Устройство для стендовых испытаний объектов протезно-ортопедических изделий
Владельцы патента RU 2269981:
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" (RU)
Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для стендовых испытаний объектов протезно-ортопедических изделий содержит корпус с узлом установки объекта, измерительное оборудование, силонагружатель, переходник, выполненный в виде цилиндрического или конического стакана, на наружной поверхности дна которого расположен элемент крепления для присоединения переходника к узлу установки объекта протезно-ортопедических изделий или их имитаторов. При этом на боковой стенке корпуса переходника выполнено сквозное отверстие, переходящее в резьбовое, причем оси этих отверстий совпадают и коллинеарны оси симметрии устройства. В сквозном отверстии установлен палец с резьбовым участком, входящим в упомянутое резьбовое отверстие для удержания объекта ортопедических изделий или его имитатора. Предлагаемое устройство позволяет еще до получения самого модуля изготовить на упрощенной оснастке имитаторы фрагментов, например стопы, и путем проведения сравнительных статических и циклических испытаний уточнить геометрические параметры таких важных элементов стопы как пневмоэлементы. 4 ил.
Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для испытаний в процессе стендовой отработки протезно-ортопедических изделий (ПОИ), в частности на эксплуатационную прочность протезов, модулей и их фрагментов.
Известны устройства для испытаний на эксплуатационную прочность, например технические решения по авторским свидетельствам СССР №№157824, 1477402, в которых осуществляют испытания полноразмерного протеза бедра на долговечность, моделируя закон нагружения протеза. В данных устройствах протез устанавливается на платформе (либо непосредственно, либо через опорную площадку), при этом обеспечивается возможность поворота ее вокруг горизонтальных и вертикальных осей.
Процесс такой отработки является длительным и дорогостоящим.
На протяжении длительного времени основным способом испытаний вновь разрабатываемых протезов нижних конечностей (ПНК) являлось проведение эксплуатационных испытаний на инвалидах-испытателях. Этот способ испытаний ПНК позволяет получить достоверную информацию о таких характеристиках изделий, как функциональность, удобство пользования протезом, в том числе при его одевании, наличие посторонних шумов при ходьбе и т.п., которую другими способами получить невозможно. Поэтому этот способ испытаний еще длительное время будет оставаться основным, особенно при доводке изделий ПНК на завершающем этапе. Однако наряду с вышеперечисленными достоинствами способ отработки протезных изделий на инвалидах-испытателях, особенно учитывая возросшие в последние годы требования к прочности и долговечности изделий ПНК, обладает такими существенными недостатками, как:
- невозможность определить предельно допустимые значения несущей способности испытываемых изделий ПНК;
- большая продолжительность (до трех лет) сроков проведения полномасштабных испытаний протезно-ортопедических изделий на требуемую циклическую прочность, что в нынешних условиях является неприемлемым.
Таким образом, способ испытаний вновь отрабатываемых изделий ПНК на инвалидах-испытателях в силу вышеперечисленных недостатков приводит к увеличению сроков и удорожанию процесса отработки этих изделий с одновременным снижением надежности испытываемых модулей.
Известно подобное устройство для подбора параметров протеза нижней конечности по патенту РФ №2039538 (A 61 F, 2/76), в котором имеется протез-прибор с механизмом регулировки в двух взаимно перпендикулярных направлениях, неподвижное основание, дополнительное основание, которое снабжено приводом вертикального перемещения с датчиком перемещения, датчик контроля силовой нагрузки, кроме того, в устройство введены механизм независимой угловой регулировки протеза-прибора в двух плоскостях, перпендикулярных одна другой и горизонтальной плоскости, датчик углового положения приемной гильзы протеза, а также датчик перекоса таза инвалида, который устанавливают на ортопедическом поясе на инвалиде. Используя линейные и угловые регулировки протеза-прибора и управляя приводами, добиваются оптимального распределения давления обеих стоп по опорной поверхности платформы.
Недостатком описанного решения является то, что для испытаний приходится привлекать самого инвалида, что удлиняет сроки отработки и удорожает отработку, кроме того, невозможно испытывать модули ПОИ или фрагменты протезов без использования тех элементов, которые не нужны для данного рода испытаний.
Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является техническое решение по патенту РФ №2039537 (A 61 F, 2/76), содержащее опорную площадку для размещения испытуемого протеза, установленного на платформе с возможностью поворота вокруг горизонтальной и вертикальной осей, механизмы поворота опорной площадки, механизмы силонагружения протеза, узел крепления протеза, измерительное оборудование, а также систему задания закона нагружения протеза в процессе ходьбы.
Недостатком этого решения является его неунифицированность, т.к. при необходимости испытаний отдельных составляющих элементов модулей ПОИ приходится использовать весь протез или модуль, при этом большая часть ПОИ используется в качестве дополнительной оснастки, что является избыточным и увеличивает стоимость испытаний.
Задачей изобретения является унификация устройства для стендовых испытаний объектов ПОИ за счет обеспечения возможности отработки как протезов и модулей ПОИ, так и фрагментов модулей без использования в качестве оснастки не подлежащих ипытаниям частей протезов и модулей ПОИ, что позволяет значительно снизить сроки отработки вновь разрабатываемых модулей ПОИ и значительно снизить затраты.
