假肢及其零部件的輕量化對(duì)降低穿戴者運(yùn)動(dòng)時(shí)所消耗的能量和提高穿戴效果有著重要的影響。為了減少假肢的重量，一些輕質(zhì)量高強(qiáng)度的材料被廣泛應(yīng)用于假肢的制作中，如超輕鋁合金、鈦合金、碳纖維復(fù)合材料等，其中，碳纖維比強(qiáng)度和比剛度都很高，而且設(shè)計(jì)性強(qiáng)，是制作假肢較好的材料。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國目前有肢體殘疾人877萬，其中有100多萬要接受假肢安裝，而且這些數(shù)量每年都在增長(zhǎng)。目前國內(nèi)假肢大部分還是應(yīng)用傳統(tǒng)型的產(chǎn)品，如鑄鋼、木材、鋁合金等材質(zhì)，不僅質(zhì)量差、性能差，而且標(biāo)準(zhǔn)化程度也不高。碳纖維復(fù)合材料假肢質(zhì)量輕、強(qiáng)度大、性能好，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。能幫助殘疾人在日常生活和工作中更好地發(fā)揮假肢的代償功能，提高生活品質(zhì)，增加幸福感。博實(shí)給大家列舉幾個(gè)碳纖維復(fù)合材料在假肢中比較常見的應(yīng)用。
碳纖維假肢
1、碳纖維假腳
假腳的主要功能是支撐身體的重量，在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生推力，同時(shí)可以代償小腿三頭肌和屈肌的作用，在20世紀(jì)80年代的時(shí)候出現(xiàn)了儲(chǔ)能腳。從動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)來看，腳在支撐前期儲(chǔ)存能量，在后期要釋放能量。碳纖維假腳放/儲(chǔ)能比可高達(dá)95%以上，質(zhì)量輕，患者行走較為省力，目前世界上流行的20多種儲(chǔ)能腳幾乎都是使用的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的。
2、碳纖維膝關(guān)節(jié)
除了腳掌以外，還有一個(gè)比較重要的運(yùn)動(dòng)部位-膝關(guān)節(jié)，也是可以采用碳纖維復(fù)合材料制成。目前市面上的根據(jù)材料的不同，將膝關(guān)節(jié)分為普通關(guān)節(jié)（合金鋼）、鋁合金關(guān)節(jié)、鈦合金關(guān)節(jié)、鎂合金關(guān)節(jié)、碳纖維關(guān)節(jié)等。在幾種關(guān)節(jié)中，普通關(guān)節(jié)的重量最大，鋁合金關(guān)節(jié)雖然質(zhì)量輕，但是強(qiáng)度和使用壽命不盡如人意；鈦合金關(guān)節(jié)質(zhì)量輕，性能也不錯(cuò)，但是價(jià)格卻十分昂貴；碳纖維關(guān)節(jié)相比上述這些材質(zhì)的關(guān)節(jié)，雖然價(jià)格也貴，但是質(zhì)量輕，強(qiáng)度高。在世界上流行的20多種膝關(guān)節(jié)的外框都是采用的碳纖維復(fù)合材料。
3、碳纖維踝關(guān)節(jié)
踝關(guān)節(jié)與假腳的連貫動(dòng)作對(duì)膝關(guān)節(jié)的平穩(wěn)支撐有著重要的影響，碳纖維復(fù)合材料也可以用作踝關(guān)節(jié)的制作。例如，德國奧托博克公司在柔性腳中采用了碳纖維復(fù)合材料來制作踝關(guān)節(jié)，可以進(jìn)行彈跳的動(dòng)作。臺(tái)灣德林公司生產(chǎn)有碳纖維萬向足踝、碳纖維固定阮根足踝等人工踝關(guān)節(jié)。另外，足踝與小腿假肢銜接管也可以采用碳纖維復(fù)合材料，會(huì)讓踝關(guān)節(jié)更輕巧美觀。
碳纖維假腳
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