RU2055549C1 - Frame of artificial foot - Google Patents
Frame of artificial foot Download PDFInfo
- Publication number
- RU2055549C1 RU2055549C1 SU925054500A SU5054500A RU2055549C1 RU 2055549 C1 RU2055549 C1 RU 2055549C1 SU 925054500 A SU925054500 A SU 925054500A SU 5054500 A SU5054500 A SU 5054500A RU 2055549 C1 RU2055549 C1 RU 2055549C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spring
- ankle
- foot
- cantilever element
- wave
- 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
- A61F2/66—Feet; Ankle joints
-
- 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
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30433—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements using additional screws, bolts, dowels, rivets or washers e.g. connecting screws
-
- 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
- A61F2002/5003—Prostheses not implantable in the body having damping means, e.g. shock absorbers
-
- 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
- A61F2002/5007—Prostheses not implantable in the body having elastic means different from springs, e.g. including an elastomeric insert
-
- 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
- A61F2/66—Feet; Ankle joints
- A61F2002/6614—Feet
- A61F2002/6657—Feet having a plate-like or strip-like spring element, e.g. an energy-storing cantilever spring keel
- A61F2002/6678—L-shaped
-
- 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
- A61F2/66—Feet; Ankle joints
- A61F2002/6614—Feet
- A61F2002/6657—Feet having a plate-like or strip-like spring element, e.g. an energy-storing cantilever spring keel
- A61F2002/6685—S-shaped
-
- 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
- A61F2220/00—Fixations or connections for prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
- A61F2220/0025—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2220/0041—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements using additional screws, bolts, dowels or rivets, e.g. connecting screws
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
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезам нижних конечностей. The invention relates to medical equipment, namely to lower limb prostheses.
Известна искусственная стопа, содержащая щиколотку, плюсне-фаланговый шарнир, пяточный отдел, передний отдел, амортизатор и элементы крепления. При этом на щиколотке установлен шарнир, ось которого совпадает с физиологической осью Шопаровского сустава. На оси шарнира расположен двухплечевой рычаг, одно плечо которого связано с плюсне-фаланговым шарниром, а под другим плечом в пяточном отделе стопы расположена цилиндрическая пружина. Недостатками известного протеза являются относительная сложность конструкции, низкая технологичность при изготовлении, неспособность моделировать задний упругий толчок. Known artificial foot containing the ankle, metatarsophalangeal hinge, heel, front, shock absorber and fasteners. At the same time, a hinge is installed on the ankle, the axis of which coincides with the physiological axis of the Shoparovsky joint. A two-arm lever is located on the hinge axis, one shoulder of which is connected to the metatarsophalangeal hinge, and a coil spring is located under the other shoulder in the heel of the foot. The disadvantages of the known prosthesis are the relative complexity of the design, low manufacturability in manufacturing, the inability to simulate the rear elastic shock.
Известен также протез голени на усеченную конечность, содержащий стопу и эластичную оболочку, в которую заключена щиколотка с подвижно сочлененным каркасом стопы. Недостатком этого протеза являются плохие амортизационные возможности, недостаточная устойчивость при ходьбе. Also known is a shin prosthesis on a truncated limb containing a foot and an elastic membrane, in which an ankle with a movably articulated skeleton of the foot is enclosed. The disadvantage of this prosthesis is poor depreciation capabilities, lack of stability when walking.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому каркасу искусственной стопы является конструкция известного каркаса, содержащая оболочку с наполнителем, щиколотку и рессору, которая выполнена из двух ветвей, одна из которых повторяет кривизну естественного свода, а свободный конец другой ветви соприкасается с первой в области плюсне-фалангового сочленения. К недостаткам прототипа можно отнести сложность в изготовлении, невозможность максимально точного моделирования функций естественной стопы человека, отсутствие эффекта сопротивления распластыванию, что приводит к хромоте, укорочению шага и неустойчивости при ходьбе. The closest in technical essence to the claimed artificial foot frame is the construction of a known frame containing a shell with a filler, ankle and spring, which is made of two branches, one of which repeats the curvature of the natural arch, and the free end of the other branch is in contact with the first in the metatarsus region phalanx joint. The disadvantages of the prototype include the difficulty in manufacturing, the impossibility of the most accurate modeling of the functions of the natural human foot, the absence of the effect of resistance to spreading, which leads to lameness, shortening of the step and instability when walking.
Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в создании искусственной стопы человека, функциональность которой максимально точно отвечала бы функциональности стопы к норме. The invention is aimed at solving the problem of creating an artificial human foot, the functionality of which would most accurately correspond to the functionality of the foot to normal.
Целью изобретения является создание конструкции, способной в отличие от известной, моделировать рессорную функцию, эффект распластывания и сопротивления разрушению стопы в норме, аккумулировать энергию деформации элементов протеза, необходимую для выполнения протезом заднего толчка, с целью приведения уровня энергозатрат пациента при ходьбе в норму. The aim of the invention is to create a design that, in contrast to the known one, is able to simulate the spring function, the effect of flattening and resistance to destruction of the foot is normal, to accumulate the deformation energy of the prosthesis elements necessary for the prosthesis to perform a back push in order to bring the patient's energy level when walking to normal.
Поставленная задача решается тем, а цель достигается тем, что каркас искусственной стопы содержит щиколотку, волнообразную рессору с двумя впадинами волны в пяточной и плюсне-фаланговой области и вершинами волны в геленочной части стопы, демпфер, расположенный между щиколоткой и рессорой. The problem is solved by that, and the goal is achieved by the fact that the skeleton of the artificial foot contains an ankle, a wave-shaped spring with two troughs of the wave in the heel and metatarsophalangeal region and the tops of the wave in the gelled part of the foot, a damper located between the ankle and the spring.
Отличительной особенностью конструкции является следующее. Рессора выполнена с переменной по длине жесткостью, убывающей к ее концам. В каркас искусственной стопы введен консольный элемент, расположенный под щиколоткой и прикрепленный к ее концам. В каркас искусственной стопы введен консольный элемент, расположенный под щиколоткой и прикрепленный к ней. Рессора прикреплена вершиной волны к консольному элементу, который выполнен с переменной по длине жесткостью, убывающей к плюсне-фаланговой области. Демпфер выполнен клиновидным и своей утолщенной частью расположен между консольным элементом и рессорой в месте сбега волны рессоры к пяточной части. A distinctive design feature is the following. The spring is made with stiffness varying in length, decreasing to its ends. A cantilever element located under the ankle and attached to its ends is introduced into the artificial foot frame. A cantilever element located under the ankle and attached to it is introduced into the artificial foot frame. The spring is attached by the top of the wave to the cantilever element, which is made with stiffness variable in length, decreasing to the metatarsophalangeal region. The damper is made wedge-shaped and its thickened part is located between the cantilever element and the spring in the place of the spring wave to the heel part.
Согласно второму пункту формулы изобретения консольный элемент наклонен к вертикальной оси щиколотки на угол β=92-97о. Диапазон значений угла наклона консольного элемента определен на основании расчетов, моделирования и экспериментов.According to the second claim, the cantilever element is inclined to the vertical axis of the ankle at an angle β = 92-97 about . The range of the angle of inclination of the cantilever element is determined on the basis of calculations, modeling and experiments.
Согласно третьему пункту формулы изобретения щиколотка и консольный элемент выполнены в виде единого элемента L-образной формы. According to the third claim, the ankle and cantilever element are in the form of a single L-shaped element.
Согласно четвертому пункту формулы изобретения консольный элемент и рессора выполнены из полимерного композиционного материала, механические характеристики которого связаны соотношениями:
σв≥ 270 МПа ≥ 0,01 где σв предел прочности материала;
Е модуль упругости материала в продольном направлении.According to the fourth claim, the cantilever element and the spring are made of a polymer composite material, the mechanical characteristics of which are related by the ratios:
σ in ≥ 270 MPa ≥ 0.01 where σ is the tensile strength of the material;
E is the modulus of elasticity of the material in the longitudinal direction.
