SU1655497A1

SU1655497A1 - Device for developing the movements in lower extremity articulations

Info

Publication number: SU1655497A1
Application number: SU894705785A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Аркадьевич Гельман
Original assignee: Курганский машиностроительный институт
Priority date: 1989-06-14
Filing date: 1989-06-14
Publication date: 1991-06-15

Abstract

Изобретение относитс к медицинской технике, а именно к травматологии. Цель изобретени - обеспечение раздельной разработки крупных суставов конечности во всех физиологически возможных направлени х . Устройство содержит основание 1 с неподвижным ложементом; с помощью шарнира и подвески 3 подвешенную к основанию 1 раму 5 с электроприводом 6 и винтовым механизмом, гайка 9 которого шарниром 10, коромыслами 11 с присоединительными элементами 12 св зана со сменными рычагами 29,30, которые посредJJ J// 25 23 ством ползуна 32 через шарниры 33, 34 соединены с подвижными ложементами 23, 25. где закреплен подвижный сегмент конечности . Устройство снабжено сменными рычагами и подвижными ложементами или стоподержателем, предназначенными дл разработки подвижности голеностопного, коленного и тазобедренного суставов. Один сегмент конечности (тела) крепитс к основанию 1 при помощи неподвижного ложемента 2 и остаетс в процессе разработки неподвижным, другой закрепл етс в соответствующем подвижном ложементе или стоподержателе. Амплитуда движений задаетс положением конечных выключателей 19, срабатывающих от упора 31 и подающих команду на реверс электропривода 6. Вращение вала электропривода 6 передаетс на винт, преобразуетс в поступательное движение гайки 9, привод щей в движение коромысла 11. В зависимости от того, какой сустав разрабатываетс , к присоединительным элементам 12 креп тс соответствующие сменные рычаги с ложементами или стоподержатели 3 з п ф-лы, 7 ил. 23 О ел ел Јь SQ vj Фиг /The invention relates to medical technology, namely to traumatology. The purpose of the invention is to ensure the separate development of large limb joints in all physiologically possible directions. The device contains a base 1 with a fixed lodgement; with the help of a hinge and a suspension bracket 3, a frame 5 suspended from a base, with an electric drive 6 and a screw mechanism, the nut 9 of which by the hinge 10, rocker arms 11 with connecting elements 12 is connected with interchangeable levers 29.30, by means of JJ J // 25 23 through the hinges 33, 34 are connected with movable cradles 23, 25. where the movable limb segment is fixed. The device is equipped with interchangeable levers and movable cradles or stop holder, designed to develop the mobility of the ankle, knee and hip joints. One segment of the limb (body) is fixed to the base 1 by means of a stationary cradle 2 and remains stationary in the process of development, the other is fixed in a corresponding movable cradle or free holder. The amplitude of movements is determined by the position of the limit switches 19, triggered from the stop 31 and giving the command to reverse the actuator 6. The rotation of the shaft of the electric actuator 6 is transmitted to the screw, converted into translational motion of the nut 9, setting the movement of the rocker arm 11. Depending on which joint is being developed , to the connecting elements 12, the respective interchangeable levers with lodgings or stop-holders are fastened 3 з п ф-лы, 7 Il. 23 About ate S SQ vj Fig /

Description

Изобретение относитс к медицине, а именно к травматологии и ортопедии.This invention relates to medicine, namely to traumatology and orthopedics.

Цель изобретени - обеспечение раздельной разработки крупных суставов конечности во всех физиологически возможных направлени х,The purpose of the invention is to ensure the separate development of large limb joints in all physiologically possible directions,

На фиг. 1 изображена кинематическа схема предлагаемрго устройства, вариант разработки коленного сустава; на фиг. 2 - то же, вид сверху на фиг. 1; на фиг. 3 - кинематическа схема устройства, вариант дл разработки тазобедренного сустава в сагиттальной плоскости; на фиг. 4 - кинематическа схема устройства, вариант дл разработки движени отведени - приведени в тазобедренном суставе; на фиг. 5 - кинематическа схема устройства, вариант дл разработки голеностопного сустава; на фиг. 6 - то же, вид слева; на фиг. 7 - кинематическа схема устройства, вариант дл разработки ротационного движени всей конечности, в том числе в тазобедренном суставе.FIG. Figure 1 shows the kinematic scheme of the proposed device, a variant of the development of the knee joint; in fig. 2 is the same, top view in FIG. one; in fig. 3 is a kinematic diagram of the device, an option for developing a hip joint in the sagittal plane; in fig. 4 is a kinematic diagram of the device, an option for developing a movement of the lead-co-hip joint; in fig. 5 shows a kinematic diagram of the device, an option for developing an ankle joint; in fig. 6 - the same, left view; in fig. 7 is a kinematic diagram of the device, an option for developing a rotational movement of the entire limb, including in the hip joint.

