Протез после вычленения бедра Советский патент 1987 года по МПК A61F2/60 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезам нижних конечностей.

Цель изобретения - обеспечение подстройки частоты срабатывания пружинного аккумулятора энергии к темпу ходьбы инвалида с повышением устойчивости ходьбы.

На фиг. 1 изображена схема протеза после вычленения бедра; на фиг. 2- вид Б на фиг. 1; на фиг. 3 - электри- .ческая схема системы управления протезом.

Протез после вычленения бедра содержит полукорсет 1 с элементами крепления, тазобедренный узел с тазобедренными шарниром 2, планки 3 верхнего элемента телескопической гильзы бедра 4, соединенные с основанием 5 этого элемента, нижний элемен гильзы бедра с коленным узлом 6. На верхнем элементе гильзы бедра 4 установлен фиксатор, выполненный в виде подпружиненного штока 7 с шайбой 8 и коромыслом 9 со стойкой 10. На нижнем элементе гильзы бедра 6 установлен хомут 11, имеющий площадку с отверстием 12, шток 13, установленный в уЕПках 14 и 15, имеющихся на нижнем 6 и верхнем 4 элементах гильзы бедра, передняя 16 и задняя 17 с регулируемым упором 18 опорные площадки, на которых расположены упругие элементы 19, гильза голени с голеностопным узлом 20, искусственная стопа 21, голеностопный шарнир 22, осуществляющий шарнирную развязку Носочного отдела 23 стопы и пяточного отдела 24, рычаг 25 носочного отдела стопы, передний 26 и задний 27 амортизаторы искусственной стопы, электропривод 28 голеностопного узла с электродвигателем 29 и профильным кулачком 30 в качестве выходного звена редуктора, толкатель в В1еде двуплечего рычага 31, пружинный аккумулятор энергии 32 с тросом 33, передающим усилие от пружины к искусственной стопе, механизм 34 регулирования длины троса, микропереключатель 35 и сдвоенные микропереключатели 36, установленные в носочном отделе стопы.

Протез после вычленения бедра работает следующим образом.

После завершения заднего толчка и отрыва протеза от опоры начинается очередной цикл накопления потенциаль

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ной энергии в пружине 32. Это происходит благодаря работе электропривода 28, снабженного электродвигателем 29 и редуктором, на выходе которого имеется профильный кулачок 30. Вращение -кулачка 30 сопровождается поворотом двуплечего рычага 31 с растяжением пружины 32 до заданной величины, после чего электродвигатель обесточивается в результате нажима рычага 31 на микропереключатель 35, причем кулачок 30 останавливается в положении, когда контакт его с двуплечим рычагом 31 происходит в точке кулачка, наиболее удаленной от центра последнего.

В соответствующий момент переката через носочньпЗ отдел искусственной стопы перед фазой заднего толчка гильза голени с голеностопным узлом 20 осуществляет нажим на носочный отдел 23 стош 21, где размещены сдвоенные микропереключатели 36. В результате срабатывания последних электродвигателей 29 включается и кулачок 30 поворачивается, освобождая двуплечий рычаг 31. Благодаря этому срабатьюает пружина 32, осуществляя с помощью троса 33 поворот рычага 25 носочного отдела стопы и, тем самым, произведя подошвенное сгибание стопы, в результате чего достигается надлежащей силы задний толчок протезированной конечностью.

Для индивидуальной настройки протеза установлен механизм 34 регулирования длины троса, благодаря которому устраняется слабина троса (его провисание) перед задним толчком.

Вместо стопы обычного типа используется стопа 21 с шарнирной развязкой носочного отдела 23 и пяточного отдела 24 стопы, причем для подвижного соединения отделов стопы используется голеностопный шарнир 22, При такой конструюдии стопы задний амортизатор 27 не препятствует.подошвенному сгибанию стопы в фазу заднего толчка. Переднггй амортизатор 26 при перекате через носочный отдел стопы накапливает потенциальную энергию, которая затем используется для усиления заднего толчка одновременно с потенциальной энергией, накопленной в пружине 32. После заднего толчка, сопровождающегося отходом двуплечего рычага 31 от микропереключателя 35, вновь производится зарядка пружины

31

32 механического аккумулятора энергии и начинается новый цикл двойного шага.

