Коленный узел протеза нижней конечности

 

Использование: изобретение относится к медицине, а именно, к протезированию и протезостроению. Задача изобретения - повышение антропоморфности и снижение энергозатрат при ходьбе на протезе. Существо изобретения: узел дополнительно содержит несущий корпус 5 с амортизирующим устройством 6, а также узлом крепления трубки голени, толкатель 7, при этом несущий корпус в передней части шарнирно связан с передней частью нижнего звена, а толкатель шарнирно связан с задней частью нижнего звена и штоком амортизирующего устройства. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к области медицинской техники, в частности, к конструкциям коленных узлов протезов нижних конечностей.

Известен одноосный коленный узел, обеспечивающий функцию подгибания, содержащий основной шарнир для полного сгибания, дополнительный шарнир для подрессорнного подгибания, промежуточное звено, установленное на общей оси, пружинный амортизатор подгибания, механизм фиксации основного коленного шарнира, включающий фиксатор и возвратную пружину, и механизм расфиксации основного шарнира, включающий подвижный пелот и гибкий трос (SU, патент N 2012285, A 61 F 2/60, 1994).

Недостатками этой конструкции являются ее сложность, большие вес, материало- и трудоемкость изготовления.

Ближайшим аналогом является коленный узел, содержащий верхнее, нижнее, переднее и заднее звенья, соединенные шарнирно, упор, голенооткидное устройство (Справочник по протезированию.-Л. Медицина, 1978, с. 74).

Недостатком прототипа является отсутствие функции подгибания, определяющей пониженную антропоморфность ходьбы на протезе, повышенные энергозатраты.

Задачей изобретения является повышение антропоморфности ходьбы и снижение энергозатрат на протезе.

Поставленная задача решается за счет того, что коленный узел, содержащий верхнее с узлом крепления гильзы бедра, заднее, нижнее, переднее звенья, упор, голенооткидное устройство, дополнительно содержит несущий корпус с амортизирующим устройством, а также узел крепления трубки голени, толкатель, при этом несущий корпус в передней своей части шарнирно связан с передней частью нижнего звена, а толкатель шарнирно связан с задней частью нижнего звена и штоком амортизирующего устройства.

На чертеже 1 показан коленный узел протеза, вид сбоку, коленный узел, содержит звенья верхнее 1, заднее 2,нижнее 3, переднее 4, несущий корпус 5, с амортизирующим устройством 6, толкатель 7, упоры 8,9, голенооткидное устройство 10.

Коленный узел функционирует следующим образом.

В фазе переноса усилие предварительной затяжки амортизирующего устройства 6 фиксирует толкатель 7 относительно несущего корпуса 5, в верхнем положении и обеспечивает взаимную неподвижность элементов 3, 5, 7 в течение всей фазы переноса.

Кинематика движения голени относительно бедра в этом случае обеспечивается угловыми перемещениями звеньев 2, 3, 4 относительно звена 1.

В начале фазы опоры реакция опоры прижимает звено 2 к упору 8, превращая четырехзвенный механизм /1,2,3,4/ в жесткую рамную конструкцию, сохраняющую подкосоустойчивость /2/.

Одновременно под действием момента силы, создаваемой в сагиттельной плоскосии реакцией опоры, проходящей сзади шарнирного соединения между силовыми корпусом 5 и нижним звеном 3, звено 3 совершает угловое перемещение толкателя 7 вниз и обжатие через связанный с ним шток упругих элементов амортизирующего устройства 6.

Жесткость упругой характеристики, обеспечивающей функцию подгибания протеза, регулируется за счет материалов, размеров и количества упругих элементов амортизирующего устройства 6, а величина запасаемой энергии может регулироваться также величиной предварительной затяжки устройства 6.

В процессе переката реакция опоры меняет место приложения на стопе и угол наклона к горизонту, передвигаясь вперед и отклоняясь от положения "сзади коленного узла" к положению "спереди коленного узла", изменяя тем самым знак момента, действующего на узел в сагиттальной плоскости.

Уменьшение величины момента вызывает выталкивание до упора штока устройства 6 под действием запасенной его упругими элементами энергии вверх, что приводит к движению вверх толкателя 7 и угловому перемещению до исходного звена 3. При этом обеспечивается готовность коленного узла к дальнейшему функционированию по аналогии с прототипом 2.

Преимущества устройства с базовым объектом следующие: 1.Обеспечение функции подгибания протеза в фазе опоры.

2. Увеличение антропоморфности и уменьшение энергозатрат при ходьбе на протезе.

Формула изобретения

Коленный узел протеза нижней конечности, содержащий верхнее с узлом крепления гильзы бедра, заднее, нижнее и переднее звенья, упор, голенооткидное устройство, отличающийся тем, что он дополнительно содержит несущий корпус с амортизирующим устройством, а также узлом крепления трубки голени, толкатель, при этом несущий корпус в передней части шарнирно связан с передней частью нижнего звена, а толкатель шарнирно связан с задней частью нижнего звена и штоком амортизирующего устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1