Коленный узел протеза нижней конечности

 

Использование: изобретение относится к медицине, а именно, к протезированию и протезостроению. Задача изобретения - повышение антропоморфности и снижение энерготрат при ходьбе на протезе. Существо изобретения: узел содержит несущий корпус 5 с упором для нижнего звена и амортизирующим устройством 6, а также узлом крепления трубки голени и двузвенник, состоящий из двух тяг, при этом несущий корпус в задней части шарнирно связан с нижним 3 звеном и несущим корпусом, а средним шарниром - с амортизирующим устройством. 1 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники, в частности к конструкциям коленных узлов протезов нижних конечностей.

Известен одноосный коленный узел, обеспечивающий функцию подгибания, содержащий основной шарнир для полного сгибания, дополнительный шарнир для подрессоренного подгибания, промежуточное звено, установленное на общей оси, пружинный амортизатор подгибания, механизм фиксации основного коленного шарнира, включающий фиксатор и возвратную пружину, и механизм расфиксации основного шарнира, включающий подвижный пелот и гибкий трос [1] Недостатки этой конструкции: ее сложность, большой вес, материало- и трудоемкость изготовления.

Ближайшим аналогом является коленный узел, содержащий верхнее, нижнее, переднее и заднее звенья, соединенные шарнирно, упор, голенооткидное устройство [2] Недостатком является отсутствие функции подгибания, определяющей пониженную антропоморфность ходьбы на протезе, повышенные энерготраты.

Задача изобретения повышение антропоморфности ходьбы на протезе и снижение энерготрат.

Поставленная задача достигается за счет того, что в коленном узле, содержащем верхнее с узлом крепления гильзы бедра, заднее, нижнее, переднее звенья, упор, голенооткидное устройство, имеется несущий корпус с упором для нижнего звена и амортизирующим устройством, а также узлом крепления трубки голени, и двузвенник, состоящий из двух шарнирно связанных тяг, при этом несущий корпус с задней частью шарнирно связан с нижним звеном, двузвенник же связан концами тяг с нижним звеном и несущим корпусом, а средним шарниром с амортизирующим устройством.

На чертеже показан узел сбоку, содержащий верхнее 1, заднее 2, нижнее 3, переднее 4 звенья, несущий корпус 5 с амортизирующим устройством 6, двузвенник 7, упоры 8, 9, голенооткидное устройство 10.

Коленный узел функционирует следующим образом.

В фазе переноса усилие предварительной затяжки амортизирующего устройства 6 создает натяжение тяг двузвенника 7, вызывающее прижатие нижнего звена 3 к несущему корпусу 5, достаточное для обеспечения их взаимной неподвижности. Кинематика движений голени относительно бедра в этом случае обеспечивается угловыми перемещениями звеньев 2 4 относительно звена 1.

В начале фазы опоры реакция от опоры прижимает звено 2 к упору 8, превращая четырехзвенный механизм (1 4) в жесткую рамную конструкцию, сохраняющую подкосоустойчивость.

Одновременно под действием момента, создаваемого в сагиттальной плоскости реакцией опоры, проходящей сзади шарнирного соединения между несущим корпусом 5 и нижним звеном 3, звено 3 отрывается от упора 9, расположенного на стакане несущего корпуса 5, и совершает угловое перемещение вокруг шарнирного соединения между несущим корпусом 5 и нижним звеном 3 относительно несущего корпуса 5, перемещая и верхнюю тягу двузвенника 7 и изменяя длину его пролета. Это вызывает увеличение угла между тягами, перемещение вперед оси шарнирного соединения тяг двузвенника 7 и обжатие амортизирующего устройства 6, шток которого связан с этой осью.

При больших углах (близких к 180^o) между тягами двузвенника 7 сравнительно небольшое усилие амортизирующего устройства 6 создает значительный момент относительно шарнира элементов 3 и 5, парирующий момент от внешних сил и обеспечивающий функции подгибания. Жесткость упругой характеристики, обеспечивающей функцию подгибания прореза, регулируется величиной угла между тягами двузвенника 7 и жесткостью и затяжкой амортизирующего устройства 6.

В процессе переката реакция опоры меняет место приложения на стопе и угол наклона к горизонту, передвигаясь вперед и отклоняясь от положения "сзади коленного узла" к положению "впереди коленного узла", изменяя тем самым знак момента, действующего на узел в сагиттальной плоскости и вызывающего стабильное прижатие нижнего звена 3 к упору 9 несущего корпуса 5. При этом обеспечивается готовность коленного узла к дальнейшему функционированию.

Преимущества узла перед базовым устройством следующие: обеспечение функции подгибания протеза в фазе опоры; увеличение антропоморфности походки и снижение энерготрат при ходьбе на протезе.

Формула изобретения

Коленный узел протеза нижней конечности, содержащий верхнее с узлом крепления гильзы бедра, заднее, нижнее и переднее звенья, упор, голенооткидное устройство, отличающийся тем, что он дополнительно содержит несущий корпус с упором для нижнего звена и амортизирующим устройством, а также узлом крепления трубки голени и двузвенник, состоящий из двух шарнирно связанных тяг, при этом несущий корпус в задней части шарнирно связан с нижним звеном, двузвенник связан концами тяг с нижним звеном и несущим корпусом, а средним шарниром с амортизирующим устройством.

РИСУНКИ

Рисунок 1