上的图1实施例的变例的示意性后视图；

图9为置于穿戴者腿上处于弯曲形态下的图1实施例的示意性侧视图；

图10为置于穿戴者腿上的、具有后铰链装置的膝部支架的另一实施例的示意性前视图；

图11为置于穿戴者腿上处于弯曲形态下图10的实施例的示意性侧视图；

图12为处于弯曲形态下的具有后铰链装置的膝部支架的另一实施例的立体图；

图13为处于直线形态下的图12实施例的立体图；

图14为图13实施例和形态的后视图；

图15为图13实施例和形态的侧视图；

图16为图13实施例的分解立体图；

图17为图16的铰链和托架的剖视图；

图18为图17的铰链和托架的另一剖视立体图；以及

图19为具有后铰链装置的膝部支架的另一实施例的立体图。

具体实施方式

A.概述

通过结合附图来阅读以下说明可更好地理解本发明的不同实施例，图中相同附图标记表示相同的元件。

尽管本发明能易于作出多种改型和替代构造，但在附图中仅示出了某些示例性的实施例，并以下将详细说明这些实施例。然而，应了解，并非意在将本发明局限于所披露的具体实施例，而是相反，意在覆盖处于本发明的精神和范围内以及由附带的权利要求书所限定的所有改型、替代构造、组合以及等同物。

应了解，除非本专利中明确地将术语定义为含有所描述的含义，否则并非意在明确地或间接地将这些术语的含义限制为超出其平常的或一般的含义。

权利要求中未明确声明执行具体功能的“用于……的装置”或者执行具体功能的“用于……的步骤”的任意要素均不能解释为如35U.S.C第112条第6项中规定的“装置”或“步骤”项。

B.实施例的背景

在此提供了本发明的多个实施例，其设计用于稳定由受伤或其它病症削弱的膝关节。本发明的实施例特别适用于人的膝关节，且可制成适应不同类型、形状和大小的人的关节和附肢的尺寸。

具体地，在此所述的膝部支架实施例配置为支撑及稳定膝关节，并给膝部提供返回能量，以便当膝部弯曲时辅助腿和膝部返回至直线形态。通常设有符合膝部后侧的弹性铰链装置，使得其在与膝部弯曲处大体相同的位置上弯曲。由于所述铰链的弹性，当腿弯曲时促使其形成大体上呈直线的形态。

对位于膝部之下和之上的腿部分设有下撑架构件和上撑架构件，所述下撑架构件和所述上撑架构件通过铰链彼此连接。所述下撑架构件和上撑架构件相对于膝部确定所述铰链的位置，并且还将施加于膝部上的载荷分配至所述大腿和小腿部分。

在此所述的实施例提供具有后铰链装置的不同膝部支架构造来支撑和稳定膝关节。这些实施例具有的特征可选择性地用于取代任意一个在此所述的其它实施例或变例中的相应特征。

为了解释的目的，在此所述的实施例划分成由通用的人体解剖学术语表示的各个部分。这些术语包括由前-后平面将所述膝部支架分成前侧和后侧部分。所述前-后平面大体上与人腿的冠状或前部平面相对应。每个所述前侧和后侧部分又由近-远平面和外-内平面在腿的中心附近进行划分。

在此所述的解剖学术语是希望不降低对于容易为任一整形外科普通技术人员所理解的术语的通常的理解。

在此所述的任一实施例可适于包括在2005年12月21日提交、并在此以引用的方式并入本文的共同待决的美国专利申请11/312,514中所述的诸如绑带、紧固装置和带扣这样的任意组件。而且，在此所述的任意组件可按照共同待决的美国专利申请11/312,514中所述的方式或者材料来构造。

C.膝部支架的各种实施例

图1～3中示出了膝部支架10的一个实施例。膝部支架10配置为置于腿的后侧，且具有下撑架构件12和上撑架构件14。第一或下撑架构件12限定了前面或前侧以及后面或后侧表面，并包括第一端部24、中心部分22以及由从中心部分22分岔延伸出来的第一和第二臂26、28限定的第二端部。

