Протез нижней конечности

 

ОЙИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п,664650

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 10.03.77 (21) 2458601/28-13 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень № 20 (51) М. Клв

А 61F 1/08

Государственный комитет (53) УДК 617.58-089.28 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.05.79 (72) Авторы изобретения Я. С. Якобсон, А. П. Кужекин, Н. И. Кондрашин, Г. P. Плиско и Е. В. Коновалов

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт протезирования и протезостроения (71) Заявитель (54) ПРОТЕЗ НИЖНЕЙ КОНЕЧНОСТИ

Изобретение относится к области медицины, а именно к протезированию и протезостроению, и касается протезов нижних конечностей.

Известен протез нижней конечности, содержащий искусственную стопу, голеностопный шарнир, гильзу голени, гильзу бедра и механический аккумулятор (1).

Однако при пользовании известным протезом инвалид затрагивает значительную энергию, а его ходьба существенно отличается от ходьбы в норме.

-Целью изобретения является уменьшение энергозатрат и исключение асимметрии ходьбы.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом протезе установлены привод голеностопного шарнира, коромысло, шина с упором и двумя кронштейнами, механизм зарядки и периодической разрядки аккумулятора, буфер с гибкой тягой и механизм автоматического сцепления — расцепления аккумулятора со стопой, причем механизм зарядки и периодической разрядки аккумулятора выполнен в виде жесткой тяги, соединенной с коромыслом, и диска с жестко закрепленными на нем роликами, установленного на выходном валу привода, а механизм автоматического сцепления расцепления содержит направляющую трубку, шток, кронштейн, собачку и пружину, причем жесткая тяга снабжена зубом, связанным с одним из роликов диска, а собачка имеет поперечный рычаг и шар5 нирно установлена на кронштейне, неподвижно связанном с направляющей трубкой, шарнирно соединенной с коромыслом.

На фиг. 1 изображен протез нижней конечности, общий вид; на фиг. 2 — узел 1

10 на фиг. 1 (механизм автоматического сцепления — расцепления аккумулятора со стопой); на фиг. 3 показано взаиморасположение элементов протеза в фазе переднего толчка; на фиг. 4 — взаиморасполо15 жение элементов протеза в одноопорную фазу; на фиг. 5 — взаиморасположение элементов протеза, предшествующее моменту заднего толчка; на фиг. 6 — взаиморасположение элементов протеза, соответствующее моменту завершения заднего толчка; на фиг. 7 — взаиморасположение элементов протеза в момент переноса протеза над опорой.

Протез нижней конечности содержит гильзу 1 бедра, коленный шарнир 2, гильзу 3 голени, голеностопный шарнир 4, искусственную стопу 5, привод 6 голеностопного шарнира, механизм зарядки и периодической разрядки аккумулятора, выпол30 пенный в виде жесткой тяги 7, диска 8 с 6 64650

25 зо

6О

65 жестко закрепленным на нем роликами 9 и пружины 10, коромысло 11, шину 12 с упором и двумя кронштейнами, механический аккумулятор 13, выполненныйпружинным, механизм 14 автоматического сцепления — расцепления аккумулятора со стопой, содержащий направляющую трубку

15, шток 16, кронштейн 17, собачку 18, снабженную поперечным рычагом, и пружину 19. Кроме того, протез содержит буфер с гибкой тягой, выполненный в виде пружины 20 и жесткой тяги 21, и плюснофаланговый шарнир 22.

Протез нижней конечности работает следующим образом.

В начале опорного периода (фиг. 3) происходит перекат на пятке искусственной стопы 5 — осуществляется передний толчок, что соответствует первому режиму работы стопы. Привод 6 голеностопного шарнира сообщает вращение диску 8, имеющему укрепленные на нем ролики 9. Кесткая тяга 7, находящаяся в зацеплении с одним из роликов 9, через коромысло 11 заряжает механический аккумулятор 13.