Указанные рациональные значения физико-механических характеристик материала и их соотношение определены на основании результатов расчета и подтверждены экспериментально. Материалом для консольного элемента и рессоры может служить, например, углепластик, стеклопластик органопластик и их комбинации в изделии. The indicated rational values of the physicomechanical characteristics of the material and their ratio are determined based on the calculation results and confirmed experimentally. The material for the cantilever element and the spring can serve, for example, carbon fiber, fiberglass organoplastic and their combinations in the product.
Согласно пятому пункту формулы изобретения, плоскость расположения впадин волн рессоры к вертикальной оси на угол 84-87о. Оптимальный диапазон значений данного угла определен по результатам моделирования и экспериментов.According to the fifth claim, the plane of the location of the troughs of the spring waves to the vertical axis at an angle of 84-87 about . The optimal range of values for this angle is determined by the results of modeling and experiments.
Согласно шестому пункту формулы изобретения соотношение толщин рессоры (в предположении, что модуль упругости материала и ширина рессоры по длине постоянны) представится в виде:
1,2-1,7 где h1 толщина рессоры в пяточной и плюсне-фаланговой частях;
h2 толщина рессоры в геленочной части стопы.According to the sixth claim, the ratio of the thicknesses of the springs (assuming that the modulus of elasticity of the material and the width of the springs are constant in length) will be presented in the form:
1,2-1,7 where h 1 the thickness of the spring in the heel and metatarsophalangeal parts;
h 2 the thickness of the spring in the gel part of the foot.
Экспериментально подтверждено, что данный диапазон соотношения указанных толщин рессоры обеспечивает оптимальную жесткость геленочного отдела стопы. It has been experimentally confirmed that this range of the ratio of the indicated thicknesses of the springs provides the optimal rigidity of the gel section of the foot.
Каркас снабжен консольным элементом, предназначенным для получения зоны сопротивления разрушению, жесткость которого убывает к плюсне-фаланговой области стопы, что способствует его плавному включению в работу. Демпфер выполнен клиновидным и своей утолщенной частью расположен между консольным элементом и рессорой в месте сбега волны рессоры к пяточной части для того, чтобы привести в норму жесткость пяточного отдела искусственной стопы и наклонить плоскость расположения впадин волн рессоры к вертикальной оси на угол α= 84-87о, что позволило бы при снятии нагрузки на стопу в момент переноса приподнимать носочную часть протеза на 1-1,5 см во избежание столкновения носка с поверхностью ходьбы. Консольный элемент наклонен к вертикальной оси щиколотки на угол β= 92-97о для обеспечения его своевременного включения в работу при моделировании зоны сопротивления разрушению. Щиколотка и консольный элемент могут быть выполнены зацело, что приведет к аккумуляции большего количества внутренней энергии. Это может быть использовано при создании специального протеза стопы для пациентов, ведущих активный физический образ жизни, например, искусственной стопы для спортсменов. Консольный элемент и рессора выполнены из полимерного композиционного материала, для которого справедливы неравенства:
σв≥ 270 МПа ≥ 0,01 где σв предел прочности материала;
Е модуль упругости материала в продольном направлении.The frame is equipped with a cantilever element designed to obtain a zone of resistance to destruction, the rigidity of which decreases to the metatarsophalangeal region of the foot, which contributes to its smooth inclusion in the work. The damper is made wedge-shaped and its thickened part is located between the cantilever element and the spring at the spring wave runaway to the heel part in order to normalize the stiffness of the heel of the artificial foot and tilt the plane of the spring wave troughs to the vertical axis at an angle α = 84-87 о , which would allow lifting the forefoot of the prosthesis by 1-1.5 cm when relieving the load on the foot at the time of transfer to avoid collision of the toe with the walking surface. The cantilever element is inclined to the vertical axis of the ankle at an angle β = 92-97 about to ensure its timely inclusion in the simulation of the zone of resistance to fracture. The ankle and cantilever element can be made integrally, which will lead to the accumulation of more internal energy. This can be used to create a special prosthetic foot for patients leading an active physical lifestyle, for example, an artificial foot for athletes. The cantilever element and the spring are made of a polymer composite material, for which the inequalities are true:
σ in ≥ 270 MPa ≥ 0.01 where σ is the tensile strength of the material;
E is the modulus of elasticity of the material in the longitudinal direction.
