Ортопедический гидравлический амортизатор

Ортопедический гидравлический амортизатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к ортопедическому гидравлическому амортизатору и ортопедическому вспомогательному средству с таким амортизатором, который предназначен для применения в протезе или ортезе, содержит выполненную в цилиндрическом корпусе вытеснительную камеру, установленный в вытеснительной камере поршень, резервуар для текучей среды, возвратный трубопровод, который соединяет вытеснительную камеру с резервуаром для текучей среды, и клапан, который может принимать положение открывания и положение закрывания, в котором он, по меньшей мере, частично закрывает возвратный трубопровод. Согласно другому аспекту, изобретение относится к способу управления ортопедическим вспомогательным средством.

Ортопедические гидравлические амортизаторы используются в ортопедических вспомогательных средствах, таких, например, как протезы или ортезы. Они служат в качестве элемента сопротивления между двумя плечами. Например, ортопедический гидравлический амортизатор расположен между бедром и голенью ножного протеза и повышает сопротивление сгибанию коленного сустава ножного протеза.

Ножные протезы с такими ортопедическими гидравлическими амортизаторами редко применяются для гериатрических пациентов. Для пациентов пожилого возраста, которые сильно ограничены в своих мускульных и двигательных функциональных способностях, часто используются коленные суставы с замком.

Известные коленные суставы с замком для гериатрических ножных протезов обеспечивают для гериатрических пациентов по соображениям стоимости лишь два состояния, блокированное и деблокированное. С блокированным с помощью запорного механизма коленным суставом с замком гериатрический пациент предпочтительно ходит. Известные ортопедические шарниры с замком имеют тот недостаток, что они приводят к тому, что походка пациента кажется прихрамывающей, поскольку он переносит ногу вперед с наружным поворотом (круговым движением) или же посредством постановки ноги на пальцы или посредством наклонной постановки бедра удлиняет здоровую ногу для обеспечения свободного прохода ножного протеза. Для того чтобы сесть, гериатрический пациент вручную деблокирует замок. В этом состоянии ножной протез не оказывает сопротивления сгибанию и тем самым не обеспечивает безопасности, что является недостатком. В этой ситуации пациент должен опираться на что-то обеими руками. Если же гериатрический пациент с деблокированным ножным протезом спотыкается, то он непроизвольно падает. Поэтому известные ортопедические вспомогательные средства, которые снабжены обычными ортопедическими замками, мало популярны среди гериатрических пациентов.

Из ЕР 0309441 известен гидравлический цилиндропоршневой блок двойного действия, с помощью которого сохраняются наружные размеры сильфона заданной формы, при этом сильфон окружает большую часть цилиндропоршневого блока. Недостатком этого цилиндропоршневого блока является сложность его изготовления.

Из DE 10214357 А1 известен протез коленного сустава с гидравлическим демпфирующим цилиндром. В этом протезе коленного сустава имеется гидравлическая жидкость, вязкость которой можно изменять с помощью внешнего силового поля. Недостатком этого варианта выполнения является то, что хотя он обеспечивает повышенную комфортность при хождении, однако требует наличия электрического управления, что неприемлемо для дешевых протезов.

Из DE 19859931 А1 известен ножной протез, который в большей или меньшей степени демпфируется с помощью изменяющей свою вязкость под действием внешних электрических полей гидравлической жидкости. Недостатком является необходимость управления.

В основу изобретения положена задача создания ортопедического гидравлического амортизатора, предназначенного для изготовления ортопедических вспомогательных средств, которые более пригодны для гериатрических пациентов.

Задача решена согласно изобретению с помощью ортопедического вспомогательного средства с признаками главного независимого пункта формулы изобретения, которое содержит ортопедический гидравлический амортизатор согласно изобретению и шарнир, который имеет первое плечо и второе плечо, причем первое плечо соединено с цилиндрическим корпусом, а второе плечо - с поршнем гидравлического амортизатора, и имеет устройство, которое измеряет действующую на шарнир силу для приведения клапана в закрытое состояние, если превышается пороговое значение. Согласно второму аспекту задача решена согласно изобретению с помощью способа управления ортопедическим вспомогательным средством согласно изобретению, включающего стадии (а) измерения действующей на шарнир или протез силы (силы, действующей в шарнире) и (б) управления клапаном так, что он, по меньшей мере, частично закрывает возвратный трубопровод. Согласно третьему аспекту задача решена согласно изобретению с помощью ортопедического гидравлического амортизатора, в котором поршень установлен в вытеснительной камере, по меньшей мере, при одной глубине вдвигания с образованием кольцевого зазора, в частности, определяющего прохождение потока кольцевого зазора.

