Коленный узел протеза бедра Советский патент 1984 года по МПК A61F1/04 

Изобретение относится к медицинс кой технике, а именно к протезам нижних конечностей. Известен коленньй узел протеза бедра, расположенный между гильзой голени с чашечкой и приемной полостью культи, содержащий фрикционный элемент, кривошипы, соединяющие валики, один из которых расположен в гильзе голени, а другой параллельно первому в приемной полости культи бедра, причем валик гильзы голени проходит через ограничительное окно приемной полости культи, в котором размещен буфер, .предназначенный для выбора зазора между чашечкой и фрикционным элементом 1J . Однако для торможения коленного шарнира необходимо увеличение силы трения, причем для этого требуется припожение веса инвалида, что препятствует раскрытию коленного узла в фазу опоры. Известен также коЯенный узел, содержащий приемную гильзу бедра, гильзу голени и механизм, фиксации, выполненный в виде шарнирно соедине ного с гильзой бедра рычага (штока) скользящего в подпружиненной втулке с тягой и заклиниваемого шариками 2 Недостатком известного устройства является невозможность раскрытия коленного узла под действием силы тяжести инвалида, что приводит к увеличению энергозатрат при ходьбе. Цель изобретения - возможность фиксации и расфиксации коленного узла независимо от действия силы тяжести и уменьшение энергозатрат при ходьбе на протезе. Указанная цель достигается тем, что в коленном узле протеза бедра, содержащем приемную гильзу бедра, гильзу голени и механизм фиксации виде рычага, втулки и шариков,один конец рычага подпружинен и имеет сферическое тело, контактирующее с возможностью вращения с выступом гильзы бедра, другой конец рычага размещен внутри фиксатора, установ ленного в круговом пазу гильзы гол ни, причем рычаг снабжен промежуто ным шарниром и тягой. Тяга выполнена в виде соленоида с сердечником. На чертеже изображен коленный узел протеза бедра. Коленный узел установлен между приемной гильзой бедра 1 с выступом 2 и гильзой голени 3. В гильзе голет ни 3 расположен механизм фиксации, состоящий из поворотного рычага 4, один конец которого вьшолнен с запрессованным сферическим телом 5, а другой конец закреплен в регулировочной втулке 6, причем рычаг 4 снабжен промежуточным шарниром 7. Втулка 6 с зажимным болтом 8 установлена в круговом пазу 9 гильзы голени 3, в которой размещена также тяга, содержащая соленоид 10 с сердечником 11. Гильза бедра 1 имеет выступ 2 (плоскую упорную площадку), угол наклона которого к вертикали близок углу трения. Поворотный рычаг 4 прижимается к поверхности выступа 2. Коленный механизм работает следующим образом. При разгибании и сгибании гильзы голени 3 относит гльно приемной гильзы бедра 1 поворотный рычаг 4 со сферическим телом 5 на конце поджимается к поверхности вьютупа 2, не пре-. пятствует изменению угла между гильзами бедра 1 и голени 3. При определенном угле сгибания голени 3 относительно приемной полости бедра 1 (8-15 ) в фазу опоры рычаг 4 заходит за выступ 2 и упирается в его площадку. Происходит жесткая фиксация гильзы бедра 1 поворотным рычагом 4, а следовательно, обеспечивается подкосоустойчивость. Так как угол наклона выступа 2 к вартикали меньше угла трения материала выступа о сферическое тело 5, то сила реакции, возникающая в точке, соприкосновения сферического тела 5 поворотного рычага 4 с упорной площадкой выступа 2, находится в конусе трения и, следовательно, не позволяет раскрыться коленному узлу, и только сила, приложенная извне, может обеспечить его расфиксацию. А так как угол наклона выступа 2 выбирается близким углу трения материала выступа о сферическое тело 5, то достаточно даже небольшой силы, развиваемой соленоидом 10, чтобы обеспечить расфиксацию коленного узла. Для его расфиксации подается импульс тока на соленоид 10, схема коммутации которого может быть выполнена с использованием контактного датчика, датчика угла, или например биоэлектрическим способом. После подачи импульса сердечник 11 втягивается в соленоид 10, поворачивая при этом рычаг 4 и вьшодя гильзу бедра 1 из зафиксированного состояния. Сферическое тело 5 запресовано в торец рьиага А.для уменьшения силы трения. В фазу переноса рычаг 4 поджимается к цилиндрической поверхности гильзы бедра 1 пружиной 12 и не препятствует изменению угла между гильзами бедра и голени. При следующем шаге, в фазу опоры на протезированную конечность весь процесс повторяется.

Подкосоустойчивость при опоре на протезированную конечность обеспечивается при определенном угле между приемной полостью бедра 1 и гиль ЗОЙ голени 3, которому соответствует определенное взаимное -расположение упорной наклонной площадки выстпа 2 и поворотного рычага 4. Для того, чтобы угол между гильзами

бедра 1 и голени 3 находился в требуемых пределах при опоре на протезированную конечность, производят регулировку коленного механизма, путем цродольного перемещения рычага 4 во втулке 6 с его последующей фиксацией зажимным болтом 8, или перемещением самой втулки 6 в круговом пазу 9. Регулировка возможна также за счет изменения закона пода чи импульса тока на обиотку соленоида 10.

Применение предлагаемого коленного механизма позволит осуществить подгибание и обеспечить подкосоустойчивость в фазу опоры на протезированную конечность, что даст возможность приблизиться к естественному стереотипу движения и улучшить биомеханические характеристики ходьбы на протезе бедра: энергозатраты инвалида уменьшить на 15-20%, а коэффициент симметрии приблизить к единице.

1. КОЛЕННЫЙ УЗЕЛ ПРОТЕЗА БЕДРА, содержащий приемную гильзу бедра, гильзу голени и механизм фиксации в виде рычага, втулки и шариков, отличающийся тем, что, с целью возможности фиксации и расфиксации коленного узла независимо от действия силы тяжести и уменьшения энергозатрат при ходьбе на протезе, олин конец рычага подпружинен и имеет сферическое тело, контактирующее с возможностью вращения с выступом гильзы бедра, другой конец рычага размещен внутри фиксатора, установленного в круговом пазу гильзы голени, причем рычаг снабжен промежуточным шарниром и тягой. 2. Узел ПОП.1, отличающийся тем, что тяга выполнена в виде соленоида с сердечником. (Л о эо эо sj