下撑架构件12包括位于第一端部24附近的铰链16。铰链16从下撑架构件12形成并具有限定为从第一构件12向外并远离预期腿的后侧延伸的起伏或波峰外形。尽管图1～3的示例性视图中仅示出一个起伏部分，但应了解，铰链16可由沿中心部分22的多个起伏部分限定。

第二或上撑架构件14具有前和后表面，并包括连接至第一构件12的第一端部24的第一端部34、中心部分32以及由中心部分32的分岔延伸出来的第一和第二臂38、40限定的第二端部。

下撑架构件12和上撑架构件14在接头18处进行连接，所述接头容许所述下撑架构件和上撑架构件相对于彼此以可枢转方式调节。设有容许所述下撑架构件和上撑架构件相对于彼此进行调节的合适的调节机构，以便为支架10的预期穿戴者提供内翻或外翻调节。所述调节机构可以是容许下撑架构件和上撑架构件相对于彼此进行选择性固定的任何类型的装置。

取决于膝部支架10与腿的哪一侧相配，提供下撑架构件12和上撑架构件14两者的第一和第二臂以与所述腿的内侧和外侧相应。

每个所述下撑架构件12和上撑架构件14均分别限定纵向中心轴线A-A和B-B。下撑架构件12的每个所述第一和第二臂26、28均具有弯曲部分30，所述弯曲部分绕轴线A-A延伸并旨在包绕所述腿以从后侧延伸至至少预期腿的前侧的一部分。第一和第二臂26、28在靠近第一端部24的位置处可以具有比在相对的下撑架构件12的第二端处更大的曲率。上撑架构件14的第一和第二臂36、38也均具有弯曲部分40，所述弯曲部分绕轴线B-B延伸来包绕所述腿以从后侧延伸至至少预期腿的前侧的一部分。

尽管轴线A-A和B-B示为大体上相互对齐，但下撑架构件12和上撑架构件14可相对于彼此进行调节使得轴线A-A和B-B不是对齐的，这在有需要对所述支架的预期穿戴者提供内翻或外翻调节时是希望的构造。当然，通过用于将下撑架构件12和上撑架构件14相互固定的调节机构20能实现该构造。在下撑架构件12和上撑架构件14的其中之一的后表面上设有适当的标记46来指示要获得内翻或外翻调节所应该沿其调节所述撑架构件的方位。

下撑架构件12和上撑架构件14两者均包括衬垫部件42、44，所述衬垫部件沿下撑架构件12和上撑架构件14各自的第一和第二臂的区域置于所述构件的第二表面上。衬垫部件42、44可包括诸如泡沫塑料、织物或者如在美国专利申请11/321,514中用于垫片那样的本领域技术人员公知的任何其它衬垫中的任意一种或者几种的组合。

衬垫部件42、44可包括保持下撑架构件12和上撑架构件14以防止其围绕腿转动或移动的摩擦部件。按照一种变例，所述摩擦部件为如美国专利申请11/321,514中所教示的那样的具有透气性的有孔硅树脂涂层。可采用防止所述下撑架构件和上撑架构件围绕腿转动或移动的其它合适的摩擦部件。

图4例示出置于腿上的支架10，腿具有小腿部分52、膝部部分54和大腿部分56。所述支架示为正大体上置于膝部部分54的后侧，铰链16在此从膝部部分54的后侧向外延伸。下撑架构件12配置为固定至小腿部分52，上撑架构件14配置为固定至大腿部分56。

按照该变例，提供覆盖支架10的第一表面的衬套58。衬套58包括膝部部分70，其在所述腿的膝部部分54的前侧限定为开口。所述下撑架构件12和上撑架构件14的第一表面可固定至衬套58的内侧表面，或者替代地，衬套58可包括所述支架的各部分可插入其中的衬袋。可提供其它装置来将所述支架固定至所述衬套的内侧表面，所述其它装置包括钩环紧固件、缝合、粘合剂或按扣紧固件。衬套58可按照与美国专利申请11/321,514教示的衬套实施例相同的方式来构造。

图5～7示出了预制形式的膝部支架，其中，下撑架构件13和上撑架构件15基本上与预成型的且从下撑架构件13的其余部分伸出的铰链17平齐。可模制和修剪下撑架构件13和上撑架构件15来适应穿戴者的腿以形成针对具体穿戴者的支架。所述预制而非定制的下撑架构件13和上撑架构件15可通过使用具有合适的带扣、例如铆钉、绑带和紧固装置等紧固件等来成套地提供，以允许矫形师或其它医学专业人员根据穿戴者的需要来自己定制所述支架。

