Колінний вузол з автоматичною фіксацією

1 Колінний вузол з автоматичною фіксацією, що містить колінний шарнір, закріплений на гільзах гомілки та стегна, механізм фіксації з підпружиненою втулкою й коромислом, при цьому механізм фіксації виконаний у вигляді штока, з'єднаного віссю з колінним шарніром, а вісь одним кінцем встановлена в отворі шарніра, закріпленого в ГОМІЛЦІ конусною втулкою для періодичного заклинювання кульками штока з допомогою підпружиненої втулки й коромисла, який відрізняється тим, що додатково введено корпус з шарнірно закріпленою нижньою опорною ланкою, а фіксуючий механізм оснащено юстирувальним пристроєм, при цьому в центральних глухих отворах штока й конусної втулки встановлені гомілковідкидаючі пружини 2 Колінний вузол по п 1, який відрізняється тим, що підпружинена втулка фіксуючого механізму, як сепаратор, має наскрізні отвори для кульок, при цьому на під пружиненій втулці консольно закріплені два пальці з зовнішньоопорними втулками, а на циліндричній частині конусної втулки прорізані два СПІВВІСНИХ наскрізних пази для пальців опорних роликів 3 Колінний вузол по п 1, який відрізняється тим, що нижня ланка виконана у вигляді двоплечого важеля, на осі верхнього плеча якого встановлено ролик, а коромисло виконане з двома пружинами для шарнірного з'єднання з корпусом і має два бокових фігурних, по ширині конусної втулки, ребра й одне центральне ребро з різевим отвором для гвинта юстирувального пристрою, при цьому ребра коромисла призначені для взаємодії з роликом нижньої ланки й двома опорними втулками О о (О Винахід відноситься до техніки протезування нижніх КІНЦІВОК інваліда Відомий КОЛІННИЙ механізм протеза стегна, що містить телескопічну гомілку, тягу змінної довжини з замковим пристроєм, оснащеним тілами котіння з можливістю періодичної взамоємодм з клином (див А С СССР №1533686 А61 МКИ2/60 публ 07 01 1990 Б №1) До недоліків колінного механізма відносять складність конструкції через наявність багаточисельних вузлів та деталей замкового пристрою, а також значні його габарити й вагу, в наслідок того, що конструкція даного колінного механізма займає простір всієї гомілки Найбільш близьким за технічною сутністю до винаходу, що пропонується, є колінний вузол з автоматичною фіксацією, який містить колінний шарнір, закріплений на ГІЛЬЗІ ГОМІЛКИ Й стегна й механізм фіксації, виконаний у вигляді штока, з'єднаного віссю з коліном і однім кінцем встановленого в шарнірно закріпленій конусній втулці (див А С СССР №2055548 А61 МКИ 2/64 публ 10 03 1999 Б №7) До основних недоліків найближчого аналога відносяться - відсутність ГОМІЛКОВІДкидаючої пружини й можливості змінення кутової швидкості гомілки при переносі протеза, при цьому колінний механізм має значні висотні розміри в наслідок розміщення його конструкції між стегном та стопою протеза, а наявність багаточисельних крупних вузлів збільшує вагу конструкції В основу винаходу колінний вузол з автоматичною фіксацією, який пропонується, поставлена задача забезпечення ПІДКОСОСТІЙкості, регулювання механізму фіксації шляхом введення (О ю 56260 юстирувального пристрою и ГОМІЛКОВІДкидаючої пружини Рішення задачи виконано таким чином У колінний вузол з автоматичною фіксацією, що містить колінний шарнір, закріплений на гільзах гомілки та стегна, механізм фіксації з підпружиненою втулкою й коромислом, при цьому механізм фіксації виконаний у вигляді штока, з'єднаний віссю з колінним шарніром, а вісь одним кінцем встановлена в отворі шарніра закріпленої в ГОМІЛЦІ конусною і втулкою, з можливістю періодичного заклинювання кульками штока за допомогою підпружиненої втулки й коромисла, згідно винаходу в нього додатково введено корпус з шарнірно закріпленою нижньою опорною ланкою, а фіксуючий механізм оснащений юстирувальним пристроєм, при цьому в центральних глухих отворах штока й конусної втулки встановлені ГОМІЛКОВІД кидаючі пружини Крім того, підпружинена втулка фіксуючого