Ортопедическое вспомогательное средство предпочтительно содержит устройство для измерения действующей на протез нагрузки, которое предназначено для приведения клапана в закрытое положение, если сила, действующая на шарнир, превышает предварительно установленное пороговое значение. Это устройство может быть, например, датчиком, который измеряет силу или крутящий момент. Однако устройство может быть также образовано с помощью чисто механического соединения.

Ортопедическое вспомогательное средство предпочтительно является ножным протезом с коленным суставом и устройством для измерения действующей на протез нагрузки. Это устройство содержит датчик действующей по оси ноги силы, который измеряет силу, действующую в продольном направлении распрямленного ножного протеза вдоль оси протеза.

Для обеспечения возможности определения действующей по оси ноги силы особенно точно и деликатно, предпочтительно в передней части стопы ножного протеза расположен датчик силы, действующей в передней части стопы, и/или в задней части стопы расположен датчик силы, действующей в задней части стопы. Они находятся в электрическом соединении с электрическим управляющим устройством, которое управляет клапаном в зависимости от электрических сигналов, которые оно получает от датчика, соответственно, датчиков.

Датчик силы, действующей вдоль оси ноги, может быть выполнен в качестве несущего элемента протеза, который, например, изменяет свой продольный размер в зависимости от нагрузки ножного протеза. В качестве альтернативного решения, датчик нагрузки ноги может содержать тензометрический датчик.

Альтернативно электронному измерению, оценке и приведению в действие предусмотрено, что устройство для измерения силы, действующей на шарнир, выполнено механическим и клапан при нагрузке смещается в положение закрывания. Механическое управление может осуществляться, например, посредством относительного перемещения плеч относительно друг друга, за счет использования поворота или смещения в осевом направлении плеч относительно друг друга и передачи возникающих сил, по меньшей мере, частично на клапан для его перемещения. Для этого устройство для измерения силы, действующей на шарнир, может быть выполнено в виде пружины с изгибом по продольной оси, пружинной пластинки, кулачковой направляющей или в виде рычажной системы, с помощью которых можно передавать силы перемещения на клапан. Предпочтительно, устройство соединено с магнитным клапаном, который предварительно напряжен в направлении положения закрывания, так что при удалении включающего магнита клапан автоматически закрывается. За счет этого обеспечивается, что при выходе из строя механики резко увеличивается демпфирование, за счет чего обеспечивается устойчивость шарнира.

Включающее движение может осуществляться за счет того, что при достаточно большой осевой составляющей силы плечи сдвигаются друг к другу. Для этого оба плеча опираются друг на друга с возможностью ограниченного сдвига относительно друг друга, за счет чего при механическом переключении непосредственно приводится в действие клапан, в то время как при переключении с помощью датчиков путь сдвига измеряется в качестве подлежащей измерению величины, с помощью которой инициируется исполнительный сигнал. Сдвиг показывает осевую нагрузку, например, когда пользователь протеза стоит, так что может осуществляться защита фазы стояния за счет увеличения демпфирования. Может быть предусмотрена противодействующая движению сдвига, действующая в осевом направлении пружина, которая компенсирует допуски и вызывает возвратное движение в исходное состояние.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что амортизатор и шарнир установлены вместе на раме или же образуют раму, которая предназначена для перемещения, в частности сдвига, относительно одного из плеч. Между рамой и одним из плеч может быть расположена пружина, которая противодействует перемещению плеча к раме. Гидравлический амортизатор может быть выполнен в виде амортизатора простого или двойного действия, в виде цилиндрического амортизатора или в виде поворотного гидравлического амортизатора.

Наряду с зависящим от осевой силы управлением, может быть дополнительно предусмотрено, что устройство выполнено так, что происходит зависящее от угла φ поворота перемещение включающего элемента относительно клапана, предпочтительно, но не исключительно, за счет механической связи.

