Протез бедра Советский патент 1989 года по МПК A61F2/60 

(Л

4

;о Од ;о

со

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при протезировании нижних конечностей инвалидов.

Цель изобретения - обеспечение надежной подкосоустойчивости путем силового замыкания передних упоров протеза при переднем толчке.

На фиг. 1 показана конструктивная схема протеза бедра; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - пример выполнения мультиплицирую1цей передачи протеза бедра; на фиг. 4 и 5 - крайние положения голени протеза и кривошипа по отно- к бедру без мультиплицирующей передачи.

Протез бедра (фиг. 1) содержит приемную гильзу 1 бедра и голень 2 с жестко установленными на них упорами 3, а также мультиплицирующую передачу 4, выполненную, например, в виде зубчатой планетарной передачи типа Джемса (фиг. 2). Однонодвижный коленный шарнир 5, соеди- НЯЮН1ИЙ приемную гильзу 1 бедра и голень 2, выполнен соосно с быстроходным звеном 6, на котором неподвижно закреплен кривошип 7. В свою очередь, кривошип связан с приемной гильзой 1 бедра или с голенью 2 посредством фужины 8 и двух шарниров 9 и 10.

На фиг. 3 изображен протез бедра с мультиплицирующей передачей, состоящей из двух пар зубчатых колес внешнего зацепления 11 и 12, в которой приемная гильза 1 бедра связана с тихоходным колесом 13, а быстроходное звено 6 передачи - с кривошипом 7. Пружипа 8 установлена при номощи шарниров 9 и 10 на кривошипе 7 и голени 2 протеза.

Если угол полного сгибания голени относительно бедра равен фа , то соответ- ствуюн1ий этому размаху угол поворота у кривоптпа 7 (фиг. 5) с применением муль- типлицируюн;ей зубчагой планетарной передачи типа Джемса равен

у ф, (1 +

-г.

где Zi и 7з - числа зубьев большого и малого центральных колес передачи.

При этом момент, развиваемый пружиной

8 через зубчатую передачу, определяется

в виде

yM,np. P,,p../i5(),

где Pup, - сила упругой деформации пружины 8;

hr. - плечо силы Рир. относительно коленного шарнира 5 (фиг. 5). Протез бедра работает следующим образом.

При ходьбе инвалида после постановки стопы протеза на опорную цоверхность (фиг. 1 4), упоры 3 голени и бедра смыкаются и вращение их относительно друг

друга становится невозможным. При перенесении тяжести тела инвалида на здоровую ногу осуществляется частичное сгибание голени в щарнире 5. За этот промежуток времени кривощип 7 проходит ниж нюю мертвую точку, и пружина 8 занимает положение, в котором сила упругой деформации пружины, увеличенная мультиплицирующей передачей, способствует отрыву стопы голени протеза от опорной поверхности и отбрасывает ее вверх и назад. Эта фаза

5 движения нижних конечностей протеза совпадает с ускоренным движением голени относительно бедра. При дальнейшем сгибании голени в фазе ее замедленного движения накопления кинематическая энергия масс

нижних конечностей после перехода кривошипа через верхнюю мертвую точку затрачивается на взведение пружины 8. При этом изменяется и направление действия момента М2пр.. После остановки голени 2 в положение максимального сгибания

5 (фиг. 5), пружина разгоняет голень в обратном направлении и затем при помощи вспомогательного движения культи бедра по часовой стрелке на некоторый угол голень 2, преодолевая максимальное натяжение пружины, снова занимает устойчивое поло0 жение относительно бедра, как это показано на фиг. 4, перед поставкой стопы на опорную поверхность. При соударении упоров 3 отскок голени назад исключен благодаря силовому замыканию этих элементов, чем и обеспечивается надежная подкосоустойчи5

вость коленного шарнира.

Эффективность технического решения состоит в том, что перед постановкой стопы на опорную поверхность, как показано на фиг. 4 отскок голени 2 назад после соударения упоров 3 бедра и голени предотвращается моментом на кривошипе, равным произведению

M2,,p Pn,,./Z5(l+4- ), s

где Рпр. - сила упругой деформации пружины;

fts - плечо силы Рлр. относительно коленного шарнира 5;

ZinZs- числа зубьев большого и малого центральных колес планетарной передачи Джемса.

Кроме того, из конструкции бедра исключены различного рода фрикционные муфты и фиксаторы, применяемые в протезострое- нии для обеспечения подкосоустойчивости коленного узла, работающие в ударном режиме и имеющие низкую долговечность.

Формула изобретения

Протез бедра, содержащий приемную гильзу бедра и голень, соединенные при помойки коленного шарнира, снабженного упорами бедра и голени, а также пружину, связанную одним концом с протезом бедра, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежной подкосоустоичивости, голень кинематически связана с пружиной посредством мультиплицирующей передачи, например зубчатой планетарной передачи типа Джемса с кривощипом, неподвижно закрепленным на быстроходном звене передачи, причем пружина другим концом шарнирно связана с кривощипом.

Изобретение может быть использовано в медицинской технике при протезировании нижних конечностей инвалида. Протез бедра состоит из приемной гильзы бедра 1, голени 2, упоров 3, мультиплицирующей передачи 4, коленного шарнира 5, соединяющего бедро с голенью, кривошипа 7 с пружиной 8, установленной на двух шарнирах 9 и 10. Достоинством устройства является не только возможность получения походки инвалида, близкой к антропоморфной, но и обеспечение надежной подкосоустойчивости коленного шарнира. 7 ил.

Фиг. г

фиг.З

фиг. li

ю

фиг. 5