механізма, яка виконує роль сепаратора, має наскрізні отвори для кульок, при цьому на підпружинений втулці консольне закріплені два пальці з зовнішньо опорними втулками, а на циліндричній частині конусної втулки прорізані два співосевих наскрізних паза для пальців опорних роликів Нижня ланка виконана у вигляді двоплечого важиля, на осі верхнього плеча котрого встановлений ролик, а коромисло виконане з двома пружинами для шарнірного з'єднання з корпусом і має два бокових фігурних, по ширині конусної втулки ребра й одне центральне ребро з різбленими отворами для гвинта юстирувального пристрою Юстирувальний пристрій введено для регулювання механізму фіксації з метою ліквідації дії опорної реакції на підпружинену втулку оскільки між кульками й отворами підпружиненої втулки в заклиненому стані механізма фіксації є мінімальний зазор При поворотах на різні кути корпусу і механізма фіксації здійснюється стиснення ГОМІЛКОВІДкидуючих пружин, зусилля яких направлене на поворот корпусу в початкове положення Крім цього, висотні розміри й вага колінного вузла, що пропонується, незначні, оскільки його габарити малі у порівнянні з найближчим аналогом На фіг 1 зображений колінний вузол з автоматичною фіксацією загальний вигляд На фіг 2 - вид А на фіг 1 На фіг 3 - переріз Б-Б на фіг 1 На фіг 4 - переріз В-В на фіг 1 На фіг 5 - переріз Г-Г на фіг 1 На фіг 6 - переріз Д-Д на фіг З На фіг 7 - переріз Е-Е на фіг 2 Колінний вузол з автоматичною фіксацією містить корпус 1 з шарнирно закрепленими верхньою 2 та нижньою 3 ланками для кріплення, механізм фіксації, що включає підпружинену втулку 4 та юстирувальний пристрій для точного регулювання Корпус 1 виконаний у вигляді фігурних щік з верхньою і нижньою перемичками, при цьому в останній є глухий внутрішній отвір для опори 5 з центральною сферичною лункою У верхній та нижній частинах корпуса 1 виконані співосеві отвори для шарнірного зв'язку з ВІДПОВІДНИМИ опорами для кріплення Обидві опорні ланки 2 та 3, мають центральні різьбленневі отвори для інших юстуючих пирамідок та наскрізні отвори для осей 6 та 7 шарнірів У корпусі верхньої ланки 2 для кріплення гільзи стегна додатково виконано отвір для ВІСІ 8 та закріплений упор 9 Нижня ланка 3 являє собою двоплечий важіль, нижнє плече якого є опорою для кріплення гомілки, а верхнє плече має центральний паз з отвором для ВІСІ ролика 10 До складу механізму фіксації входять циліндричний шток 11, конусна втулка 12, підпружинена втулка 4, гомілковідкидаючі пружини 13 стиску Шток 11, який розташований в отворі конусної втулки 12 має центральний глухий отвір, а на його зовнішньому торці виконани вушки з отвором для ВІСІ 8 Верхня частина центрального циліндричного отвору втулки 12 переходить у робочий конус, кут нахилу якого знаходиться в межах 6°-8° (кут заклинювання), при цьому зовнішня поверхня втулки 12 виконана у вигляді шестигранника, на двох протилежних гранях якого виконані наскрізні співосеві пази На торці конусної втулки 12 виконана кулева поверхня для взаємодії з лункою опори 5 Капролонова підпружинена втулка 4, яка виконує роль сепаратора для кульок 14, встановлена з можливістю її переміщення й контакту з циліндричними поверхнями штока 11 та втулки 12 Крім цього на втулці 4 закріплені два консольних пальці 15, які розташовані в наскрізних пазах втулки 12, а на їхніх кінцях насадженні опорні втулки 16 У зібраному стані фіксуючого механізму на ніжний торець втулки 4 постійно діє усилля, що спирається на на дно втулки 12 Для дії при роботі штока 11 з конусною втулкою 12 в ]х центральних отворах розташовуються гомілковідкідаючі пружини 13 стиску Як гомілковідкидаючі пружини 13 використовуються дві співосно встановлені пружини різних діаметрів і напрямку навивки для створення сумарного зусилля на торці деталей фіксуючого механізму До складу юстуючого пристрою входять два пальці 15 з опорними втулками 16, втулка 4, ролик 10 нижньої опори 3 й коромисло