В рамках способа, согласно изобретению, клапаном предпочтительно управляют так, что он, по меньшей мере, частично закрывает возвратный трубопровод, когда сила в направлении оси ноги превышает предварительно установленное пороговое значение закрывания. Для этого возможно, но не обязательно, пороговое значение вводят, например, в электрическое управляющее устройство. Возможно также, что степень закрывания клапана монотонным, соответственно, постоянным образом зависит от силы в направлении оси ноги, т.е. что клапан закрывается тем больше, чем больше действующая в направлении оси ноги сила.

Кроме того, в одном варианте выполнения изобретения предусмотрено, что клапан переключается независимо от положения плеч, т.е. имеет значение не то, как плечи расположены относительно друг друга или в пространстве, а лишь то, имеется ли достаточно большая осевая составляющая силы. Возникают ли еще в ортопедическом вспомогательном средстве изгибные моменты, моменты кручения или горизонтальные силы, не имеет значения.

В другом варианте выполнения предусмотрено, что клапан переключается в зависимости от угла φ между плечами, например при угле наклона друг к другу между 20° и 50°. Если при использовании ножного протеза достигается определенный заданный угол наклона, то автоматически увеличивается демпфирование для обеспечения фиксации шарнира. При этом демпфирование можно устанавливать так, что остается возможным медленное опускание. Переключение клапана вследствие сдвига или поворота плеч относительно друг друга осуществляется, например, механически посредством передачи относительного перемещения плеч относительно друг друга на клапан.

Преимуществом гидравлического амортизатора согласно изобретению является то, что он позволяет изготавливать ортопедическое вспомогательное средство, которое отвечает потребностям гериатрических пациентов. При нагрузке протеза, в распоряжении пациента имеется большое демпфирование, которое предотвращает неожиданное подкашивание и обеспечивает безопасную ходьбу. Под действием нагрузки поршень медленно вытесняет текучую среду через кольцевой зазор из вытеснительной камеры в не находящийся под давлением резервуар для текучей среды. Пациент медленно опускается в коленном суставе и имеет постоянно ощущение опоры на ножной протез. Кроме того, отпадает необходимость деблокирования гидравлического амортизатора.

Если же в противоположность этому к коленному суставу не прикладывается нагрузка, соответственно, сила сгибания, то клапан переводится в открытое положение и нога качается без сопротивления. Тем самым отпадает необходимость наружного поворота ножного протеза при его проведении вперед или же удлинения здоровой ноги за счет ее постановки на носок. За счет этого походка кажется более естественной.

Другим преимуществом является то, что ортопедический гидравлический амортизатор можно изготавливать с помощью простых технических средств. В обычных гидравлических амортизаторах должно обеспечиваться хорошее уплотнение между поршнем и вытеснительной камерой. Такое уплотнение является сложным и дорогостоящим. Поскольку согласно изобретению предусмотрен кольцевой зазор, то при изготовлении поршня могут быть предусмотрены значительно большие допуски, что облегчает и удешевляет изготовление.

Кроме того, вследствие больших допустимых допусков обеспечивается возможность применения для изготовления корпуса цилиндра и/или поршня более дешевых материалов, таких как, например, пластмасса, которые имеют небольшой модуль упругости. В обычных гидравлических амортизаторах необходимо также при механической нагрузке обеспечивать уплотнение между поршнем и вытеснительной камерой. Для предотвращения возникновения нарушающего уплотнение зазора при механической нагрузке, необходимо применять материалы с высоким модулем упругости, такие как, например, металлы. Эта необходимость отпадает в гидравлическом амортизаторе согласно изобретению.

Под кольцевым зазором в рамках данного описания понимается, в частности, промежуточное пространство между внутренней стороной вытеснительной камеры и наружной стороной поршня. Этот кольцевой зазор может, но не обязательно, иметь круговое поперечное сечение. Возможно, что поршень на некоторых участках прилегает к внутренней стенке и поперечное сечение кольцевого зазора имеет форму полумесяца. Возможно также, что поршень прилегает к внутренней стенке в широких зонах и имеет продольные канавки, через которые текучая среда может попадать из вытеснительной камеры в резервуар для текучей среды. В отличие от известных гидравлических амортизаторов, в которых кольцевые зазоры могут возникать лишь вследствие технологических допусков, поршень в гидравлическом амортизаторе согласно изобретению выполнен так, что он образует кольцевой зазор с предварительно заданной площадью поперечного сечения, соответственно, текучая среда преодолевает предварительно заданное сопротивление, когда она протекает через кольцевой зазор. Другими словами, поршень и корпус цилиндра образуют в известных гидравлических амортизаторах уплотнительную посадку, в то время как в гидравлическом амортизаторе согласно изобретению можно образовывать более свободную посадку с зазором. Поэтому в известных гидравлических амортизаторах возникают потоки утечки, а не заданные демпфирующие потоки текучей среды, как в гидравлическом амортизаторе согласно изобретению.