如图5和图6所示，下撑架构件13包括从具有铰链17的下颈部23延续出的第一和第二臂27、29以及具有第一孔49的下分岔25。下撑架构件13还包括为与第一和第二臂27、29相应而定位和预制的衬垫43。

按照图7，上撑架构件包括延伸至上颈部33的第一和第二上臂37、39和具有第二孔51的上分岔35。还设有合适的衬垫45来与第一和第二上臂37、39相应。

如第一和第二孔49、51所例示，下撑架构件13和上撑架构件15可配置为具有合适的孔、狭槽、凹槽、凸块和环来容纳带扣、绑带和美国专利申请11/312,514中教示的那种类型的紧固机构。而且，下撑架构件13和上撑架构件15可预先成型为包括图12～16以及美国专利申请11/312,514结合示出的各种类型的孔的样式。

按照一种变例，所述上撑架构件和下撑架构件为包括树脂浸渍碳纤复合材料系统的单独实体。由于所述撑架构件成套提供，因此优选地，所述树脂是未固化的。所述上撑架构件和下撑架构件也可由多种可模制的材料制成，诸如TRIAX(ABS/尼龙共混物)、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、芳伦或带有热固性或热塑性树脂的玻璃纤维预浸料以及由EVA、泡棉或聚氨酯制成的刚性泡沫。

按照在此所述的膝部支架的所述撑架构件可形成为基本上是刚性的，或者可替代地可以是柔性的。例如，在柔性撑架构件的情况下，它们优选地在结构上是柔性的以使得能靠近穿戴者的腿来围绕其进行延伸，但它们充分坚固以将膝部上的负重重新分配至穿戴者的腿上。当然，也可使用与美国专利申请11/312,514中教示的撑架构件构造一致的任何撑架构件构造。

图8示出置于腿上的支架的一种变例。按照该实施例，第一臂28长于第二臂26，其中，第一臂26与小腿部分52的内侧相应，第二臂28与小腿部分52的外侧相应。当然，应了解，本领域技术人员可修改所述下撑架构件12和上撑架构件14以及没有在此由图10的变例示例的部分的尺寸与比例。

如图9所例示，图1～6的支架10示出为戴在腿上，其中大腿部分56相对于小腿部分52在膝部部分54处弯曲。铰链16在与膝部部分54弯曲处大体相同的位置上弯曲。由于所述铰链的弹性，当腿弯曲时促使其形成大体上呈直线的形态。与在此所述的其它实施例一样，铰链16辅助穿戴者控制腿与膝部的运动，尤其是控制它们的运动使得腿恢复到直线形态，如图4所例示。

图10和11示出膝部支架的另一实施例，其中，下撑架构件59的第一臂60大体上沿着并围绕所述下撑架构件的轴线A-A弯曲，且包绕小腿部分52的前侧。下撑架构件59的第二臂62只围绕轴线A-A弯曲以基本上从中心部分59横向延伸。上撑架构件64只包括由中心部分65与从中心部分65延伸的第二端部分66限定的一个臂。第二端部分66围绕预期的大腿部分56延伸到至少大腿部分前侧的一部分。

铰链68分别连接下撑架构件59和上撑架构件64的第一端部63和67。按照一种变例，铰链68本质上为连接下撑架构件59和上撑架构件64的、诸如一个或多个双列扭矩或螺旋弹簧中那样的弹簧装置。在另一变例中，下撑架构件59可配置为具有铰链从而使其与按照图1～3的实施例中的所述铰链相似。

各种变例中，铰链可与所述下撑架构件59和上撑架构件65分离，或者可由所述下撑架构件和上撑架构件的第一端部63和67这两者的结合来形成，使得除了所形成的具有至少一个起伏的铰链之外所述下撑架构件和上撑架构件相互连续运作。

