BR202022013164U2 - Fixação articulada para prótese de membro superior voltada para ciclismo - Google Patents

Abstract

fixação articulada para prótese de membro superior voltada para ciclismo. a presente tecnologia trata-se de um mecanismo de fixação articulada para prótese de membro superior voltada para ciclismo em duas modalidades, sendo elas mountain bike (figura 1 e figura 2) e ciclismo de estrada (figura 6, figura 7 e figura 8), pertencente ao setor técnico de próteses voltadas para ciclistas com amputação transradial que praticam as modalidades de mountain bike e de ciclismo de estrada, fazendo uso de prótese de membro superior. a fixação permite a movimentação do ciclista nas trocas de posições durante a prática do ciclismo, e também que o ciclista permaneça conectado à bicicleta e se desconecte dela apenas com movimentos voluntários, rotacionando a junta esférica (9 e 10) a 90º (figuras 14, 15 e 16). a tecnologia é constituída por articulação mecânica do tipo junta esférica (9 e 10) ligada a fixação de abraçadeira (25) para guidão reto (22) de modalidade mountain bike ou fixação de abraçadeira (20) para guidão curvo (12) de modalidade de ciclismo de estrada, sendo que a referida junta esférica (9 e 10) possuir duas faces planas opostas (21) nos polos do eixo perpendicular ao conjunto, permitindo ao atleta variar de postura durante a prática do ciclismo e se prender e se soltar da bicicleta com facilidade e segurança.

Description

[001] Refere-se a presente tecnologia a uma fixação articulada de próteses de membros superiores voltadas para o esporte de ciclismo, que tem sua concepção voltada para o uso de ciclistas com amputação transradial, durante a prática competitiva ou recreativa de diversas modalidades de ciclismo, em especial, o mountain bike e o ciclismo de estrada. A tecnologia é referente ao setor técnico de próteses.

[002] A tecnologia é composta por dois elementos principais, sendo o primeiro uma fixação de abraçadeira para encaixe no guidão da bicicleta e o segundo uma articulação do tipo junta esférica, que provê movimento ao conjunto completo da prótese em relação à bicicleta e ao ciclista, além de poder ser facilmente desconectada da bicicleta. A fixação para encaixe no guidão é regulada por meio de parafusos e prevê a possibilidade de ser utilizada em dois tipos de guidão, o reto e o curvo.

[003] Para a fixação em guidão reto, tem-se uma peça única, que se encaixa perpendicularmente no guidão horizontal em alinhamento com a fixação, (FIGURA 1), que também será encaixada à junta esférica da articulação da prótese.

[004] A referida tecnologia destina-se às modalidades do ciclismo que exigem menor número de variações da posição do ciclista durante a prática, e por isso demandam apenas de um ponto de fixação para apoio da prótese no guidão (FIGURA 1). Dentre essas modalidades, encontra-se a mountain bike.

[005] Em relação à fixação em guidão curvo é proposta uma segunda variação de fixação, que prevê possibilidade da criação de dois ou três pontos de apoio, com peças individuais, em diferentes partes do guidão (FIGURA 6 e FIGURA 7). Esta configuração destina-se às modalidades que exigem uma variação constante da postura do ciclista, e por isso, necessitam de diferentes pontos de apoio de fixação da prótese no guidão. Dentre essas modalidades, encontra-se o ciclismo de estrada.

[006] A articulação é baseada no mecanismo do tipo junta esférica, composta por uma cavidade esférica na parte posterior da fixação, na qual será encaixado o pino com a terminação esférica com faces planas opostas nos polos, que complementa o mecanismo de articulação. Este mecanismo confere ao conjunto da prótese a capacidade de prover os movimentos necessários para o ciclista variar sua postura e também a possibilidade de se prender e desprender da bicicleta com facilidade e segurança.

[007] Atualmente, verificamos a existência de tecnologias voltadas para amputados que praticam ciclismo que se aplicam a um nível de utilização limitado a passeios, pois a condução e a movimentação da bicicleta deve ser mais sutil e de menor intensidade, e por isso, não proporcionam o devido desempenho em aspectos de resistência, facilidade de movimentação e robustez da fixação necessários em uso competitivo do esporte.

[008] Na análise de próteses que são utilizadas por ciclistas com amputação transradial, são identificados inconvenientes como folgas entre a fixação e a bicicleta e limitações de movimentos em direções e intensidades intrínsecas e necessárias para a prática do ciclismo, podendo resultar em erros e até acidentes decorrentes de desacoplamento da prótese em relação ao guidão da bicicleta. São encontrados também mecanismos que visam simular um membro original, buscando suprir questões estéticas e garantir uma maior diversidade das funções da prótese na realização de outras tarefas além do ciclismo.

