протез сустава

Формула изобретения

Протез сустава, содержащий неподвижную гильзу, центральную ось, подвижную гильзу, роликовую муфту с обоймой, ступицей и роликами, вращающимися в противоположные стороны, толкатели и рычаг, отличающийся тем, что в него введены два дополнительных толкателя, причем все толкатели, и основные, и дополнительные, снабжены отверстиями для взаимодействия с осями роликов, вращающихся в одну сторону, и прорезями для исключения взаимодействия с осями роликов, вращающихся в другую сторону, при этом толкатели попарно соединены между собой и с соответствующими осями вращающихся в противоположные стороны роликов, длина которых равна ширине ступицы, и установлены на ступице, жестко закрепленной на неподвижной гильзе, на которой установлен рычаг.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, к протезостроению и может быть использовано в протезах верхних и нижних конечностей.

Известны протезы суставов для соединения двух частей протеза с возможностью поворота одной части относительно другой (а.с. СССР 995779 кл. A 61 F 1/04, 1/06). Такие протезы суставов имеют неподвижную гильзу, подвижную гильзу, центральную ось и фиксирующее устройство. Однако фиксирующее устройство у них выполнено таким образом, что фиксация подвижной гильзы относительно неподвижной основана на принципе "закусывания" одной детали другими. Это приводит к быстрому износу деталей и необходимости замены износившихся частей, что возможно только при полной разборке протеза.

Указанный недостаток устранен в протезе сустава, в котором фиксация основана на принципе заклинивания.

Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является протез сустава (патент РФ 2118521, кл. А 61 F 2/54, 2/60), содержащий неподвижную гильзу, центральную ось, подвижную гильзу, роликовую муфту с обоймой, ступицей и роликами, вращающимися в противоположные стороны, толкатели и рычаг. Обойма жестко закреплена на неподвижной гильзе соосно центральной оси, а на ступице, жестко соединенной с подвижной гильзой, выполнено два ряда гнезд, в которых расположены подпружиненные ролики. Гнезда каждого ряда направлены в противоположные стороны. На центральной оси установлено два толкателя, снабженных выступами для взаимодействия с роликами. Толкатели шарнирно соединены тягами с рычагом, установленным на подвижной гильзе. В исходном положении ролики вытолкнуты своими пружинами в клиновые щели, образованные обоймой и гнездами ступицы. Каждый ряд роликов запрещает вращение в одну сторону. Таким образом, подвижная гильза относительно неподвижной зафиксирована. Для расфиксации толкатели поворачиваются при помощи рычага и своими выступами выталкивают ролики каждого ряда из клиновых щелей.

Главным недостатком такой конструкции является то, что в зависимости от направления нагрузки работает или один, или другой ряд роликов, т.е. для восприятия нагрузки работает половина несущего сечения обоймы и ступицы. Поэтому, в связи с несимметричным нагружением, требуется увеличение толщины обоймы, что приводит к увеличению массы протеза сустава. Помимо этого, длина ролика определяется шириной гнезда, которая не может быть больше половины ширины ступицы. Вследствие этого, для восприятия контактных напряжений, возникающих при эксплуатации, требуется большее количество роликов и гнезд (т. к. ширина ступицы ограничена физиологическими параметрами сустава). Это, в свою очередь, приводит к значительному усложнению конструкции, и ее удорожанию. Кроме того, рычаг управления находится на подвижной гильзе. Так как тяга управления рычагом всегда устанавливается на неподвижной гильзе, то при повороте подвижной гильзы относительно неподвижной возникает паразитный ход управляющей тяги, что ухудшает эксплуатационные свойства протеза сустава.

Техническим результатом предложенного решения является устранение несимметричного нагружения, уменьшение контактных напряжений, что приводит к снижению массы, увеличению долговечности, и упрощению конструкции, а также улучшение эксплуатационных свойств протеза сустава.

