RU2076670C1 - Шарнирный коленный сустав протеза нижних конечностей - Google Patents
Шарнирный коленный сустав протеза нижних конечностей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2076670C1 RU2076670C1 RU9494021377A RU94021377A RU2076670C1 RU 2076670 C1 RU2076670 C1 RU 2076670C1 RU 9494021377 A RU9494021377 A RU 9494021377A RU 94021377 A RU94021377 A RU 94021377A RU 2076670 C1 RU2076670 C1 RU 2076670C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hinge
- knee joint
- prosthesis
- clutch
- link
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/60—Artificial legs or feet or parts thereof
- A61F2/64—Knee joints
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к медицинской технике, а именно - к протезостроению. Результатом применения изобретения является обеспечение антропоморфной энергосберегающей ходьбы на протезе по горизонтальной и наклонным поверхностям за счет зарессоренного подгибания в коленном суставе в фазе опоры, демпфирования переднего толчка и предотвращения потери подкосоустойчивости при неполностью разогнутом в коленном суставе протезе, в том числе, при несанкционированной опоре на протез, обеспечение движения по лестнице. Сущность изобретения: шарнирный коленный сустав содержит муфту свободного хода и управляющий механизм, при этом муфта выполнена двустороннего действия, а между звездочкой муфты и одним из звеньев шарнира введен упругий элемент окручивания, один конец которого закреплен неподвижно на звездочке, а другой - на этом звене шарнира. Второе звено шарнира неподвижно соединено с ободом муфты свободного хода или выполнено заодно с ним. Управление режимом работы производится от узла управления путем механической связи между узлом управления и поводком муфты. 2 ил.
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно, к протезостроению.
Известен протез бедра, содержащий коленный узел, выполненный в виде шарнира, кулачка с упором и толкателем, расположенных на оси шарнира, фиксатора, установленного в дистальной части трубки бедра, с возможностью частичного вращения вокруг своей оси, контактирующего с кулачком и упором, а также пружинного амортизатора, размещенного в проксимальной части трубки голени и кинематически связанного с толкателем. (SU, авторское свидетельство N 1729508, A 61 F 2/60, 1978).
Протез обеспечивает зарессоренное подгибание в фазе опоры на протез, свойственное ходьбе на здоровой конечности. Однако процесс фиксации - расфиксации в коленном суставе, обеспечивающий подкосоустойчивость протеза, возможен только при положении полностью распрямленного в коленном шарнире протеза, что соответствует ходьбе по горизонтальной поверхности. При неполностью выпрямленной в коленном шарнире ноге возможна потеря подкосоустойчивости за счет самопроизвольного сгибания в коленном шарнире.
Наиболее близким аналогом является коленный сустав для протеза, выполненный в виде роликовой муфты свободного хода, звездочка которой связана непосредственно с голенью протеза, а обойма через фрикционный узел сопряжена с бедренной частью сустава, при этом бедренная часть сустава подвижно закреплена на рычаге, размещенном соосно шарниру и имеющим тягу внешнего управления силой трения между обоймой и бедренной частью (ДЕ, патент N 3923057, A 61 F 2/64, 1985).
Муфта обеспечивает свободное вращение звеньев шарнира в направлении разгибания коленного сустава и препятствует взаимному вращению звеньев в направлении сгибания. При этом под воздействием веса инвалида обеспечивается подкосоустойчивость при неполностью выпрямленном в коленном суставе протезе, подъем и спуск по лестнице.
В коленном суставе отсутствует предварительное подгибание при опоре на конечность, свойственное естественной ходьбе человека, и демпфирование переднего толчка в фазе опоры на протез. Теряется антропоморфность ходьбы вследствие асимметрии кинематики движений на сохранившейся и протезированной конечности инвалида при односторонней ампутации, возрастают энерготраты инвалида при ходьбе.
