ПРОТЕЗ СУСТАВА Российский патент 2003 года по МПК A61F2/54 

Изобретение относится к медицине, к протезостроению и может быть использовано в протезах верхних конечностей.

Известны протезы суставов для соединения двух частей протеза с возможностью поворота одной части относительно другой (а.с. СССР 995779, кл. A 61 F 1/04, 1/06). Такие протезы суставов имеют неподвижную гильзу, подвижную гильзу, центральную ось и фиксирующее устройство. Однако фиксирующее устройство у них выполнено таким образом, что фиксация подвижной гильзы относительно неподвижной основана на принципе "закусывания" одной детали другими. Это приводит к быстрому износу деталей и необходимости замены износившихся частей, что возможно только при полной разборке протеза.

Указанный недостаток устранен в протезе сустава, в котором фиксация основана на принципе заклинивания.

Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является протез сустава (патент РФ 2118521, кл. А 61 F 2/54, 2/60), содержащий неподвижную гильзу, центральную ось, подвижную гильзу, роликовую муфту с обоймой, ступицей и роликами, вращающимися в противоположные стороны, толкатели и рычаг. Обойма жестко закреплена на неподвижной гильзе соосно центральной оси, а на ступице, жестко соединенной с подвижной гильзой, выполнено два ряда гнезд, в которых расположены подпружиненные ролики. Гнезда каждого ряда направлены в противоположные стороны. На центральной оси установлено два толкателя, снабженных выступами для взаимодействия с роликами. Толкатели шарнирно соединены тягами с рычагом, установленным на подвижной гильзе. В исходном положении ролики вытолкнуты своими пружинами в клиновые щели, образованные обоймой и гнездами ступицы. Каждый ряд роликов запрещает вращение в одну сторону. Таким образом, подвижная гильза зафиксирована относительно неподвижной. Для расфиксации толкатели поворачиваются при помощи рычага и своими выступами выталкивают ролики каждого ряда из клиновых щелей. Управление таким протезом сустава - пассивное. Поворот рычага осуществляется рукояткой, соединенной с рычагом и выведенной наружу подвижной гильзы в удобное для инвалида место.

Недостатком такой конструкции является то, что в ней не предусмотрено использование ее в протезе с активным управлением.

Техническим результатом предложенного решения является расширение функциональных возможностей протеза сустава, а именно использование его в протезах с активным управлением, с одновременным увеличением количества режимов управления.

Сущность предложенного технического решения заключается в том, что в протезе сустава, содержащем неподвижную гильзу, центральную ось, подвижную гильзу, роликовую муфту с обоймой, ступицей, роликами, вращающимися в противоположные стороны, толкателями, снабженными выступами для взаимодействия с роликами и шарнирно соединенными тягами с подпружиненным рычагом, установленным на подвижной гильзе, рычаг выполнен с двумя плечами, причем одно плечо рычага при помощи кулисы шарнирно соединено с установленным с возможностью вращения на подвижной гильзе коромыслом и связано пружиной с его осью, причем на коромысле установлены регулировочные винты, локтевая и кистевая тяги, при этом локтевая тяга закреплена жестко, а кистевая тяга - с возможностью скольжения, кроме того, на центральной оси и на неподвижной гильзе смонтированы направляющие блоки.

На фиг.1 изображен общий вид протеза сустава.

На фиг.2 изображен вид сверху.

На фиг.3 изображено сечение А-А в зафиксированном положении протеза сустава.

На фиг. 4 изображено сечение А-А в расфиксированном положении протеза сустава (в первом режиме).

На фиг.5 изображено сечение Б-Б в зафиксированном положении протеза сустава.

На фиг. 6 изображено сечение Б-Б в расфиксированном положении протеза сустава (в первом режиме).

