ПРОТЕЗНЫЙ СУСТАВ Российский патент 1998 года по МПК A61F2/64 

Изобретение относится к протезному суставу, в частности коленному или тазобедренному суставу, включающему верхнюю часть сустава, нижнюю часть сустава, шарнирную ось, поворотно связывающую обе эти части сустава и жестко соединенную с одной частью сустава, а также амортизирующее устройство поворота сустава.

Известен метод гидравлического амортизированного коленного сустава. Для этого предусматривается установленный за пределами сустава амортизирующий гидроцилиндр, одним своим концом шарнирно сочлененный с нижней частью сустава и воздействующий своим поршневым штоком на рычаг, соединенный с верхней частью сустава.

В основу изобретения положена задача усовершенствовать эту конструкцию прежде всего в отношении ее функционирования.

В соответствии с изобретением эта задача решается следующими признаками:
а) амортизирующее устройство включено в одну из двух частей сустава и воздействует непосредственно на шарнирную ось, жестко соединенную с указанной частью сустава;
б) амортизирующее устройство содержит замкнутую вытеснительную камеру, концентрично охватывающую шарнирную ось по меньшей мере на части ее периметра и разделенную шарнирной осью, выполненной в виде поворотного поршня, на две секции;
в) секции вытеснительной камеры связаны друг с другом двумя обратными дроссельными клапанами, включенными параллельно и действующими в противоположных направлениях;
г) оба места дросселирования управляются извне отдельно друг от друга.

Конструкция, предложенная согласно изобретению, при ее выполнении в виде коленного сустава, позволяет осуществлять в дополнение к возможностям известного тормозного колена управление фазой маха, при котором можно раздельно регулировать сопротивление повороту для сгибания и вытяжения.

Управление дросселями может в принципе осуществляться механически или с помощью электрических исполнительных механизмов. В соответствии с изобретением целесообразно, чтобы управление дросселем производилось подвижным в осевом направлении дроссельным штоком, перемещение которого может осуществляться, например, за счет регулируемого от руки винта с накатанной головкой и т.п.

В протезном сустава, выполненном, в частности в виде коленного сустава, целесообразно, чтобы усилие, нагружающее сустав, вызывало заранее определенное закрытие сгибательного дросселя. Конструктивно это можно выполнить в форме телескопического, серво- или моментного управления.

Поворотный поршень имеет в предпочтительном варианте прямоугольную поршневую пластину, которая прилегает к обоим торцам и к цилиндрической внутренней стенке замкнутой вытеснительной камеры через уплотнительную рамку. Предпочтительно фиксировать последнюю держателем, скрепленным с поршневой пластиной. В результате получается замкнутая со всех сторон вытеснительная камера с единственной определенной неплотностью, предусмотренной в зоне уплотнения поворотного поршня. При этом целесообразно, чтобы уплотнение поворотного поршня, герметично изолирующее вытеснительную камеру от внешней среды, находилось за пределами опоры поршня. Смазка опоры поворотного поршня производится за счет избыточного давления в вытеснительной камере, т.е. гидравлическим маслом, которое поэтому должно обладать высокими смазочными свойствами.

Другие признаки изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы и в связи с другими преимуществами изобретения более подробно поясняются на примере выполнения.

Пример осуществления изобретения изображен на чертежах, где на фиг.1 показан коленный сустав, вид сбоку; на фиг.2 - то же, что и на фиг.1, вид спереди; на фиг.3 - то же, что и на фиг.1, вид сверху; на фиг.4 - продольный разрез по линии A-A на фиг.2; на фиг.5 - продольный разрез по линии C-C на фиг.2; на фиг.6 - поперечный разрез по линии B-B на фиг.1.

В качестве примера протезного сустава изображен коленный сустав, состоящий из верхней части 1 сустава и установленной несколько эксцентрично по отношению к ней нижней части 2 сустава. Поворотная связь обоих частей 1, 2 сустава осуществляется через шарнирную ось 3, жестко соединенную с верхней частью 1 сустава. При этом верхняя часть 1 сустава опирается своей частично цилиндрической нижней стороной на цилиндрическую поверхность 4 нижней части 2 сустава. Вследствие эксцентричной установки относительно друг друга верхняя часть 1 при повороте сустава набегает своей нижней стороной на цилиндрическую поверхность 4, которая, таким образом, сплошь служит упором сустава. Поэтому специальный упор сустава может и не предусматриваться.

Для амортизирования поворота сустава в представленном примере осуществления предусмотрено гидравлическое амортизирующее устройство, непосредственно включенное в нижнюю часть 2 сустава и воздействующее непосредственно на шарнирную ось 3. Гидравлическое амортизирующее устройство содержит замкнутую вытеснительную камеру 5, которая охватывает шарнирную ось 3 концентрично на части ее периметра и разделена на две секции 5a, 5b шарнирной осью 3, выполненной в виде поворотного поршня. Для этой цели шарнирная ось 3 снабжена прямоугольной, проходящей в осевом и радиальном направлениях поршневой пластиной 6, которая герметично прилегает двумя своими радиальными торцевыми краями к обеим торцевым стенкам вытеснительной камеры 5, а своим осевым продольным краем - к цилиндрической внутренней стенке вытеснительной камеры 5. Эта герметизация осуществлена предпочтительно через уплотнительную рамку 7, закрепленную на поршневой пластине 6 с помощью скрепленного с последней держателя (не показан).

