Стенд для випробувань вузлів протезів нижніх кінцівок

Винахід відноситься до медичної техніки, точніше до протезування та протезобудування і може бути використаний при дослідженні експлуатаційних характеристик вузлів протезів нижніх кінцівок. Відомий стенд для випробувань протезів нижніх кінцівок по Авт.св. SU №1442208, MKB A61F2/76, 1988г., який включає корпус з фіксаторами для протеза, коромисло, яке за допомогою тросика сполучене з щиколоткою протеза, вузол навантаження, змінні вантажі, та вузол контролю. Стенд дозволяє провести дослідження динамічних характеристик стоп для протезів нижніх кінцівок шляхом створення динамічних навантажень різної амплітуди та тривалості. Недоліки його полягають у тому, що конструкція його складна, містить вузли, що піддаються динамічному удару, тому має недостатню надійність та обмежений ресурс роботи. Відомий стенд для випробувань вузлів протезів нижніх кінцівок по Авт.св. SU №1509067, MKB, A61F2/60, 1989г., який включає раму, на якій встановлені опорна площадка та кривошипно-шатунний механізм з приводом, вузол динамічного поштовху, який виконано у вигляді важеля з двома роликами, встановленими з можливістю регулювання, і направляючої втулки з п'яточним упором, встановленої на опорній площадці. Стенд дозволяє імітувати динамічний поштовх при опорі на п'ятку та навантаження на протез від ваги тіла інваліда. Недоліки його полягають у тому, що відсутнє навантаження носочної області стопи штучної, та конструкція стенду розрахована на випробування застарілих конструкцій протезно-ортопедичних виробів. Відомий також стенд для динамічних випробувань вузлів протезів нижніх кінцівок, який виготовляється фірмою Si-Plain, та повністю відповідає вимогам стандартів серії ISO 10328. Цей стенд включає станину, на якій змонтовано вертикальний вузол фіксації стопи, механізм циклічних навантажень, що має два пневмоциліндри, на яких закріплені дві навантажувальні площадки для установки стопи протеза нижньої кінцівки. Навантажувальні площадки розміщено перпендикулярно до осі пневмоциліндрів. Пневмоциліндри приєднані до компресорів та системи регулювання і працюють поперемінне, навантажуючи спочатку носочну, а потім п'яточну область стопи. Стенд дозволяє проводити як статичні, так і динамічні випробування Цей пристрій прийнято за прототип. Недоліки його полягають в тому, що в пристрої використовують пневматичний привід, що значно підвищує його вартість та знижує ресурс. Ресурс ви щезазначеного стенда становить 10´106 циклів навантаженнярозвантаження, що відповідає трьом повним випробуванням. Крім того він придатний тільки для випробувань стоп штучни х, а для випробувань колінних вузлів потрібно використовувати інший пристрій, тобто відомий пристрій має обмежені експлуатаційні можливості. Технічною задачею винаходу являється розширення експлуатаційних характеристик стенда для проведення статичних та циклічних випробувань вузлів протезів нижніх кінцівок. Ця задача вирішена тим, що в стенді для випробувань вузлів протезів нижніх кінцівок, що включає станину, на якій змонтовано вертикальний вузол фіксації стопи та вузол циклічних навантажень, з яким сполучені дві навантажувальні площадки для установки стопи протеза нижньої кінцівки, навантажувальні площадки сполучені з навантажувальним елементом вузла циклічних навантажень і розміщені перпендикулярно до його осі, вузол циклічних навантажень сполучений з пультом керування, відмінністю є те, що в нього введені піноль з елементами фіксації для установки колінних вузлів, механічний привід, виконаний, наприклад, у вигляді кривошипно-шатунного механізму, та змінні пружні елементи, які встановлені в корпусі навантажувачів. Навантажувачі приєднані до кривошипно-шатунного приводу, сполученого з механізмом циклічних навантажень. Навантажувальні площадки та елементи фіксації виконані з утворенням чотирьох робочих зон. Введення пінолі та елементів фіксації для установки - колінних вузлів дозволяє розширити експлуатаційні характеристики стенда, за рахунок додаткової можливості випробувань колінних вузлів. Змінні пружні елементи встановлені в корпусах навантажувачів дозволяють здійснювати регулювання силових навантажень на вузли, що випробовуються. Утворення чотирьох робочих зон для встановлення вузлів, що випробовуються, дозволяє збільшити