Колінний шарнір для ортопедичних апаратів

Колінний шарнір для ортопедичних апаратів, який включає верхню та нижню шини з зубчастими секторами на кінцях, які шарнірно з можливістю обертання закріплені кожна на своїй осі, встановлені на цих осях дві бокові щоки, скріплені між собою за допомогою гвинтів, змінні передній та задній упори, встановлені між щоками, який відрізняється тим, що осі виконані у вигляді двох різьбових втулок з конусними головками на одному кінці, які контактують з двома конусними отворами однієї із щік, при цьому кути конусів вибрано від 15° до 25°. (19) (21) a200700094 (22) 03.01.2007 (24) 25.03.2008 (46) 25.03.2008, Бюл.№ 6, 2008 рік (72) ВІЩЕНКО ХАРИТОН МИКОЛАЙОВИЧ, UA, ВАТОЛІНСЬКИЙ ЛЕОНІД ЄЛІВФЄРІЄВИЧ, UA, БАЄВ ПАВЛО ОЛЕКСАНДРОВИЧ, UA, ПІВОВАРОВ ВІКТОР ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, МІКОТКІНА ТЕТЯНА АНТОНІВНА, UA, МАЄВСЬКИЙ ВІТАЛІЙ СЕРГІЙОВИЧ, UA (73) УКРАЇНСЬКИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ІНСТИТУТ ПРОТЕЗУВАННЯ, ПРОТЕЗОБУДУВАННЯ ТА ВІДНОВЛЕННЯ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ, UA (56) US 2003/0149386 A1, 07.08.2003 US 2004/0049140 A1, 11.03.2004 3 Технічною задачею винаходу являється зниження вимог до точності виготовлення суміжних отворів бокових щік та полегшення збирання-розбирання. Ця задача вирішена тим, що в колінному шарнірі для ортопедичних апаратів, який включає верхню та нижню шини з зубчастими секторами на кінцях, які шарнірно з можливістю обертання закріплені кожна на своїй осі, встановлені на цих осях дві бокові щоки, скріплені між собою за допомогою гвинтів, змінні передній та задній упори, встановлені між щоками, відмінністю являється те, що осі виконані у вигляді двох різьбових втулок з конусними голівками на одному кінці, які контактують з двома конусними отворами однієї із щік, при цьому кути конусів вибрано від 15° до 25°. За рахунок конусного сполучення одного кінця осей шарніра з боковою щокою в процесі з'єднання щік при вгвинчуванні гвинтів в різьбові втулки осі, конусні голівки втулок самовстановлюються відносно поверхонь конусних отворів щоки. При цьому встановлюється необхідна в межах поля допусків соосність різьбових втулок з циліндричними отворами щоки та зменшуються вимоги до значень допусків соосності протилежних отворів щік. Все це спрощує технологію виготовлення шарніру. Вибраний діапазон кутів конусних сполучень дає гарантоване самогальмування системи сполучення при зніманні осьового навантаження. Через те, що конусні сполучення є самогальмуючими, після розборки шарніру, наприклад, при підгонці шин шарніру, різьбові втулки не випадають, а залишаються щільно закріпленими в конусних отворах бокової щоки, що значно поліпшує умови збирання-розбирання шарніру. Суть винаходу пояснюється кресленням, на якому зображено: Фіг.1 - загальний вигляд шарніру, вид спереду; Фіг.2 - загальний вигляд шарніру, вид збоку; Фіг.3 - розріз по А-А. Колінний шарнір для ортопедичних апаратів включає верхню та нижню шини 1, 2, які шарнірно закріплені на осях 3, 4 відповідно. Дві бокові щоки 5, 6 закріплені між собою за допомогою гвинтів 7, 8, які загвинчуються в різьбові отвори осей 3, 4. Осі 3, 4 виконані у вигляді двох різьбових втулок з конусними голівками та контактно встановлені у відповідних конусних отворах щоки 5, при цьому кути конусів від 15° до 25° вибрано таким чином, що при затягуванні гвинтів утворюються самогальмуючі конусні сполучення. Для обмеження та регулювання кутів згинаннярозгинання шин 1, 2 одна відносно другої між щоками 5, 6 встановлені змінні передній та задній упори 9, 10 відповідно, які виконані у вигляді фігурних секторів різного розміру та закріплені за допомогою 4-х гвинтів 11. На кінцях верхньої та нижньої шин 1, 2 виконані зубчасті сектори 12, 13 відповідно, які контактно сполучені між собою. При виборі діапазону самогальмування конусного сполучення, значення кутів конусів конусних 82298 4 голівок осей 3, 4 та конусних отворів щік 5 визначається за формулою: tgα/2≤2f де: α - кут конуса; f - орієнтовний коефіцієнт сухого тертя. Для конусної голівки та щоки, виконаних із сталі f=0,15, тоді tgα/2≤0,3, кут α/2=16°4' ~ 17°, отже кут конуса α ~ 17°×2=34°. Для конусної голівки, виконаної із бронзи та стальної щоки f=0,12, тоді tgα/2≤0,24, кут α/2=13°30', а кут конуса α=13°30'×2=27°. Враховуючи можливі коливання коефіцієнта тертя, для надійного самогальмування максимальний кут конусності αmах для нашого сполучення вибираємо рівним 25°. Відомо, що при малих кутах конуса підвищуються вимоги до точності виготовлення елементів конусного сполучення, тому з конструктивних міркувань мінімальне значення кута конусності αmin вибираємо рівним 15° Колінний шарнір працює наступним чином. Змінні передній та задній упори 9, 10 встановлюють у вихідному положенні. При цьому повздовжні осі верхньої та нижньої шин 1, 2 в сагітальній площині розміщуються вертикально та паралельно одна відносно одної. Перший зубець зубчастого сектора 12 верхньої шини 1 встановлюється вертикально між першими двома зубцями зубчастого сектора 13 нижньої шини 2. Передні торці верхньої та нижньої шин 1, 2 упираються в передній упор 9. При взаємному обертанні верхньої та нижньої шин 1, 2 навколо своїх осей З, 4, суміжні зубці контактують між собою, утворюючи зубчасте сполучення. При взаємному переміщенні ланок зубчастих секторів 12, 13 миттєвий центр обертання цієї кінематичної пари зміщується по центроїді, що забезпечує поліпшену відповідність рухів в ортезі з рухом колінного суглоба. В кінці повороту задні торці верхньої та нижньої ланок 1,2 упираються в задній упор 10. Необхідні кути обмеження розгинання та кути згинання забезпечуються встановленням відповідних змінних упорів - переднього 9, та заднього 10. Таким чином, така конструкція колінного шарніру для ортопедичних апаратів дозволяє спростити технологію його виготовлення, полегшує збирання і розбирання. В УкрНДІпротезування виготовлено 6 експериментальних зразків шарнірів для ортопедичних апаратів, які були використані при ортезуванні пацієнтів з патологіями нижніх канцівок та показали хороші експлуатаційні і технологічні властивості. 5 82298 6