Коленный механизм протеза бедра

 

Изобретение относится к технике протезирования нижних конечностей инвалидов. Цель изобретения - повышение долговечности и снижение энергозатрат инвалида при ходьбе. Механизм содержит опору 1, шарнирно соединенную с ней голень 2, тягу переменной длины 5, шарнирно соединенную одним концом с опорой позади точки вращения голени, другим - с голенью. Причем эта тяга выполнена из двух телескопически соединенных и подпружиненных вдоль оси частей. Один конец тяги, выполненный в виде штока 11, проходит через тормозное устройство 16, которое содержит два призматических клина, одной стороной контактирующих с тягой 11, а другой через опоры качения - с направляющими, которые закреплены на двух щеках. Щеки соединены с голенью шарнирно. Голень 3 механизма состоит из двух телескопически соединенных и подпружиненных частей - верхней 6 и нижней 7. Тормозное устройство 16 крепится к верхней части 6, а один призматический клин тормозного устройства с помощью рычага 25 и тяги 28 связан с нижней частью 7 голени. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 61 F 2/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

17

11 Б

- У7

1и

puz 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3965283/28-14 (22) 09.10.85 (46) 07.01.90. Бюл. № 1 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро И нститута технической механики АН УССР (72) А. Д. Кулик (53) 617.583-089.872 (088.8) (56) Патент США № 4179759, кл. 3/24, 1979. (54) КОЛЕННЫЙ МЕХАНИЗМ ПРОТЕЗА

БЕДРА (57) Изобретение относится к технике протезирования нижних конечностей инвалидов. Цель изобретения — повышение долговечности и снижение энергозатрат инвалида при ходьбе. Механизм содержит опору 1, шарнирно соединенную с ней голень 2, тягу 5 переменной длины, шарнирно соединенную одним

„„SU„„1533686 А1

2. концом с опорой позади точки вращения голени, другим — с голенью. Причем эта тяга выполнена из двух телескопически соединенных и подпружиненных вдоль оси частей. Один конец тяги, выполненный в виде штока 11, проходит через тормозное устройство 16, которое содержит два призматических клина, одной стороной контактирующих с тягой 11, а другой через опоры качения — с направляющими, которые закреплены на двух щеках. Шеки соединены с голенью шарнирно . Голень 3 механизма состоит из двух телескопически соединенных и подпружиненных частей— верхней .6 и нижней 7. Тормозное устройство 16 крепится к верхней части 6, а один призматический клин тормозного устройства с помощью рычага 25 и тяги 28 связан с нижней частью 7 голени. 4 ил.

1533686

Изобретение относится к технике протезирования нижних конечностей инвалидов.

Цель изобретения — - повышение долговечности и снижение энергозатрат инвалида при ходьбе.

На фиг. 1 изображен коленный механизм протеза бедра, вид спереди; на фиг. 2— разрез А — 4 на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б — Б на фиг. 2; на фиг. 4 — тормозное устройство при снятой щеке.

Коленный механизм протеза бедра cogepжит опору 1 с приспособлением 2 для крепления гильзы бедра. С опорой 1 шарнирно связаны голень 3 с приспособлением 4 для крепления голеностопного шарнира со стопой и тяга 5 переменной длины. Голень состоит из верхней части 6, выполненной в виде вилки, и нижней части 7, которые соединены между собой телескопически и подпружинены вдоль оси пружиной 8. Это телескопическое соединение снабжено ограничителем 9 хода. Тяга 5 переменной длины состоит из цилиндра 10 и штока 11, которые соединены между собой телескопически и подпружинены вдоль оси пру жи ной 12. Это телескопическое соединение имеет ограничитель хода 13. В цилиндр 10 ввинчивается хомут 14. Резьбовое соединение злесь служит для регулирования длины тяги. На цилиндре 10 та к>ке имеется резьба для регул и рс вки предварительного сжатия пружины 12 с помо щью га и ки 15.

Нижний конец тяги 5 проходит через тормозное устройство 16, которое состоит из двух щек 17 (левой и правой) с цилиндрическими выступами 18 для крепления тормозного устройства в шарнире к голени 3. Между .левой и гравой яцеками 17 с двух сторон помещены жестко прикрепленные и ним направлякнцие 19 и 20 (фиг. 6) . Между этими на.- равляюгци,:н размещаются на опорах 2! качения два клина 22 и 23, разделенные концом 11 тяги переменной длины. Опоры 21 представляют собой шарики. Направляющие 19 и 20 имеют на своих концах I;blcT) ïû, п!эедотврашающие выпадение шариков.

