PL214774B1 - Przegub kolanowy ortezy - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest przegub kolanowy ortezy zwłaszcza do połączenia dwóch elementów przemieszczających się kątowo względem siebie

Znane jest rozwiązanie ze zgłoszenia 115976 pt. „Przegub kolanowy protezy” Gdzie przegub charakteryzuje się teowym gniazdem usytuowanym pod kątem 45° do osi pionowej korpusu oraz płytką zaczepową umożliwiającą zablokowanie stawu w pozycji wyprostowanej. Staw w swojej konstrukcji jest przegubem o jednej osi obrotu oraz przesuniętych względem siebie osiach korpusu górnego i dolnego.

Rozwiązanie znane ze zgłoszenia 318050 pt. „Jednoosiowa proteza kolana” charakteryzuje się przesunięciem osi korpusu dolnego i górnego względem osi sił obciążających o 1/2 do 1/3 średnicy czaszy nakładki dolnego korpusu. Rozwiązanie posiada jedną oś obrotu elementów względem siebie.

„Mechanizm przegubowego połączenia dwóch elementów kątowo przemieszczających się względem siebie, w szczególności zakończeń szyn aparatu ortezy kolanowej” znany ze zgłoszenia nr 375715 charakteryzuje się swobodnym ustaleniem elementów mocujących kątowo przemieszczanych względem siebie elementów sprzęgających. Obrót elementów łączących w osiach mocowania podczas zmiany kąta ustawienia elementów łączonych daje wirtualny punkt obrotu.

Rozwiązanie znane ze zgłoszenia nr 312866 pt. „Przegub kolanowy protezy nogi z urządzeniem hamującym” charakteryzuje się tym, że przegub jest złożony z górnej części przegubu, z osi przegubu zabezpieczonej od obrotu, z tworzącej środkową część przegubu dźwigni wahliwej, której wystający koniec jest przymocowany do osi obrotu, równoległej i przesuniętej do przodu względem osi przegubu i obejmującą swym odgiętym końcem tę oś przegubu, wyposażony w urządzenie hamujące sterowane obciążeniem nogi.

Rozwiązanie znane ze zgłoszenia nr 322417 pt. „Policentryczna proteza kolana” charakteryzuje się tym, że korpus dolny osadzony jest obrotowo jednym ramieniem w korpusie dźwigni na łożyskach ślizgowych, stanowiących pierwszą oś obrotu korpusu dolnego, w którym na jego przedłużeniu znajduje się tuleja, a w niej osadzona sprężyna naciskowa dźwigni z osadzonym suwliwie popychaczem dźwigni, natomiast drugie, przeciwległe ramię korpusu dolnego połączone jest w drugiej osi obrotu z jednym ramieniem trójramiennej dźwigni, której drugie ramię jest połączone obrotowo w czwartej osi obrotu z korpusem górnym, osadzonym w korpusie dźwigni, osiowo względem dolnego korpusu, w tulei w trzeciej osi obrotu, zaś trzecie ramię, poprzez rolkę obrotową, współpracuje z popychaczem dźwigni.

Istota przegubu kolanowego ortezy według wynalazku charakteryzuje się tym, ze posiada dwie osie obrotu leżące w jednej płaszczyźnie, które przesunięte są względem siebie korzystnie o 12 mm przy czym obrót elementów łączonych ortezy realizowany jest dwu stopniowo tzn. w pierwszej osi o kąt 20° a po zablokowaniu obrotu w pierwszej osi po obrocie o 20° w osi drugiej o maksymalnie 130° w kolejności oraz w kolejności odwrotnej podczas zmniejszania kąta położenia korpusu górnego części udowej i korpusu dolnego części podudzia przez sprężynę umiejscowioną w górnym korpusie części udowej.

Staw jest przystosowany do pracy w ortezie kończyny dolnej napędzanej silnikami jako staw kolanowy odwzorowujący naturalny ruch elementów stawu człowieka. Do prawidłowego funkcjonowania stawu wymagane jest zastosowanie elementu powodującego wzajemny ruch kątowy elementów korpusów, który powołuje wywołanie momentu utrzymujący staw w wyprostowanej pozycji. Na potrzeby protezy kończyny dolnej rozwiązanie może być zmodyfikowane poprzez wprowadzenie drugiego elementu sprężystego wymuszającego wyprost stawu.

Przedmiot wynalazku przedstawiony został na rysunku przykładowego rozwiązania w sposób schematyczny, na którym fig. 1 przedstawia ortezę w widoku z boku natomiast fig. 2 w widoku z góry.

Orteza składa się z czopu osadczego 1, który umiejscowiony jest na korpusie górnym części udowej 12 oraz na korpusie dolnym części podudzia 21. Na korpusie górnym części udowej 12 osadzona jest pokrywa sprężyny 2, z nakrętką 3 i podkładką sprężystą 4. Korpus górny części udowej 12 połączony jest z czopem osadczym 1 przez wkręty 5. Cięgno 10 sprężyny 8 połączone jest z osią zaczepu sprzęgła sprężyny 16 łącznika 15 zabezpieczona przez wkręt 17.