Возможно, но не обязательно, что поршень и корпус цилиндра образуют во всех поперечных сечениях перпендикулярно продольной оси поршня кольцевой зазор с одинаковой площадью поперечного сечения.

В одном предпочтительном варианте выполнения клапан приводит к демпфированию движения поршня в вытеснительной камере, при этом демпфирование действует лишь в одном направлении движения поршня, например в направлении вдвигания поршня в корпус цилиндра. При использовании в ортопедическом вспомогательном средстве регулярно необходимо, но также достаточно демпфировать движение двух плеч шарнира вспомогательного средства в направлении вдвигания. Если ортопедический гидравлический амортизатор установлен в ножном протезе, то это направление является направлением сгибания (сгибательным направлением). Для реализации этого признака клапан может быть, например, обратным клапаном, который является простым и дешевым.

Текучая среда при протекании вдоль пути прохождения текучей среды из вытеснительной камеры через кольцевой зазор в резервуар для текучей среды испытывает сопротивление кольцевого зазора, а при течении вдоль пути прохождения из вытеснительной камеры через возвратный трубопровод в резервуар для текучей среды встречает сопротивление возвратного трубопровода. Предпочтительно предусмотрено, что кольцевой зазор имеет форму и/или площадь поперечного сечения, которая выбрана настолько большой, что при нахождении клапана в закрытом положении сопротивление кольцевого зазора для текучей среды меньше сопротивления возвратного трубопровода для текучей среды. То есть при закрытом клапане при вдвигании поршня в вытеснительную камеру через кольцевой зазор попадает в резервуар больше текучей среды, чем через возвратный трубопровод.

Особенно предпочтительно, если клапан и кольцевой зазор выполнены так, что когда клапан находится в закрытом положении, а поршень вдвинут в вытеснительную камеру, то по существу вся текучая среда вытекает из вытеснительной камеры через кольцевой зазор в резервуар для текучей среды. Под признаком вытекания указанным образом по существу всей текучей среды следует понимать, что нет необходимости протекания в строгом смысле всей текучей среды через кольцевой зазор. Возможно также, что небольшой частичный поток все еще протекает через клапан. Этот частичный поток, например, меньше 15% всего потока.

Особенно предпочтительно, текучая среда является гидравлической жидкостью. Эта гидравлическая жидкость может быть маслом, например минеральным маслом, но также, например, водой. В принципе возможно также применение воздуха.

Целесообразно, если вязкость гидравлической жидкости не зависит от магнитных полей и/или электрических полей. Под этим необходимо понимать, что вязкость изменяется, в частности, менее чем на 50%, когда прикладывается магнитное поле силой 0,1 Тл. В частности, гидравлическая жидкость не содержит магнитных частиц. Такие гидравлические жидкости являются особенно дешевыми.

Особенно простой и экономичный гидравлический амортизатор получают в том случае, если корпус цилиндра и/или поршень выполнены из пластмассы, в частности, отлиты под давлением. В другом предпочтительном варианте выполнения предусмотрен корпус цилиндра из залитой, соответственно, заделанной в пластмассу металлической гильзы. При этом металлическая гильза образует цилиндр. Эта комбинация уменьшает деформацию цилиндра при нагрузке. Для альтернативного предотвращения деформации цилиндра, корпус цилиндра может быть окружен снаружи волокнистым композитным материалом. За счет этого обеспечивается возможность предпочтительного и дешевого массового производства простых ортопедических вспомогательных средств, которые делают их доступными также в странах с низким уровнем жизни.