图14～18例示出按照本发明的膝部支架100的另一实施例。按照该支架100，由铰链装置106联接上撑架构件102和下撑架构件104。第一或下撑架构件102限定了前面或前侧表面以及后面或后侧表面，并包括第一端部116、中心部分118和由从中心部分118分岔延伸出来的第一和第二臂120、122限定的第二端部。第二或上撑架构件104具有前面或前侧表面以及后面或后侧表面，并包括第一端部124、中心部分125和由从中心部分125分岔延伸出来的第一和第二臂126、128限定的第二端部。

与先前实施例一样，支架100包括与所述下撑架构件和上撑架构件相应的合适的衬垫130、132。衬垫130、132优选地包括诸如硅树脂涂层等摩擦部件133。类似地，与先前实施例一样，提供了横接所述下撑架构件和上撑架构件的所述第一与第二侧将所述支架固定至穿戴者的腿上的绑带110、112。合并起来，摩擦部件133和绑带110、112保持支架100防止其在穿戴者的腿上转动和移动。

支架100具有分别固定至下撑架构件102和上撑架构件104并与其相结合来以其限定槽道的下托架136和上托架138。如将要结合图16～18更充分地说明的那样，这些槽道136、138容纳铰链装置106的各部分。

按照该实施例，铰链装置106包括位于下托架136与上托架138之间的盖108，以及具有允许选择性地致动铰链装置106的带有盖166的锁170的锁定机构164。锁170优选地从上托架138中伸出。托架136、138具有固定至上撑架构件102和下撑架构件104的凸缘140以防止与位于所述槽道中的铰链装置106的各部分发生干涉。

优选地，当锁定机构164被致动或者处于锁定形态中时，铰链装置106将上撑架构件104相对于下撑架构件102的运动限制在10°～30°的优选范围内。然而，所述支架可配置用于对所述支架的穿戴者有用的任何期望范围。而且，所述支架可配置为使得所述铰链装置如前述实施例一样即使在铰链装置106未锁定时也提供阻力。

由于所述支架降低或消除了滑雪者在滑雪时膝部和股四头肌的负荷，因此该具体实施例对滑雪者是有用的。当滑雪者准备从滑雪斜坡滑下时，其按下所述锁定机构上的按钮，所述支架将所述上撑架构件相对于所述下撑架构件锁定在给定的角度范围内。由此可知，当滑雪者完成滑雪运动时，所述锁定机构松开，所述上撑架构件能相对于所述下撑架构件自由运动，从而容许穿戴者有大约0°～140°的自由度。

可调绑带110、112固定至下撑架构件102和上撑架构件104的所述第一和第二臂来将支架100固定到穿戴者的腿上。这些绑带110、112可通过延伸穿过由所述第一和第二臂限定的槽(未示出)来固定至所述第一和第二臂。在其它变例中，绑带110、112可用紧固件或其它合适的固定装置固定至所述下撑架构件和上撑架构件。所述绑带可以要么是有弹性的，要么基本上没有弹性。在美国专利申请11/312,514中可发现所述绑带以及用于固定所述绑带的装置的示例性变例。

下撑架构件102和上撑架构件104具有由多个孔或槽限定的透气结构134。透气结构134使空气流过下撑架构件102和上撑架构件104的各部分进行转移，大大减少了所述支架和穿戴者皮肤之间可能出现的热量。所述下撑架构件和上撑架构件的示例性变例及其结构可按照美国专利申请11/312,514的护套(shell)所述的任何方式来改变。

所述透气结构也允许所述下撑架构件和上撑架构件形成的尺寸大于诸如图1实施例中的下撑架构件和上撑架构件这样的其它撑架元件。通过使所述下撑架构件和上撑架构件形成更大的尺寸，所述下撑架构件和上撑架构件的压力在穿戴者的腿上就有更广的分布。因为存在特别是结合所述衬垫的摩擦部件采用的更大的表面接触面积，所述下撑架构件和上撑架构件围绕穿戴者的腿进行转动的可能性较小。

尽管示出的所述透气结构被限定为多个从所述下撑架构件和上撑架构件延伸出的多个孔，但其可采用容许空气流经并穿越所述第一和第二表面间的所述下撑架构件和上撑架构件的厚度进行转移到众多构形中的任何一种。在一种变例中，所述透气结构包括多个在平行方向上延伸的长形槽。在另一变例中，所述透气结构可采用大孔的形态或其它任何适当的形状，所述形状包括但不局限于圆形、矩形、直线或曲线。而且，所述下撑架构件和上撑架构件的某些区域上可具有比其它区域透气性更高的部位。