Техническим результатом данного изобретения является обеспечение антропоморфной, энергосберегающей ходьбы на протезе по горизонтальной и наклонным поверхностям.
Технический результат достигается тем, что в шарнирном суставе протеза нижних конечностей, содержащем муфту свободного хода, расположенную соосно шарниру, и узел управления, муфта выполнена двустороннего действия с переключателем режима работы муфты в виде поводка, связанного с узлом управления, при этом звездочка муфты связана с одним звеном шарнира посредством упругого элемента скручивания, один конец упругого элемента скручивания закреплен на звездочке муфты, а противоположный на этом звене шарнира, а обойма муфты выполнена во втором звене шарнира.
Антропоморфная энергосберегающая ходьба при движении по горизонтальной и наклонным поверхностям обеспечивается за счет совместного воздействия зарессоренного подгибания в коленном суставе в фазе опоры, демпфирования переднего толчка и предотвращения потери подкосоустойчивости при неполностью разогнутом в коленном суставе протезе, в том числе, при несанкционированной опоре на протезе, обеспечение антропоморфности движения по лестнице.
Реализацию коленного сустава рассмотрим на примере исполнения с использованием роликовой муфты свободного хода одинарной двустороннего действия.
На фиг. 1 изображен вид на коленный сустав в сагиттальной плоскости; на фиг.2 вид на коленный сустав во фронтальной плоскости.
Шарнир коленного сустава образован входным звеном 1 и выходным звеном 2, с общей осью 1-1.
Звездочка 3, ролики 4, поверхность обода Д выходного звена 2 и поводок 5 образуют роликовую одинарную муфту свободного хода двустороннего действия. На входном звене 1 торцевой частью неподвижно закреплен упругий элемент скручивания 6 соосно шарниру. Противоположная торцевая часть упругого элемента 6 неподвижно закреплена на звездочке 3. Поводок 5 посредством оси 7, рычага 8, подпружиненной тяги 9 подвижно связан с узлом управления 10. Входное звено шарнира 1 и выходное звено 2 имеют опорные плоскости 11, которые сопряжены в положении шарнира, соответствующем впрямленной ноге.
Коленный сустав работает следующим образом.
В начале опоры на протез, содержащий коленный сустав, узел управления 10 находится в пассивном состоянии. При этом поводок 5 с роликами 4 под воздействием рычага 8 и пружины 12 находится относительно звездочки 3 в положении, обеспечивающем свободное вращение входного звена 1 на подшипниках 13 относительно выходного звена 2 в направлении разгибания коленного сустава до упора в плоскости 11. В противоположном направлении крутящий момент, возникший от воздействия на шарнир веса и мышечного аппарата инвалида в начале опоры, передается на правый торец упругого элемента 6. Левый торец упругого элемента вследствие запирающего эффекта муфты свободного хода неподвижно закреплен через звездочку 3, ролики 4 и поверхность обода Д относительно выходного звена 2 и опоры протеза. Таким образом, крутящий момент передается на упругий элемент 6 и вызывает относительное упругое вращение на ограниченный угол звена 1 относительно звена 2 за счет скручивания упругого элемента 6. Одновременно происходит демпфирование переднего толчка.
При дальнейшем перекате на стопе внешний крутящий момент вследствие миграции центра тяжести инвалида относительно опорной стопы меняет свое направление на обратное и происходит выпрямление в коленном шарнире, которому способствует накопленный в упругом элементе 6 при его скручивании крутящий момент.
К моменту выпрямления в коленном шарнире, свойственному естественному перекату на стопе, управляющий узел 10 находится в активном состоянии. При этом тяга 9 под воздействием управляющего узла 10 переводится в крайнее верхнее положение и ролики 4 посредством рычага 8 и оси 7 переводятся относительно звездочки 3 в положение, при котором муфта свободного хода обеспечивает свободное двустороннее вращение звена 1 относительно звена 2.