5Кесткая тяга 21 под действием изменения наклона стопы натягивается и обеспечивает подкосоустойчивость в коленном шарнире 2, а пружина 20 смягчает перекат на пятке стопы 5. Собачка 18 движется вдоль штока 16, не препятствуя перемещению его вдоль направляющей трубки 15.

Опускание всей стопы на опору соответствует одноопорной фазе или второму режиму работы стопы (фиг. 4). В эту фазу осуществляется перекат относительно голеностопного шарнира, что приводит к ослаблению жесткой тяги 21, продолжается процесс накопления энергии в аккумуляторе.

Взаимное перемещение направляющей трубки 15 и штока 16 обеспечивает контакт собачки 18 и фаски штока 16, что приводит к сцеплению направляющей трубки и штока. Это определяет начало совместной работы силы тяжести инвалида и привода 6 по накоплению энергии в механическом аккумуляторе 13.

После завершения переката относительно голеностопного шарнира 4 происходит отрыв пятки искусственной стопы 5 от опоры, что характеризует начало третьего режима работы (фиг. 5), при котором межзвенный голеностопный угол стабилизирован и дальнейший перекат происходит вокруг плюснефалангового шарнира 22. Механизм 14 автоматического сцепления — расцепления обеспечивает неподвижность штока 16 относительно направляющей трубки 15 посредством собачки 18. В конце рассматриваемой фазы жесткая тяга 7 выводится из зацепления с роликом 9 под воздействием набегающего смежного ролика.

Четвертый режим работы (фиг. 6) стопы характеризуется тем, что потенциальная энергия заряженной пружины переходит в кинетическую энергию, направленную на осуществление резкого подошвенного сгибания стопы, обеспечивающего отталкивание от опоры и осуществление заднего толчка. При этом жесткая тяга 7 под действием пружины 10 сцепляется с набегающим смежным роликом. Процесс аккумулирования энергии возобновляется, протекая описанным образом. Кесткая тяга 21 ослаблена. При завершении подошвенного сгибания стопы и возвращении механического аккумулятора 13 в исходное положение поперечный рычаг собачки 18, наталкиваясь на упор шины, освобождает шток

16 от сцепления с направляющей трубкой

15, что необходимо для последующего тыльного сгибания стопы.

После завершения заднего толчка и отрыва стопы протеза от опоры начинается перенос протеза над опорой, что соответствует пятому режиму работы стопы (фиг.

7), во время которого происходит тыльное сгибание стопы с помощью жесткой тяги

21, натягивающейся при сгибании в коленном шарнире 2.

В результате такого выполнения протеза ходьба инвалида отличается симметричностью походки, а управление протезом трсбует небольшой затраты энергии.

Формула изобретения

Протез нижней конечности, содержащий искусственную стопу, гол еностопный шарнир, гильзу голени, гильзу бедра и механический аккумулятор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат и исключения асимметрии ходьбы, в нем установлены привод голеностопного шарнира, коромысло, шина с упором и двумя кронштейнами, механизм зарядки и периодической разрядки аккумулятора, буфер с гибкой тягой и механизм автоматического сцепления — расцепления аккумулятора со стопой, причем механизм зарядки и периодической разрядки аккумулятора выполнен в виде жесткой тяги, соединенной с коромыслом, и диска с жестко закрепленными на нем роликами, установленного на выходном валу привода, а механизм автоматического сцепления — расцепления содержит направляющую трубку, шток, кронштейн, собачку и пружину, причем жесткая тяга снабжена зубом, связанным с одним из роликов диска, а собачка снабжена поперечным рычагом и шарнирно установлена на кронштейне, неподвижно соединенном с направляющей трубкой, шарнирно соединенной с коромыслом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гурфинкель В. С. Биодинамические принципы рационального построения голеноподкидных устройств в протезах бедра.—

Труды ЦНИИПП, 1949, Ко 8, с. 99 — 115,