Протез сустава содержит неподвижную гильзу 1, центральную ось 2, подвижную гильзу 3 и фиксирующее устройство. Фиксирующее устройство выполнено в виде роликовой муфты, состоящей из обоймы 4, жестко закрепленной на неподвижной гильзе 1 соосно центральной оси 2 и ступицы 5, установленной на оси 2 в обойму 4 и жестко соединенной с подвижной гильзой 3 кронштейном 6. На ступице 5 выполнено два ряда гнезд 7 и 8, которые образуют с внутренней поверхностью обоймы 4 клиновые щели 9 и 10. Гнезда 7, 8 на ступице 5 выполнены в противоположных направлениях, поэтому и клиновые щели 9, 10 каждого ряда направлены в противоположные стороны.

В клиновые щели 9, 10 установлены ролики 11, которые удерживаются там пружинами 12. С каждой стороны ступицы 5, на оси 2, установлены толкатели 13 и 14, имеющие выступы 15 и 16 для взаимодействия с роликами 11. Каждый толкатель 13 и 14 с помощью осей 19, 20, 21, 22 шарнирно соединен тягами 17 и 18 с плечами 23, 24 рычага 25. Плечи 24, 25 рычага 25 расположены в различных плоскостях. Рычаг 25 установлен на оси 26, жестко закрепленной на кронштейне 6. На этом же кронштейне 6 закреплена ось 27, на которой вращается коромысло 28. Коромысло 28 с помощью осей 29, 22 соединено кулисой 30 с рычагом 25. Рычаг 25 подпружинен пружиной 31, установленной на осях 22 и 27. На коромысле 28 установлены два регулировочных винта 32, 33 и два блочка 34, 35. К коромыслу 28 привязана локтевая тяга 36, которая через блок 37, установленный на центральной оси 2, и блок 38, установленный на неподвижной гильзе 1, выводится на плечевой пояс сзади инвалида. Между двумя блочками 34, 35 с возможностью скольжения, установлена кистевая тяга 39, которая через блок 40, установленный на центральной оси 2, и блок 41, установленный на неподвижной гильзе 1, выводится на плечевой пояс спереди.

Протез сустава работает в трех режимах. В первом режиме рычаг 25 в исходном положении под действием пружины 31 воздействует через тяги 17 и 18 на толкатели 13, 14. Толкатели 13, 14 поворачиваются на оси 2 до упора своими выступами 15, 16 в гнезда 7 и 8 ступицы 5. В этом положении между выступами 15, 16 толкателей 13, 14 и роликами 11 имеется зазор. Величина зазора регулируется винтом 33. При этом ролики 11 выталкиваются пружинами 12 в клиновые щели 9, 10 и происходит их заклинивание. Каждый ряд гнезд 7 или 8 ступицы 5 с обоймой 4 и установленными в клиновые щели 9,10 роликами 11 с пружинами 12 представляет собой роликовую (обгонную) муфту. Каждая такая муфта запрещает вращение ступицы 5 в обойме 4 в направлении, при котором ролики 11 заклиниваются в клиновые щели 9, 10, и позволяет свободное вращение в противоположном направлении. Так как в ступице 5 выполнено два ряда гнезд 7 и 8, направленных в противоположные стороны, то одна муфта запрещает вращение в одном направлении, а другая - в противоположном.

Таким образом, подвижная гильза 3, жестко соединенная со ступицей 5, не может повернуться в обойме 4, жестко соединенной с неподвижной гильзой 1, т. е. протез сустава находится в зафиксированном положении. Для расфиксации производится натяжение локтевой тяги 36. Так как тяга 36 выведена на плечевой пояс инвалида сзади, натяжение ее может производиться за счет выноса культи плеча вперед. При этом коромысло 28 поворачивается на оси 27 и кулисой 30, преодолевая усилие пружины 31, поворачивает рычаг 25 на оси 26. Поворот коромысла 28 происходит до упора регулировочного винта 32 в кронштейн 6.

В первом режиме работы винт 32 отрегулирован таким образом, что вращение коромысла 28 прекращается после того, как ось 29 пересечет "мертвую" точку, находящуюся на оси пружины 31, и окажется на незначительном расстоянии по другую сторону пружины 31. При этом пружина 31 осуществляет фиксацию нового положения рычага 25. Движение рычага 25 при его повороте тягами 17 и 18 передается на толкатели 13 и 14, которые вращаются на оси 2 в разные стороны и своими выступами 15 и 16 выталкивают ролики 11 из клиновых щелей 9, 10, сжимая пружины 12.

