Протез бедра Советский патент 1987 года по МПК A61F2/60 

11

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезированию, и может быть использовано при разработке шагающих антропоморфньпс механизмов, роботов.

Цель изобретения - снижение энергозатрат инвалида при ходьбе путем обеспечения разгибания коленного узла в фазу опоры.

На чертеже представлена схема протеза бедра.

Предлагаемый протез бедра содержит приемную гильзу 1 бедра и гильзу 2 голени, искусственную стопу 3с голеностопным шарниром 4, рекуператор 5, закрепленный на гильзе голени 2 и шарнирно соединенный через рычаг 6 с фиксатором 7 коленного узла 8, Передняя часть искусственной стопы 3 шарнирно соединена тягой 9 с рекуператором 5,

Протез функционирует следующим образом,

В момент касания стопы 3 опорной поверхности под действием силы тяжести F (фиг,1) возникает сила реакции R опорной поверхности. Эти силы совместно создают в коленном узле 8 и голеностопном шарнире 4 изгибающие моменты сил. Под их действием протез сгибается, межзвенные углы изменяются и моменты сил при этом совершают работу,

В начале фазы переднего толчка

гильза 1 бедра через фиксатор 7 и ры- 35 счет тяги 9, длина которой подбираетчаг 6, а также стопа 3 через тягу 9 соединены с рекуператором 5, Точки соединения выбирают так, что рекуператор 5 противодействует указаннымi изгибающим моментам сил, которые преодолевают это противодействие, совершая при этом работу и превращают ее в потенциальную энергию упругого элемента рекуператора 5,

Сконцентрированная йакопленная потенциальная энергия рекуператора соответствует сумме работ указанных моментов сил, произведенных в фазе переднего толчка.

С началом следующей фазы, фазы пе- 50 ператор, закрепленный на гильзе голереката, начинается расход энергии рекуператора 5, так как в этой..фазе гильза 1 бедра и стопа 3 перемещаются относительно гильзы 2 голени в направлении, противоположном направлению перемещения в фазе переднего толчка, соответствующему накоплению энергии.

O

В первой части фазы переката, когда стопа 3 стоит неподвижно на опорной поверхности, а гильза 2 голени поворачивается вокруг голеностопного шарнира 4 в направлении к носку стопы, уменьшается расстояние между точками соединения тяги 9 со стопой 3 и свободным концом рекуператора 5, что дает возможность сжатому перед этим двумя силами упругому элементу рекуператора 5, освободившись от воздействия силы передаваемой тягой 9 и перемещаясь вверх, распрямить согнутый в коленном узле 8 протез, На это-расходуется, кроме того, кинетическая энергия центра тяжести тела человека, обеспечивающая движение в горизонтальном направлении та- зо едренного сустава, что приводит сначала к уменьшению плеча действия силы тяжести F и реакции R и, следовательно, к уменьшению величин изги- бaюшJIX моментов этик сил, а затем к перемене знака их. По этим причинам энергия рекуператора 5 в первой части фазы переката расходуется неполностью. После того, как центр тяжести пересечет вертикаль, проходящую через голеностопный шарнир 4, начинается падение центра тяжести тела человека по дуге окружности. Для замедления этого движения используется ограничение вращения гильзы 2 голени относительно стопы 3 за

0

5

0

ся.

Предлагаемый протез бедра по сравнению с известными снижает утомляе- 40 мость и повьшаает трудоспособность человека, что приводит к повьш1ению производительности труда.

45

Формула изобретения

Протез бедра, содержащий гильзу бедра, коленньй узел с фиксатором, гильзу голени и искусственную стопу, последовательно соединенные, и рекуни и шарнирно соединенный рычагом с фиксатором, отличающий- с я тем, что, с целью снижения энергозатрат инвалида при ходьбе путем 55 обеспечения разгибания коленного узла в фазу опоры, передняя часть стопы шарнирно соединена тягой с рекуператором.

Для снижения энергозатрат инвалида при ходьбе путем обеспечения разгибания коленного узла в фазу опоры протез содержит приемную гильзу 1 бедра и гильзу 2 голени, искусственную стопу 3 с голеностопным шарниром 4, рекуператор 5, закрепленный на гильзе 2 голени и шарнирно соединенный через рычаг 6 с фиксатором 7 коленного узла 8. Передняя часть искусственной стопы 3 шарнирно соединена тягой 9 с рекуператором 5. 1 ил. / I I I I I I I I (Л СО QO ОО 4 С5 I I I I I I I I I