Механизм коленного шарнира

 

Назначение: обеспечение подкосоустойчивости за счет амортизационного подгибания в коленном шарнире. Сущность изобретения: механизм содержит трубку бадра, коленный шарнир, трубку голени, гибкую упругую связь 4с пружиной 5, консоль, круговой сектор (фрикцион) 7, полуось 8. подпружиненный эксцентрик 9, голенооткидную т япку 10. сдвоенный ролик 11, управляющую тягу 12, хомут 13 и пружину 14. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю А 61 F 2/64

ГОСУДАР СТ ВЕ ННЪ| Й КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794698/14 (22) 21.02.90 (46) 07.09.92, Бюл, N. 33 (71) Ленинградский научно-исследовательский институт протезирования (72) О.П,Заблоцкий (56) Патент ФРГ N.* 3634263,кл. А 61 F 2/60, 1988. (54) МЕХАНИЗМ КОЛЕННОГО ШАРНИРА

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано в протезах для инвалидов после ампутации нижних конечностей, Известен механизм коленного шарнира, содержащий последовательно соединенные трубку бедра, коленный узел, трубку голени и гибкую упругую связь с пружиной (см. патент

Ф РГ N 3634263 M.êë, А 61 F 2/60. 1988г.).

Недостатком известного механизма является несоответствие его работы функции естественного коленного сустава при ходьбе. Известный механизм по пат. N 3634263 в начальный момент фазы опоры полностью выпрямляет колено протеза (и этим обеспечивает подкосоустойчивость), а в естественном коленном суставе начало опоры сопровождается амортизационным подгибанием, чем обеспечивается плавность ходьбы и сокращение энергозатрат. Таким образом, известный механизм является функционально несовершенным.

Целью настоящего изобретения является обеспечения надежной подкосоустойчивости и амортизационного подгибания в.И2„„175ж 5 А1 (57) Назначение: обеспечение подкосоустойчивости за счет амортизационного подгибания в коленном шарнире. Сущность изобретения; механизм содержит трубку бедра, коленный шарнир. Трубку голени. гибкую упругую связь 4 с пружиной 5, кон-îëü,,круговой сектор(фрикцион) 7, полуось 8. подпружиненный эксцентрик 9, голенооткидную тяпку 10, сдвоенный ролик 11, управляющую тягу 12, хомут 13 и пружину 14. 2 ил. коленном шарнире, что позволит существенно приблизить его функцию к норме, (/)

Указанная цель достигается тем, что в механизме коленного шарнира. содержащем последовательно соединенные трубку бедра, коленный узел, трубку голени, гибкую упругую связь с пружиной, одним концом закрепленную на консоли, установленной на трубке бедра, в коленный шарнир введены фрикцион, выполненный в виде (Я кругового сектора, подп ружиненн ый экс- Щ центрик, установленный с зазором с воз-. ф„ можностью поворота и контактирующий с круговым сектором, голенооткидная тянка, у прикрепленная одним концом к консоли, а другим — к дистальной части упругой связи, сдвоенный ролик кинематически связанный с гибкой упругой связью, голенооткидной тянкой и круговым сектором, и управляющая тяга. соединенная с подпружиненным эксцентриком.

Устройство механизма поясняется чертежом, где на фиг.1 изображены схема протеза и механизма коленного шарнира а сагиттальном разрезе. а на фиг.2 — фрон1759415 тальный разрез. Механизм состоит из трубки бедра 1, коленного шарнира 2, трубки голени 3, гибкой упругой связи 4 с пружиной

5, консоли 6, укрепленной на трубке бедра.

