RU2026655C1 - Механизм коленного шарнира - Google Patents
Механизм коленного шарнира Download PDFInfo
- Publication number
- RU2026655C1 RU2026655C1 SU925054887A SU5054887A RU2026655C1 RU 2026655 C1 RU2026655 C1 RU 2026655C1 SU 925054887 A SU925054887 A SU 925054887A SU 5054887 A SU5054887 A SU 5054887A RU 2026655 C1 RU2026655 C1 RU 2026655C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bracket
- upper supporting
- supporting pad
- link
- knee joint
- 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 машиностроению в области медицинской техники, а именно к протезированию нижних конечностей. Механизм коленного шарнира протеза бедра позволяет увеличить ресурс за счет исключения воздействия максимального изгибающего момента на поступательную кинематическую, пару в фазе опирания на протез. Существо изообретения: механизм содержит верхнюю опорную площадку для крепления гильзы бедра, нижний кронштейн для крепления трубки голени, соединенных передним 8 и задним звеном 11 через вращательные и поступательные кинематические пары. Верхняя площадка и нижний кронштейн имеет выступы с опорными поверхностями, взаимодействующими между собой. Переднее звено выполнено в виде скобы, защищающей выступы площадки и кронштейна. 4 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению в области медицинской техники, а именно к протезированию нижних конечностей.
Известны протезы бедра, в которых механизм коленного шарнира выполнен в виде верхней опорной площадки, нижнего кронштейна, переднего и заднего звена, соединяющихся с помощью кинематических пар вращения.
Недостатком данного устройства является недостаточная величина уменьшения функциональной длины протеза в фазе переноса, что пpиводит к значительным компенсаторным движениям и асимметрии при ходьбе.
Известен механизм коленного шарнира протеза бедра, содержащий опорную площадку для крепления к гильзе бедра, кронштейн для крепления трубки голени и соединенных между собой с помощью переднего (кривошипа) и заднего (кулисы) звеньев через вращательные и поступательные кинематические пары.
Недостатком указанного механизма коленного шарнира протеза бедра является нагружение поступательной кинематической пары (кулиса-ползун) максимальным изгибающим моментом в фазе опирания на протез.
Данное явление приводит к быстрому износу (разбалтыванию) поступательной кинематической пары, появлению люфтов, стуков и т.д. в механизме коленного шарнира, делающим невозможным его дальнейшую эксплуатацию.
Сущность изобретения заключается в том, что в механизме коленного шарнира, содержащего верхнюю опорную площадку для крепления гильзы бедра, нижний кронштейн для крепления трубки голени, соединенных передним и задним звеном с помощью вращательных и поступательной кинематических пар, верхняя опорная площадка и нижний кронштейн снабжены выступами с упорными поверхностями, взаимодействующими между собой, а переднее звено выполнено в виде скобы, защищающей указанные выступы с упорными поверхностями.
Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков, а именно создание механизма коленного шарнира кулисного типа с повышенным ресурсом, за счет исключения воздействия максимального изгибающего момента на поступательную кинематическую пару в фазе опирания на протезе.
На фиг. 1 изображен предлагаемый механизм коленного шарнира в сагиттальной плоскости; на фиг.2 - промежуточное положение деталей и звеньев механизма в процессе ходьбы (отклонение трубки голени на угол φ); на фиг.3 - схема нагружения нижнего кронштейна с ползуном механизма коленного шарнира (кулисного типа) в фазе опирания; на фиг.4 - схема нагружения нижнего кронштейна с ползуном предлагаемого механизма коленного шарнира в фазе опирания.
Механизм коленного шарнира протеза бедра состоит из верхней опорной площадки 1 с выступом 2, содержащим упорную поверхность 3, нижнего опорного кронштейна 4 с выступом 5, содержащим упорную поверхность 6, и соединяемого с трубкой голени с помощью клеммного зажима 7. Верхняя опорная площадка 1 и нижний кронштейн 4 соединены между собой передним звеном 8, выполненным в виде скобы, с помощью цилиндрических шарниров 9 и 10, а также задним звеном 11 (кулиса) с помощью цилиндрического шарнира 12 и поступательной кинематической пары в виде ползуна 13, жестко соединенного с нижним кронштейном 4.
