Колінний механізм до протеза стегна

1 Колінний механізм до протеза стегна, що має верхній та нижній сполучні вузли, з'єднані з ВІДПОВІДНИМИ верхнім та нижнім поворотними зчленуваннями та поворотним стержнем, який відрізняється тим, що в нього введена гомілковідкидна пружина, шарнірно закріплена за верхнє та нижнє поворотні зчленування, та пружина кручення встановлена на осі нижнього сполучного вузла, при цьому верхнє зчленування виконане у вигляді двох СПІВВІСНИХ шарнірів, а поворотний стержень має вигляд корпусу, шарнірно з'єднаного з верхнім та нижнім поворотними зчленуваннями 2 Колінний механізм до протеза стегна за п 1, який відрізняється тим, що верхній сполучний вузол має два бокових упори, симетрично розташовані відносно центрального паза, в якому розміщена гомілковідкидна пружина 3 Колінний механізм до протеза стегна за п 1, який відрізняється тим, що нижній сполучний вузол виконано з двома зачепами з можливістю взаємодії з боковими упорами верхнього сполучного вузла Винахід відноситься до медичної техніки, точніше до протезування та протезобудування Відомий КОЛІННИЙ механізм протеза стегна, авторське свідоцтво СРСР №923540, МІЖ А 61 F 1/08, 1982р , який містить верхню і нижню площини, з'єднані з допомогою осей з двома рухомими ланками, двохплечий важіль, два клини, розташовані на верхній площині та фіксуючий гребінь Недоліком відомої конструкції колінного механізму являється складність технології його виготовлення та відсутність гомілковідкидувача, що зумовлює значні енерговитрати інваліда Найбільш близький за технічним вирішенням до запропонованого вузла являється колінний механізм до протеза стегна, авторське свідоцтво СРСР №1673106А1, МІЖ А 61 F 2/38, 1991 р , який вибрано за прототип Колінний механізм до протеза стегна має верхній та нижній сполучні вузли (в оригіналі - суглобні частини) з передніми та задніми поворотними зчленуваннями, шарнірне зв'язані поворотними стержнями, вузол регуліровки ПІДКОСОСТІЙКОСТІ виконаний у вигляді гвинта-упора з набором шайб Основними недоліками прототипу являються Складність технології його виготовлення, тому що всі чотири поворотні зчленування механізму розміщені в одній площині, що тягне за собою необхідність забезпечення строгої паралельності всіх поворотних зчленувань і проблематично виконати в умовах виробництва, а при експлуатації приводить до швидкого виходу зі строю колінного механізму Недостатня якість характеристики його функціонального укорочення внаслідок того, що таке укорочення здійснюється додатковим поворотом нижнього сполучного вузла при ході протягом всього періоду повороту гомілки відносно стегна, тобто укорочення проходить з недостатньою швидкістю і величина його недостатня Технічною задачею винаходу являється спрощення конструкції, підвищення її експлуатаційної надійності та поліпшення функціональної характеристики колінного механізму Поставлена задача вирішена тим, що в колінному механізмі, який включає верхній та нижній сполучні вузли, з'єднані з ВІДПОВІДНИМИ верхнім та нижнім поворотними зчленуваннями та поворотним стержнем, згідно з запропонованим винаходом, введені гомілковідкидна пружина, шарнірно закріплена за верхнє та нижнє зчленування, та пружина кручення встановлена на осі нижнього сполучного вузла, при цьому верхнє зчленування 00 о ю 50198 виконане у вигляді двох співосних шарнірів, а поворотний стержень має вигляд корпусу, шарнірно з'єднаного з верхнім та нижнім поворотними зчленуваннями Другою ВІДМІНОЮ є те, що верхній сполучний вузол має два бокових упора, симетрично розташованих відносно центрального пазу, в якому розміщена гомілковідкидна пружина Третьою ВІДМІНОЮ є те, що нижній сполучний вузол виконано з двома зачепами з можливістю взаємодії з боковими упорами верхнього сполучного вузла Використання ГОМІЛКОВІДКИДНОІ пружини полегшує повернення гомілки в первісне положення, що в прототипі відбувається за рахунок інерційних сил і призводить до додаткових енергозатрат інваліда Пружина кручення забезпечує додаткову величину кута повороту гомілки, тобто збільшує кутову швидкість та величину функціонального скорочення протезу, чим поліпшуються функціональні характеристики протезу Заміна чотирьохланкового шарнірного механізму (прототип) двохланковим значно спрощує конструкцію, особливо при її виготовленні, тому що не потрібна високоточна технологічна збірка Винахід, що пропонується, пояснюється кресленням, на якому зображено фіг 1 - загальний вигляд колінного механізму в сагітальній площині, фіг 2 -загальний вигляд колінного механізму у фронтальній площині (вид А-фіг 1), фіг 3 - загальний вигляд у розрізі по Б-Б (фіг 2) в сагітальній площині, фіг 4 - розріз по В-В (фігЗ) вузла нижнього зчленування з нижнім сполучним вузлом Колінний механізм протезу стегна має верхній 1 (фиг 