Колінний механізм протезу стегна

Колінний механізм протезу стегна, що містить верхній та нижній вузли кріплення, пружні елементи та клиновий замковий пристрій, який відрізняється тим, що в нього додатково введено корпус, шарнірно з'єднаний з обома вузлами кріплення та підпружинений відносно них, а підпружений клиновий замковий пристрій складається з пружного упора на верхньому вузлі кріплення та контактного майданчика нижнього вузла кріплення, при цьому поворотна гайка пружного елементу замкового пристрою шарнірно закріплена на цапфах нижнього вузла кріплення Винахід відноситься до медичної техніки, точніше до протезування і протезобудування Відомий КОЛІННИЙ механізм протезу (авторське свідоцтво СРСР №1146038 МПК А 61F 2/64, публ 23 03 1985р. Б №11) містить важіль та встановлену між приймальною гільзою стегна і гільзою гомілки вісь з порожньою втулкою, стінка якої розміщена між роликами важеля, вільний кінець якого з'єднаний з осердям соленоїда До недоліків відомого колінного механізму відносяться його обмежені функціональні можливості, тому що цим механізмом забезпечується тільки підгинання протезу в опорний період кроку, а також ускладнення конструкції внаслідок необхідності наявності джерела живлення для соленоїда Найбільш близьким за технічним рішенням для запропонованого пристрою є колінний механізм протезу стегна, (авторське свідоцтво СРСР №1533686 МПК 61F2/60, публ 0701 1990р №1,) вибраний за прототип Колінний механізм протезу стегна, що містить верхній та нижній вузли кріплення, пружний елемент, замковий клиновий пристрій з тілами кочення, кінематичне зв'язаний з рухомим елементом гомілки, опору з вузлом кріплення - гільзи стегна, яка складається з двох телескопічно з'єднаних підпружинених верхньої та нижньої частин та шарнірно з'єднану верхнім кінцем з опорою, а на нижньому КІНЦІ має вузол для кріплення до неї стопи, тягу змінної довжини телескопічного типу з замковим пристроєм однонаправленоі дії, який включає тіла обертання між розташованими під кутом штоковими та опірними робочими поверхнями, і ця тяга шарнірно з'єднана з опорою позаду ВІСІ обертання гомілки, а другим з гомілкою, між рухомими телескопічне з'єднаними частинами гомілки розміщується пружний елементА а у замковому пристрою який шарнірно закріплений на ГОМІЛЦІ, вставлена прокладкаА що контактує однією поверхнею із штоковими поверхнями, а другою - з тілами кочення, при цьому, у крайньому разі, принаймні одна прокладка виконана у вигляді клину та тематично зв'язана з рухомим елементом гомілки Основними недоліками прототипу є обмежені функціональні можливості внаслідок нерегульованої кутової швидкості гомілки під час її повороту у фазі переносу протезу, складність конструкції через наявність у колінному механізмі замкового клинового пристрою та тематично пов'язаних з ним різноманітних вузлів і деталей В основу винаходу «Колінний механізм протезу стегна», який пропонується, поставлена задача розширення функціональних можливостей та О 49929 спрощення конструкції, що досягається шляхом введення додаткового корпусу, який шарнірно зв'язаний з обома вузлами кріплення та підпружений відносно них, а підпружений клиновий замковий пристрій утворюється пружним упором на верхньому вузлі кріплення та контактною поверхнею нижнього вузла кріплення, при цьому поворотна гайка пружного елементу замкового пристрою шарнірно закріплена на цапфах нижнього вузла кріплення На фіг 1 зображено колінний механізм протезу стегна, загальний вигляд На фіг 2 - вигляд А На фіг 3 - розріз по Б-Б На фіг 4 - розріз по В-В На фіг 5 - розріз по Г-Г Колінний механізм протезу стегна містить верхній 1 та нижній 2 вузли кріплення механізму між стегном інваліда та гомілкою протезу, вузли кріплення шарнірне