Эластичный демпфер 14 закреплен на верхней опорной площадке 1 в выступе 2 с выступанием за упорную поверхность 3, служит для исключения стука и демпфирования при динамичном соприкосновении упорных поверхностей 3 и 6 в процессе ходьбы.
Декоративный колпачок 15 служит для придания необходимых внешних обводов и косметичности.
В фазе опирания на протез упорные поверхности 3 и 6 механизма коленного шарнира находятся в соприкосновении, образуя силовую связь. При повороте коленного шарнира (на угол φ) в фазе переноса упорные поверхности 3 и 6 перемещаются по соответствующим траекториям, не препятствуя друг другу, за счет поворота переднего 8 и заднего 11 звеньев.
Подкосоустойчивость протеза бедра с данным механизмом коленного шарнира обеспечивается за счет смещения осей шарниров 9, 10 и 12 назад относительной линии действия силы тяжести.
Под действием указанных на фиг.3 внешних воздействий М и Q, а также реакций R1, R2, R3 и R4 нижний кронштейн и жестко связанный с ним ползун находятся в равновесии.
Уравнения равновесия имеют следующий вид:
1. R1sin α = R3-R2
2. R1cos α = R4 + Q 3. Σ Mb= 0 R2 h + R1 ˙ cos α l1-R1 ˙ sin α l3 = M
Система 3 уравнений имеет четыре неизвестных.
1. R1sin α = R3-R2
2. R1cos α = R4 + Q 3. Σ Mb= 0 R2 h + R1 ˙ cos α l1-R1 ˙ sin α l3 = M
Система 3 уравнений имеет четыре неизвестных.
Дополнительное уравнение, определяющее соотношение реакций R2 и R3, определяется из условия равновесия заднего звена (кулиса)
R2 ˙ l2 = R2(l2 + h) где М - изгибающий момент;
Q - масса протезируемого;
R1 - усилие от переднего звена;
R2 и R3 - усилие (боковые) на ползун от заднего звена;
R4 - осевая (упорная) сила на кронштейн от заднего звена в фазе опирания.
R2 ˙ l2 = R2(l2 + h) где М - изгибающий момент;
Q - масса протезируемого;
R1 - усилие от переднего звена;
R2 и R3 - усилие (боковые) на ползун от заднего звена;
R4 - осевая (упорная) сила на кронштейн от заднего звена в фазе опирания.
Под действием указанных на фиг.4 внешних воздействий М и Q, а также реакций R5, R6 и Т нижний кронштейн 4 и жестко связанный с ним ползун 13 находятся в равновесии.
Уравнения равновесия имеют следующий вид:
1. Q + R5 ˙cosβ=R6˙cosβ+T˙sinβ
2. R6 ˙sinβ-Tcosβ=R5˙sinβ
3. Tl4 + R6 ˙ l5 = M где R5 - усилие от переднего звена 8;
R6 - нормальное усилие на упорную площадку 6 от упорной площадки 3;
Т - касательное усилие на упорную площадку 6.
1. Q + R5 ˙cosβ=R6˙cosβ+T˙sinβ
2. R6 ˙sinβ-Tcosβ=R5˙sinβ
3. Tl4 + R6 ˙ l5 = M где R5 - усилие от переднего звена 8;
R6 - нормальное усилие на упорную площадку 6 от упорной площадки 3;
Т - касательное усилие на упорную площадку 6.
Из сравнения приведенных на фиг.3 и 4 схем нагружения видно, что в предлагаемом механизме коленного шарнира отсутствуют боковые усилия (в направлении, перпендикулярном оси поступательной кинематической пары) на ползун 13 от воздействия заднего звена (кулиса) 11.
Создание в механизме коленного шарнира замкнутой силовой связи посредством упорных площадок 3 и 6 (на верхней опорной площадке 1 и нижнем кронштейне 4) исключает поперечное нагружение поступательной кинематической пары заднего звена 11 (кулиса) и ползуна 13 (жестко связанного с кронштейном 4) и, как следствие, позволяет повысить ресурс механизма (увеличить срок эксплуатации протеза).