Устройство в варианте дл разработки коленного сустава состоит из основани (кушетки ) 1, на котором закреплен неподвижный ложемент 2 дл фиксации образующего сустав сегмента конечности (тела), неподвижного при разработке. На основании 1 посредством подвески 3 с шарниром 4 установлена рама 5 с закрепленным на ней реверсивным электроприводом 6, оснащенным электронным блоком 7 управлени , размещенным на основании 1. На выходе электропривода 6 установлен винтовой механизм в виде винта 8 и гайки 9, с которой шарниром 10 св заны коромысла 11 с присоединительными элементами 12 на концах . Посредством присоединительных элементов 12 коромысла 11 установлены с возможностью поворота на ос х 13 в кронштейнах 14 и 15 и жестко св заны со сменными рычагами 16, один из которых оснащен упором 17, контактирующим с элементами регулировани диапазона углов поворота подвижного ложемента 18 - конечными выключател ми 19, закрепленными на кронштейне 14, На подвижном ложементе 18 установлены ползуны 20, расположенные в пазах21 сменных рычагов 16. Винтовой механизм, коромысла 11. сменные рычаги 16 и ползуны 20 образуют трансмиссию . Подвижный ложемент 18 снабжен манжетой 22.The device in a variant for developing a knee joint consists of a base (couch) 1, on which a fixed bed 2 is fixed to fix a segment of the joint of the limb (body) that is fixed during development. On base 1, by means of a suspension 3 with a hinge 4, a frame 5 is installed with a reversing electric drive 6 fixed on it, equipped with an electronic control unit 7 placed on the base 1. At the output of the electric drive 6 a screw mechanism is installed in the form of a screw 8 and a nut 9 with which the hinge 10 rocker arms 11 are connected with connecting elements 12 at the ends. The connecting elements 12 of the yoke 11 are rotatably mounted on the axles 13 in the brackets 14 and 15 and rigidly connected with interchangeable levers 16, one of which is equipped with a stop 17 in contact with the adjustment elements of the range of angles of rotation of the movable bed 18 - limit switches 19 mounted on the bracket 14, on the movable lodgement 18 mounted sliders 20, located in the grooves 21 of the interchangeable arms 16. The helical mechanism, rocker arms 11. interchangeable levers 16 and the sliders 20 form a transmission. Mobile lodgement 18 is provided with a cuff 22.

В варианте устройства дл разработки тазобедренного сустава в сагиттальной плоскости (фиг. 3) подвижный ложемент выполнен из двух элементов: бедренного ложа 23 с манжетой 24 и голенного ложа 25. Ползун 26 размещен в пазу 27 сменного рычага 28 и установлен на бедренном ложе 23.In the embodiment of the device for the development of the hip joint in the sagittal plane (Fig. 3), the movable lodgement is made of two elements: the femoral bed 23 with the cuff 24 and the lower leg 25. The slider 26 is placed in the groove 27 of the interchangeable lever 28 and is mounted on the femoral bed 23.

В варианте устройства дл разработки приведени - отведени конечности в тазобедренном суставе (фиг. 4) сменные рычаги выполнены в виде оси 29, установленной наIn the embodiment of the device for the development of lead-limb in the hip joint (Fig. 4), the interchangeable arms are made in the form of an axis 29 mounted on

присоединительных элементах 12, на которой жестко закреплено ступенчатое звено 30 с упором 31 и ползуном 32 на свободном конце ступенчатого звена 30 Ползун 32 шарнирами 33 и 34 соединен с подвижнымconnecting elements 12, on which the step link 30 is rigidly fixed with an emphasis 31 and a slider 32 on the free end of the step link 30 Slider 32 by hinges 33 and 34 is connected to a movable

0 ложементом, выполненным в виде бедренного ложа 23 с манжетой 24 и голенного ложа 25.0 lodgment, made in the form of the femoral bed 23 with the cuff 24 and the leg of the leg 25.

В варианте устройства дл разработки сгибани - ра згибани голеностопного сус5 тава (фиг. 5 и 6) подвижный ложемент выполнен в виде стоподержател 35 с опорной поверхностью 36, сменные рычаги - в виде коленчатого вала 37, в средней части которого установлен ползун в виде ролика 38,In the embodiment of the device for flexion development - ankle flexure (fig. 5 and 6), the movable cradle is made in the form of a stopper holder 35 with a supporting surface 36, interchangeable levers in the form of a crankshaft 37, in the middle part of which a slider is installed in the form of a roller 38 ,

0 контактирующего с опорной поверхностью 36. Стоподержатель 35 имеет манжету 39 стопы. На одной из ступеней коленчатого вала 37 закреплен упор 40.0 in contact with the supporting surface 36. The stopper holder 35 has a cuff of 39 feet. At one of the steps of the crankshaft 37 fixed stop 40.

В варианте устройства (фиг. 7) дл раз5 работки ротационных движений всей конечности , в том числе и в тазобедренных суставах сменные рычаги выполнены в виде валика 41, закрепленного на присоединительных элементах 12. Стоподержатель 42In the variant of the device (Fig. 7), to replace the rotational movements of the entire limb, including in the hip joints, the interchangeable arms are made in the form of a roller 41 fixed to the connecting elements 12. Stopholder 42

0 выполнен удлиненном с манжетами 43 голени и манжетой 39 стопы. Опорна поверхность 44 стоподержател 42 оснащена упором 45 и жестко муфтой 46 св зана с валиком 41.0 made elongated with cuffs 43 tibia and cuff 39 foot. The support surface 44 of the stop holder 42 is equipped with a stop 45 and a rigid coupling 46 is connected to the roller 41.

