Устройство для исследования динамических характеристик узлов протезов

(19) 2/54, 2/ ЗОБРЕТЕНИ ПИСАНИ ВТОРСКОМУ ИДЕТ ЕЛЬСТВ льс- роест- СР,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Приспособление для определения жкости буферов стопы. НИИПП, МСО РС1967, государственная регистрацияА 018964.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УЗЛОВ ПРОТЕЗОВ(57) Изобретение относится к медицинской технике, касается протезирования и протезостроения, предназначено для определения ряда динамических характеристик голеностопных узлов и буферов протезов нижних конечностей. Цель изобретения - исследование динамических характеристик протезов путем создания динамических нагрузок различной амплитуды и длительности. Применение устройства улучшает качество протезирования, так как при подборе буферов протезов учитывается их работа в условиях, близких к реальным, отражающим дина. мику прилагаемой нагрузки. 2 ил.5 1 О 15 20 25 30 35 4 О 45 50 55 Изобретение относится к медицинской технике, а именно к протезированию и протезостроению, и предназначено для определения ряда динамических характеристик голеностопных узлов и буферов протезов нижних конечностей.Цель изобретения - исследование динамических характеристик протезов путем создания динамических нагрузок различной амплитуды и длительности.На фиг.изображено устройство для исследования динамических характеристик узлов протезов; на фиг. 2 - графики ударной нагрузки и возникающего переходного процесса.Устройство содержит корпус 1 с фиксаторами 2 для крепления щиколотки 3 по оси голеностопного шарнира, опоры 4 и 5 под пяточный и передний отделы исследуемой стопы 6, образующие с наклонными плоскостями 7 и 8 корпуса клиновые механизмы, винты 9 и 10 в резьбовых втулках 11 и 12, коромысло 13 с направляющей 4 в виде дуги окружности с центром на оси фиксаторов 2, на верхнем конце которой закреплен и опускается вниз по ее поверхности гибкий трос 15 с крючком 16 на его конце для подвески тензометрического датчика 17 с датчиками 18, стержень 19 с отверстиями 20, площадку 21, пружину 22, наружную 23 и центральную 24 составные части, образующие Т-образную гирю, причем центральная часть имеет канавку 25, втулку 26 с выступами 27 на которых установлены двуплечие рычаги 28 с захватами 29, входящими в канавку 25, пружину 30, фиксирующий штифт 31, потенциометр 32, контактная щетка которого закреплена на щиколотке 3 соосно с фиксаторами 2, а корпус потенциометра закреплен неподвижно на корпусе 1, измерительный мост 33, блок 34 питания, усилитель 35, самописец 36. На щиколотке 3 имеется площадка 37 для надавливания на буфер 38 стопы 6.Потенциометр 32, измерительный мост 33, блок 34 питания, усилитель 35 и самописец 36 образуют блок регистрации, а тензометрический датчик 17, стержень 19 с втулкой 26 и рычагами 28 с гирей образуют узел на гружения.Устройство работает следующим образом.Перед началом измерений ось голеностоп- ного шарнира щиколотки 3 со стопой 6 закрепляется фиксаторами 2 в горизонтальной плоскости. Вращением винтов 9 и 10 во втулках 11 и 12 опоры 4 и 5 передвигаются поступательно по наклонным плоскостям 7 и 8 для установки стопы 6 со щиколоткой 3 в исходное положение. Втулка 26 устанавливается на стержне 19 посредством фиксации штифтом 31 в одном из отверстий 20 в зависимости от требуемой высоты установки Т-образного груза относительно верхнего торца пружины 22, опирающейся на площадку 21. Т-образный груз удерживается на требуемой высоте при помощи захватов 29, установленных с возможностью поворота на выступе 27 и входящих в канавку 25 под действием пружины 30. Для сбрасывания груза производится надавливание на верхний конец захватов 29, в результате чего нижние его концы выходят из канавки 25 и груз свободно падает на верхний торец пружины 22. Усилие динамического удара передается через пружину 22, площадку 21, стержень 19 на тензометрический датчик 17 и через гибкий трос 15 и коромысло 13 создает динамический момент на площадке 37 щиколотки 3, который воспринимается и уравновешивается буфером 38 стопы 6. Динамический удар воспринимается датчиками 18 и после усилителя 35 регистрируется самописцем 36. Угол поворота щиколотки 3 относительно стопы 6 воспринимается потенциометром 32 и через измерительный мост 33 с блоком 34 питания регистрируется самописцем 36.