При использовании поршень гидравлического амортизатора регулярно вдвигается в вытеснительную камеру и выдвигается из нее. Другими словами, постоянно изменяется глубина вдвигания поршня, т.е. длина участка, на который поршень вдвинут в вытеснительную камеру. Предпочтительно, демпфирование, которое гидравлический амортизатор оказывает дальнейшему вдвиганию поршня в вытеснительную камеру, можно изменять за счет того, что поршень имеет коническую форму. Например, поршень может конически сужаться, при этом площадь поперечного сечения поршня, например, увеличивается при увеличении глубины вдвигания. В этом случае увеличивается сопротивление, которое создает гидравлический амортизатор дальнейшему вдвиганию поршня в вытеснительную камеру, при увеличении глубины вдвигания. При установке в ножном протезе это означает, что сгибание коленного сустава особенно сильно демпфируется к концу усаживания пациента.

Кроме того, возможно, что диаметр поршня при увеличении глубины вдвигания уменьшается. Дополнительно к этому, возможно, что поршень выполнен выпуклым или вогнутым. Все указанные формы могут также иметься на некоторых участках, так что поршень может иметь, например, конический участок и цилиндрический участок.

В качестве альтернативного решения или дополнительно к этому, вытеснительная камера имеет контурированную форму. Под этим следует понимать, что внутренняя стенка вытеснительной камеры может быть выполнена, как указывалось выше, конической, выпуклой, вогнутой и/или цилиндрической на некоторых участках.

Особенно простой в изготовлении гидравлический амортизатор получается, когда резервуар для текучей среды выполнен для хранения текучей среды по существу без давления. Таким образом, дополнительно максимально предотвращается потеря текучей среды. Особенно предпочтительно, если резервуар для текучей среды является сильфоном. Такой сильфон очень просто изготавливать. Поршень имеет погружаемый участок, который может погружаться в корпус цилиндра, и свободный участок, который не может погружаться в корпус цилиндра. Предпочтительно предусмотрено, что сильфон закреплен на корпусе цилиндра и на свободном участке. Таким образом, сильфон надежно закреплен и его можно легко заменять с целью технического обслуживания. Однако в принципе текучую среду можно хранить также под давлением.

Образованный сильфоном резервуар для текучей среды подвергается опасности механических воздействий, так что резервуар для текучей среды предпочтительно окружен гильзой, в частности пластмассовой гильзой, которая предпочтительно имеет, по меньшей мере, одно выравнивающее давление отверстие, с целью обеспечения возможности расширения сильфона или изменения приемного объема с помощью мембраны.

Для приведения в действие клапана, ортопедический гидравлический амортизатор предпочтительно имеет расположенный снаружи корпуса цилиндра магнит, при этом клапан выполнен с возможностью приведения с помощью магнита из открытого положения в закрытое положение. Переключение с помощью магнита можно использовать также в других типах гидравлического амортизатора, в которых нет кольцевого зазора или же которые являются амортизаторами двойного действия или поворотными гидравлическими амортизаторами. Это может быть реализовано, например, тем, что магнит является электромагнитом, который взаимодействует с ферромагнитным шариком клапана. Это происходит, например, за счет того, что при пропускании тока через электромагнит шарик клапана перемещается так, что клапан переводится в открытое положение или, альтернативно, в закрытое положение. В качестве альтернативного решения предусмотрено, что магнит является постоянным магнитом, который с помощью расположенного снаружи корпуса цилиндра исполнительного механизма или механического сцепления может сдвигаться и автоматически приводиться в действие для взаимодействия с шариком клапана.

Дополнительно к этому в ортопедическом гидравлическом амортизаторе согласно изобретению корпус цилиндра и/или поршень изготовлены из пластмассы, в частности, литьем под давлением. Такой гидравлический амортизатор предпочтительно имеет признак отличительной части пункта 23 формулы изобретения и/или один или несколько указанных выше признаков. В этом случае может быть предусмотрено, что поршень установлен в вытеснительной камере с помощью уплотнения, например уплотнительного кольца с круглым поперечным сечением. В этом случае наряду с возвратным трубопроводом может быть предусмотрен другой трубопровод, который соединяет резервуар для текучей среды с вытеснительной камерой.