їх кількість в процесі одночасного випробування. Заміна пневмоприводів на механічний привід, на основі кривошипно-шатунного механізму дозволяє підвищити ресурс роботи стенду для випробувань вузлів протезів нижніх кінцівок. Суть винаходу пояснюється кресленням, на якому показано: Фіг.1 - принципова схема стенду для випробувань вузлів нижніх кінцівок, вигляд спереду; Фіг.2 - принципова схема стенду, вигляд збоку. Пристрій включає станину 1, на якій за допомогою механічних елементів з'єднання закріплено вертикальний вузол фіксації 2, навантажувальні площадки 3, 4 та чотири пінолі 5, які використовуються при випробуванні колінних вузлів, та встановлені з можливістю відокремлення. Нижня частина стенду складається з навантажувачів 6, що через талрепи 7, сполучені з подовжувачами 8, які з'єднані з рухомими пальцями 9 механізму циклічних навантажень (на кресленні не показано). Телерепи 7 з подовжувачами 8, сполученими з рухомими пальцями 9 утворюють кривошипно-шатунний механізм. В корпусах навантажувачів 6 встановлені змінні пружні елементи 10, які таруються перед кожним випробуванням на певні силові характеристики, які необхідно отримати в процесі випробувань. Зміна частоти та амплітуди навантаження проводиться за допомогою пульта 11 керування, який є частиною механізму циклічних навантажень. Навантажувальні площадки 3, 4 та вертикальні вузли фіксації 2 утворюють чотири робочі зони, на яких можливо встановити одну або одночасно дві стопи 12, чи чотири колінних вузли 13, чи одну стопу та два колінних вузли, які в нижній частині фіксуються за допомогою затискувачів 14 а колінні механізми 12 закріплюються в затискних елементах 15 вертикального вузла фіксації 2. Випробування вузлів протезів проводять наступним чином. Випробовуваний зразок - стопа штучна чи механізм колінний, можна декілька вузлів одночасно, наприклад: дві стопи, або чотири колінних вузли, або одна стопа та два колінних вузли, закріплюють у затискних елементах вертикального вузла фіксації 2 у відповідності з вимогами ISO 10328-3 таким чином, щоб навантажувальні площадки 3 та 4 стикалися із стопами 12 без деформації. А при випробуванні колінних вузлів 13 повинні бути надійно зафіксовані в затискних елементах 15 і затискачах 14. На пульті керування 11 механізму циклічних навантажень необхідно виставити амплітуду та частоту коливань приводу. Далі проводиться тарування пружних елементів 10, що встановлені в корпусах навантажувачів 6. Реєстрація переміщення проводиться за допомогою тарувальної шкали, яка нанесена на зовнішній поверхні корпуса навантажувача 6. Показники шкали перераховують у параметри навантаження за допомогою діаграми розтягнення-стиснення для відповідних пружних елементів. Для проведення статичних випробувань за допомогою гвинтової пари навантажувача 6 встановлюють значення потрібного статичного випробувального зусилля. Далі, при вимкнутому двигуні механізму циклічних навантажень подовжувач 8 переводять у верхнє мертве положення та фіксують показники шкали навантажень. При задовільних результатах (відсутність руйнування випробовуваного вузла) для проведення динамічних випробувань при визначенні ресурсу роботи вузлів протеза подовжувач 8 переводять у нижнє мертве положення та встановлюють значення циклічного випробувального зусилля, після чого включають привід механізму циклічних навантажень. При проведенні циклічних випробувань через кожні 500000 циклів навантаження-розвантаження необхідно зупиняти привід механізму циклічних навантажень і проводити контроль параметрів випробувань. При необхідності слід проводити коригування параметрів. Тільки після цього можна знову включати привід механізму циклічних навантажень для продовження випробувань. Точність реєстрації та відновлюваності параметрів випробувань становить ±1 %, що повністю відповідає вимогам ISO 10328. Таким чином, таке конструктивне рішення стенду дозволяє проводити одночасне випробування декількох вузлів, в тому числі і різного виду, що значно зберігає час на визначення їх статичних та динамічних характеристик, та з достатньою точністю дозволяє оцінити ресурс колінних вузлів або штучних стоп. Крім того запропонована конструкція дозволяє проводити випробування і інших вузлів, які входять у склад протезів нижніх кінцівок, наприклад, щиколоток та модулів несучи х.