Ортопедический аппарат

Ортопедический аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ н>797682 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 050379 (21) 2731865/28-13 с присоединением заявки Но (Я)м. кл.з

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

A 61 F 1/08 (53) УДК 615. 477.221, 616-089.28 (088.8) Опубликовано 2301,81, Бюллетень Йх 3

Дата опубликования описания 230 1,81 (72) Авторы изобретения

О.A. Суховеев, И.A Лошак и A.Ô. Сорокин (71) Заявитель

Экспериментальное проектно-конструкторское бюро по механизации строительства (54) ОРТОПЕДИЧЕСКИЙ АППАРАТ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезам нижних конечностей.

Известен ортопедический аппарат, содержащий жесткий полукорсет, шарнирно соединенные с ним при помощи тазобедренного, коленного и голеностопного шарниров накладные шины бедра, голени и стопы с элементами крепления, а также коленный механизм (1) .

Однако этот аппарат не обеспечивает подъем инвалида из положения сидя в положение стоя без применения внешнего источника энер- 15 гни и управление подъемом без (помощи рук, что ограничивает объем использования аппарата.

Цель изобретения — обеспечение подъема инвалида из положения си- 20 дя в положение стоя беэ применения внешнего источника энергии и управление подъемом без помощи рук ° поставленная цель достигается тем, 25 что в аппарате коленный механизм выполнен в виде нассса с пневмоаккуму лятором н силового цилиндра с пневмоприводом, установленных в выточке шины бедра; насос и силовой ци- 30 линдр имеют штоки и соединены пневмомагистралью, в которой размещен золотник с плоскими подпружиненными кулачками, а на шинах -бедра и голени расположены последовательно соединенные гибкие и жесткие тяги, причем концы гибких тяг закреплены на шине голени, на жестких тягах установлены упоры, а концы жестких тяг соединены со штоками силового цилиндра и насоса при помощи коромысел.

Кроме того, пневмопривод выполнен в виде гибкой мембраны с жестким центром и плунжеров, установленных с возможностью перемещения в стенке силового цилиндра.

Кроме того, на полукорсете размещен ресивер, выполненный из эластичного материала,,снабженный дроссельным клапаном и соединенный с пневмоприводом через золотник при помощи канала.

На фиг.1 изображен ортопедический аппарат; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.3 — сечение A-А на фиг.2; на фиг.4 — сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.5 — принципиальная пневматическая схема аппарата; на фиг.6-9 — схема управления распре,делительным золотником.

797682

Аппарат содержит жесткий полукорсет 1, накладную шину 2 бедра, соединенную с полукорсетом 1 тазобедренным шарниром 3, накладную шину 4 голени, связанную с шиной 2 бедра коленным шарниром 5, и коленный механизм для привода коленного шарнира 5, размещенный в выточке шины 2 бедра и выполненный в виде пневматического поршневого насоса 6 с пневмоаккумулятором 7 и силового ð цилиндра 8, сообщающихся между собой через распределительный золотник

9.

Шина 2 бедра и шина 4 голени соединены друг с другом системой жестких тяг 10-13 и гибких тяг 14 и 15, огибающих коленный шарнир 5. Нижние концы жестких тяг 10-13 стянуты в единый пекет, к которому прикреплены гибкие тяги 14 и 15, а верхние концы жестких тяг соединены попарно пос- 20 редством коромысел 16 и 17, к которым прикреплены штоки 18 и 19 поршней

20 и 21 соответственно пневматического насоса 6 и силового цилиндра 8.

Нижние концы гибких тяг 14 и 15 закреплены на шине 4 голени.

Пневматический насос 6 имеет впускной обратный клапан 22, размещенный в выточке поршня 20 насоса, а пневмоаккумулятор 7 — впускной обратный клапан 23..

Силовой цилиндр 8 снабжен пневмоприводом, выполненным в виде гибкой мембраны 24 с жестким центром 25, образующей рабочую камеру 26 пневмопривода, и плунжеров 27, сообщающихся с замкнутой полостью 28 цилиндра 8, заполненной вязкой жидкостью, например гидропластом. Для удаления избытка воздуха из рабочей камеры 26 пневмопривода служит предохраните- 40 льный клапан 29.

Для управления распределительным золотником 9 на противоположных кон-цах оси 30 золотника 9 закреплены плоские кулачки 31 и 32, один иэ ко- 4 торых по меньшей мере подпружинен пружиной 33, а на жестких тягах 11 и 13 смонтированы управляющие упоры

34 и 35, расположенные относительно друг друга на разных уровнях с воэможностью попеременного взаимодействия с кулачками 31 и 32.

Пневмопривод силового цилиндра 8 соединен через распределительный золотник 9 и трубопровод 36 с эластичным ресивером 37, закрепленным в спинной части полукорсета 1 и снабженным дроссельным клапаном 38,сообщающимся с атмосферой.

Шина 2 бедра и шина 4 голени зак- Ц) реплены.на внешней стороне ноги инвалида с помощью ремней 39 и 40, а шина

4 голени, кроме того, соединена голеностопным шарниром 41 с накладной шиной 42 стопы. 65

Аппарат работает следующим образом.

При переходе из положения стоя в положение сидя шина 2 бедра поворачивается относительно шины 4 голени вокруг оси коленного шарнира

5, при этом гибкие тяги 14 и 15, огибая коленный шарнир 5, сообщают верти.кальное перемещение жестким тягам

10-13, которые, в свою очередь, посредством коромысел 16 и 17 перемещают вниз штоки 18 и 19 поршней 20 и

21 соответственно пневматического насоса 6 и силового цилиндра 8.