衬垫130、132分别固定在下撑架构件102和上撑架构件104的第二表面上。衬垫130、132与所述下撑架构件和上撑架构件的透气结构134配合，且优选地用有孔结构135来透气。所述衬垫的摩擦部件133优选地为硅树脂合成材料，其涂覆在有孔结构135的前侧上而不堵塞所述有孔结构。可涂覆硅树脂合成材料的衬垫130、132包括限定其范围的边缘131。同样地，所述衬垫的后侧可涂覆硅树脂合成材料而不堵塞所述有孔结构。

衬垫130、132几乎在所述下撑架构件和上撑架构件的整个第二表面上延伸。在其它各变例中，所述衬垫可只在所述下撑架构件和上撑架构件的某些部分上延伸，如图1～3的相关实施例所示。所述衬垫可具有如上参看图1实施例所述的衬垫部件42、44基本相同的结构，所述结构在美国专利申请11/312,514中还有说明。

所述衬垫可以按照容易为本领域技术人员理解的多种不同方式固定至所述下撑架构件和上撑架构件。这些方式包括使用钩环紧固装置、按扣或用粘合剂粘接。

如图16～18所最佳示出，铰链装置106包括由用可枢转接头143相互连接的下部和上部铰链元件142、144限定的铰链。下部和上部铰链元件142、144与限制其运动的悬臂弹簧156配合使得所述下部和上部铰链元件可大体上相对于彼此进行枢转，从而使它们能从平行且轴向对齐的位置向远离所述下部和上部铰链元件102、104的方向进行枢转。提供锁170来容许上部铰链元件144选择性地与悬臂弹簧156配合以限制铰链元件142、144的运动。盖108围绕在下托架136和上托架138之间延伸的铰链装置106的各部分。

下部和上部铰链元件142、144两者均包括长形槽151、152，其中分别布置有顶部和底部弹簧148、148’与149、149’。槽151、152本质上是大体纵向的且沿着下部和上部铰链元件142、144的轴线延伸。

上部铰链元件144还包括配置来容纳锁170的开口154。锁170布置为按压穿过开口154使其向上撑架构件104的后侧伸出。当锁170未处于锁定位置时，其布置为从上托架138的开口139伸出，且下部和上部铰链元件142、144能够相对于悬臂弹簧156自由滑动。

锁170能够为任何可锁定又可松开的装置，所述装置配置为受到按压来与悬臂弹簧156配合，而被松开来与悬臂弹簧156分离。锁170可以被弹簧加载，并具有爪卡部件，使得其能在受到按压时保持其位置但在再次按压时松开。

如图16和图17中最佳示出，下部和上部铰链元件142、144包括沿其边缘布置的纵向槽146、150。这些槽146、150配置为与沿下托架136和上托架138的内壁布置的肋凸167与168进行配合。所述槽与肋凸的组合限制了所述下部和上部铰链元件的运动，使它们被限制为相对于下撑架构件102和上撑架构件104来进行线性移动。

如前所述，布置悬臂弹簧156来用于与锁170配合并选择性地锁定锁170。悬臂弹簧156包括下部和上部纵槽158、160，所述纵槽与下部和上部铰链元件142、144的长形槽151、152相对应。悬臂弹簧156还包括开口162，其配置为容许锁170与之配合以有效地锁定悬臂弹簧156与上部铰链元件144。

如图18所例示，悬臂弹簧156通过紧固件180固定至下撑架构件102，所述紧固件延伸穿过下部孔176并与从下撑架构件102延伸的突块178配合。当所述锁定机构用悬臂弹簧156与上部铰链元件144配合时，通过固定悬臂弹簧156的下端并让悬臂弹簧156的上端与上撑架构件104分离，悬臂弹簧156对所述撑架的弯曲提供阻力。

下撑架构件102和上撑架构件104两者分别包括凸块172与174，其布置为延伸穿过悬臂弹簧156的槽158、160以及下部和上部铰链元件142、144的槽151、152。凸块172、174分别置于槽151、152内，弹簧148、148’之间和弹簧149、149’之间。弹簧148、148’与149、149’提供返回能量并帮助将铰链装置106置于中间位置，从而使得所述铰链装置基本上呈直线。