[009] Com o objetivo de se determinar o estado da técnica, foram realizadas buscas e encontradas referências patentárias e não patentárias com características semelhantes à tecnologia pleiteada, em determinados aspectos. Entretanto, o objeto do presente pedido de patente de modelo de utilidade apresenta características distintivas, as quais serão abaixo informadas.

[0010] A prótese apresentada no site da empresa “Ottobock” (www.ottobock.com.au/prosthetics/) apresenta um modelo de prótese de membro superior que contempla as características mencionadas acima, reproduzindo a forma e as funções gerais do membro perdido. A finalidade mais ampla e genérica destas tecnologias também se relaciona com problemas como folgas entre a prótese e a bicicleta, limitação de movimentos e demais aspectos focados na prática específica do ciclismo, somado ao fato de que um membro artificial não tem a mesma força e tempo de resposta que um braço natural.

[0011] As próteses esportivas voltadas para as modalidades de ciclismo analisadas apresentam tecnologias que atendem de forma mais adequada às necessidades funcionais de ciclistas amputados. A empresa “The London Prosthetics” (www.thelondonprosthetics.com/prosthetic-solutions/upper-limb/specific- activity/mountain-bike-adaptor/) apresenta um modelo de prótese que permite a movimentação do ciclista durante a prática, porém não proporciona uma desconexão segura e pautada em um movimento intencional do atleta durante a prática do esporte.

[0012] A prótese da empresa “Mert’s Hands” (www.mertshands.org/), por outro lado, apresenta um mecanismo de articulação baseado em junta esférica, que proporciona a movimentação do membro superior e também permite a desconexão por meio da diferença de pressão aplicada pelo atleta nos retentores do pino esférico da articulação. Essa configuração compreende o mecanismo de desconexão rápida da prótese.

[0013] O artigo científico “Design and Development of a New Right Arm Prosthetic Kit for a Racing Cyclist” (Design and Development of a New Right Arm Prosthetic Kit for a Racing Cyclist - Louis-Philippe Riel, Jérôme Adam-Côté, Stéphane Daviault, Christophe Salois, Julien Laplante-Laberge, Jean-Sébastien Plante, 2009 (sagepub.com))descreve uma tecnologia baseada no mecanismo de junta universal, que proporciona a movimentação necessária para o membro amputado do ciclista, e provê também a possibilidade de desconexão da prótese da bicicleta por meio da rotação do mecanismo de articulação. Contudo, a tecnologia descrita neste artigo não possibilita a conexão de duas ou mais fixações para a variação de postura do ciclista, uma vez que o mecanismo apresenta um volume e peso considerável, além de uma expressiva dificuldade de alinhamento do encaixe e maior complexidade de montagem dos componentes. Esses problemas limitam as próteses e tecnologias existentes em relação a sua adequação em alguns fatores ligados a prática do ciclismo em um cenário competitivo, em que a prótese e os mecanismos devem estar direcionados para conciliar o melhor desempenho e a maior segurança possível para o atleta.

[0014] A patente de n° US20160151127A1, intitulada “Dental implant screw and installation tools with offset drive angle”, cujo campo de aplicação refere-se ao de implantes dentários e próteses, possui características que podem ser descritas como um componente dentário que tem uma junta universal incorporada ao mesmo para fornecer um ângulo de acionamento que é desviado de um eixo de recepção de torque. Tal tecnologia apresenta características semelhantes no que diz respeito à aplicação da junta esférica, que permite a movimentação da articulação da prótese de membro superior voltada para ciclismo, pois existe um mecanismo de articulação capaz de prover movimento com limitação de angulação a um sistema que se conecte a ele. Contudo, a solução descrita na patente US20160151127A1 prevê a movimentação do pivô apenas em dois eixos, visto que a sua função principal é transferir o movimento de rotação de uma peça para outra, com a existência de uma diferença de ângulo entre as duas, diferentemente da patente de modelo de utilidade “Fixação Articulada para Prótese de Membro Superior Voltada para Ciclismo”, proposta a qual permite livre movimentação da junta esférica nos três eixos do ponto pivotante quando conectada ao restante do conjunto da prótese.

