Протез бедра Советский патент 1986 года по МПК A61F2/60 

2.Протез по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что рекуператор выполнен в виде двух ползунов с расположенной между ними пружиной.

3.Протез по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что узел управления голеностопным шарниром выполнен в виде двух утапливаемых в трубке голени подпружиненных защелок и двух стаканов с выступами, верхнего и нижнего, соединенных посредством резьбы,причем выступы нижнего стакана связаны с прикрепленной к трубке голени упругой прокладкой, а выступ верхнего стакана имеет криволинейные пазы, контактирующие с защелкой.

1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезостро- ению.

Цель изобретения - снижение энергозатрат инвалида при ходьбе путем упругого подгибания коленного узла и подошвенного сгибания стопы, использования потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах протеза от действия сил тяжести инва- лида.

На фиг. 1 и 2 схематично изображен протез бедра в двух проекциях; на фиг. 3 - фрикционная муфта сцепления, сечение; на фиг. 4 - узел управ- ления голеностопным шарниром, продольное сечение.

Протез бедра содержит голеностопный шарнир 1 с осью 2 и вилкой 3, трубку 4 голени и одноосный коленный механизм 5. На трубке 4 голени меж/ду коленным механизмом 5 и голеностопным шарниром 1 установлены последовательно соединенные между собой кривошип- но-ползунный механизм с возвратной пружиной 6, рекуператор, распорная пружина 7, узел управления голеностопным шарниром и узел формирования заднего толчка. Рекуператор выполнен в виде двух ползунов 8 и 9 с расположенной между ними пружиной 10. Узел управления голеностопным шарниром выполнен в виде двух утапливаемых в трубке 4 голени подпружи37204

4,Протез по п. 1, отличающийся тем, что узел формиро- , вания заднего толчка выполнен в виде кривошипов, выполненных заодно

с вилкой с возможностью вращения относ:ительно оси голеностопного иарнира, и шатунов, шарнирно соединенных одними концами с кривошипами, а другими - с нижним стаканом узла управления голеностопным шарниром.

5.Протез по п. 1 , о т л -и ч а- ю щ и и с я тем, что фрикционная муфта сцепления выполнена в виде обоймы и шарнирно на ней установленных верхнего и нижнего рычагов, связанных между собой посредством шпильки с упругими шайбами.

ненных защелок 11 и 12 и двух стаканов 13 и 14 с выступами 15 и 16, верхнего и нижнего, соединенных посредством резьбы 17. Выступы 16 нижнего стакана 14 связаны с прикрепленной к трубке голени упругой прокладкой 18, а выступ 15 верхнего стакана 13 имеет криволинейные пазы 19, контактирующие с защелкой.

Узел формирования заднего толчка содержит кривошипы 20, выполненные заодно с вилкой 3 с возможностью вращения относительно оси 2 голеностопного шарнира, и шатуны 21, шар- ;шрно соединенные одними концами с кривошипами 20, а другими - с нижним стаканом 14 узла управления голеностопным шарниром.

На оси 22 коленного механизма рас- полоясена фрикционная муфта сцепления связанная с приемной гильзой 23 и выполненная в виде упругой обоймы 24 и шарнирно установленнь х на ней на осях 25 и 26 верхнего 27 и нижнего 28 рычагов, связанных между собой посредством шпильки 29 с упругим- шайбами 30 - 32,

Кривошипно-ползунный механизм включает в себя кривошипы 33, шатуны 34, соединенные с ползуном 8 рекуператора, и вилку 35.

Кроме того, фрикционная муфта сцепления соединена с приемной гиль31

ЗОЙ 23 посредством переходного узла 36, а стопа 37 посредством другого переходного узла 38 соединена с вилкой 3 голеностопного шарнира.