Далее за счет динамики движения инвалида на протезе происходит сгибание и дальнейшее разгибание в коленном шарнире свойственное концу опоры и фазе переноса протеза над поверхностью. В период переноса непосредственно предшествующий разгибанию в коленном суставе узел управления вновь находится в пассивном состоянии, обеспечивающем свободное разгибание коленного шарнира и препятствующем его сгибанию.
Сочетание упругого элемента с управляемой муфтой свободного хода обеспечивает при движении по горизонтальной и наклонным поверхностям максимальное приближение кинематики и динамики ходьбы на протезе к естественной ходьбе. При этом муфта свободного хода обеспечивает подкосоустойчивость без ограничения углов между звеньями шарнира, что допускает, в том числе, движение по лестнице. Муфта обеспечивает подкосоустойчивость при несанкционированной опоре на протезе, а также при несанкционированном отключении узла управления.
Узел управления может быть выполнен в виде электромагнитного устройства, управляемого процессором, от биомеханических сигналов конца культи, либо от системы датчиков, расположенных на переднем и заднем участках опорной поверхности стопы или на опорных поверхностях узлов протеза. Возможны гидравлические и пневматические варианты исполнения.
Claims (1)
- Шарнирный коленный сустав протеза нижних конечностей, содержащий муфту свободного хода в виде обоймы и звездочки, между которыми расположены элементы качения, установленную соосно шарниру, выполненную в виде входного и выходного звеньев, узел управления, отличающийся тем, что муфта выполнена двустороннего действия с переключателем режима работы муфты в виде поводка, связанного с узлом управления, при этом звездочка муфты связана с входным звеном шарнира посредством упругого элемента скручивания, один конец которого закреплен на звездочке муфты, а противоположный на входном звене шарнира, причем обойма муфты установлена на выходном звене шарнира.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9494021377A RU2076670C1 (ru) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | Шарнирный коленный сустав протеза нижних конечностей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9494021377A RU2076670C1 (ru) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | Шарнирный коленный сустав протеза нижних конечностей |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94021377A RU94021377A (ru) | 1996-09-27 |
RU2076670C1 true RU2076670C1 (ru) | 1997-04-10 |
Family
ID=20156932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9494021377A RU2076670C1 (ru) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | Шарнирный коленный сустав протеза нижних конечностей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2076670C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488367C2 (ru) * | 2008-02-07 | 2013-07-27 | Отто Бок Хелткэр Гмбх | Ортопедический коленный сустав, а также способ управления ортопедическим коленным суставом |
RU2508078C1 (ru) * | 2009-11-13 | 2014-02-27 | Отто Бок Хелткэр Продактс Гмбх | Способ и устройство для управления ортезом или протезом коленного сустава |
US8876912B2 (en) | 2009-11-13 | 2014-11-04 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Method and device for controlling an artificial orthotic or prosthetic joint |
RU2572741C2 (ru) * | 2009-11-13 | 2016-01-20 | Отто Бок Хелткэр Продактс Гмбх | Способ и устройство для управления ортезом или протезом сустава нижней конечности |
RU2763255C1 (ru) * | 2021-07-06 | 2021-12-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России") | Искусственный коленный сустав |
RU2772358C1 (ru) * | 2021-07-06 | 2022-05-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России") | Искусственный коленный сустав с автоматической регулировкой ходьбы |
-
1994