5 Устройство работает следующим образом .5 The device operates as follows.

Сустав располагаетс так, чтобы ось его вращени была как можно ближе к оси 13 вращени коромысел 11. Точное совмеще0 ние осей не требуетс . Один из сегментов конечности тела крепитс к основанию 1 при помощи неподвижного ложемента 2 и остаетс в процессе разработки неподвижным , второй закрепл етс в соответствую5 щем ложементе 18, 23 или 25 или стоподержателе 35 или 42. Инструктор или врач проводит настройку устройства путем установки требуемой амплитуды и скорости движени конечности по показани м боль0 ного. Амплитуда задаетс путем соответст- - вующей установки конечных выключателей 19, срабатывающих от упоров 17, 31, 40 и 45 и подающих команду на реверс электропривода 6, а скорость движени - путем уста5 новки при помощи электронного блока 7 управлени требуемой частоты вращени выходного вала 47 электропривода 6. Вращение выходного вала 47 электропривода 6 передаетс на винт 8, преобразуетс в поступательное движение гайки 9, привод щей в движение коромысла 11. В процессе работы рама 5 с электроприводом 6 и винтовым механизмом качаетс на подвеске 3. В зависимости от того, какой сустав разрабатываетс , к присоединительным элемен- там 12 креп тс соответствующие сменные рычаги с подвижными ложементами 18. 23 или 25 или стоподержател ми 37 или 42.The joint is positioned so that its axis of rotation is as close as possible to the axis 13 of rotation of the rocker arms 11. Precise alignment of the axes is not required. One of the limb segments of the body is attached to the base 1 by means of a stationary cradle 2 and remains stationary in the process of development, the second is fixed in the corresponding cradle 18, 23 or 25 or stop holder 35 or 42. The instructor or the doctor adjusts the device by setting the required amplitude and speed of movement of the limb according to indications of the patient. The amplitude is set by the corresponding installation of the limit switches 19, triggered by the stops 17, 31, 40 and 45 and giving the command to reverse the actuator 6, and the speed of movement is set by the electronic unit 7 controlling the required frequency of rotation of the output shaft 47 of the electric drive 6. The rotation of the output shaft 47 of the actuator 6 is transmitted to the screw 8, converted into a forward movement of the nut 9, which actuates the rocker arm 11. During operation, the frame 5 with the electric actuator 6 and the screw mechanism is swung on the suspension 3. In depending on which joint is being developed, the respective interchangeable levers with movable lodgments 18. 23 or 25 or stop holders 37 or 42 are attached to the connecting elements 12.

В процессе работы смен-ные рычаги совершают возвратно-вращательное дви- жение и производ т разработку соответствующих суставов.In the process of work, the replaceable levers make a reciprocating rotational motion and develop the corresponding joints.

Предлагаемое устройство имеет более широкие функциональные возможности, так как дополнительно позвол ет разраба- тывать движени сгибани - разгибани в голеностопном суставе и ротации в тазобедренном суставе, кроме того, частота вращени э ехтродви. ател может измен тьс от О до 3000 об/мин, а амплитуда качани мо- жет быть установлена по максимальной физиологической возможности сустава.The proposed device has wider functional capabilities, since it additionally allows the development of flexion movements — extension in the ankle joint and rotation in the hip joint, in addition, the frequency of rotation of the ecdrodvi. The body can vary from 0 to 3000 rpm, and the swing amplitude can be set at the maximum physiological capacity of the joint.

Claims

Claim 1. Device for developing joint mobility of the lower limb, comprising a base with a stationary cradle, a frame pivotally connected to the base and a reversible electric drive on it with a control unit and transmission, with which the electric drive is connected to a movable cradle, as well as range control elements angles of rotation of the latter, characterized in that, in order to ensure the separate development of large limb joints in all physiologically possible directions, Ssi formed as a screw mounted on the output drive mechanism, the nut of which via rocker arms equipped with the terminal elements, it is bonded via abutments provided with removable arms with sliders kinematically connected with movable cradles.

2. Pop.1 device, characterized in that, in order to bend and flex the ankle joint, in it the movable cradle is designed as a stop holder with a supporting surface, interchangeable levers in the form of a crankshaft, and a slider in the form of a roller installed in the middle of the crankshaft and kinematically connected with the supporting surface of the holders.

3. Pop 1 device, which differs from the fact that, for the purpose of withdrawal of the limb in the hip joint, in it the interchangeable levers are made in the form of an axis installed on the connecting elements with a step link fixed on it, and the slide is located at the end of the step link link and is associated with a movable lodgement pivotally.

4. Device on PP. 1 and 2, distinguished by the fact that, in order to rotate the entire limb, interchangeable levers in it are made in the form of a roller fixed on the connecting elements, and the stop holder is made elongated with the leg cuffs and its supporting surface is rigidly connected with the roller.

25 L 24 26 W / J

4 i-J FIG. 3

FIG. 2

No

1 f

//

xl

ES-V