Протез бедра с внешним источником энергии Советский патент 1988 года по МПК A61F2/60 

(Л

со 00 QO

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

Целью изобретения является усиление заднего толчка нротеза в процессе ходьбы.

На фиг. 1 схематично изображен протез бедра с внешним источником энергии; на фиг. 2 - структурная схема устройства управления протезом бедра.

Протез бедра с внешним источником энергии содержит искусственную стопу 1, соединенную через голеностопный шарнир 2 с гильзой голени 3, которая через коленный шарнир 4 сочленена с гильзой бедра 5, на гильзе голени установлен механический аккумулятор в виде расположенного на валу электродвигателя 6, маховика 7, соединенного с устройством периодического сброса энергии, выполненного в виде фрикционной муфты, которая состоит из внутренней 8 и наружной 9 конусных полумуфт. Причем внутренняя полумуфта 8 установлена в подшипниках 10, подпружиненных пружиной 11 в корпусе 12,закрепленном в гильзе голени 3. Полумуфта 8 соединена с приводом, выполненным в виде коаксиально расположенных цилиндров, которые набраны из последовательно соединенных единичных цилиндров, каждый из которых состоит из соединенных гибкими нитями 13 колец 14. Через упорный подшипник 15, установленный в месте соединения колец внутренних и наружных цилиндров, проходит стержень, шарнирно связанный с рычагом 16, который через гибкую тягу 17 соединен с задним отделом стопы 1.

Датчики крайнего положения искусственной стопы 1 и рычага 16 выполнены в виде микропереключателей 18 и 19 соответственно

Устройство управления электродвигателем 6 содержит микропереключатель 18, последовательно соединенный с одновибра- тором 20, обеспечиваюшим временную задержку т, усилителем 21 и первым исполнительным реле 22, а также микропереключатель 19, последовательно соединенный с D- триггером 23, работающим в счетном режиме усилителем 24 и вторым исполнительным реле 25. Исполнительное реле 22 имеет одну нормально замкнутую группу контактов, а исполнительное реле 25 - две группы нормально замкнутых и разомкнутых контактов, обеспечиваюших реверсивное подключение электродвигателя 6.

Протез работает следующим образом.

При ходьбе инвалида непосредственно перед резким подошвенным сгибанием искусственной стопы 1 она во время переката занимает свое крайнее положение относительно гильзы голени 3, нажимает на микропереключатель 18, включается одновибра- тор 20 и через усилитель 21 подается команда на исполнительное реле 22, которое размыкает контактную группу на время т, задаваемое одновибратором 20, приводной электродвигатель 6 от источника питания

(фиг. 2) для того, чтобы исключить бросок тока электродвигателя в последующий момент сброса механической энергии маховика 7, при этом натягивается гибкая тяга 17,

которая поворачивает рычаг 16, коаксиально расположенные цилиндры перемещаются вниз, пружина 11 сжимается и внутренняя полумуфта 8 входит во взаимодействие с наружной 9, а внутреннему цилиндру при вода передается вращательное движение от маховика 7. Так как внутренний цилиндр одним концом соединен с наружным, то оба, закручиваясь, сокрашаются по длине, передавая движение через упорный подшипник 15, рычаг 16 и гибкую тягу 17 искусст5 венной стопе 1. Происходит сброс механической энергии маховика 7, запасенной для выполнения заднего толчка, и его скорость вращения падает до нуля, а затем под действием упругости закрученных волокон 13, которые начинают раскручиваться, махо0 вик 7 также начинает набирать скорость в обратном направлении.

В момент окончания заднего толчка рычаг 16 занимает свое крайнее положение и нажимает на микропереключатель 19, D5 триггер 23, работающий в счетном режиме, переключается и через усилитель 24 команда подается на исполнительное реле 25, которое путем переключения групп контактов изменяет начальную полярность подключения электродвигателя 6 на противоположную,

0 тем самым уже начавщий обратное вращение маховик 7 разгоняется до скорости холостого хода электродвигателя 6. Так как од- новибратор 20 уже отработал задержку т, и электродвигатель 6 снова подключен к источнику питания, величина начального тока

5 разгона электродвигателя 6 .меньще, чем в случае разгона маховика 7 от нулевой скорости, что снижает энергопотребление привода. По мере разгона маховика 7 в обратном направлении гибкие нити 13 цилиндров окончательно раскручиваются, пружина 11 разжимается и внутренняя полумуфта 8 выходит из взаимодействия с наружной полумуфтой 9, что обеспечивает беспрепятственное вращение маховика 7 и накопление кинетической энергии, необходимой для осу5 ществления заднего толчка в следующем цикле.

Формула изобретения

Протез бедра с внешним источником 0 энергии, содержащий искусственную стопу, соединенную голеностопным шарниром с гильзой голени, которая через коленный шарнир сочленена с гильзой бедра, на гильзе голени установлен привод с электродвигателем и механическим аккумулятором, свя5

занным через устройство периодического сброса энергии с искусственной стопой, отличающийся тем, что, с целью усиления заднего толчка протеза в процессе ходьбы.

механический аккумулятор выполнен в виде установленного на валу электродвигателя маховика, устройство периодического сброса энергии выполнено в виде фрикционной муфты с упругоразобщенными полумуфтами, причем одна полумуфта соединена с валом электродвигателя, а другая - с приводом с возможностью осевого перемещения, при этом привод выполнен в виде коаксиально

расположенных наборов цилиндров, состоящих из колец, соединенных гибкими нитями, причем один конец внутренних цилиндров соединен через фрикционную муфту с валом электродвигателя, а другой - с концом наружных цилиндров и через рычаг и гибкую тягу с задним отделом искусственной стоны, противоположный конец наружных цилиндров закреплен в гильзе голени.

Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения - усиление заднего толчка протеза в процессе ходьбы. Нро- тез содержит искусственную стопу 1, соединенную через голеностопный шарнир 2 с гильзой голени 3, которая через коленный шарнир 4 сочленена с гильзой бедра 5. На гильзе голени установлен механический аккумулятор в виде расположенного на валу электродвигателя 6, маховика 7, соединенного с устройством периодического сброса энергии, выполненного в виде фрикционной муфты, состоящей из внутренней 8 и наружной 9 конусных полумуфт. Полумуфта 8 установлена в подшипниках 10, подпружиненных пружиной 1 1 в корпусе 12. Устройство управления электродвигателе.м 6 содержит микропереключатель 18, соединенный с одно- вибратором, усилителем и первым исполнительным реле. Датчики крайнего положения искусственной стопы 1 и рычага 16 выполнены в виде микропереключателей соответственно 18, 19. 2 ил. (О

.2