由于悬臂弹簧156的长形槽160的原因，当悬臂弹簧156未与锁定机构170配合时，悬臂弹簧156能够相对于凸块174滑动。同样地，当锁定机构170未与悬臂弹簧156配合时，由于槽151、152的原因，下部和上部铰链元件142、144能够相对于下部和上部托架136、138滑动。

凸块172、174限制了悬臂弹簧156以及下部和上部铰链元件142、144的运动，从而限制了上撑架构件104相对于下撑架构件102的转动。

如前所述，随后锁定机构170与悬臂弹簧156配合，下撑架构件102和上撑架构件104只能在10°～30°的范围内相对于彼此进行枢转。当然，所述悬臂弹簧可进行改型以容许在希望的多个角度进行弯曲。

悬臂弹簧156可限定与在此所示的扁平外形不同的外形，并优选地由提供一定弯曲的树脂浸渍碳纤复合材料系统来构造。所述悬臂弹簧也可由多种提供一定弯曲的材料制成，诸如TRIAX(ABS/尼龙共混物)、聚丙烯、聚乙烯、尼龙、芳纶或带有热固性或热塑性树脂的玻璃纤维预浸料、以及所述各种材料的组合。此外，所述悬臂弹簧可用形状记忆合金制成，或者将具有形状记忆合金线嵌入聚合或复合系统中，这将容许所述铰链装置进行反复弯曲。

所述悬臂弹簧可限定不同的硬度，使得所述中心部分通常比端部更柔韧，或者在替代方案中，一端部可比另一端部具有更高的柔性。

转至图19，具有与图14～18的实施例或在此所述的任何其它实施例类似的构造的膝部支架200的另一实施例可包括力带202、204，所述力带在预期穿戴者的膝部之下交叉并沿穿戴者的膝部侧面施加作用力。可以调节所述力带来对膝部提供不同的力度。

在各种变例中，所述力带可配置为在膝部之上交叉或沿着膝部的两侧之一交叉。所述力带可按照与美国专利申请11/312,514中所述的力带一致的任何方式来配置，以校齐膝部或者稳定受到碰撞的膝部。

在此所述的任一实施例中，可使用监测和控制步伐动态的传感系统来达到对齐、安全的目的以及满足穿戴者的其它需要。在共同待决的美国专利申请11/184,011与11/430,076中包含可与在此所述的任何实施例一起使用的示例性传感系统，在此将所述专利申请以引用的方式并入本文。除了在此所述的铰链装置之外，可使用基于机械和流体的装置来进行替换或者与所述铰链装置结合来控制所述铰链装置的制动。在此以引用的方式并入本文的共同待决的美国专利申请11/417,460中包含用于控制膝部的制动的示例性方法。

尽管已说明和示出了上述实施例，但应了解，这些实施例的变例和改型，例如由一些实施例所暗示的另外那些变例和改型，也落入本发明的范围之内。

Claims

1.一种适于安置在至少腿的后侧上的膝部支架，所述支架包括：

第一后撑架构件，其具有前表面与后表面，并包括第一端部、连接至所述第一端部的中心部分以及由从所述中心部分分岔延伸出来的至少一个臂限定的第二端部；

第二后撑架构件，其连接至所述第一撑架构件，所述第二后撑架构件具有前表面和后表面，并包括连接至所述第一撑架构件的第一端部的第一端部、连接至所述第一端部的中心部分以及由从所述中心部分分岔延伸出来的至少一个臂限定的第二端部；以及

后侧弹性铰链，其位于所述第一撑架构件的所述第一端部处或其附近，所述铰链布置为迫使所述第一和第二撑架构件形成预定的对齐。

2.如权利要求1所述的膝部支架，其中，所述第一撑架构件具有第一臂和第二臂，每个臂限定有弯曲部分，所述弯曲部分位于所述第一撑架构件的所述第二端处或其附近，且围绕所述第一撑架构件的中心纵向轴线并至少横向地从中心轴线延伸。