Ниже приведено более подробное пояснение вариантов выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми позициями обозначены одинаковые или одинаково действующие компоненты или элементы и на которых изображено:

фиг. la - разрез ортопедического гидравлического амортизатора согласно изобретению, в котором поршень вдвинут на небольшую глубину в вытеснительную камеру; фиг. 1b - гидравлический амортизатор по фиг. 1а, в котором поршень вдвинут по существу полностью в вытеснительную камеру;

фиг. 2а - разрез клапана гидравлического амортизатора по фиг. 1а и 1b в закрытом положении в увеличенном масштабе;

фиг. 2b - клапан по фиг. 2а в открытом положении;

фиг. 3а - разрез клапана другого варианта выполнения ортопедического гидравлического амортизатора согласно изобретению с байпасным трубопроводом, в котором расположен байпасный клапан, который закрыт;

фиг. 3b - клапан по фиг. 3а в открытом положении;

фиг. 4а - разрез клапана другого варианта выполнения ортопедического гидравлического амортизатора согласно изобретению с электромагнитом, через который не проходит ток;

фиг. 4b - клапан по фиг. 4а при пропускании тока;

фиг. 5 - ортопедическое вспомогательное средство согласно изобретению в виде ножного протеза в разогнутом положении;

фиг. 6 - ножной протез по фиг. 5 в согнутом положении;

фиг. 7 - первый вариант выполнения датчика действующей в ноге силы;

фиг. 7b - альтернативный вариант выполнения датчика действующей в ноге силы;

фиг. 7с - другой альтернативный вариант выполнения датчика действующей в ноге силы;

фиг. 8а, 8b - вариант выполнения гидравлического амортизатора в двух положениях;

фиг. 9а, 9b - другой вариант выполнения гидравлического амортизатора в различных положениях;

фиг. 10а, 10b - ножной протез в нагруженном и ненагруженном состоянии;

фиг. 11 - вариант выполнения ножного протеза с зависящим от угла гидравлическим переключением.

На фиг. 1 показан ортопедический гидравлический амортизатор 10, который содержит корпус 12 цилиндра из пластмассы с образованной в нем вытеснительной камерой 14, установленный в вытеснительной камере 14, выполненный из пластмассы поршень 16, резервуар в виде изготовленного из эластомера сильфона 18 для текучей среды в виде гидравлической жидкости 20, выполненный в корпусе 12 цилиндра возвратный трубопровод 22 и клапан 24. Поршень 16 выполнен в форме цилиндра и установлен в корпусе 12 цилиндра с образованием кольцевого зазора 26. Клапан 24, который на фиг. 1а схематично показан в закрытом положении, содержит клапанное седло 32, клапанный шарик 34 и спиральную пружину 36, которая подпружинивает клапанный шарик 34 к клапанному седлу 32.

Корпус 12 цилиндра и поршень 16 могут в качестве альтернативного решения быть выполнены из алюминия или нержавеющей стали или же содержать заделанную в пластмассу или покрытую пластмассой шприцеванием металлическую гильзу в качестве гильзы цилиндра.

Путь, который проходит поршень 16 в корпусе 12 цилиндра, представляет глубину Т вдвигания. Когда поршень 16 вдвигается дальше в корпус 12 цилиндра, так что увеличивается глубина Т вдвигания, то находящаяся в вытеснительной камере 14 гидравлическая жидкость 20 вытесняется через кольцевой зазор 26 вдоль пути 28 прохождения текучей среды из кольцевого зазора в сильфон 18, поскольку путь 30 прохождения текучей среды через возвратный трубопровод закрыт клапаном 24.

Гидравлическая жидкость 20 встречает вдоль пути 28 прохождения текучей среды из кольцевого зазора сопротивление кольцевого зазора, которое зависит от скорости, с которой поршень 16 вдвигается в корпус 12 цилиндра. Эта скорость зависит в свою очередь от силы F_E вдвигания, с которой вдвигается поршень 16. За счет сопротивления текучей среде в кольцевом зазоре демпфируется движение поршня 16 в корпус 12 цилиндра.

На фиг. 1b показан по существу полностью вдвинутый в вытеснительную камеру 14 поршень 16, который под действием вытягивающей силы F_A вытягивается из вытеснительной камеры 14. Из сильфона 18 гидравлическая жидкость 20 протекает вдоль возвратного пути 38 прохождения потока через клапан 24 в вытеснительную камеру 14. Клапан 24 выполнен в виде обратного клапана и обеспечивает возможность свободного прохождения гидравлической жидкости 20 в этом направлении.