Это позволяет повысить эластичность деталей без снижения их прочностных характеристик, тем самым в 2-3 раза увеличить их усталостные свойства. This allows you to increase the elasticity of parts without reducing their strength characteristics, thereby 2-3 times increase their fatigue properties.
Выполнение конструкции таким образом позволяет моделировать рессорную функцию. Эффект распластывания и сопротивления распластывания стопы в норме, аккумулировать энергию деформации элементов протеза, необходимую для выполнения протезом заднего толчка, с целью приведения уровня энергозатрат пациента при ходьбе в норму, создавать высокоэффективные протезы стоп для занятий спортом, увеличить шаг и скорость ходьбы, выравнять походку пациента. The implementation of the design in this way allows you to simulate the spring function. The effect of flattening and flattening resistance of the foot is normal, to accumulate the deformation energy of the prosthesis elements necessary for the prosthesis to perform the back push in order to bring the patient's energy consumption level when walking to normal, to create highly effective prosthetic feet for sports, increase the step and speed of walking, and even out the patient’s gait .
На фиг. 1 представлен общий вид каркаса искусственной стопы; на фиг. 2 общий вид каркаса искусственной стопы со щиколоткой и консольным элементом, выполненными в виде единого элемента L-образной формы. In FIG. 1 shows a General view of the frame of an artificial foot; in FIG. 2 is a general view of an artificial foot frame with an ankle and cantilever element made in the form of a single L-shaped element.
Каркас искусственной стопы содержит щиколотку 1, консольный элемент 2, демпфер 3 и рессору 4. Рессора 4 выполнена волнообразной с двумя впадинами волны, одна из которых находится в пяточной части 5. Рессора 4 посредством винтового соединения 6 прикреплена к вершине волны геленочной части 7 стопы к консольному элементу 2. Вторая впадина волны рессоры 4 расположена в плюсне-фаланговой области 8. Рессора 4 выполнена с переменной по длине жесткостью, убывающей к пяточной части 5 и плюсне-фаланговой части 8. Переменная по длине жесткость обеспечивается за счет выполнения ее с переменным по длине поперечным сечением. Консольный элемент 2 выполнен с переменной по длине жесткостью, убывающей в направлении к плюсне-фаланговой части 8 рессоры 4, что обеспечивается путем последовательного уменьшения поперечного сечения консольного элемента, по меньшей мере, начиная от его места контакта с геленочной частью 7 рессоры 4 в направлении ее плюсне-фаланговой части 8. Демпфер 3 выполнен клиновидным и своей утолщенной частью расположен под щиколоткой 1 между консольным элементом 2 и рессорой 4 в месте сгиба волны рессоры к пяточной части 5. The artificial foot frame contains an
Консольный элемент 2 целесообразно наклонить к вертикальной оси О1-О1 щиколотки на угол, например, 95о.The
В ряде случаев щиколотку 1 и консольный элемент 2 целесообразно выполнить зацело в виде L-образного элемента (см. фиг. 2). In some cases, the
Консольный элемент 2 и рессору 4 целесообразно выполнить из полимерного композиционного материала, например из углепластика, для которого предел прочности σв 400 МПа, а модуль упругости в продольном направлении Е 40000 МПа.The
Плоскость О2-О2 расположения впадин волн рессоры 4 целесообразно наклонить к вертикальной оси О1-О1 щиколотки 1 под углом, например, 87о.The plane O 2 -O 2 location of the troughs of the waves of the
Выполняя рессору 4 с переменным поперечным сечением, последовательно уменьшающимся в обе стороны от геленочной части 7 стопы, целесообразно отношение толщины рессоры в пяточной 5 и плюсне-фаланговой 8 частях (h1) к толщине рессоры в геленочной части стопы (h2) принять равным, например, 1,5.When performing
Для учета антропометрических особенностей каждого пациента при проектировании каркаса искусственной стопы Литвином Н.В. была разработана программа "стопа". Конкретные значения проектировочных величин элементов каркаса искусственной стопы для пациента весом 70 кг, рост которого 175 см при размере обуви 42, сведены в табл. 1 и 2. To take into account the anthropometric features of each patient when designing the skeleton of an artificial foot N. N. Litvin a stop program has been developed. The specific values of the design values of the elements of the artificial foot frame for a patient weighing 70 kg, whose height is 175 cm with a shoe size of 42, are summarized in table. 1 and 2.