3.如权利要求1所述的膝部支架，其中，所述铰链由所述第一撑架构件形成，所述铰链由从所述第一撑架构件的后侧突出的至少一个起伏部分限定。

4.如权利要求1所述的膝部支架，还包括具有相对的第一侧和第二侧的衬垫，所述衬垫的所述第二侧沿所述第一和第二撑架构件的至少一个臂的区域置于所述第一和第二撑架构件的前表面上。

5.如权利要求4所述的膝部支架，其中，所述衬垫包括位于其第一侧上的摩擦硅树脂涂层。

6.如权利要求1所述的膝部支架，还包括连接所述第一和第二撑架构件并使其相对于彼此定向的调节机构。

7.如权利要求1所述的膝部支架，还包括衬套，所述第一和第二撑架构件固定至所述衬套。

8.如权利要求1所述的膝部支架，还包括计量器，所述计量器提供指示所述第一撑架构件相对于所述第二撑架构件的转动位置的标记。

9.如权利要求1所述的膝部支架，其中，所述第一和第二撑架构件配置为用于安置在人的腿上，使得所述第一和第二撑架构件的所述臂弯曲以从腿的后侧包绕延伸至前侧。

10.一种适于安置在至少腿的后侧上的膝部支架，所述支架包括：

第一后撑架构件，其具有前表面与后表面，并包括第一端部、连接至所述第一端部的中心部分以及第二端部，所述第二端部具有从所述中心部分分岔延伸并围绕中心纵向轴线的至少一个臂；

第二后撑架构件，其具有前表面和后表面，并包括连接至所述第一构件的所述第一端部的第一端部、连接至所述第一端部的中心部分以及具有从所述中心部分分岔延伸的至少一个臂的第二端部；以及

铰链装置，其使所述第一和第二撑架构件相对于彼此连接，所述铰链装置布置用于相对于所述第一撑架构件成一定角度地选择性锁定所述第二撑架构件，并容许所述第二撑架构件相对于所述第一撑架构件在预定的角度范围内转动。

11.如权利要求10所述的膝部支架，其中，所述铰链装置包括固定至所述第一撑架构件的弹性悬臂弹簧。

12.如权利要求11所述的膝部支架，其中，所述铰链装置还包括通过接头相互连接的下部和上部铰链元件，所述上部铰链元件能够选择性地与所述悬臂弹簧接合。

13.如权利要求12所述的膝部支架，其中，所述铰链装置包括由所述上部铰链元件支撑的锁定机构，所述锁定机构配置用于相对于所述上部铰链元件选择性地固定所述悬臂弹簧，从而相对于所述下撑架构件以预定的角度定位所述上撑架构件。

14.如权利要求12所述的膝部支架，其中，所述铰链装置包括下托架和上托架，所述下托架和上托架分别连接至所述第一撑架构件和第二撑架构件，并形成槽道用以容纳所述悬臂弹簧以及所述下部和上部铰链元件的各个端部。

15.如权利要求14所述的膝部支架，其中，所述下部和上部铰链元件包括沿其边缘限定的长形槽，所述长形槽用以容纳沿所述下托架和上托架的内表面限定的肋凸，从而容许所述下部和上部铰链元件相对于所述下托架和上托架线性滑动。

16.如权利要求12所述的膝部支架，其中，所述第一和第二撑架构件包括从其后表面延伸出的凸块，所述凸块延伸穿过由所述悬臂弹簧以及所述下部和上部铰链元件限定的相应的长形槽。

17.如权利要求16所述的膝部支架，其中，所述下部和上部铰链元件的所述长形槽包括至少一个弹簧元件，所述弹簧元件布置为用来将所述撑架构件凸块的滑动限制在所述长形槽内。

18.如权利要求10所述的膝部支架，还包括连接至所述第一和第二撑架构件并在所述支架的前部对角地延伸的一对力带。

19.如权利要求10所述的膝部支架，其中，所述第二撑架构件布置为相对于所述第一撑架构件在预定的5°～30°的范围内锁定，所述铰链装置容许所述第二撑架构件相对于所述第一撑架构件在所述预定的范围内转动。

20.如权利要求10所述的膝部支架，其中，所述第一和第二撑架构件布置为用于安置在人的腿上，使得所述第一和第二撑架构件的所述臂弯曲以从所述腿的后侧包绕延伸至前侧。