Вытеснительная камера 5 герметично изолирована от внешней среды посредством уплотнения 8 поворотного поршня, размещенного за пределами опоры 9 поворотного поршня. Смазка производится за счет избыточного давления в вытеснительной камере 5, причем вытеснительная камера 5 заполнена предпочтительно гидравлическим маслом с высокими смазочными свойствами.

Секции 5a, 5b связаны друг с другом двумя параллельно включенными, действующими в противоположных направлениях обратными дроссельными клапанами 10. Последние установлены в двух расположенных рядом друг с другом в нижней части 2 сустава отверстиях 11, проходящих перпендикулярно шарнирной оси 3 и закрытых наружу уплотнительными заглушками 12.

Для управления местом дросселирования каждого обратного дроссельного клапана 10 в данном примере выполнения предусмотрен соответствующий дроссельный шток 13, который установлен с возможностью продольного перемещения посредством юстировочного устройства (не показано), например приводимого в действие от руки винта с накатанной головкой, и который своим верхним свободным концом, показанным на фиг.5, более или менее глубокого входит в сечение потока гидравлической связи между обеими секциями 5a и 5b. Благодаря возможности раздельного перестановочного перемещения обоих дроссельных штоков 13 можно регулировать сопротивление повороту отдельно для сгибания и вытяжения. При этом также целесообразно, чтобы нагружение колена приводило к закрытию сгибательного дросселя. Это регулируется с помощью не показанного на чертежах телескопического управления, сервоуправления или моментного управления.

Протезный сустав предназначен для взаимно поворотного сочленения частей ортопедического аппарата и может быть использован для протезирования в протезировании. Протезный сустав включает верхнюю часть сустава, нижнюю часть сустава, шарнирную ось, поворотно связывающую обе эти части между собой и жестко соединенную с частью сустава, а также амортизирующее устройство поворота сустава. С целью достижения, в частности более компактной конструкции сустава, в соответствии с изобретением предлагается включить амортизирующее устройство в одну из частей сустава и воздействовать непосредственно на шарнирную ось, жестко соединенную с другой частью сустава. 9 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Протезный сустав, в частности коленный или тазобедренный сустав, включающий верхнюю часть сустава, нижнюю часть сустава (2), шарнирную ось (3), поворотно связывающую указанные части (1, 2) сустава и жестко соединенную с одной частью (1) сустава, а также амортизирующее устройство поворота сустава, отличающийся тем, что амортизирующее устройство включено в одну (2) из частей (1, 2) сустава, воздействует непосредственно на шарнирную ось (3), жестко соединенную с частью (1) сустава, и содержит замкнутую вытеснительную камеру (5), концентрично охватывающую шарнирную ось (3) по меньшей мере на части ее периметра и разделенную шарнирной осью (3), выполненной в виде поворотного поршня (3, 6, 7), на две секции (5а, 5b), которые связаны друг с другом двумя обратными дроссельными клапанами (10), включенными параллельно и действующими в противоположных направлениях, причем дроссельные клапаны управляются извне отдельно друг от друга. 2. Протезный сустав по п. 1, отличающийся тем, что управление дросселем производится подвижным в осевом направлении дроссельным штоком (13). 3. Протезный сустав по п. 2, отличающийся тем, что для перемещения дроссельного штока (13) предусмотрен регулируемый от руки винт с накатанной головкой. 4. Протезный сустав по пп. 1, 2 и (3), отличающийся тем, что усилие, нагружающее сустав, вызывает заранее определенное закрытие сгибательного дросселя. 5. Протезный сустав по одному из пп. 1 - 4, отличающийся тем, что поворотный поршень (3, 6, 7) имеет прямоугольную поршневую пластину (6), которая прилегает к обоим торцам и к цилиндрической внутренней стенке вытеснительной камеры (5) через уплотнительную рамку (7). 6. Протезный сустав по п. 5, отличающийся тем, что уплотнительная рамка (7) зафиксирована держателем, скрепленным с поршневой пластиной (6). 7. Протезный сустав по одному из пп. 1 - 6, отличающийся тем, что уплотнение (8) поворотного поршня, герметично изолирующее вытеснительную камеру (5) от внешней среды, находится за пределами опоры (9) поворотного поршня. 8. Протезный сустав по одному из пп. 1 - 7, отличающийся тем, что для монтажа обоих обратных дроссельных клапанов (10), в части (2) сустава, в которой размещена вытеснительная камера (5), предусмотрены два отверстия (11), закрытые уплотнительными заглушками (12). 9. Протезный сустав по одному из пп. 1 - 8, отличающийся тем, что амортизирующей средой является гидравлическое масло с высокими смазочными свойствами. 10. Протезный сустав по одному из пп. 1 - 9, отличающийся тем, что верхняя часть (1) сустава опирается своей частично цилиндрической нижней стороной на цилиндрическую поверхность (4) нижней части (2) сустава, установленной эксцентрично по отношению к верхней части сустава.