Механизм снабжен фрикционом 7, уста- 5 новленном на полуосях 0 и эксцентриком 9, а также голенооткидной тянкой

10 и сдвоенным роликом 11, укрепленном на фрикционе, Кроме того, механизм имеет управляемую тягу 12, соединенную с 10 эксцентриком. и хомут 13, обеспечивающий крепление гибкой связи к трубке голени, Эксцентрик снабжен пружиной 14, Механизм работает следующим образом, Начало шага сопрово>кдается натяже- 15 нием управляющей тяги 12, которая через ролик на поясе-креплении связана со второй конечностью, Напря>кение тяги преодолевает сопротивление пружины 14 и поворачивает эксцентрик 9 до соприкосно- 20 вения с рабочей поверхностью фрикциона

7. Затем, при опоре на пятку протеза (передний толчок), протез под действием веса инвалида и реакции опоры начинает сгибаться в коленном шарнире 2, При это л 25 натягивается гибкая упругая связь 4 и через сдвоенный ролик 11 толкает и поворачивает фрикцион 7. Находящийся в контакте с фрикционом эксцентрик 9 также поворачивается вокруг своей оси и заклини- 30 вается с фрикционогл. Поэтому сгибание в коленном шарнире ограничивается малым углом (до 17 ) за счет растяжения пружины

5, Далее, по мере переката, момент внешних сил в коленном шарнире меняет знак 35 (направление) и происходит обратное движение s кKоoл еeнHнHоoм M ш а р нHи р еe, которому активно способствует растянутая пружина 5.

При этом связь 4 тянет фрикцию 7 в обратном направлении, поворачивает и 40 расклинивает его с эксцен -",иком 9. Этому способствует пружина 14,,>торая выводит эксцентрик из контакта с фрикционом, Уп-. равляющая тяга 12 в этой фазе шага уже ослаблена и не препятствует расклиниванию. 45

Далее наступает фаза перекоса протеза, в которой тяга 12 также ослаблена и поэтому фрикцион 7 не входит в контакт с эксцентриком и протез беспрепятственно сгибается. При этом фрикцион 7 с роликом 11 50 поворачивается на полуосях 8 до тех пор, пока точка захвата связи 4 роликами не окажется между полуосями коленного шарнира, Дальнейшее сгибание протеза происходит без поворота фрикциона 7. 55

Разгибание в коленном шарнире происходит под действием инерционных сил и упругой голеностопной тянки 10, ускоряющей это движение. Фрикцион 7 возвращается в исходное положение за счет кинематически связанной с ним связи 4. Далее цикл повторяется.

Предлагаемая конструкция леханизма коленного шарнира обеспечивает следующие функциональные преимущества в протезе:

1. Обеспечивается гарантийная подкосоустойчивость при любых условиях ходьбы и не зависящая от высоты каблука в обуви, 2. Благодаря этому и за счет реализации амортизационного подгибания появляется возможность бегать на протезе бедра.

3. Снижается асимметрия движений и повышается косметический эффект протезирования.

4. Снижается нагрузка на сохранившуюся конечность, т.к. отсутствует функциональное удлинение протеза в фазе переноса и восстанавливается часть энергии дви>кения при активном амортизационном подгибании в протезе.

5. При управлении тягой от руки протез может быть зафиксирован в положении «екоторого сгибания в коленном шарнире и способен амортизировать вес инвалида в этом положении, что позволяет заниматься лыжами и др. видами спорта.

Предлагаемый механизм коленного шарнира может быть использован и в протезах после вычленения бедра, Формула изобретения

Механизм коленного шарнира, содержащий последовательно соединеные трубку бедра, коленный узел, трубку голени, гибкую упругую связь с пружиной, одним концом закрепленную на трубке бедра, о тличающийся тем,что,сцельюобеспечения подкосоустойчивости за счет амортизационного подгибания в коленном шарнире, в него введены фрикцион, выполненный в виде кругового сектора, подпружиненный эксцентрик, установленный с зазором с возможностью поворота и контактирующий с круговым секторо л, голенооткидная тянка, прикрепленная одним концом к трубке бедра, а другим — к дистальной части гибкой упругой связи, сдвоенный ролик, кинематически связанный с гибкой упругой связью, голенооткидной тянкой и круговым сектором, и управляющая тяга. соединейная с подпружиненным эксцентриком.

Г

/ +

Г

) (г

Составитель О. Заболоцкий

Техред M.Ìîðãåíòàë . Корректор A. Козориз. Заказ 3133 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101