- 1994-06-07 RU RU9494021377A patent/RU2076670C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1729508, кл. A 61F 2/60, 1978. 2. Патент Германии N 3923057, кл. A 61F 2/64, 1985. * |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488367C2 (ru) * | 2008-02-07 | 2013-07-27 | Отто Бок Хелткэр Гмбх | Ортопедический коленный сустав, а также способ управления ортопедическим коленным суставом |
US10632002B2 (en) | 2008-02-07 | 2020-04-28 | Ottobock Se & Co. Kgaa | Orthopedic knee joint and method for controlling an orthopedic knee joint |
US11684494B2 (en) | 2008-02-07 | 2023-06-27 | Ottobock Se & Co. Kgaa | Orthopedic knee joint and method for controlling an orthopedic knee joint |
RU2508078C1 (ru) * | 2009-11-13 | 2014-02-27 | Отто Бок Хелткэр Продактс Гмбх | Способ и устройство для управления ортезом или протезом коленного сустава |
US8876912B2 (en) | 2009-11-13 | 2014-11-04 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Method and device for controlling an artificial orthotic or prosthetic joint |
RU2533967C2 (ru) * | 2009-11-13 | 2014-11-27 | Отто Бок Хелткэр Продактс Гмбх | Способ и устройство для управления ортезом или протезом сустава |
RU2572741C2 (ru) * | 2009-11-13 | 2016-01-20 | Отто Бок Хелткэр Продактс Гмбх | Способ и устройство для управления ортезом или протезом сустава нижней конечности |
US9572690B2 (en) | 2009-11-13 | 2017-02-21 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Method and device for controlling an artificial orthotic or prosthetic joint |
US10398575B2 (en) | 2009-11-13 | 2019-09-03 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Method and device for controlling an artificial orthotic or prosthetic knee joint |
US11419739B2 (en) | 2009-11-13 | 2022-08-23 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Method and device for controlling an artificial orthotic or prosthetic knee joint |
RU2763255C1 (ru) * | 2021-07-06 | 2021-12-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России") | Искусственный коленный сустав |
RU2772358C1 (ru) * | 2021-07-06 | 2022-05-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РЕАБИЛИТАЦИИ ИНВАЛИДОВ ИМ. Г.А. АЛЬБРЕХТА" МИНИСТЕРСТВА ТРУДА И СОЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФГБУ "ФНЦРИ им. Альбрехта Минтруда России") | Искусственный коленный сустав с автоматической регулировкой ходьбы |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94021377A (ru) | 1996-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6962565B2 (ja) | 動力抑制的人口膝 | |
CN108431440B (zh) | 具有可切换旋转约束离合器的机械关节 | |
RU2076670C1 (ru) | Шарнирный коленный сустав протеза нижних конечностей | |
US10702402B1 (en) | Position/weight-activated knee locking mechanism | |
EP3380048B1 (en) | Dynamic linear adjustable prosthetic | |
SU1109153A1 (ru) | Протез бедра | |
SU1745236A1 (ru) | Коленный узел к протезу бедра | |
Imran et al. | Design of a novel above-knee prosthetic leg with a passive energy-saving mechanism | |
SU1342493A1 (ru) | Протез нижней конечности | |
SU1225566A1 (ru) | Протез нижней конечности | |
KR102661949B1 (ko) | 인공무릎관절 | |
RU2067434C1 (ru) | Протез бедра с механическим управлением | |
RU2177279C2 (ru) | Протез бедра | |
SU1759415A1 (ru) | Механизм коленного шарнира | |
RU2110244C1 (ru) | Экзоскелетон | |
SU1577787A1 (ru) | Ортопедический аппарат на нижнюю конечность | |
RU2136248C1 (ru) | Протез бедра с бесступенчато фиксируемым коленным шарниром | |
RU2121823C1 (ru) | Способ принудительной расфиксации коленного узла протеза, фиксируемого при возникновении опорной реакции, и устройство для его осуществления | |
RU2061443C1 (ru) | Кинематический шарнир коленного узла протеза нижней конечности | |
Matjačić | Gait analysis and synthesis: Biomechanics, orthotics, prosthetics | |
SU1567202A1 (ru) | Протез нижней конечности | |
SU584858A1 (ru) | Коленный шарнир протеза | |
SU1138151A1 (ru) | Протез бедра | |
SU1404072A1 (ru) | Протез после вычленени бедра | |
RU2008853C1 (ru) | Протез нижней конечности |