[0015] O documento patentário de n° KR20060022559A, intitulado “Structure For Assembling Boll Joint Of Gas” ou, em livre tradução, “Estrutura para montagem da junta esférica da mola a gás”, apresenta um mecanismo que emprega um sistema de junta esférica para permitir a articulação livre em três direções entre duas peças de um conjunto mecânico, assim como a invenção proposta. Por outro lado, a patente de n° KR20060022559A descreve um produto utilizado para prover movimento a um amortecedor a gás, que não necessita de limitação de angulação dos movimentos e nem de desconexão rápida dos componentes que provêm o movimento de articulação do conjunto. Neste aspecto, a tecnologia proposta se diferencia desta patente por apresentar justamente a capacidade de limitar a angulação dos movimentos da junta esférica e também de proporcionar a desconexão rápida dos dois componentes articulados.

[0016] O documento de patente n° JPS5433947A, intitulado “Axial boll joint” ou, em livre tradução, “Junta esférica axial”, apresenta um mecanismo de articulação que utiliza uma junta esférica para a movimentação de conjunto montado de eixos de embreagem automotiva, que prevê o deslocamento em três direções com limitações de angulação do movimento. Estas características se assemelham à invenção proposta, tanto na função de articulação quanto na forma da peça. Contudo, a tecnologia proposta permite que o mecanismo possa ser desconectado do conjunto montado de forma rápida, por meio da rotação em (90°) noventa graus da terminação esférica do pino da junta esférica. Esta função é possível devido à presença de duas faces planas opostas nos polos da terminação esférica da junta esférica, que permitem que a terminação esférica se desencaixe com facilidade quando rotacionada em (90°) noventa graus para qualquer sentido, pois estas faces planas se alinham com a seção de acoplamento existente, característica que não está presente no documento na patente JPS5433947A.

[0017] A patente EP1726837B1, intitulada “Ball Joint” ou, em livre tradução, “Junta esférica”, semelhante ao documento anteriormente analisado, também apresenta um mecanismo baseado em uma junta esférica para criar a articulação de um conjunto mecânico e da mesma forma que a patente citada anteriormente (JPS5433947A). A primeira não apresenta a possibilidade de desconexão rápida e seu uso prevê a utilização de forma fixa no conjunto mecânico. Essa incapacidade de desconexão rápida se destaca como principal diferença entre a patente citada e a tecnologia do presente pedido. As mesmas considerações se aplicam às patentes de n° JPH1073122A (Ball joint with less friction and manufacture thereof) e de n° ES2537900T3 (Ball joint), que também são mecanismos baseados em juntas esféricas.

[0018] A patente US8007518B2, intitulada “Load-sharing component having a deflectable post and method for dynamic stabilization of the spine” ou em livre tradução, “Componente de compartilhamento de carga com poste deflectivel e método para estabilização dinâmica da coluna”, tem aplicação em cirurgias para a estabilização da coluna cervical, tendo o mecanismo de articulação como componente responsável pela movimentação no eixo vertical e horizontal, mas, diferentemente do presente pedido, não prevê a desconexão rápida por meio da rotação em (90°) noventa graus da terminação esférica do pino da junta esférica.

[0019] A patente US11083601B1, intitulada “Prosthetic Hand System” ou em livre tradução, “Sistema de prótese de mão”, tem aplicação na prática do ciclismo para permitir que o ciclista possa agarrar e manobrar o guidão, permitindo realização dos movimentos necessários e também o desacoplamento do guidão quando necessário. Esta configuração possui um mecanismo de articulação baseado em junta esférica e, também, possui um mecanismo de desconexão rápida acionada por um movimento consciente, não intuitivo, mas diferentemente da tecnologia do presente pedido, as duas funções são exercidas por dois mecanismos distintos dentro do conjunto, empregando um número maior de componentes.

[0020] Partindo da necessidade de utilização de uma prótese de membro superior para a atividade de mountain bike e de ciclismo de estrada, a presente tecnologia foi desenvolvida para suprir as demandas de tais atividades, otimizando o desempenho e a segurança do atleta.

[0021] A tecnologia Fixação articulada de próteses de membros superiores voltadas para o esporte de ciclismo pode ser melhor compreendida nos desenhos/figuras anexos, conforme o detalhamento a seguir:

[0022] A FIGURA 1 representa a fixação articulada voltada para modalidade mountain bike, conectada ao guidão reto.

[0023] A FIGURA 2 representa a fixação articulada voltada para modalidade mountain bike.

[0024] A FIGURA 3 representa a fixação articulada voltada para modalidade mountain bike, com a junta esférica desacoplada.

