Модульное ротационное устройство для протезов нижних конечностей

 

Использование: изобретение относится к медицине, а именно к протезостроению и протезированию инвалидов. Задача изобретения - повышение функциональности за счет реализации регулируемой демпфирующей характеристики и снижения стоимости. Сущность изобретения: устройство дополнительно содержит амортизационно-демпфирующее устройство возвратно-вращательного движения, состоящее из верхнего и нижнего стаканов с системами лопаток и элементами крепления, упругих элементов, рабочего тела демпфера, дросселя демпфера и оси, причем рабочим телом демпфера является сыпучее вещество, регулируемым дросселем демпфера является гребень регулируемой высоты, смонтированный на одном из стаканов устройства между перемещающихся относительно него лопаток, закрепленных на другом стакане и выполненных, в том числе, в виде гребенки, зубьями которой служат винты, а расстояние между ними меньше размеров рабочего тела, при этом упругие элементы выполнены из пространственно деформированной проволоки. Осевой шарнир выполнен в виде двух проушин с антифрикционными втулками, одна из которых жестко связана со стопой, другая - с голенью, имеющих элементы крепления амортизационно-демпфирующего устройства, а также соединяющие проушины оси. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к конструкциям протезов нижних конечностей.

Известно ротационное устройство, примененное в протезе нижней конечности, содержащее верхний и нижний патрубки, ось вращения, пружину упора и стопорные винты [1] Недостатками этой конструкции являются повышенный износ винтообразных торцевых поверхностей патрубков при ротационных движениях стопы относительно голени; увеличение длины протеза при ротации.

Наиболее близким является ротационное устройство для протезов нижних конечностей, содержащее осевой шарнир, состоящий из верхней и нижней опор, имеющих кронштейны, узлы крепления стопы голени, опорных подшипников, оси шарнира и амортизирующего узла, состоящего из упругих буферов, установленных между кронштейнами верхней и нижней опор [2] Недостатками его являются довольно громоздкое устройство из-за больших габаритов; линейная жесткостная характеристика и использование дорогостоящих комплектующих подшипников качения.

Задачей изобретения является повышение функциональности.

Задача достигается тем, что в модульном ротационном устройстве, содержащем осевой шарнир и амортизирующий узел дополнительно введены амортизирующее-демпфирующее устройство возвратно-вращательного движения, состоящее из верхнего и нижнего стаканов с системами лопаток и элементами крепления, упругих элементов, рабочего тела демпфера, дросселя демпфера и оси, причем рабочим телом демпфера является сыпучее вещество; регулируемым дросселем демпфера является гребень регулируемой высоты, смонтированный на одном из стаканов устройства между перемещающимися относительно него лопатками, закрепленными на другом стакане, и выполненный в виде гребенки, зубьями которой служат винты, а расстояния между ними меньше размеров частиц рабочего тела; упругие элементы выполняются из пространственной деформированной проволоки.

Осевой шарнир выполнен в виде двух проушин с антифрикционными втулками, одна из которых жестко связана со стопой, а другая с голенью, имеющих элементы крепления амортизирующего демпфирующего устройства, а также соединяющей проушины оси.

На фиг. 1 приведено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 то же, поперечный разрез.

Модельное ротационные устройство содержит верхнюю проушину 1, нижнюю проушину 2, ось 3, штифты 4, верхний стакан 5, нижний стакан 6, стопорную шайбу 7, упругие элементы 8, сыпучее тело 9, регулировочные винты 10, втулки с антифрикционными покрытиями 11.

Модульное ротационное устройство функционирует следующим образом.

При развороте голени относительно стопы в фазе опоры осевая нагрузка передается через торцы ушей проушин 1 и 2 и антифрикционных втулок 11. Моменты сил, действующих во фронтальной и сагиттальной плоскостях, передаются через отверстия ушей проушин 1 и 2 и ось 3. Момент же сил, действующих в горизонтальной плоскости, через штифты 4 передается от проушин 1 и 2 на лопатки стаканов 5 и 6, а через них на упругие элементы 8, вызывая их обжатие и поворот стаканов 5 и 6, при этом происходит перемещение лопаток, ограничивающих объем демпфера, относительно регулировочных винтов 10, вызывая принудительное пересыпание рабочего тела 9 через гребень, образуемый винтами 10 и разделяющий объем демпфера на две полости, из полости, объем которой уменьшается, в полость, объем которой увеличивается, причем возникает дополнительное сопротивление ротации проушин, пропорциональное квадрату скорости пересыпающихся частиц 9 и величине их поджатия друг к другу винтами 10.

При уменьшении величины скручивающего момента энергия, запасенная при обжатии упругих элементов 8, стремится возвратить проушины 1 и 2 в исходное положение.

Принцип функционирования ротационного устройства в фазе переноса аналогичен реализуемому в фазе опоры.

Преимущество устройства перед ближайшим аналогом следующее: происходит повышение функциональности за счет конструкции амортизирующего демпфирующего устройства, имеющего псевдогидравлический демпфер с регулируемым дросселем, обеспечивающим регулируемую нелинейную жесткостную характеристику.

Формула изобретения

1. Модульное ротационное устройство для протезов нижних конечностей, содержащее осевой шарнир и амортизирующий узел, отличающееся тем, что в нем амортизирующий узел выполнен в виде верхнего и нижнего стаканов с лопатками внутри и элементами крепления, упругих элементов, рабочего тела демпфера, регулируемого дросселя демпфера и оси, при этом регулируемым дросселем демпфера является гребень регулируемой высоты, смонтированный на одном из стаканов между перемещающихся относительно него лопаток, закрепленных на другом стакане и выполненных в виде гребенки, зубьями которой служат винты, а расстояние между ними меньше размеров рабочего тела, причем упругие элементы выполнены из пространственно-деформированной проволоки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что осевой шарнир выполнен в виде двух проушин с антифрикционными втулками, одна из которых жестко связана со стопой, а другая с голенью, имеющих элементы крепления амортизационного узла с соединяющей проушины осью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2