Таким образом, протез сустава переходит в расфиксированное положение и удерживается в нем пружиной 31. После этого при дальнейшем натяжении локтевой тяги 36 гильза 3 свободно поворачивается и устанавливается на оси 2 в любое необходимое положение. Для фиксации нового положения гильзы 3 производится натяжение кистевой тяги 39. Когда кистевая тяга 39 присоединена к кисти, при натяжении ее на блочки 34, 35 действует усилие, от которого коромысло 28 поворачивается в исходное положение до упора винта 33 в кронштейн 6. Этому повороту помогает и пружина 31 после того, как ось 29 пересечет "мертвую" точку, находящуюся на оси пружины 31.

Во втором режиме работы исходное положение рычага 25 и регулировочного винта 33 то же, что и в первом режиме. Однако винт 32 отрегулирован таким образом, что поворот коромысла 28 происходит до положения, при котором ось 29 немного не доходит до "мертвой" точки. В таком режиме при натяжении локтевой тяги 36 происходит расфиксация и перевод подвижной гильзы 3 в необходимое положение. При снятии натяжения коромысло 28 под действием пружины 31 возвращается обратно, переводя в исходное положение рычаг 25, и происходит фиксация.

Третий режим работы - режим свободного качания. В этом режиме винт 32 установлен так же, как и в первом режиме. При упоре винта 32 в кронштейн, когда протез сустава находится в расфиксированном положении, винт 33 также выставляют до упора в кронштейн 6. При этом поворот коромысла 28 невозможен. В этом режиме локтевая тяга 36 используется только для перевода гильзы 3 в необходимое положение и удержания ее в этом положении.

Предложенное техническое решение позволяет использовать протез сустава в протезах с активным управлением, а инвалиду самому выбрать наиболее оптимальный режим работы исходя из индивидуальных особенностей или в зависимости от выполняемой функции.

Изобретение относится к протезостроению и может быть использовано в протезах верхних конечностей. Сущность предложенного технического решения заключается в том, что в протезе сустава, содержащем неподвижную гильзу, центральную ось, подвижную гильзу, роликовую муфту с обоймой, ступицей, роликами, вращающимися в противоположные стороны, толкателями, снабженными выступами для взаимодействия с роликами и шарнирно соединенными тягами с подпружиненным рычагом, установленным на подвижной гильзе, рычаг выполнен с двумя плечами. Одно плечо рычага при помощи кулисы шарнирно соединено с установленным с возможностью вращения на подвижной гильзе коромыслом и связано пружиной с его осью. На коромысле установлены регулировочные винты, локтевая и кистевая тяги, при этом локтевая тяга закреплена жестко, а кистевая тяга - с возможностью скольжения, кроме того, на центральной оси и на неподвижной гильзе смонтированы направляющие блоки. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей протеза сустава при использовании его в протезах с активным управлением, с одновременным увеличением количества режимов управления. 6 ил.

Протез сустава, содержащий неподвижную гильзу, центральную ось, подвижную гильзу, роликовую муфту с обоймой, ступицей, роликами, вращающимися в противоположные стороны, толкателями, снабженными выступами для взаимодействия с роликами и шарнирно соединенными тягами с подпружиненным рычагом, установленными на подвижной гильзе, отличающийся тем, что рычаг выполнен с двумя плечами, причем одно плечо рычага при помощи кулисы шарнирно соединено с установленным с возможностью вращения на подвижной гильзе коромыслом и связано пружиной с его осью, причем на коромысле установлены регулировочные винты, локтевая и кистевая тяги, при этом локтевая тяга закреплена жестко, а кистевая тяга - с возможностью скольжения, кроме того, на центральной оси и на неподвижной гильзе смонтированы направляющие блоки.