з'єднані корпусом 3, клиновий замковий пристрій елементами якого є зв'язний з верхнім вузлом кріплення 1 пружний упор 4 та контактна поверхня 5 нижнього вузла кріплення 2, два однакових ГОМІЛКОВІДКИДНИХ елементи 6, які з'єднані з верхнім вузлом кріплення 1 та корпусом З, та регульований пружний елемент 7, шарнірно зв'язаний з корпусом 3 та нижнім вузлом кріплення 2 з допомогою поворотної гайки 8, яка встановлена на конічних центрах (цапфах) 9 У нижній частині верхнього вузла кріплення 1 є центральний прилив з отвором для опорної ВІСІ 10 та два СПІВІСНИХ отвори 11 та два різьових отвори для кріплення гвинтами 12 капронової вкладки 13 Пружний упор 4, закріплений у глухому пазі, профрезерованому на нижньому торці центрального вузла кріплення 1 По центру вкладки 13 запресовано гайку 14 для упорного гвинта 15, положення якого регулюється через наскрізний отвір у вкладці 13 Напівсфера нижнього вузла кріплення 2, у верхній частині якої існують дві провушини 3 отвором для опорної ВІСІ 16, виконана як одна деталь з клином замкового пристрою 17, при цьому верхній торець клину - похилий та виконує роль опорного майданчика 5, при цьому на верхньому торці вузла кріплення 2 закріплений пружний упор 18 У ТІЛІ клину замкового пристрою 17 профрезеровано наскрізний центральний паз Перпендикулярно цьому пазу виконані два центральних бокових різьових отвори для закріплення двох установчих гвинтів 9 з конусними цапфами Корпус 3 коробчастої форми має дві боковини, що в нижній частині утворюють у горизонтальній площині замкнутий контур Опорні ВІСІ 10 та 16 забезпечують шарнірний зв'язок корпуса 3 з верхнім 1 і нижнім 2 вузлами кріплення Шарнірний зв'язок корпуса 3 з верхнім узлом кріплення 1 здійснюється через втулки 20, що напресовані на вісь 10, при цьому між отвором в центральному приливі верхнього вузла кріплення 1 та ЗОВНІШНІМИ поверхнями втулок 20 існує гарантований проміжок для забезпечення взаємного їхнього повороту Пружний упор 21 закріплений у похилому пазі верхньої частини передньої стінки корпусу З, а на внутрішній и поверхні розміщене сферичне заглиблення 22 Пластмасовий щиток 24 кріпиться до передньої стінки за допомогою двох гвинтів 25 У нижній частині внутрішньої поверхні щитка 24 виконано два сферичних заглиблення 26 По центру поворотної гайки 8 виконано наскрізний різьовий отвір, перпендикулярно якому на бокових поверхнях гайки виконано два СПІВВІСНИХ конічних заглиблення, що при складанні використовуються для м закріплення При складанні поворотна, гайка 8 розташовується по центру наскрізного пазу клину замкового пристрою і закріплюється з можливістю її повороту конусними цапфами установчих гвинтів 9, при цьому гвинти закріплюються у ВІДПОВІДНИХ різьбових отворах клину замкового пристрою Зовнішня контактна поверхня пластмасової вкладки 27 виконана за формою і розмірами зовнішньої поверхні нерухомих відносно опорної ВІСІ 10 втулок 20 Під час складання контактна поверхня вкладки 27 під дією зусилля упорного гвинта 15, що установлений у різьбу гайки 14 вкладки 12, крізь круглий гумовий упор 32 притискається до ЗОВНІШНІХ поверхонь двох втулок 20 опорної ВІСІ 10 Центруються при складанні обидві ГОМІЛКОВІДкидні пружини 6 стискання спеціальними повзунами 28 з отвором в їхніх провушинахта втулками 29 зі сферичними торцями, при цьому отвір провушин обох повзунів 28 шарнірне закріплюється на одній ВІСІ 11 верхнього вузла кріплення 1, а сферичні торці втулок 29 постійно контактують зі сферичними заглибленнями шитка 24 3 метою регулювання загального зусилля ГОМІЛКОВІДКИДНИХ пружин виготовляють пружини 6 з різними зусиллями При складанні пружина стискання 6, що розташована по центру корпуса 3, центрується втулкою ЗО зі сферичним торцем і спеціальним повзуном 