КОЛЕННЫЙ СУСТАВ ПРОТЕЗА НОГИ Российский патент 2002 года по МПК A61F2/64 

Изобретение относится к ортопедической технике, в частности к коленным суставам протеза ноги, и может быть использовано при протезировании инвалидов, потерявших ноги выше колена.

Известен коленный сустав протеза ноги (механизм коленного шарнира), содержащий шарнирную опору, гибкую упругую связь с пружиной, соединяющую спереди бедренную и голенную части шарнирной опоры, и механизм управления шарнирной опорой, состоящий из фрикциона, установленного на голенной части шарнирной опоры и выполненного в виде кругового сектора, подпружиненного эксцентрика, установленного на голенной части с возможностью взаимодействия с фрикционом и снабженного управляющей тягой, голеннооткидной тянки, соединяющей бедренную часть с пружиной гибкой упругой связи, и сдвоенного ролика, кинематически связанного с гибкой упругой связью, голеннооткидной тянкой и фрикционом (1).

Однако в известном устройстве работа механизма управления и работа шарнирной опоры взаимосвязана, что значительно снижает удобства пользования протезом, т. к. выбор режима работы (ходьба, сидение) коленного сустава зависит от положения шарнирной опоры. Кроме этого, известное устройство, не позволяет осуществлять стопорение шарнирной опоры в разогнутом состоянии, что значительно затрудняет ходьбу в тяжелых условиях (грязь, гололед, высокая трава, снег и др.).

Известен также коленный сустав протеза ноги (коленный узел протеза бедра), содержащий шарнирную опору, состоящую из бедренной и голенной частей и снабженную упругим ограничителем подгибания в виде пружины и резиновым амортизатором разгибания, и механизм управления шарнирной опорой, содержащий кулачковый стопор, одно звено которого установлено на оси шарнирной опоры и посредством рычага взаимодействует с упругим ограничителем подгибания и посредством упругого элемента - с опорной поверхностью голенной части, а подвижное звено которого установлено на бедренной части, и средство стопорения шарнирной опоры в разогнутом на 180^o положении, выполненное в виде стержня с двумя лысками и расположенное в приливе голенной части с возможностью взаимодействия лысками с опорными площадками бедренной части (2).

Однако известный коленный сустав протеза ноги неудобен при использовании. При падении пользователя часто происходит травмирование культи и, как правило, перелом шейки бедра. Данные недостатки связаны с тем, что работа механизма управления шарнирной опоры связана с работой шарнирной опоры, а механизм управления не обеспечивает ограниченную подвижность шарнирной опоры и не позволяет стопорить ее в разогнутом состоянии, из-за чего устройство дополнительно содержит средство стопорения.

Задача изобретения состоит в повышении удобства и безопасности пользования протезом за счет обеспечения работы механизма управления шарнирной опорой независимо от работы шарнирной опоры, обеспечения ограниченной подвижности шарнирной опоры при ходьбе в обычных условиях и обеспечения стопорения шарнирной опоры в разогнутом положении механизмом управления шарнирной опорой.

Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи в коленном суставе протеза ноги, содержащем шарнирную опору, состоящую из бедренной и голенной частей и снабженную пружиной для упругого ограничения подгибания и упругим ограничителем разгибания, и механизм управления шарнирной опорой, содержащий стопор, отличием является то, что стопор выполнен в виде подпружиненного стержня, установленного в бедренной части в переднезаднем направлении с возможностью взаимодействия с гнездом и пазом, выполненными последовательно и заодно в переднезаднем направлении на опорной поверхности голенной части и резиновым амортизатором сгибания, установленном в пазу, с возможностью продольного фиксированного перемещения, а механизм управления шарнирной опорой дополнительно снабжен узлом ручного управления подпружиненным стержнем. При этом узел ручного управления подпружиненным стержнем содержит корпус с фигурной прорезью, имеющей узкую и широкую части, ползун, установленный в корпусе, фигурную кнопку с лестничным выступом, установленную на ползуне с возможностью взаимодействия лестничным выступом с фигурной прорезью и снабженную пружиной со стопорным элементом, и тросик, связывающий ползун с подпружиненным стержнем, а рабочая часть стержня выполнена прямоугольной.

Изобретение поясняется чертежами; фиг.1 - коленный сустав в согнутом положении на угол 95^o-110^o; фиг.2 - коленный сустав при ходьбе в обычных условиях с ограниченной подвижностью шарнирной опоры; фиг.3 - коленный сустав в разогнутом положении на 180^o для ходьбы в тяжелых условиях с жестким стопорением шарнирной опоры, фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3 - опорные оси пружины для упругого ограничения подгибания шарнирной опоры; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг. 2 - узел ручного управления подпружиненным стержнем.

Коленный сустав протеза ноги содержит шарнирную опору, состоящую из бедренной части 1 и голенной части 2, и механизм управления шарнирной опорой, состоящий из стопора и узла ручного управления стопора. Шарнирная опора снабжена упругим ограничителем 3 подгибания и разгибания в виде пружины (одной или двух), верхний конец которой установлен в стакане 4, соединенном с осью 5, закрепленной в бедренной части 1, и резиновым амортизатором 6.

Стопор выполнен в виде подпружиненного стержня 7 с прямоугольной рабочей частью с пружиной 8 и установлен в бедренной части 1 в переднезаднем направлении с возможностью взаимодействия с гнездом 9 и пазом 10, выполненными последовательно и заодно в переднезаднем направлении на опорной поверхности голенной части 2, и резиновым амортизатором 11, установленным с возможностью фиксированного перемещения вдоль паза 10, что позволяет установить требуемый угол сгибания шарнирной опоры 15-25^o.