Для удобства использования изделия пациентом и с целью придания ему завершенного косметического вида каркаса искусственной стопы помещается в эластичную оболочку. For the convenience of using the product by the patient and in order to give it a complete cosmetic appearance, the artificial foot frame is placed in an elastic shell.
В процессе ходьбы искусственная стопа проходит четыре основные фазы: фаза переднего толчка, фаза переката, задний толчок и перенос стопы. Во время столкновения протеза с поверхностью ходьбы деформиpуется пяточный отдел 5 рессоры 4 и происходит накопление внутренней энергии. При этом ударная нагрузка на изделие компенсируется упругим демпфером 3. На этом фаза переднего толчка заканчивается и наступает фаза переката, во время которой происходит постепенное распределение нагрузки между пяточным 5, геленочным 7, а затем и плюсне-фаланговым 8 отделами искусственной стопы. При этом осуществляется распластывание рессоры 4 и выполняется рессорная функция стопы. Происходит дальнейшее накопление внутренней энергии рессорой 4. При достижении сводом стопы в геленочной части 7 своего максимального значения Wmax включается в работу консольный элемент 2, взаимодействуя своей передней частью с плюсне-фаланговой частью 8 рессоры 4, что позволяет смоделировать биологически оправданный эффект сопротивления распластыванию путем увеличения жесткости деформируемой системы. Далее нагрузка переносится на плюсне-фаланговую часть 8 искусственной стопы, что вызывает дальнейшую деформацию рессоры 4 и консольного элемента 2 и способствует продолжению накопления конструкцией внутренней энергии. Во время прохождения центра тяжести тела пациента через положение равновесия происходит отдача аккумулированной внутренней энергии и выполняется упругий задний толчок. При снятии нагрузки на стопу наступает фаза переноса, демпфер 3 переходит в недеформированное состояние, отжимая тем самым плюсне-фаланговую часть протеза вверх на величину, позволяющую избежать столкновения носка протеза стопы с поверхностью ходьбы.In the process of walking, the artificial foot goes through four main phases: the front push phase, the rolling phase, the back push and the foot transfer. During the collision of the prosthesis with the walking surface, the
Основным техническим свойством заявляемого каркаса искусственной стопы является эффект аккумуляции внутренней энергии деформации элементов протеза путем взаимодействия при ходьбе рессоры, демпфера и консольного элемента, с целью моделирования упругого заднего толчка, эффекта распластывания и сопротивления распластыванию рессорной функции стопы. The main technical property of the inventive artificial foot frame is the effect of accumulation of internal energy of the deformation of the prosthesis elements by interacting when walking the spring, damper and cantilever element, in order to simulate the elastic back push, the effect of flattening and resistance to flattening of the spring function of the foot.
В сравнении с базовым объектом, в качестве которого выбран прототип, заявляемый каркас искусственной стопы обладает следующими преимуществами:
приводится в норму уровень энергозатрат пациента при ходьбе;
модулируются рессорная функция, эффект распластывания и сопротивления распластыванию стопы в норме;
нормализуется шаг пациента;
повышается устойчивость при ходьбе;
изделие проектируется в строгом соответствии с антропометрическими данными пациента;
применение изделия дает возможность вести физически активный образ жизни, заниматься спортом;
значительно повышается технологичность и надежность искусственной стопы.Compared with the base object, which is selected as the prototype, the inventive artificial foot frame has the following advantages:
the level of energy consumption of the patient when walking is normalized;
spring function is modulated, the effect of flattening and resistance to flattening of the foot is normal;
the patient’s step is normalized;
increased stability when walking;
the product is designed in strict accordance with the anthropometric data of the patient;
the use of the product makes it possible to lead a physically active lifestyle, play sports;
significantly improves the manufacturability and reliability of the artificial foot.