Фігурне коромисло, виконане з двома вушками 18, шарнирно звэязане з корпусом 1, має два бокових фігурних ребра 19, відстань між якими дорівнює ширині зовнішньої поверхні втулки 12, і які встановлені з можливістю взаємодії з обома опорними втулками 16 Крім бокових ребер 19 коромисло має центральне ребро 20 з резьбленевим отвором для регулювального гвинта 21 юстирувального пристрою У зібраному стані колінний вузол внаслідок дії зусилля пружини 17 на втулку 4 забезпечує постійний контакт регулюючого гвинта 21 з роликом 10 та бічних ребер 19 з опорними втулками 16 Пристрій працює наступним чином Перед роботою колінного вузла здійснюють його регулювання юстирувальним пристроєм При цьому нижня ланка 3 під дією навантаження переведена в горизонтальне положення, а коромисло через контакт регулювального гвинта 21 з роликом 10 знаходиться в робочому стані В робочому стані коромисла обидва його бічних ребра 19 за допомогою опорних втулок 16 опускають підпружену втулку 4 спільно з кульками 14 до одночасного контакту кульок з конусною поверхнею втулки 12 та ціліндричною поверхністю штоку 11 При одночасному контакті двох поверхонь механізму фіксації з кульками 14 відбувається одностороннє (при повороті гомілки проти годинникової стрілки) заклинювання штоку 11 і втулки 12 через рівність нахилу м конусної поверхні з кутом заклинювання Після заклинювання механізму фіксації поворотом регулювального гвинта 21 забезпечується мінімальний проміжок між кульками 14 і отворами підпружинної втулки 4 для ліквідації впливу опорної реакції на останню При впливові ваги протезу у фазі його переносу під час ходіння на нижню опору 3, остання повертається на осі 7 Поворот ланки 3 передається через юстирувальний пристрій на підпружинену втулку 4, яка, піднімаючись під дією пружини 17 разом з кульками 14 повздовж осі механізму фіксації, здійснює розклинювання механізму фіксації, так як ліквідується контакт кульок 14 з заклинюючими поверхнями При цьому корпус 1 і механізм фіксації можуть повертатися на різні кути, залежні від величини сил, які виникають у колінному шарнірі, при переносі гільзи гомілки інвалідом При спільному повороті корпусу 1 і механізму фіксації на різні кути у фазі перенесення протезу відбувається вільне осьове переміщення штоку 11 і втулки 12, так як кульки 14 виведені із стану заклинювання Відносне осьове переміщення 56260 штоку 11 і втулки 12 здійснюється внаслідок того, що координати осі повороту корпусу 1 (вісь 6) не співпадають з координатами осі повороту механізму фіксації (вісь 8) При поворотах на різні кути корпусу 1 і механізму фіксації здійснюється стиснення гомілковідкидуючих пружин 13, зусилля яких направлене на поворот корпусу 1 в початкове положення При дії на стопу протеза опорної реакції при ХОДІННІ нижня ланка 3, повертаючись, переходить в горизонтальне положення і відбувається заклинювання колінного кута При відсутності опорної реакції на стопу здійснюється його розклинювання В фазі переднього і заднього поштовхів верхньої і нижньої ланок 2,3 заклинюючі властивості механізму фіксації відсутні, так як сили ваги та інерції інваліда направлені на поворот гомілки протеза відносно стегна за годинниковою стрілкою, при цьому нижня опора 3 упирається в корпус 1, а останній в поліуретанову опору 9 верхньої ланки 2, чим досягається ПІДКОСОСТІЙКІСТЬ протеза, а при повернутій відносно стегна гомілки механізм фіксації забезпечує заклинювання колінного вузла Таким чином введення в конструкцію колінного вузла ГОМІЛКОВІДКІДНИХ пружин дозволило збільшити колову швидкість гомілки при переносі протеза, а використання юстирувального пристрою ліквідувало вплив зусилля опорної реакції на підпружийну втулку, при цьому змінена конструкція механізму фіксації зменшила габаритні розміри і вагу колінного вузла з автоматичною фіксацією А Фіг.І 56260 їіг.З 520 66 в-в Фіг.4 Фіг.6 1 0 3 11 12 7 Фіг.7 Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24