Na płaszczyźnie skośnej korpusu górnego części udowej 12 usytuowana jest płytka amortyzująca 11 zamocowana przez wkręt 5 natomiast na płaszczyźnie bocznej korpusu dolnego części podudzia usytuowana jest płytka amortyzująca 22 zamocowana przez wkręt 5.

PL 214 774 B1

Na cięgnie sprężyny 10 umiejscowiona jest tuleja 9 sprężyna 8 podkładka naciągowa 7 oraz nakrętka samokątrująca 6. Oś obrotu 13 umiejscowiona jest w tulejce ślizgowej 14 , natomiast oś obrotu 19 z łącznikiem 15 osadzone są w tulejce 18 która zabezpieczona jest przez pierścień osadczy zewnętrzny 20.

Działanie przegubu według wynalazku

Staw kolanowy ortezy składa się z 3 głównych elementów tj. łącznika 15, korpusu górnego - cz. udowa 12, oraz korpusu dolnego - cz. podudzia 21.

Łącznik 15 jest połączony z korpusem górnym 12 i dolnym 21 obrotowo w dwóch osiach obrotu 13 i 19. Łącznik 15 oraz powierzchnie oporowe korpusu dolnego 21 i górnego 12 są tak ukształtowane aby pozwalały na obrót w pierwszej osi 13 wraz z łącznikiem 15 do kąta 20° oraz po wykonaniu obrotu w osi 13 na dalszy obrót względem siebie korpusów 12 i 21 do kąta 150° w osi drugiej 19.

Podczas zginania stawu następuje w pierwszej fazie obrót w pierwszej osi obrotu 13. Obrót w pierwsze osi obrotu 13 umożliwia zgięcie stawu do kąta 20°. Sprężyna 8 w pozycji wyprostu stawu jest w stanie napięcia. Podczas zginania wymusza ona obrót w osi pierwszej 13. Jednocześnie sprzężenie geometryczne powierzchni styku 7 elementu łącznika 15 i korpusu dolnego 21 uniemożliwia obrót w osi drugiej 19. Po wykonaniu obrotu w osi pierwszej 13 łącznik 15 opiera się o powierzchnię oporową 8 korpusu górnego 12. W takiej pozycji dalsze zginanie stawu jest możliwe tylko poprzez obrót w osi drugiej 19. Obrót w osi drugiej 19 pozwala na zgięcie w stawie do kąta 150° aż do oparcia się o siebie powierzchni oporowych 9.

Prostowanie stawu odbywa się w kolejności przeciwnej do zginania. Obrót w osi drugiej 19 pozwala na zmniejszenie kąta zgięcia stawu do 20°. Następnie powierzchnie oporowe 7 po oparciu się o siebie nie pozwalają na dalszy obrót w osi drugiej 19. Dalsze prostowanie stawu obywa się poprzez obrót w osi pierwszej 13 korpusu dolnego 21 wraz z zablokowanym łącznikiem 15. Obrót w osi pierwszej 13 powoduje jednocześnie napięcie sprężyny 8.

Zastosowanie dwóch osi obrotu 13 i 19 ma na celu odwzorowanie pracy stawu naturalnego. Elementy stawu kolanowego człowieka podczas zginania w pierwszej fazie zgięcia w zakresie od 0° do około 20° przetaczają się po sobie co powoduje przesunięcie osi obrotu o około 12-15 mm do tyłu (patrząc od strony rzepki). Po przetaczaniu, kiedy kąt zgięcia w stawie rośnie powyżej 25° oś obrotu jest osią niemalże stałą. Rozwiązanie stawu zastępuje ruch przetaczania elementów stawu naturalnego ruchem obrotowym w osi pierwszej 13 oraz ruch obrotowy po przemieszczeniu osi stawu naturalnego do tyłu ruchem w osi obrotu drugiej 19.

Claims (1)

1. Przegub kolanowy ortezy składający się z korpusu górnego i dolnego przesunięte osiowo względem siebie, znamienny tym, że posiada dwie osie obrotu (13) i (19) leżące w jednej płaszczyźnie, które przesunięte są względem siebie korzystnie o 12 mm, przy czym obrót elementów łączonych ortezy realizowany jest dwu stopniowo tzn. w pierwszej osi 13 o kąt 20° a po zablokowaniu obrotu w pierwszej osi (13) po obrocie o 20° w osi drugiej (19) o maksymalnie 130° w kolejności oraz w kolejności odwrotnej podczas zmniejszania kąta położenia korpusu górnego części udowej (12) i korpusu dolnego części podudzia (21) przez sprężynę (8) umiejscowioną w górnym korpusie części udowej (12).