[0025] A FIGURA 4 representa a vista explodida superior da fixação articulada voltada para modalidade mountain bike.

[0026] A FIGURA 5 representa a vista explodida inferior da fixação articulada voltada para modalidade mountain bike.

[0027] A FIGURA 6 representa a fixação articulada voltada para modalidade ciclismo de estrada, conectada ao guidão curvo.

[0028] A FIGURA 7 representa duas fixações articuladas voltadas para modalidade ciclismo de estrada, conectadas ao guidão curvo.

[0029] A FIGURA 8 representa a fixação articulada voltada para a modalidade ciclismo de estrada.

[0030] A FIGURA 9 representa a vista explodida da fixação articulada voltada para modalidade ciclismo de estrada.

[0031] A FIGURA 10 representa a vista frontal da fixação articulada voltada para a modalidade ciclismo de estrada.

[0032] A FIGURA 11 representa a vista posterior da fixação articulada voltada para a modalidade ciclismo de estrada.

[0033] A FIGURA 12 representa a vista superior da fixação articulada voltada para a modalidade ciclismo de estrada.

[0034] A FIGURA 13 representa a vista inferior da fixação articulada voltada para a modalidade ciclismo de estrada.

[0035] A FIGURA 14 representa o posicionamento do pino para encaixar na cavidade esférica da fixação articulada voltada para a modalidade ciclismo de estrada.

[0036] A FIGURA 15 representa a inserção do pino na cavidade esférica da fixação articulada voltada para a modalidade ciclismo de estrada.

[0037] A FIGURA 16 representa a rotação do pino para encaixar na cavidade esférica da fixação articulada voltada para a modalidade ciclismo de estrada.

[0038] A FIGURA 17 representa a rotação e travamento da fixação de abraçadeira da fixação articulada voltada para a modalidade ciclismo de estrada.

[0039] A FIGURA 18 representa a rotação e travamento da fixação de abraçadeira da fixação articulada voltada para a modalidade ciclismo de estrada, em uma segunda posição.

[0040] A tecnologia, objeto do presente pedido, propõe solucionar os problemas voltados para conciliar a necessidade de movimentação e fixação da prótese de forma segura suficiente para uso em competições de ciclismo, e para isso foi desenvolvida uma fixação articulada, a qual possui uma seção de acoplamento que permite o atleta acoplar e desacoplar a prótese de sua bicicleta por meio da rotação do mecanismo de articulação, que uma vez conectado, permite a realização segura das movimentações necessárias para a prática do ciclismo. As duas funções de articulação e desacoplamento são desempenhadas em um mesmo mecanismo.

[0041] A fixação articulada é destinada a dois tipos distintas de fixação, do tipo abraçadeira, sendo a primeira para o uso na modalidade mountain bike. Nesta modalidade, a fixação articulada permite o desacoplamento rápido em caso de perigo ou necessidade, mas não é preciso o uso de mais fixações para permitir a variação de posturas do atleta. Nesta variação da fixação, o posicionamento no guidão é único, a fim de aumentar a resistência e robustez dos componentes, uma vez que a prática desta modalidade submete toda a prótese a impactos mais fortes e elementos do ambiente de utilização, como lama, poeira, pedras e detritos.

[0042] A segunda modalidade é voltada para o uso no ciclismo de estrada, e também possui uma articulação que permite o desacoplamento rápido em caso de perigo ou necessidade do atleta, e ainda a variação de posicionamento da fixação em diferentes partes do guidão, o que permite que o atleta utilize mais de uma fixação no mesmo guidão para facilitar a troca de posturas sob a bicicleta de acordo com cada situação encontrada na prática do esporte.

[0043] Nas figuras observa-se inicialmente a fixação articulada (FIGURA 3, FIGURA 14), na qual o pino (1, 9 e 21) começa em sua haste (1), a qual funciona como conexão da tecnologia proposta ao encaixe (11) a ser utilizado pelo atleta (FIGURA 1, FIGURA 6), enquanto sua terminação esférica (9) com duas faces planas opostas (21) nos pólos se conecta na extremidade oposta da fixação de abraçadeira, quando inserida em sua cavidade esférica (10) (FIGURA 14) através da seção de acoplamento (17) e rotacionada em 90° (noventa graus) (FIGURA 16). Essa forma de encaixe está presente nos dois tipos de fixação de abraçadeira (20 e 25), que são voltadas, respectivamente, para mountain bike (FIGURA 2) e também para o ciclismo de estrada (FIGURA 8).

