Протез бедра

 

Для снижения энергозатрат инвалида при ходьбе путем обеспечения разгибания коленного узла в фазу опоры протез содержит приемную гильзу 1 бедра и гильзу 2 голени, искусственную стопу 3 с голеностопным шарниром 4, рекуператор 5, закрепленный на гильзе 2 голени и шарнирно соединенный через рычаг 6 с фиксатором 7 коленного узла 8. Передняя часть искусственной стопы 3 шарнирно соединена тягой 9 с рекуператором 5. 1 ил. / I I I I I I I I (Л СО QO ОО 4 С5 I I I I I I I I I

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ai (19) (1П (11 4 А 61 Р 2/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3839978/28-14 (22) 09.01.85 (46) 30.06.8?. Бюл. У 24 (71) Днепропетровский институт технической механики AH УССР (72) В,И.10рченко (53) 615,477.22(088.8) (56) Патент США У 4206519, кл. А 61 F 2/60, 1980. (54) ПРОТЕЗ БЕДРА (57) Для снижения энергозатрат инвалида при ходьбе путем обеспечения разгибания коленного узла в фазу опоры протез содержит приемную гильзу

1 бедра и гильзу 2 голени, искусственную стопу 3 с голеностопным шарниром

4, рекуператор 5, закрепленный на гильзе 2 голени и шарнирно соединенный через рычаг 6 с фиксатором 7 коленного узла 8, Передняя часть искусственной стопы 3 шарнирно соединена тягой 9 с рекуператором 5. 1 ил.

1 131

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезированию,и может быть использовано при разработке шагающих антропоморфных механизмов, роботов.

Цель изобретения — снижение энергозатрат инвалида при ходьбе путем обеспечения разгибания коленного узла в фазу опоры.

На чертеже представлена схема протеза бедра.

Предлагаемый протез бедра содержит приемную гильзу 1 бедра и гильзу

2 голени, искусственную стопу 3 с голеностопным шарниром 4, рекуператор

5, закрепленный на гильзе голени 2 и шарнирно соединенный через рычаг 6 с фиксатором 7 коленного узла 8. Передняя часть искусственной стопы 3 шарнирно соединена тягой 9 с рекуператором 5.

Протез функционирует следующим образом.

В момент касания стопы 3 опорной поверхности под действием силы тяжести F (фиг.1) возникает сила реакции

R опорной поверхности. Эти силы совместно создают в коленном узле 8 и голеностопном шарнире 4 изгибающие моменты сил. Под их действием протез сгибается, межзвенные углы изменяются и моменты сил при этом совершают работу.

В начале фазы переднего толчка гильза 1 бедра через фиксатор 7 и рычаг 6, а также стопа 3 через тягу 9 соединены с рекуператором 5 ° Точки соединения выбирают так, что рекуператор 5 противодействует указанным, изгибающим моментам сил, которые преодолевают это противодействие, совершая при этом работу и превращают ее в потенциальную энергию упругоro элемента рекуператора 5.

Скснцентрированная Накопленная потенциальная энергия рекуператора соответствует сумме работ указанных моментов сил, произведенных в фазе переднего толчка.

С началом следующей фазы, фазы переката, начинается расход энергии рекуператора 5, так как в этой,.фазе гильза 1 бедра и стопа 3 перемещаются относительно гильзы 2 голени в направлении, противоположном направлению перемещения в фазе переднего толчка, соответствующему накоплению энергии.

9846

В первой части фазы переката, ког-. да стопа 3 стоит неподвижно на опоржести пересечет вертикаль, проходящую через голеностопный шарнир 4, начинается падение центра тяжести тела человека по дуге окружности, Для замедления этого движения используется ограничение вращения гильзы

2 голени относительно стопы 3 эа счет тяги 9, длина которой подбирается.

Предлагаемый протез бедра по сравнению с известными снижает утомляемость и повышает трудоспособность человека, что приводит к повышению . производительности труда.

Формула изобретения

Протез бедра, содержащий гильзу бедра, коленный узел с фиксатором, гильзу голени и искусственную стопу, последовательно соединенные, и рекуператор, закрепленный на гильзе голени и шарнирно соединенный рычагом с фиксатором, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью снижения энергозатрат инвалида при ходьбе путем обеспечения разгибания коленного узла в фазу опоры, передняя часть стопы шарнирно соединена тягой с рекуператором.

55 ной поверхности, а гильза 2 голени поворачивается вокруг голеностопного шарнира 4 в направлении к носку стопы, уменьшается расстояние между точками соединения тяги 9 со стопой

3 и свободным концом рекуператора 5, что дает возможность сжатому перед

10 этим двумя силами упругому элементу рекуператора 5, освободившись от воздействия силы передаваемой тягой

9 и перемещаясь вверх1 распрямить согнутый в коленном узле 8 протез.

На это расходуется, кроме того, кинетическая энергия центра тяжести тела человека, обеспечивающая движение в горизонтальном направлении тазобедренного сустава, что приводит сначала к уменьшению плеча действия силы тяжести F и реакции R и, следовательно, к уменьшению величин изгибающих моментов этих сил а затем к перемене знака их, По этим причинам энергия рекуператора 5 в первой части фазы переката расходуется неполностью. После того, как центр тя