Сущность предлагаемого авторами изобретения в том, что в устройство для стендовых испытаний объектов протезно-ортопедических изделий, содержащее корпус с узлом установки объекта, измерительное оборудование и силонагружатель, вводится переходник, выполненный в виде цилиндрического или конического стакана, на наружной поверхности дна которого расположен элемент крепления для присоединения переходника к узлу установки объекта протезно-ортопедических изделий или их имитаторов, при этом на боковой стенке корпуса переходника выполнено сквозное отверстие, переходящее в резьбовое, причем оси этих отверстий совпадают и коллинеарны оси симметрии устройства, а в сквозном отверстии установлен палец с резьбовым участком, входящим в упомянутое резьбовое отверстие для удержания объекта ортопедических изделий или его имитатора.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, при этом:
на фиг.1 изображен общий вид устройства с установленным на нем имитатором фрагмента испытываемого объекта, в данном случае пневмостопы;
на фиг.2 - вид на это устройство по стрелке А;
на фиг.3 - вид на имитатор фрагмента пяточной зоны пневмостопы на выносном элементе В;
на фиг.4 - вид на специальный переходник с установленным в нем хвостовиком имитатора фрагмента в сечении С-С, где:
1 - корпус;
2 - силонагружатель;
3 - узел установки объекта;
4 - измерительное оборудование;
5 - имитатор фрагмента протеза;
6 - имитатор силового вкладыша стопы протеза;
7 - имитатор пневмоэлемента стопы протеза;
8 - патрубок;
9 - заправочное приспособление;
10 - переходник;
11 - корпус переходника;
13 - сквозное гнездо;
14 - резьбовое гнездо;
15 - палец;
16 - внутренняя полость корпуса переходника;
17 - резьбовой участок пальца;
18 - хвостовик;
19 - паз хвостовика.
Предложенное устройство содержит корпус 1 с узлом установки объекта 3, с помощью которого на корпусе установлен имитатор фрагмента протеза 5, например, в виде фрагмента пяточной зоны пневмостопы с имитатором силового вкладыша стопы протеза 6 и имитатором пневмоэлемента стопы протеза 7.
В устройстве смонтирован силонагружатель 2, взаимодействующий с имитатором фрагмента протеза 5 через переходник 10, имеющий корпус 11, выполненный в виде цилиндрического или конического стакана, на наружной поверхности дна которого расположен элемент крепления 12 для присоединения переходника к узлу установки объекта 3.
В боковой стенке корпуса переходника 11 выполнено сквозное отверстие 13 и переходящее в резьбовое отверстие 14; оси этих отверстий совпадают и коллинеарны оси симметрии устройства.
Имитатор фрагмента протеза 5 снабжен хвостовиком 18, внешняя поверхность которого идентична поверхности внутренней полости 16 корпуса переходника 11 и той части внешней поверхности пальца 15, которая проходит через упомянутую полость 16. В отверстии 13 и пазу 19 хвостовика 18 установлен палец 15, резьбовой участок 17 которого входит в резьбовое гнездо 14. Палец 15 удерживает имитатор фрагмента протеза 5 от выпадания из переходника 10.
Устройство работает следующим образом.
На имитатор фрагмента протеза 5, например, в виде фрагмента пяточной зоны пневмостопы воздействует с заданным усилием силонагружатель 2 через переходник 10. Это дает возможность не выполнять на имитаторе фрагмента протеза присоединительных элементов, что конструктивно и технологически важно в ситуации, когда этот фрагмент, например, выполнен из мягкого материала.
Имитатор фрагмента снабжен хвостовиком 18 и удерживается в корпусе 11 переходника 10, например, с помощью пальца 15. Переходник имеет элемент крепления 12 для присоединения его к узлу установки объекта 3.
Таким образом, предлагаемое устройство для стендовых испытаний объектов ПОИ позволяет значительно сократить сроки отработки вновь разрабатываемых модулей ПОИ и значительно удешевить этот процесс. Например, в случае работы с таким модулем как пневмостопа это позволяет еще до получения самого модуля изготовить на упрощенной оснастке имитаторы фрагментов этой стопы, например, ее пяточной или подошвенной зон, и путем проведения сравнительных статических и циклических испытаний уточнить геометрические параметры таких важных элементов стопы как пневмоэлементы. Таким же образом могут быть подобраны наиболее подходящие материалы для их изготовления. На других имитаторах фрагментов может быть проведена предварительная отработка других составных частей пневмостопы, например заправочного устройства, силового вкладыша и др.
Предлагаемое устройство для стендовых испытаний объектов ПОИ позволяет проводить стендовую циклическую и статическую отработку не только штатных модулей ПОИ, но и имитаторов фрагментов таких модулей без переделки устройства.
Все комплектующие предлагаемого устройства могут быть выполнены по известным технологиям из промышленно освоенных материалов.
Устройство для стендовых испытаний объектов протезно-ортопедических изделий, содержащее корпус с узлом установки объекта, измерительное оборудование и силонагружатель, отличающееся тем, что введен переходник, выполненный в виде цилиндрического или конического стакана, на наружной поверхности дна которого расположен элемент крепления для присоединения переходника к узлу установки объекта протезно-ортопедических изделий или их имитаторов, при этом на боковой стенке корпуса переходника выполнено сквозное отверстие, переходящее в резьбовое, причем оси этих отверстий совпадают и коллинеарны оси симметрии устройства, а в сквозном отверстии установлен палец с резьбовым участком, входящим в упомянутое резьбовое отверстие для удержания объекта ортопедических изделий или его имитатора.
