仿生结构足部假肢康复辅具设计

这款足部假肢的结构设计核心围绕下肢截肢患者的日常行走需求展开，在接触地面的支撑段采用了分趾式的弹性弧面结构，区别于传统整块碳纤板的假肢脚板，三瓣式的分叉支撑结构可以在行走过程中适配不同路面的起伏变化，当使用者在平整柏油路面行走时，三个支撑瓣同步受力，均匀分散来自踝部的载荷，接触地面的弧面边缘做了圆滑过渡处理，避免行走过程中剐蹭裤腿或是绊倒障碍物。在踝部连接位置采用了球铰式的连接结构，这个结构可以实现多方向的角度偏转，相比传统单轴踝假肢，球铰结构可以适配路面的横向倾斜，比如走在有坡度的人行道或是倾斜的无障碍坡道时，踝部可以自动偏转贴合地面，不需要使用者刻意调整腿部姿态来补偿角度差，降低行走时的腰部代偿负荷。

从安装边界来看，上端的连接柄采用标准的假肢接受腔连接接口，接口外径适配主流的小腿假肢接受腔锁紧机构，连接段的长度预留了足够的调整余量，可以根据患者的残肢长度、身高腿长比例调整整体安装高度，不需要额外定制转接件。整体结构的外形轮廓参考了健康人足部的自然受力曲线，足弓位置做了内凹的弹性形变预留空间，当行走过程中足跟着地、重心向前脚掌转移的过程中，支撑瓣会产生可控的弹性形变，储存部分重力势能，在蹬离地面的阶段释放，辅助使用者完成向前的推进动作，减少行走过程中的体力消耗。

在实际应用场景中，这款结构可以适配日常室内外行走需求，不管是居家环境中的木地板、瓷砖地面，还是室外的水泥路面、砖石步道，分瓣式的支撑结构都能保证足够的接触面积，避免局部压强过大导致的打滑问题。设计过程中没有多余的外置装饰外壳，整体金属结构裸露的设计一方面降低了整体自重，另一方面也方便后期的维护调整，使用者可以根据自身的行走习惯，微调球铰结构的阻尼力度，调整踝部偏转的阻力大小，适配不同的行走速度需求。

结构的受力路径经过反复优化，来自接受腔的垂直载荷通过上端连接柄传递到球铰结构，再均匀分散到三个分叉的支撑瓣上，每个支撑瓣的截面厚度从根部到尖端逐渐递减，保证根部有足够的结构强度承受冲击载荷，尖端位置有足够的弹性提供形变缓冲，行走过程中遇到小的路面凸起时，对应位置的支撑瓣可以单独产生形变，抵消路面凸起带来的冲击力，减少残肢端受到的冲击震动，长期使用也能降低残肢端的磨损不适感。相比传统的S型脚板假肢，这种分瓣式结构在侧向稳定性上有明显优势，当使用者做转身、侧移动作时，两侧的支撑瓣可以提供足够的侧向支撑力，不会出现侧翻崴脚的风险，适合日常活动量中等的截肢用户使用，不需要额外搭配踝部锁定机构就能实现稳定的站立支撑，站立时的重心稳定区间更宽，使用者不需要刻意调整重心位置就能保持平稳站立，降低长时间站立的疲劳感。