Узел ручного управления подпружиненным стопором содержит корпус 12 с фигурной прорезью 13 на крышке 14, ползун 15, установленный внутри корпуса 12, фигурную кнопку 16, установленную на ползуне 15 с возможностью взаимодействия лестничным выступом с фигурной прорезью 13 и снабженную пружиной 17 и стопорным элементом 18, и тросик 19, связывающий ползун 15 со стержнем 7 стопора.

Изобретение используют следующим образом.

Одевать протез ноги удобнее, когда шарнирная опора находится в согнутом положении на угол 95-110^o. Для этого пользователь нажимает на кнопку 16 внутрь корпуса 12, выводя ее из взаимодействия с фигурной прорезью 13, и передвигает ее вверх до упора. При этом вверх перемещается ползун 15, который тянет тросик 19, который тянет подпружиненный стержень 7, и полностью втягивает его в бедренную часть 1, сжимая пружину 8. При таком положении стержня (фиг. 3) шарнирная опора обладает возможностью сгибаться на любой требуемый угол до 110^o (для сидения на корточках).

Надев протез пользователь встает, шарнирная опора разгибается на угол 180^o автоматически. Для осуществления ходьбы в обычных условиях необходимо обеспечить ограниченную подвижность шарнирной опоры в пределах 15-25^o. Для этого пользователь нажимает на кнопку 16 внутрь корпуса 12, освобождая ее от взаимодействия лестничным выступом с фигурной прорезью 13.

Предварительно сжатая пружина 8 разжимается и выталкивает стержень 7 из бедренной части 1 в паз 10. Пружина 8 подобрана таким образом, что находясь в полностью разжатом состоянии, обеспечивает взаимодействие стержня 7 только с пазом 10, и не позволяет ему входить в гнездо 9.

Благодаря тому, что амортизатор 11 установлен с возможностью фиксированного перемещения вдоль паза 10, можно изменить длину хода стержня 7 и, соответственно, сгибание бедренной части 1 на требуемый угол в 15-25^o для пользователя. Для осуществления шага протезом ноги пользователь делает движение культей бедра вперед. При этом в первой фазе шага шарнирная опора сгибается, сжимая пружины 3, которые ограничивают угол подгибания шарнирной опоры. Во второй фазе шага протезом ноги пружины 3 разжимаются. Шарнирная опора разгибается до 180^o и установление стопы (не показано) протеза ноги на опорную поверхность осуществляется при разогнутой шарнирной опоре.

Во время опоры на протез ноги в первой фазе шага шарнирная опора подгибается и сжимает пружину 3, а во время второй фазы шага под действие усилий пользователя и разжимающей пружины 3 шарнирная опора разгибается до 180^o.

Ограничение подвижности шарнирной опоры в пределах 15-25^o позволяет исключить травмы культи при неожиданном падении пользователя, что не обеспечивается известными коленными суставами протеза ноги, включая прототип.

Резиновый амортизатор 6 позволяет избегать стука при ходьбе в обычных условиях.

При осуществлении ходьбы в тяжелых условиях (снег, гололед, высокая трава и др.) с высоким риском падения из-за сгибания шарнирной опоры лучше пользоваться протезом, застопоренным при полном разогнутом положении в 180^o. Для этого пользователь нажимает на кнопку 16 и перемещает ее вниз до упора. При этом ползун 15 перемещается вниз, толкает тросик 19, который толкает стержень 7 в гнездо 9, сжимая пружину 8.

Источники информации
1. Авт. св. СССР 1759415, А 61 F 2/64, публ. 1992 г.

2. Патент РФ 2013081, А 61 F 2/60, публ. 1994 г. (прототип).

Изобретение применяется в ортопедической технике, а именно в коленном суставе протеза ноги. Устройство содержит шарнирную опору, состоящую из бедренной части и голенной части, и механизм управления шарнирной опорой, состоящий из стопора и узла ручного управления стопором. Стопор выполнен в виде стержня с прямоугольной рабочей частью с пружиной, установленного в бедренной части в переднезаднем направлении с возможностью взаимодействия с гнездом и пазом, выполненными последовательно и заодно в переднезаднем направлении на опорной поверхности голенной части. В пазу установлен резиновый амортизатор сгибания с возможностью продольного фиксированного перемещения, что позволяет установить требуемый угол сгибания шарнирной опоры на 15-25^o. Стержень соединен с узлом ручного управления с помощью тросика. Технический результат: обеспечение работы механизма управления независимо от работы шарнирной опоры, обеспечение ограниченной подвижности шарнирной опоры и обеспечение стопорения шарнирной опоры в разогнутом положении механизмом управления. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Коленный сустав протеза ноги, содержащий шарнирную опору, состоящую из бедренной и голенной частей и снабженную упругим ограничителем подгибания и разгибания в виде пружины, и механизм управления шарнирной опорой, содержащей стопор, отличающийся тем, что стопор выполнен в виде подпружиненного стержня с прямоугольной рабочей частью, установленного в бедренной части в переднезаднем направлении с возможностью взаимодействия с гнездом и пазом, выполненными последовательно и заодно в переднезаднем направлении на опорной поверхности голенной части, и резиновым амортизатором сгибания, установленным в пазу с возможностью продольного фиксированного перемещения, а механизм управления шарнирной опорой дополнительно снабжен узлом ручного управления стопором. 2. Коленный сустав по п.1, отличающийся тем, что узел ручного управления содержит корпус с фигурной прорезью, ползун, установленный в корпусе, фигурную кнопку с лестничным выступом, установленную на ползуне с возможностью взаимодействия лестничным выступом с фигурной прорезью и снабженную пружиной со стопорным элементом, и тросик, связывающий ползун с подпружиненным стержнем.