假肢及其零部件的輕量化對降低穿戴者運動時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)計性強(qiáng)，是制作假肢較好的材料。
據(jù)不完全統(tǒng)計，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。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。博實給大家列舉幾個碳纖維復(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，在運動過程中產(chǎn)生推力，同時可以代償小腿三頭肌和屈肌的作用，在20世紀(jì)80年代的時候出現(xiàn)了儲能腳。從動力學(xué)的觀點來看，腳在支撐前期儲存能量，在后期要釋放能量。碳纖維假腳放/儲能比可高達(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，還有一個比較重要的運動部位-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，但是價格卻十分昂貴；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)與假腳的連貫動作對膝關(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)行彈跳的動作。臺灣德林公司生產(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，會讓踝關(guān)節(jié)更輕巧美觀。
碳纖維假腳
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