I

Осуществление движений сгибания - разгибания в тазобедренном узле при ходьбе достигается с помощью упругих элементов 19, установленных на передней 16 и задней 17 опорных площадках Накапливаемая в упругом элементе 19, расположенном на задней опорной площадке 17, в фазу разгибания энергия развивает момент сил относительно тазобедренного шарнира 2, достаточны для выноса протеза вперед в фазу пе- реноса. Упругий элемент 19, расположенный на передней опорной площадке 16, создает силовой момент, обеспечивающий надежную подкосоустойчи- вость в коленном шарнире в начале опоры на протез в фазу переднего толчка. Наличие двух указанных упругих элементов в тазобедренном узле благоприятно влияет на нормализацию динамики всей системы человек - про- тез.

Тазобедренный шарнир 2 обеспечивает подвижное соединение с полукорсетом 1 и планками 3. Разгибание в тазобедренном шарнире 2 регулируется упором 18. Благодаря чему возможно изменять направление суммарного вектора опорной реакции в зависимости от индивидуальных особенностей инва- лида. Для обеспечения возможности сгибания полукорсета относительно бедра на большой угол, что необходимо при сидении, а также в целях удобного положения звеньев протеза при сидении, бедренная часть протеза, перед тем как сесть, телескопически удлиняется. Это сопровождается отведением от тазобедренного шарнира опорных площадок нижней части гильзы бедра вместе с установленными на них упругими элементами. С этой целью установлен подпружиненный шток 7 с разжимной шайбой 8. Шток 7 соединяется с хомутом 11 гильзы бедра посред- ством площадки, в которой вьшолнено отверстие 12. Со штоком соединено коромысло 9, нажатием на которое шток выходит из отверстия площадки и части гильзы бедра под действием пружины, расположенной на штоке 13, раздвигаются. При вставании шток .7 автоматически входит в отверстие площадки.

8

В системе управления протезом (фиг. 2) установлены три микропереключателя, из которых один (Kj) срабатывает в том положении кулачка, при котором достигнуто полное взведение пружины аккумулятора, а два других (К, и К,,) , образующих сдвоен- ньй микропереключатель, срабатывают в фазу наибольшего угла тыльного сгибания стопы, предшествующую заднему толчку. Таким образом, достигается автоматическая подстройка частоты срабатывания пружинного аккумулятора энергии к темпу ходьбы инвалида .

Анализ результатов протезирования показал, что при ходьбе на предложенном протезе после вычленения бедра значительно облегчается управление протезом и снижается физическая нагрузка, затрачиваемая больньм при ходьбе.

Эффективность применения предложенного протеза заключается в уменьшении асимметрии, аритмии и энергозатрат при ходьбе. Повышается надежность исполнительных механизмов протеза и уменьшаются ударные нагрузки и шум, вызываемый ими. Повышена рациональность использования энергии, запасенной в пружинном аккумуляторе, а также работы упругих элементов в тазобедренном узле.

формула изобретения

Протез после вычленения бедра, содержащий последовательно соединенные голеностопный узел с искусственной стопой, гильзу голени со встроенным в нее электроприводом,. имеющим редуктор с выходным-звеном, пру- жинньй аккумулятор энергии и переключатель, установленный в носочном отделе стопы, коленньй узел, гильзу бедра, тазобедренный узел с тазобедренным шарниром, фиксатором, задней и передней опорными площадками, полукорсет и элементы крепления, отличающийся тем, что, с целью обеспечения подстройки частоты срабатывания пружинного аккумулятора энергии к темпу ходьбы инвалида с повышением устойчивости ходьбы, задняя и передняя площадки снабжены упругими элементами, гильза бедра выполнена телескопической с фиксатором, а выходное звено редуктора электропривода выполнено в виде профилького кулачка, толкатель которого через регулируемую по длине гибкую связь соединен со стопой, причем стопа выполнена из носочного с рычагом и пяточного отделов, соединенных между собой шарнирно, а гибкая связь

в ид 5

486

соединена с рычагом носочного отдела стопы, при этом переключатель выполнен сдвоенным, а контакты его имеют возможность блокировки электропривода при зарюкенном пружинном аккумуляторе .

5 I

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при протезировании нижних конечностей. Цель изобретения - повьшение устойчивости при ходьбе в протезах. В протезе гильза бедра выполнена телескопической. Кулачок 30 через толкатель 31 и через регулируемую по длине связь 33 соединен со стопой 21. Контакты переключателя 36 имеют возможность блокировки электропривода 28. 3 ил. х-х (Л с:

Редактор Ы.Товтин

Составитель С.Никитин Техред М.Ходанич

Заказ 647/7Тираж 596Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ч

Ф 0..3

Корректор М.Самборская