1) та нижній 2 сполучні вузли (в прототипі суглобні частини), поворотний стержень 3, який через верхнє 4 та нижнє 5 зчленування шарнірно зв'язує верхній та нижній сполучні вузли 1, 2 Корпуси сполучних вузлів 1, 2 виконані у вигляді напівсфер 6 з пірамідальними виступами 7 юстирувальних вузлів У нижній фігурній частині корпусу сполучного вузла 1 з переднім 8 (фіг 3) та заднім 9 упорами та двома бічними упорами 10, виконано центральний паз 11 для розміщення ГОМІЛКОВІДКИдуючої пружини 12 розтягування В пазу 11 є два співосних отвори 13 для верхнього зчленування 1 та осі 14, на якій шарнірно закріплена гомілковідкидна пружина 12 При цьому верхнє зчленування 1 являється колінним шарніром вузла, а вісь 14 при складанні розмішується вище колінного шарніру з лівої сторони Крім цього на бокових стінках центрального пазу 11 по центрах обох співосних отворів під колінний шарнір виконані глухі поперечні пази 15 (фіг 3) Верхня частина корпусу нижнього сполучного вузла 2 має два упора 16 та 17, дві проушини 18 з зачепами 19 та наскрізні СПІВОСНІ отвори для установки під час складання та скріплення гайкою 20 (фіг 4) нижнього різьбового зчленування 5 Корпус поворотного стержня 3 має дві вертикальні щоки з співосними отворами для верхнього зчленування 4 колінного шарніра та нижнього зчленування 5 з'єднані передньою і задньою 21 перемичками Колінний шарнір виконано у вигляді двох напівосей, які включають різьбову втулку 22 (фіг 2) з буртиком, болт 23 з квадратною голівкою і стопорний гвинт 24 В нижньому зчленуванні 5 на його осі 25 (фігЗ) встановлено пружину 26 кручення Зусилля и менше зусилля ГОМІЛКОВІДКИДНОІ пружини 12 розтягування При складанні один кінець пружини 26 кручення упирається в задню перемичку 17 корпусу стержня 3, а другий - в корпус сполучного вузла 2 На осі 25 шарнірно закріплений нижній зачіп ГОМІЛКОВІДКИДНОІ пружини 12 розтягування Колінний вузол стегна працює наступним чином При ході в опорну фазу кроку верхній 1 та нижній 2 сполучні вузли механізму знаходяться постійно у первісному положенні, при якому вертикальні осі обох пірамідок 7 розташовані на одній прямій лінії, поворотний стержень 3 через упор 8 взаємодіє із верхнім зчленуванням 1, а нижнє зчленування 2 упором 16 упирається в нижній торець стержня 3 і верхніми зачепами 19 в бічні упори 10 сполучного вузла При цьому попередньо розтягнута гомілковідкидна пружина 12 розташована в ЛІВІЙ частині пазу 11 поворотного стержня З і її зусилля, долаючи зусилля пружини 26, удержує сполучний вузол 2 у вихідному положенні При переносі навантаження на носок стопи під час ходи відбувається згинання колінного вузла Під час згинання гомілка протеза здійснює складний рух, при якому поворот стержня 3 являється переносним рухом, а поворот нижнього сполучного вузла 2 - додатковим відносно нижнього зчленування 5, що підвищує швидкість згинання і запобігає зачепам за опорну поверхню при переносі протеза Складний рух гомілки здійснюється внаслідок взаємодії верхніх зачепів 19, які переміщуються по упорам 10 Додатковий поворот суглобної частини 2 припиняється при доторканні упора 17 до перемички 21 Внаслідок подальшого сумісного повороту стержня 3 з сполучним вузлом 2 проти ходу годинникової стрілки - гомілковідкидна пружина 12, розтягуючись, накопичує потенціальну енергію для викидання гомілки вперед і розкручування пружини 26 при повертанні сполучних вузлів 1 та 2 в початкове вихідне положення При переході колінного вузла в положення "сидячи" згинання протеза в колінному шарнірі забезпечується зусиллям ГОМІЛКОВІДКИДНОІ пружини 12, яка при цьому спочатку розтягується, а потім стискається Стискання пружини 12 починається зразу після сполучення її осі з спільною віссю двох напівосей колінного шарніра, які розташовуються з обох сторін пружини 12 В положенні "сидячи" поворотний стержень 3 упирається в задній упор 9 сполучного вузла 1 Використання в конструкції запропонованого колінного механізму двох поворотних зчленувань замість чотирьох, як по аналогу, так і по прототипу, 50198 спростило виготовлення поворотних зчленувань, тому що немає необхідності в їх точній паралельності Використання в запропонованому колінному вузлі тільки одного поворотного стержня, з'єднаного шарнірно двома поворотними зчленуваннями з верхнім та нижнім сполучними вузлами, дозволило покращити характеристику його функціонального укорочення за рахунок використання додаткового повороту гомілки протеза, чим забезпечується значне збільшення її кутової швидкості під час повертання протеза в вихідне положення Таким чином, запропонована конструкція значно простіша за прототип, має поліпшені функціональні характеристики, чим зменшуються енерговитрати інваліда на ходу Фіг. І 7 50198 б-В 9 45 17 в-в Фіг.4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71