Протез работает следующим образом

При нагрузке на протез (начало пяточного переката) рычаги 27 и 28 фрикционной муфты сцепления поворачиваются вокруг осей 25 и 26, упругая обойма 2А сжимается и приемная .гильза входит в надежное механическое зацепление с осью 22 коленного механизма. По мере возрастания опорной реакции в первую половину опорного периода шага в коленном ме- ханизме реализуется упругое подгибание, сопровождаемое накоплением энергии пружиной 10 рекуператора и возвратной пружиной 6. При этом приемная гильза 23 под действием силы тяжести инвалида поворачивается по часовой стрелке относительно оси 22 что приводит в движенр е кривошип 33, шатуны 34 и ползун 8, которьй ос: тдестБЛяет упругую деформацию пру жины 10 ре куператора. Одновременно с подгибанием в коленном механизме происходит подошвенное сгибание стопы 37. При этом шатуны 21 перемещают стаканы 13 и 14 узла управления голеностопным шарниром вниз, что приводит к сжатию упругой прокладки 18 и формированию эффекта амортизации подошвенного сгибания стопы относительно оси 2 голеностопного шар- нира.J

В середине опорного шага под действием инерционных и потенциальных сил, развиваемых за счет энергии,накопленной ранее пружинами 10 и 6 и упругой прокладкой 18,происходит раз- гибанрге в коленном шарнире,что необходимо для моделирования функции коленного сустава при ходьбе здорового человека.

Для моделирования функции коленного сустава в норме в начале BTopofi половины опорного периода шага под действием внешней нагрузки в коленном механизме протеза начинается повтор- ное сгибание,при котором происходит накопление энергии пружинами 6 и 10. Одновременно формируется тыльное сгибание стопы, при котором вилка 3 и кривошипы 20 перемещают шатуны 21 и стаканы 13 и 14 узла управления голеностопным шарниром вверх, сжимая при этом пружину 7. При движении

20(4

вверх стаканов 13 и 14 нижние выступы защелок 11 и 12 скользят по внеш- нш кромкам криволинейных пазов 19 Защелки 11 и 12 утапливаются в отверстиях трубки 4 голени. Верхние выступы защелок 11 и 12 удерживают ползун 9 и обеспечивают накопление энергии пружиной 10 до тех пор, пока скольжение стаканов 13 и 14 вверх по трубке 4 голени не приведет к расфиксации ползуна 9.

При расфиксации ползуна 9 под

.действием силы сжатия пружины 10 перемещается вниз и через пружину 7 воздействует ка стаканы 13 и 14,связанные с ними шатуны 21, кривошипы 20, вилку 3 и через переходной узел 38 на стопу 37, формируя упругое подошвенное сгибание стопы функциональ но подобное заднему толчку. Энергия, накопленная пр жиной 10, отдается при этом в форме толчкового импульса перемещающего протез вперед и вверх При отсутствии нагрузки ка протез

.(в фазе переноса) рычаги 27 и 28 и обойма 24 фрикционной муфты сцеплени под действием сил упругих шайб 30 - 32 возвращаются в исходное положение соответствующее свободному вращению фрикционной муфты сцепления вокруг оси 22 коленного механизма. Возвратная 6 возвращает в исходное положение ползун 8 рекуператора и связанные с ним элементы. Стаканы 13 и 14 и защелки 11 и 12 возвращаются в исходное положение. Цикл работы протеза повторяется.

Таким образом, в фазе переднего толчка за счет упругого подгибания в коленном механизме и упругого подошвенного сгибания в голеностопном шарнире достигается эффект амортизации, позволяющий уменьшить резкие силовые воздействия на культю инвалида со стороны протеза в период опоры, что уменьшает возможность трав- матизации мягких тканей и возникновения нарушений в них кровообращения. Кроме того, устраняется необходимость выработки инвалидом дополнительных приспособительных компенсаторных движений, уменьшающих болевые ощущения во время опоры на протез, что снижает энергозатраты инвалида при ходьбе В середине опорного периода шага под действием инерционных и потенциальных сил конструкция поз5123

воляет производить аналогич 1ое .норме разгибание коленного механизма. Фаза заднего толчка протеза реализуется за счет накопленной в установленных в коленном механизме упругих элементах рекуператора энергии с помощью узла управления голеностопным шарниром,передающего эту энергию на осуществление принудительного подошвенного

72046

сгибания стопы протеза, что также уменьшает энергозатраты инвалида.После отрьша протеза от опоры происходит расфиксация коленного механизма

5 и обеспечивается перенос протеза над опорой с использованием накопленных м(гханизмом потенциальных и инер- :ционньк сил, что дополнительно снижает энергозатраты инвалида.

37

Фиг,..

ш

16

ФигЛ