На фиг. 1b дополнительно показаны погружаемый участок Е поршня 16 и свободный участок А, который не погружается в корпус 12 цилиндра. Сильфон 18 закреплен, с одной стороны, на противоположном корпусу 12 цилиндра конце 40 поршня 16 и тем самым на свободном участке А и, с другой стороны, на противоположной концу 40 торцевой стороне 42 корпуса 12 цилиндра. Например, сильфон приклеен, приварен или входит в соответствующие не изображенные канавки в поршне 16, соответственно, корпусе 12 цилиндра.

На фиг. 2а показан в увеличенном масштабе противоположный поршню 16 конец корпуса 12 цилиндра. Можно видеть, что клапанный шарик 34 приводится в действие с помощью исполнительного механизма, который содержит штифт 44, исполнительную мембрану 46 и основное исполнительное тело 48. В нерабочем состоянии, которое показано на фиг. 2а, клапанный шарик 34 прилегает к клапанному седлу 32 и препятствует прохождению текучей среды из вытеснительной камеры 14 в возвратный трубопровод 22. В противоположность этому, гидравлическая жидкость 20 может протекать вдоль возвратного пути 38 прохождения за счет того, что она поднимает клапанный шарик 34 с клапанного седла 32 против силы спиральной пружины 36.

На фиг. 2b показан исполнительный механизм в рабочем положении, в котором штифт 44 отжимает клапанный шарик 34 с клапанного седла 32. В этом положении гидравлическая жидкость может проходить через клапан 24 как вдоль возвратного пути 38, так и в противоположном направлении.

На фиг. 3а показан альтернативный вариант выполнения гидравлического амортизатора 10, который наряду с возвратным трубопроводом 22 имеет байпасный трубопровод 50, который также соединяет вытеснительную камеру 14 с не изображенным на фиг. 3а сильфоном 18. В этом варианте выполнения нет необходимости в кольцевом зазоре 26. В байпасном трубопроводе 50 расположен байпасный клапан 52, который может полностью или частично закрывать байпасный трубопровод 50, так что обеспечивается возможность установки заданного сопротивления текучей среде. При вытягивании поршня 16 из корпуса 12 цилиндра, гидравлическая жидкость 20 может протекать по возвратному пути 38 через возвратный трубопровод 22 в вытеснительную камеру 14. При вдвигании поршня 16 в вытеснительную камеру 14, гидравлическая жидкость 20 вытесняется в показанной на фиг. 3а ситуации через кольцевой зазор 26 в сильфон (см. фиг. 1а). В противоположность этому, путь 54 прохождения текучей среды через байпасный трубопровод блокирован закрытым байпасным клапаном 52, а возвратный трубопровод 22 закрыт клапаном 24.

На фиг. 3b показано состояние, в котором байпасный клапан 52 открыт, так что при вдвигании поршня 16 в вытеснительную камеру 14 гидравлическая жидкость может протекать вдоль пути 54 прохождения текучей среды через байпасный трубопровод.

На фиг. 4а показан установленный снаружи корпуса 12 цилиндра электромагнит 56, который может воздействовать на ферромагнитный клапанный шарик 34. На фиг. 3а через электромагнит 56 не проходит ток, так что клапанный шарик 34 прижимается спиральной пружиной 36 к клапанному седлу 32.

На фиг. 4b показано состояние, в котором через электромагнит 56 проходит ток и клапанный шарик 34 поднят с клапанного седла 32. Электромагнит 56 может кольцеобразно окружать корпус 12 цилиндра частично или полностью, с целью эффективного взаимодействия с клапанным шариком 34.

В качестве альтернативного решения предусмотрен постоянный магнит, который соединен с возможностью перемещения с исполнительным механизмом. Перемещение постоянного магнита с помощью исполнительного механизма приводит к перемещению клапанного шарика 34.