В процессе перемещения поршень 20 насоса 6 нагнетает сжатый воздух в пневмоаккумулятор 7 через обратный клапан 23, а поршень 21 силового цилиндра 8 воздействует через гидропласт на плунжеры 27, которые перемещают гибкую мембрану 24 с жестким центром 25 в рабочей камере 26 пневмопривода силового цилиндра 8, сообщающейся с эластичным ресивером 37 через золотник 9 и трубопровод 36.

При посадке инвалид сохраняет такое положение, при котором угол между шиной 2 бедра и шиной 4 голени составляет примерно 90 .

В этом положении поршни 20 и 21 насоса 6 и силового цилиндра 8 имеют определенный запас хода, распределите. льный золотник 9 закрыт, пневмоаккумулятор 7 не сообщается с рабочей камерой 26 пневмопривода силового цилиндра 8, а кулачки 31 и 32 не взаимодействуют с управляющими упорами 34 и 35. При этом, кулачок 31 занимает вертикальное положение (фиг.б), исключающее возможность его контакта с управляющим упором 34, закрепленным на тяге 11 в ее нижней части, а кулачок 32 занимает горизонтальное положение, располагаясь на пути перемещения управляющего упора 35, закрепленного на тяге 13 в ее верхней части.

Для перехода из положения сидя в положение стоя инвалид наклоном туловища вперед переносит центр тяжести тела как можно ближе к коленному шарниру 5, при этом он как бы сползает со стула, перенося вес тела на ступни ног. В результате этого движения угол между шиной 2 бедра и шиной 4 голени уменьшается, гибкие тяги 14 и 15, продолжая огибать коленный шарнир 5, сообщают дальнейшее перемещение жестким тягам 10-13, до тех пор, пока не будет выбран запас хода поршней 20 и 21 насоса 6 и цилиндра 8. Одновременно, верхний управляющий упор 35, перемещаясь вниз вместе с жесткой тягой 13, нажимает на кулачок 32, переводя золотник 9 в положение подъем (фиг.7 и 8).

Сжатый воздух иэ пневмоаккумулятора 7 поступает по каналам золотника 9 в рабочую камеру 26 пневмопри797682 вода силового цилиндра 8 и воздействует на гибкую мембрану 24, которая своим жестким центром 25 перемещает плунжеры 27. Последние через гидропластовый наполнитель замкнутой полости 28 выдавливают шток 19 силового цилиндра 8, который через систему

I тяг 12, 13 и 15 развивает крутящий момент в коленном шарнире 5, осуществляя раэгибание ноги и подъем инвалидаа.

f0

Одновременно,. порщень 20 насоса

6, перемещаясь вверх посредством тяг 10 и 11, осуществляет забор воздуха через впускной обратный клапан

22, подготавливая очередной цикл нагнетания воздуха в пневмоаккумулятор 5

7.

В процессе подъема верхний управляющий упор 35 свободно проходит мимо кулачка 32, занимающего вертикальное положение, а нижний управляю- 20 щий упор 34 в конце подъема нажимает на подпружиненный кулачок 31, устанавливая золотник 9 в положение взвод (фиг.9). При этом сжатый воздух иэ рабочей камеры 26 пневмопривода силового цилиндра 8 через золотник 9 и трубопровод 36 поступает в эластичный ресивер 37, временно закрепляя поясницу инвалида, и в дальнейшем постепенно стравливается в атмосферу через дроссельный клапан 38.

Предлагаемое изобретение исключает необходимость применения внешнего энергетического источника для подъема инвалида иэ положения си- 3$ дя в положение стоя и, кроме того, обеспечивает управление подъемом инвалида беэ помощи рук за счет наклона туловища и изменения угла между осями симметрии гильз бедра gp и голени, что является весьма сущЕственным для безруких или инвалидов с дефектами кисти рук. При этом, изменение положения центра тяжести тела при посадке и подъеме инвалида относительно оси приводного коленного шарнира позволяет получить выигрыш в силе и тем самым компенсировать потери на трение в механизмах протеза. формула изобретения

1. Ортопедический аппарат, содержащий жесткий полукорсет, шарнирно соединенные с ним при помощи тазобедренного, коленного и голеностопного шарниров накладные шины бедра, голени и стопы с элементами крепления, а также коленный механизм, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения подъема инвалида иэ положения сидя в положение стоя без применения внешнего источника энергии и управления подъемом беэ помощи рук, коленный механизм выполнен в виде насоса с пневмоаккумулятором и силового цилиндра с пневмоприводом, установленных в выточке шины бедра; насос и силовой цилиндр имеют штоки и соединены пневмомагистралью, в которой размещен золотник с плоскими подпружиненными кулачками, а на шинах бедра и голени расположены последовательно соединенные гибкие и жесткие тяги, причем концы гибких тяг закреплены на шине голени, на жестких тягах установлены упоры, а концы жестких тяг соединены со штоками силового цилиндра и насоса при помощи коромысел..

2. Аппарат по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что пневмопривод выполнен в виде гибкой мембраны с жестким центром и плунжеров, установленных с возможностью перемещения в стенке силового цилиндра.

3. Аппарат по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что на полукорсете размещен ресивер, выполненный из эластичного материала, снабженный дроссельным клапаном и соединенный с пневмоприводом через золотник при помощи канала.

Источники информации, принятые во вниманйе при экспертизе

1. Вукобратович М. Шагающие роботы и антропоморфные механизмы.. М., Мир, 1976, с. 423-428.

797682

Ц

Я

ВНИИПИ Заказ 9867/4 Тираж 693 Подписное

Филиал ППП "Патент", г; Ужгород, ул. Проектная, 4