Сущность предложенного технического решения заключается в том, что в протез сустава, содержащий неподвижную гильзу, центральную ось, подвижную гильзу, роликовую муфту с обоймой, ступицей и роликами, вращающимися в противоположные стороны, толкатели и рычаг, введены два дополнительных толкателя, причем все толкатели, и основные, и дополнительные, снабжены отверстиями для взаимодействия с осями роликов, вращающихся в одну сторону, и прорезями для исключения взаимодействия с осями роликов, вращающихся в другую сторону, при этом толкатели попарно соединены между собой и с соответствующими осями вращающихся в противоположные стороны роликов, длина которых равна ширине ступицы, и установлены на ступице, жестко закрепленной на неподвижной гильзе, на которой установлен рычаг.

На фиг. 1 изображен общий вид протеза сустава (механизм управления рычагом и толкатели, установленные с одной стороны, не показаны).

На фиг. 2 изображена часть протеза сустава (без подвижной и неподвижной гильз, центральной оси, рычага и его механизма управления).

На фиг.3 изображена ступица с подпружиненными роликами и толкателями.

Протез сустава содержит неподвижную гильзу 1, центральную ось 2, подвижную гильзу 3, обойму 4, жестко закрепленную на подвижной гильзе 3 соосно центральной оси 2, ступицу 5, установленную на оси 2 в обойму 4 и жестко соединенную с неподвижной гильзой 1 кронштейном 6. На ступице 5 выполнены поверхности 7, 8, которые образуют с внутренней поверхностью обоймы 4 клиновые щели 9 и 10, направленные в противоположные стороны. В клиновые щели 9, 10 установлены ролики 11, 12, которые удерживаются там пружинами 13. На роликах 11, 12 выполнены оси 14. С каждой стороны на ступице 5 соосно оси 2 установлены основной толкатель 15 и дополнительный толкатель 16.

Основные толкатели 15 имеют отверстия 17 для взаимодействия с осями роликов 12, вращающимися в одну сторону, и прорези 18, предотвращающие взаимодействие с роликами 11, вращающимися в другую сторону. Дополнительные толкатели 16 имеют соответственно отверстия 19 для взаимодействия с осями роликов 11 и прорези 20, предотвращающие взаимодействие с роликами 12. Основные толкатели 15, взаимодействующие с роликами, вращающимися в одну сторону, и дополнительные толкатели 16, взаимодействующие с роликами, вращающимися в другую сторону, попарно соединены между собой осями 21. Оси 21 тягами 22 шарнирно соединены с осью 23. Ось 23 установлена в направляющем пазу 24, выполненном в кронштейне 6, и взаимодействует с рычагом 25, вращающимся на оси 26, закрепленной на неподвижной гильзе 1. Длина L роликов 11 и 12 равна ширине Н ступицы 5.

Протез сустава работает следующим образом. В исходном положении ролики 11 и 12 под действием пружин 13 вытолкнуты в клиновые щели 9, 10, тем самым запрещают поворот обоймы 4 относительно ступицы 5 в любую сторону. Таким образом, гильза 3 зафиксирована относительно гильзы 1. Рычаг 25 выставлен относительно оси 23 в необходимое положение. Регулировка положения рычага производится средствами механизма управления рычагом. Для расфиксации протеза сустава рычаг 25 поворачивается на оси 26 в направлении против часовой стрелки. Под действием рычага 25 ось 23 перемещается в направляющем пазу 24. Это движение тягами 22 передается на толкатели 15, 16, которые поворачиваются в разные стороны, и своими отверстиями 17, 19 выводят ролики 11, 12 из клиновых щелей 9, 10, сжимая пружины 13. После этого гильза 3 свободно поворачивается и устанавливается на оси 2 в любое необходимое положение. Рычаг 25 отпускается, пружины 13 выталкивают ролики 11, 12 в клиновые щели 9, 10, переводя в исходное положение толкатели 15, 16, тяги 22, оси 21, 23, рычаг 25 - и протез сустава снова в зафиксированном положении. Так как тяга управления рычагом всегда устанавливается на неподвижной гильзе, а рычаг установлен также на неподвижной гильзе, то поворот подвижной гильзы относительно неподвижной не оказывает никакого влияния на положение тяги.