На фиг. 5 показано ортопедическое вспомогательное средство согласно изобретению в виде ножного протеза 58, который содержит гидравлический амортизатор 10 согласно изобретению, бедро 60 с проксимальным концом 62 бедра и дистальным концом 64 бедра, а также голень 66 с проксимальным концом 68 голени и дистальным концом 70 голени. Бедро 60 и голень 66 соединены друг с другом в коленном суставе 72 и проходят в разогнутом положении в продольном направлении L. Гидравлический амортизатор 10 соединен своим поршнем 16 с дистальным концом 64 бедра, а своим корпусом 12 цилиндра - с проксимальным концом 68 голени, и вызывает демпфирование поворотного движения бедра 60 относительно голени 66 на угол φ поворота. Когда бедро 60 поворачивается относительно голени 66, возникает сила F_E вдвигания, действующая на поршень 16, и происходит указанное выше демпфирующее действие.

Ножной протез 58 имеет переднюю часть 74 ступни и заднюю часть 76 ступни. На передней части 74 ступни расположен датчик 78 для измерения силы F_v в передней части ступни, а на задней части ступни смонтирован датчик 80 для измерения силы F_F, действующей в пяточной части ступни. Оба датчика соединены через не изображенную электрическую линию с электрическим управляющим устройством 82, которое является частью гидравлического амортизатора 10. Дополнительно к этому, электрическое управляющее устройство 82 соединено с датчиком 84 силы ноги. Датчик 78 силы передней части ступни, датчик 80 силы задней части ступни и датчик 84 силы ноги предназначены для определения осевой силы F_B ноги, которая проходит от проксимального конца 82 бедра к дистальному концу 70 голени. Электрическое управляющее устройство 82 определяет осевую силу F_B ноги, сравнивает ее с пороговым значением закрывания, соответственно, с пороговым значением освобождения, которое хранится в электрической памяти электрического управляющего устройства 82, и управляет на основе этого сравнения, например, электромагнитом 56 (см. фиг. 4b). Если, например, осевая сила F_B ноги превышает предварительно установленное пороговое значение закрывания, то это является указателем того, что ножной протез 58 нагружается пациентом и необходимо большое сопротивление сгибанию. Затем электрическое управляющее устройство 82 прерывает ток в электромагните 56, так что блокируется путь 30 прохождения текучей среды через возвратный трубопровод (см. фиг. 1а) для гидравлической жидкости 20 и необходимо прикладывать большую силу F_E вдвигания для вдвигания поршня 16 в корпус 12 цилиндра. Тем самым ножной протез 58 имеет большое сопротивление сгибанию и придает пациенту высокую уверенность при стоянии. Кроме того, при стоянии ножной протез 58 геометрически фиксирован, поскольку линия приложения нагрузки проходит перед коленным суставом 72 и поэтому не сгибает ножной протез 58.

Когда к датчику 78 силы передней части ступни прикладывается значительно большая сила, чем к датчику 80 силы задней части ступни, то это является указателем того, что пациент хочет сесть и электрическое включающее управляющее устройство 82 закрывает также клапан 24. Это состояние показано на фиг. 6.

Однако когда осевая сила F_B ноги является небольшой, то ножной протез 58 не нагружен и электрическое управляющее устройство 82 пропускает ток через электромагнит 56, так что гидравлическая жидкость может также протекать по пути 30 прохождения текучей среды через возвратный трубопровод (см. фиг. 1а). В этом случае голень 66 (см. фиг. 5) может свободно поворачиваться относительно бедра 60.

На фиг. 7а показан вариант выполнения датчика 84 силы ноги с гильзой 86, предназначенной для вдвигания измерительного поршня 88 против сопротивления, действующего за счет наполнительного материала в клеевом шве. Датчик 84 силы ноги содержит средства для определения относительного положения измерительного поршня 88 относительно гильзы 86, которое пропорционально осевой силе F_B ноги.

На фиг. 7b показан альтернативный вариант выполнения датчика 84 силы ноги, в котором два L-образных измерительных элемента 92а, 92b соединены через упругий элемент 94. Датчик 84 силы ноги содержит не изображенное средство для определения относительного положения обоих измерительных элементов 92а, 92b относительно друг друга, которое представляет меру действующей по оси ноги силы F_B.

На фиг. 7с показан другой альтернативный вариант выполнения датчика 84 силы ноги, который отличается от показанного на фиг. 7b датчика тем, что оба измерительных элемента 92а, 92b соединены двумя перемычками 96а, 96b.

На фиг. 8а и 8b показан гидравлический амортизатор 10, который по существу соответствует показанному на фиг. 1а и 1b амортизатору. Вместо кольц