Таким образом, получаются синхронно записанные графики динамической нагрузки и возникающего переходного процесса, примеры которых представлены на фиг. 2, где(Нм) и- соответственно динамическая нагрузка (в ньютонометрах) и изменение угла (в градусах) наклона щиколотки относительно стопы во времени 1; Я максимум динамической нагрузки в течение времени Т и соответствующий ему максимум угла р; Я 2 - величина динамическогоо удара и р 2 -- соответствующее ему значение угла после подскока груза; М момент силы спокойно висящего груза и о - соответствующее ему статическое отклонение. Значения Я 1, р, М и ро используются для определения раличий динамической и статической жесткостей буферов, а Я и- для определения диссипативных потерь в буферах за счет вязкоэластичных свойств их материалов. Измерение угла Чз по прошествии 5 мин с момента начала нагружения дает возможность оценить скорость релаксации напряжений в материале буфера. Определенные с использованием полученных данных значения динамической (Сд) и статической (С) жесткостей могут быть использованы для расчета биомеханики искусственной стопы в различных режимах при ходьбе с учетом действия динамических нагрузок (Я, р) и при стоянии с учетом действия статических нагрузок (М, цо)На основании проведенных исследований показано, что для всех буферов из вязко- эластичных материалов (например, резины) динамическая жесткость больше статической Сд )Сст.Величину динамического удара можно варьировать посредством изменения наружной части 23 Т-образной гири и изменения высоты груза над пружиной 22. Длительность действия динамического удара изме3няется при установке пружины 22 с другойжесткостью.Применение устройства позволит улучшить качество протезирования, поскольку при подборе буферов протезов учитывается их работа в условиях, близких к реальным, отражающих динамический характер прилагаемой нагрузки.10Формула изобретенияУстройство для исследования динамических характеристик узлов протезов, содержащее корпус с фиксаторами, в котором расположены опоры щиколотки голеностопного 15 узла в виде клиновых механизмов, узел нагружения, включающий коромысло, установленное на стержне, и грузы, отличающееся тем, что, с целью исследования динамических характеристик протезов путем создания динамических нагрузок различной амплиту ды и длительности, в него введены блок регистрации и гибкий тросик, а на конце коромысла выполнена направляющая поверхность, в виде дуги окружнооти, на которой укреплен гибкий тросик, причем узел нагружения выполнен в виде тензометрическо;о датчика и стержня, на котором с возможностью осевого перемещения установлена втулка с выступами, на которой установлен зажим из двух подпружиненных рычагов с захватами, расположенными оппозитно и симметрично относительно продольной оси, а в стержне и втулке выполнены отверстия, в одном из которых установлен фиксирующий штифт, причем гиря расположена на стержне с возможностью осевого перемещения, гибкий тросик через тензометрический датчик связан со стержнем, а блок регистрации выполнен в виде потенциометра, контактная щетка которого закреплена на щиколотке соосно с фиксаторами, соединенного с одним из входов самописца, другой вход которого соединен с тензометрическим датчиком,1442208 Яю) М. Шарош и открыти Редак Заказ ВНИ Произ оектная, 4 р А. Ворович55/6И Государственног113035, Москводственно-полиграф Составитель А. Но Техред И. Верес Тираж 655 комитета СССР по де а, Ж - 35, Раушская ческое предприятие, г иковКорректоПодписном изобретеннаб., д,. 4/5Ужгород, ул.