[0044] A seção de acoplamento (17) (FIGURA 9, FIGURA 3) permite que a terminação esférica (9) seja inserida na cavidade esférica (10) quando posicionada corretamente (FIGURA 14). Essa inserção permite que a terminação esférica (9) e a cavidade esférica (10) entrem em contato e desempenhem a função de fixar os componentes da junta esférica. A rotação da terminação esférica (9) do pino (1, 9 e 21) no interior da cavidade esférica (10) em (90°) noventa graus, permitirá que a junta esférica (9, 10) permaneça conectada, prendendo o encaixe (11) à fixação de abraçadeira (20 e 25). Isso permite que o atleta tenha uma movimentação do conjunto (FIGURA 1, FIGURA 6) em diversas direções e ângulos enquanto permanece fixado à bicicleta. A cavidade esférica (10) em contato com a terminação esférica (9) do pino (1, 9 e 21) permite que o atleta se solte da fixação de abraçadeira (20 e 25) da bicicleta, quando rotaciona a junta esférica (9 e 10) em (90°) noventa graus. Este mesmo mecanismo de junta esférica (9 e10) é empregado nas duas variações da fixação articulada.

[0045] A primeira variação da fixação articulada (FIGURA 4) é destinada ao ciclismo da modalidade mountain bike (FIGURA 1), a qual é composta pela junta esférica (9, 10) descrita anteriormente e uma fixação de abraçadeira (25). A fixação de abraçadeira (25) desta variação tem em sua extremidade uma articulação (26) de eixo pivotante horizontal (33 e 34), que permite a montagem da fixação de abraçadeira (25) no guidão reto (22) da modalidade de mountain bike (FIGURA 1). O fechamento das duas partes (23, 24) que compõem a fixação de abraçadeira (25) por meio da articulação (26) é efetuado por dois parafusos (27 e 28), nos sockets (31 e 32) os quais estarão inseridos nos furos (29 e 30).

[0046] A segunda variação da fixação articulada (FIGURA 9), destinada ao ciclismo de estrada (FIGURA 6), também é composta pela junta esférica (9 e 10) citada anteriormente, diferindo no formato da extremidade (2) da junta esférica (9 e 10) e na configuração da fixação de abraçadeira (20). A fixação de abraçadeira (20) desta variação possui uma articulação cilíndrica com uma furação central (13) e furações periféricas (15), essas funcionando como eixo pivotante e ponto de travamento, respectivamente, da peça (3). Essas furações (13, 15) permitem que o atleta varie as posições de pega no guidão curvo (12) da modalidade de ciclismo de estrada.

[0047] Essa articulação cilíndrica com furação central (13) e furações periféricas (15) são alinhadas com a furação central (14) e com a furação periférica (16), por meio dos respectivos parafusos (5 e 6), gerando uma relação de rotação e travamento (FIGURA 17, FIGURA 18) entre a fixação de abraçadeira (20) e a junta esférica (9, 10) que garante que o atleta prenda a fixação de abraçadeira (20) em diferentes posições e ângulos em relação ao guidão (12) (FIGURA 6 e FIGURA 7). Essa função de ângulo de ajuste variável (FIGURA 17e FIGURA 18) é a principal diferença entre a variação da fixação articulada da modalidade ciclismo de estrada (FIGURA 8) e a modalidade mountain bike (FIGURA 2), uma vez que a junta esférica (9 e 10) presente nas duas variações (FIGURA 1, FIGURA 6) é a mesma. A fixação de abraçadeira (20) que prende o encaixe (11) ao guidão (12) se configura pelo fechamento das duas partes (3, 4) efetuado por dois parafusos (7 e 8), nos furos (18 e 19).

Claims (2)

1. “Fixação articulada para prótese de membro superior voltada para ciclismo”, constituída por mecanismo de articulação mecânica do tipo junta esférica, caracterizado por ser ligada a fixação de prótese de ciclismo do tipo abraçadeira para guidão reto de modalidade moutain bike, compreendendo terminação esférica (9) da junta esférica (9 e 10) que possui duas faces planas opostas (21) nos polos do eixo perpendicular ao conjunto da prótese e por cavidade esférica (10) que apresentar a seção de acoplamento (17).

2. “Fixação articulada para prótese de membro superior voltada para ciclismo”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por fixação de abraçadeira (20) para guidão curvo (12) da modalidade ciclismo de estrada com ângulo de ajuste variável por parafuso (5).