Claims (5)
σв≥ 270 МПа ;
5. Каркас по п.1, отличающийся тем, что плоскость расположения впадин волн рессоры наклонена к вертикальной оси щиколотки под углом 84 - 87o.4. The frame according to claims 1 to 3, characterized in that the cantilever element and the spring are made of a polymer composite material, tensile strength σ in the material and elastic modulus E of which satisfy the following relationships:
σ in ≥ 270 MPa;
5. The frame according to claim 1, characterized in that the plane of the location of the troughs of the spring waves is inclined to the vertical axis of the ankle at an angle of 84 - 87 o .
h2/h1 = 1,2 - 1,7.6. The frame according to claims 1 to 5, characterized in that the thickness h 1 of the spring in the metatarsophalangeal and heel of the foot is related to the thickness h 2 of the spring in the ankle by the ratio
h 2 / h 1 = 1.2 - 1.7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU925054500A RU2055549C1 (en) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | Frame of artificial foot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU925054500A RU2055549C1 (en) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | Frame of artificial foot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2055549C1 true RU2055549C1 (en) | 1996-03-10 |
Family
ID=21609439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU925054500A RU2055549C1 (en) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | Frame of artificial foot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2055549C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550003C2 (en) * | 2009-11-25 | 2015-05-10 | Отто Бок Хелткэр Гмбх | Prosthetic foot |
RU2581493C2 (en) * | 2010-10-25 | 2016-04-20 | Отто Бок Хелткэр Гмбх | Prosthetic foot |
RU2741410C1 (en) * | 2020-02-25 | 2021-01-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Prosthetic foot frame |
-
1992
- 1992-07-07 RU SU925054500A patent/RU2055549C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 848023, кл. A 61F 2/66, 1981. Авторское свидетельство СССР N 507319, кл. A 61F 2/66, 1974. Авторское свидетельство СССР N 778732, кл. A 61F 2/66, 1980. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550003C2 (en) * | 2009-11-25 | 2015-05-10 | Отто Бок Хелткэр Гмбх | Prosthetic foot |
US9486331B2 (en) | 2009-11-25 | 2016-11-08 | Otto Bock Healthcare Gmbh | Prosthetic foot |
RU2581493C2 (en) * | 2010-10-25 | 2016-04-20 | Отто Бок Хелткэр Гмбх | Prosthetic foot |
RU2741410C1 (en) * | 2020-02-25 | 2021-01-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Prosthetic foot frame |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2751868C (en) | Spring orthotic device | |
RU2289362C2 (en) | Foot prosthesis with controllable function | |
US7266910B2 (en) | Orthotic footplate | |
RU2345737C2 (en) | Foot prosthesis with adjustable characteristics | |
ES2582789T3 (en) | Footwear with energy accumulation | |
JP2007530238A (en) | Adjustable artificial leg | |
CN110545688B (en) | Energy return orthotic system | |
RU2055549C1 (en) | Frame of artificial foot | |
EP0600145B1 (en) | Sports shoes | |
JP2000254155A (en) | Foot correcting lever device and its usage method | |
Fergason et al. | Custom design in lower limb prosthetics for athletic activity | |
RU2380011C1 (en) | Footwear with energy accumulation | |
RU2301039C2 (en) | Method and device for correcting foot defects | |
KR200172186Y1 (en) | Anti-course faculty walking shoes. | |
RU2308910C2 (en) | Foot prosthesis having adjustable functional characteristics and improved vertical load and shock absorption | |
WO2009094712A1 (en) | An orthotic suitable for use in treating plantar fasciitis | |
RU2294177C2 (en) | Foot prosthesis possessing controllable functional properties | |
HAUSER | Common Disorders of the Foot | |
TWM522709U (en) | High arch correction insole | |
KR19990084044A (en) | Reverse Functional Walking Shoes | |
KR20000006858U (en) | Body shape shoes |