屈曲结构赋予假足自然感

华盛顿州西雅图 -如果工程师制定了一系列诫命，你就不可能创造出一种无疑会成为前十名的结构。Model + Instrument Development(MIND)的工程师Bill Bryant非常了解这条不成文的规则。然而，当他研究人类步态并将他的发现用于设计一个新的假足时，屈曲是他想要的。“为了稳定性，脚在平足时应该是僵硬的，”他解释道。“但是为了保持舒适，当你滚到脚趾上并且不需要额外的负荷就可以使脚趾翻滚时，它会变得更柔软。”

脚也必须便宜且重量轻，但足够强大，可以处理重达225磅的中等活跃用户。与该公司的高端西雅图Lightfoot相比，新的西雅图天然足部仅需花费四分之一。为满足这些相互矛盾的要求，布莱恩特创造了一种新型的注塑热塑性龙骨结构，这种结构采用了他称之为可控弹性屈曲的概念。

工程书籍将弯曲定义为由于载荷略微增加而导致的结构突然的，大的，不受控制的变形。受控弹性屈曲也具有这些特性中的每一个，但是适度。Natural-Foot龙骨不是“突然的，大的，不受控制的”，而是以可预测的，适度的，有约束的方式弯曲。

为了达到这些品质，布莱恩特用一系列五个弯曲的肋骨组成了龙骨。当脚弯曲时，肋骨相互扣合，下肋条逐渐支撑上部肋骨。在经验测试之后添加两个垂直腹板 - 将最下面的肋互连以在弯曲极限处提供增加的刚度。“当它达到最终的弯曲形状时，秘诀是支撑(龙骨)，”他谈到了设计。“我们允许它扣，然后我们不再让它继续下去。”

在几次早期尝试失败后，经典意义上的灾难性失败 - 科比决定扭转设计过程。他没有创造龙骨设计并弯曲它，而是开始使用已经弯曲到所需的6英寸半径的龙骨，然后计算肋骨长度，这将产生弯曲。

结构研究和分析'COSMOS / M创建的有限元模型证实了最终设计。然而，构建FEA模型扩展了软件的功能和几位专家的知识。“每个人都认为屈服于失败模式，”布莱恩特说。分析证明非常非线性。它还包含在弯曲时肋条彼此接触的点处的复杂接触问题。通过与外部顾问Gary Ketner合作，他最终制作了一个融合的模型。结果与实际测量值的10%相关，

在布莱恩特办公室对面的一个实验室里，工程师花了数周时间测试了16种不同的可注射成型聚合物，以寻找能够承受高疲劳负荷的聚合物。尼龙等流行的塑料存活不到100次。获胜者，纯杜邦Delrin(TM)，持续数百万。布莱恩特说：“高负荷疲劳甚至没有任何东西可以接近德林。”它的低成本也使脚的价格下降。

然而，德林提出了自己的挑战：几乎没有什么可以坚持下去。巴斯夫注入喷涂金属模具的微孔聚氨酯泡沫形成了脚的外形。为了使泡沫与Delrin结合，技术人员必须在成型前对等龙骨进行等离子蚀刻和灌注。泡沫也难以在龙骨肋之间流动，因此切割的聚氨酯片现在填满了这些间隙。虽然这些制造难题最初被证明是令人失望的，但工程师发现，通过仔细选择泡沫板的硬度，

龙骨非常非线性的特性使得MIND可以创造两种尺寸来覆盖整个脚的范围。150磅人和200磅人之间的偏差差异很小。引用的最终强度超过1,300磅。

该公司声称，在价格和性能方面没有任何东西可以匹配。它应该在第三世界国家特别受欢迎，在这些国家，成本非常重要，带有临时假肢的截肢者带来了相当大的耻辱感。