Клин 23 в данной конструкции выполнен в виде параллелепипеда, а направляющая 19 также имеет выступы, ограничивающие его ход. Клин 22 в нижней части имеет выступ, ограничиваю:ций его ход в сторону ьыдвижения. В верхней части этого клина в отверстии крепится стер>кень 24 с проточками на его концах. Ни>кний конец тяги 11 имеет выступ со стороны клина 22, исключающий заторма>Кивание тяги при угле сгибания протеза, близком к нулю (приблизительно l — 3 ). На щеках тормозного > CTpойCTвa III à pHHpH0 3 а рС Iьлe I рbl I I «II ?5.

Эти рычаги одним концо", конт;- ктируют со стержнем 24 клина 22. Концы этого «тержня 24 и выступы 26 рычага ?5 я1О

45 нуты пружинами 27. Др гим концом рычаги 25 шарнирно соединены с тягой 28 с помощью скобь, ?9. С помощью скобы 30 эта тяга также соединена шарнирно с нижней частью голени 7.

Коленный механизм работает в составе протеза бедра следующим образом.

В фазу переноса протеза пружина 8 разжимает верхнюю 6 и нижнюю 7 части голени и посредством тяги 28 и рычагов 25 поднимает клин 22 торм =,-ного устройства 16.

При этом нижний кон-.", 11 тяги 5 свободно перемец ается ь тоp,:.ñç-Iovi устроистве

16, ако,ленный шарнир сгибается на угол, зависящий от величины возникающих в шарнире моментов сил при переносе гильзы бедра инвалидом. В фазу переднего толчка силы веса и инерции инвалида сжимают относительно слабую пружину 8, при этом тяга 28 поднимается относительно голени 3, а рычаги 25 посредством пружины 27 притягивают клин 22 книзу. Этому способствует также собственный вес клина. Силы веса и инерции инвалида в фазу переднего толчка также создают момент в коленном шарнире, приводящий к продвижению тяги 5 относительно тормозного устройства 16. Однако сила трения, возникающая между клиньями 22 и 23 и нижним концом 11 тяги 5, приводит к тому, что тормозное устройство заклинивается и продвижение штока 11 относительно тормозкого устройства 16 прекращается. При этом за счет момента в коленном шарнире происходи I сжатие пружины 12 до уравновешивания сил, созпаюгцих момент в коленном шарнире, силой реакции пружины.

В последующие моменты фазы опоры (перекат, за.",;IHH толчок), когда момент в коленном шарнире уменьшае ся„происходит возврат инвалиду энергии, накопленной в пружине. Эта энергия расходуется на распрямление коленного шарнира протеза, что облегчает инвалиду завершить фазу переката и осуществить подготовку к выполнению заднего толчка. Затем с началом фазы переноса процес движения звеньев коленного механизма повторяется.

Коленный механизм протеза бедра обеспечивает подкосоустойчивость в фазу опоры на протезированную конечность при любом (до 00 ) необходимом в процессе ходьбы угле подгибания протеза (это особенно важно при движении инвалида по наклонной поверхности и ступенькам); приближение динамики изменения межзвенных углав протеза к движению конечности здорового человека; возможность накопления энергии упругим элементом коленного механизма в фазу переднего толчка, когда наблюдается ее избыток, обусловленнь,й кинетической энергией инвалида, и возвращение этой энергии на последующих

1533686

Формула изобретения

pv7. у

Составитель А. Новиков

Редактор А. Козо риз Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 3 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 фазах движения; уменьшение энергозатрат инвалида в процессе ходьбы за счет осуществления функций подгибания в фазу переднего толчка, аккумуляции энергии упругим элементом в начальный момент фазы опоры и возврата энергии инвалиду, используемой им в момент завершения фазы переката и формирования заднего толчка.

Коленный механизм протеза бедра, содержащий опору с узлом для крепления гильзы бедра, выполненную из двух телескопически соединенных подпружиненных верхней и нижней частей, шарнирно соединенную верхним концом с опорой и снабженную на нижнем конце узлом для крепления к ней стопы, тягу переменной длины телескопического типа с замковым устройством однонаправленного действия, включающим тела вращения между расположенными под углом штоковыми и опорными рабочими поверхностями, одним концом шарнирно соединенную с опорой позади вращения голени, а другим — с голенью, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности и снижения энергозатрат инвалида при ходьбе, в механизм введен упругий элемент, расположенный между подвижными телескопически соединенными частями голени, причем в замковое устройство, закрепленное шарнирно на голени, введена прокладка, контактирующая одной стороной со штоковыми поверхностя15 ми тяги, а другой — с телами качения, при этом по крайней мере одна из прокладок выполнена в виде клина и кинематически связана с подвижным элементом голени.