31, на торці якого виконаний опорний майданчик і нарізана різьба для розміщення його у різьбовому отворі поворотної гайки 8, при цьому сферичний торець втулки ЗО розташується у сферичному заглибленні 22 корпуса З Колінний механізм працює у складі протезу стегна таким чином При передньому поштовху під дією сил ваги та інерції відбувається поворот нижнього вузла кріплення 2 навколо ВІСІ 16 проти годиникової стрілки у межах 13° до зіткнення опорного майданчика 5 клину замкового пристрою 17 з пружним упором 4 верхнього вузла кріплення 1 Це забезпечується тим, що вісь 16 обертання нижнього вузла кріплення винесено вперед відносно вертикальної ВІСІ колінного механізму, а момент, створюваний зусиллям пружини 7, менший від сумарного моменту, створюваного пружинами 6 гомілісовідкидувача Внаслідок контакту упору 4 з майданчиком 5 відбувається заклинювання колінного механізму, відвертаючи повернення гомілки протезу навколо поворотної ВІСІ 10 проти годинникової стрілки, знижуючи при цьому енерговитрати інваліда При перекаті величина моменту в колінному механізмі зменшується і відбувається повернення енергії, накопиченої пружиною 7 Ця енергія витрачається на випрямлення колінного механізму, що допомогає інваліду завершити фазу перекату і здійснити підготовку до виконання заднього поштовху На початку фази переносу протезу стегна за 49929 рахунок зусилля заднього поштовху і сил інерції відбувається поворот корпуса 3 і нижнього вузла кріплення 2 навколо опорної ВІСІ 10 відносно верхнього вузла кріплення 1 проти годинникової стрілки Корпус 3 і нижній вузол кріплення 2 у цей момент знаходяться на одній ВІСІ за рахунок розрівнювання пружини 7 При цьому пластмасовий щиток 24, обертаючись разом з корпусом З у переміщує втулки 29 зі сферичним торцями, стискаючи пружини 6 гомілковідкидувача При винесенні КІНЦІВКИ потенційна енергія пружин гомілковідкидувача витрачається на винесення гомілки вперед і її замикання Чим більше накопичена потенційна, енергія пружинами, тим з більшою силою відбувається винесення гомілки вперед Регулювання швидкості викидання гомілки вперед у фазі переносу здійснюють шляхом зміни зусилля, утворюванного при обертанні гвинта 15, що передається крізь гумовий упор 32 І вкладку 27 на втулки 20 опорної ВІСІ 10 верхнього вузла кріплення 1, а також - ВІДПОВІДНИХ пружин 6 голеновідкидувача Настроювання зусилля пружини 7 для забезпечення необхідного підгинання здійснюється шляхом обертання повзуна 31 Спрощення конструкції колінного механізму забезпечується тим, що замість складного гальмового пристрою прототипу використовується кпин нижнього вузла кріплення з можливістю спільного його повороту з останнім, у результаті чого відбувається контакт опорного майданчика клину з упором верхнього вузла кріплення, що забезпечує заклинювання колінного механізму Внаслідок спрощення конструкції колінного механізму, що пропонується, досягається зменшення його габаритних розмірів і маси у порівнянні з прототипом Поряд з цим колінний механізм, що пропонується, забезпечує ПІДКОСОСТІЙКІСТЬ у фазі опори на протезовану кінцівку у межах кута 13°, зменшення енерговитрат інваліда у процесі ходіння за рахунок здійснення функції регульованого підгинання у межах кута підгинання 13° і акумуляції енергії елементом у фазі переднього поштовху і повернення енергії інваліду, що використовується ним у фазі перекату та формування заднього поштовху Окрім цього, додатковий вступ регульованного підгальмовування при винесенні гомілки вперед спільно з реалізованими функціями наближає динаміку зміни міжланцюгових кутів протезу до руху КІНЦІВКИ здорової людини 49929 Шг, І 49929 Вид ^ Щг.2 6 - 6 >іг,3 ю 11 49929 B - B 8 Фіг.5 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 12