Claims (1)
- МЕХАНИЗМ КОЛЕННОГО ШАРНИРА, содержащий опорную площадку для крепления гильзы бедра, кронштейн для крепления трубки голени, соединенные передним и задним звеньями при помощи вращательных и поступательных кинематических пар, отличающийся тем, что переднее звено выполнено в виде скобы, при этом на опорной площадке и кронштейне выполнены выступы с упорными поверхностями для взаимодействия между собой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU925054887A RU2026655C1 (ru) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Механизм коленного шарнира |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU925054887A RU2026655C1 (ru) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Механизм коленного шарнира |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2026655C1 true RU2026655C1 (ru) | 1995-01-20 |
Family
ID=21609662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU925054887A RU2026655C1 (ru) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Механизм коленного шарнира |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2026655C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2505272C1 (ru) * | 2012-07-10 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Механизм коленного шарнира |
RU2550001C2 (ru) * | 2010-09-28 | 2015-05-10 | Отто Бок Хелткэр Продактс Гмбх | Шарнирное устройство |
RU2802137C1 (ru) * | 2022-12-28 | 2023-08-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный научно-образовательный центр медико-социальной экспертизы и реабилитации им. Г.А. Альбрехта" Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации | Искусственный коленный сустав протеза бедра |
-
1992
- 1992-07-14 RU SU925054887A patent/RU2026655C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1138151, кл. A 61F 2/60, 1985. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550001C2 (ru) * | 2010-09-28 | 2015-05-10 | Отто Бок Хелткэр Продактс Гмбх | Шарнирное устройство |
US9060882B2 (en) | 2010-09-28 | 2015-06-23 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Joint mechanism |
RU2505272C1 (ru) * | 2012-07-10 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Механизм коленного шарнира |
RU2802137C1 (ru) * | 2022-12-28 | 2023-08-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный научно-образовательный центр медико-социальной экспертизы и реабилитации им. Г.А. Альбрехта" Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации | Искусственный коленный сустав протеза бедра |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Michaud et al. | A preliminary investigation of pelvic obliquity patterns during gait in persons with transtibial and transfemoral amputation | |
US4064569A (en) | Artificial polycentric knee joint | |
US4911709A (en) | Artificial knee with improved stable link-type knee joint | |
CA2079587C (en) | Artificial toggle joint | |
Blumentritt et al. | Design principles, biomeclianical data and clinical experience with a polycentric knee offering controlled stance phase knee flexion: A preliminary report | |
JP2004532091A (ja) | 回転ベアリングを有する結合型膝用義足 | |
AU541282B2 (en) | Knee brace | |
US5405408A (en) | Artificial knee having dual flexion action during locomotion | |
ES2065495T3 (es) | Protesis de rodilla. | |
SU1454449A1 (ru) | Протез нижней конечности | |
Brouwer et al. | Running patterns of juveniles wearing SACH and single-axis foot components | |
RU2026655C1 (ru) | Механизм коленного шарнира | |
KR100328303B1 (ko) | 인공발용 다축 관절장치 | |
RU2254832C1 (ru) | Искусственный коленный сустав с регулированием сил подтормаживания раздельно при сгибании и разгибании | |
RU2096026C1 (ru) | Механизм коленного шарнира | |
US2851694A (en) | Artificial leg | |
RU2084208C1 (ru) | Протез бедра | |
RU2200513C2 (ru) | Искусственная стопа | |
SU923540A1 (ru) | Коленный узел протеза бедра | |
Judge et al. | A bouncy knee for above-knee amputees | |
RU2055547C1 (ru) | Протез бедра | |
RU1777855C (ru) | Протез бедра | |
RU2085152C1 (ru) | Протез бедра | |
SU1326263A1 (ru) | Коленный механизм протеза голени | |
RU4070U1 (ru) | Кулисный коленный механизм |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: QB4A Free format text: LICENCE Effective date: 20111223 |