RU2272598C2

RU2272598C2 - Ankle unit of foot prosthetic appliance

Info

Publication number: RU2272598C2
Application number: RU2004101216/14A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Николаевич Кузнецов (RU); Анатолий Николаевич Кузнецов; ков Валерий Николаевич М (RU); Валерий Николаевич Мяков; Владимир Дмитриевич Стукалов (RU); Владимир Дмитриевич Стукалов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева"
Priority date: 2004-01-14
Filing date: 2004-01-14
Publication date: 2006-03-27
Also published as: RU2004101216A

Abstract

FIELD: medical equipment.

SUBSTANCE: ankle unit can be used in prosthetic appliances of lower extremities, particularly in units of artificial feet being able of adjustment along height of shoe heel, without re-mounting or dismounting prosthetic appliance. Ankle unit of foot appliance has ankle, ankle hinge, adjustment mechanism, back shock absorber and elastic insertion. Ankle unit connects elastic insertion and ankle and it is made to have front and back areas. Ankle consists of bell-crank. Shelf-bottom support is made in front arm of crank to be directed down. Ankle also has ankle case provided with connecting members. Adjustment mechanism has to be differential screw mechanism and it is mounted between case of ankle and front level of bell-crank. Front shock absorber is mounted between shelf-bottom and front support area of ankle hinge. Back shock absorber is mounted to rest against back support area of angle hinge and it is spring-loaded by adjusting screw mounted in back arm of bell-crank. Artificial foot can be adjusted in height smoothly and step-free.

EFFECT: improved comfort at walk, easier access to adjustment unit; adjustment of height of heel independently on adjustment of hardness of back shock absorber.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в протезах нижних конечностей, в частности в устройствах искусственных стоп с регулировкой по высоте каблука обуви без перестройки и демонтажа протеза.The invention relates to medical equipment and can be used in prostheses of the lower extremities, in particular in devices of artificial feet with height adjustment of the heel of the shoe without rebuilding and dismantling the prosthesis.

Известна стопа [1], содержащая каркас, щиколотку и регулировочный механизм. Стопа с низкого на более высокий каблук поворачивается относительно исходного положения механизмом с винтом регулировки в пяточном отделе. Однако выбранное место не всегда удобно инвалиду для осуществления регулировки протеза на обувь с закрытым пяточным отделом.Known foot [1], containing the frame, ankle and adjusting mechanism. A foot from a low to a higher heel is rotated relative to its original position by a mechanism with an adjustment screw in the heel section. However, the chosen place is not always convenient for a disabled person to adjust the prosthesis to shoes with a closed calcaneal department.

Известен голеностопный узел протеза стопы [2], содержащий каркас с передней и задней опорными площадками, щиколотку с передним и задним опорными основаниями, расположенными против соответствующих опорных площадок вкладыша, и переходником трубки голени с элементами крепления, буферный амортизатор, голеностопный шарнир.Known ankle node of the prosthetic foot [2], containing a frame with front and rear support platforms, ankle with front and rear support bases, located against the respective supporting platforms of the liner, and the shin tube adapter with fastening elements, buffer shock absorber, ankle joint.

В этой конструкции регулировка стопы под обувь с определенной высотой каблука производится путем увеличения или уменьшения количества прокладок, закрепленных на передней опорной площадке каркаса стопы. Главным образом такая регулировка годится на период общей сборки и построения всего протеза нижней конечности и малопригодна, например, для многократной ежедневной замены обуви, поскольку при увеличении количества прокладок и повороте щиколотки изменяется жесткость пятки. Это постоянно требует ослабления либо подтяжки буферного амортизатора, что неудобно.In this design, the adjustment of the foot for shoes with a certain height of the heel is made by increasing or decreasing the number of gaskets fixed on the front supporting platform of the foot frame. This adjustment is mainly suitable for the period of general assembly and construction of the entire lower limb prosthesis and is of little use, for example, for multiple daily replacement of shoes, since the heel stiffness changes with an increase in the number of pads and rotation of the ankle. This constantly requires loosening or tightening the buffer shock absorber, which is inconvenient.

В качестве прототипа выбран голеностопный узел протеза стопы [3], содержащий упругий вкладыш, щиколотку, связывающий их голеностопный шарнир, регулировочный механизм и задний амортизатор. В передней части упругого вкладыша выполнена выпуклая поверхность, а в передней части щиколотки выполнен расположенный поперек продольной стопы паз, в котором установлена с возможностью перемещения планка. Обращенная к передней части упругого вкладыша поверхность планки имеет несколько разновысоких ступеней. Щиколотка снабжена фиксатором для удержания планки в определенном положении. В бортах облицовки выполнены сквозные отверстия для регулирования планки. Регулировка стопы по высоте каблука осуществляется поперечным перемещением планки.As an prototype, the ankle node of the prosthetic foot [3] was selected, containing an elastic insert, an ankle, connecting their ankle joint, an adjusting mechanism, and a rear shock absorber. A convex surface is made in the front part of the elastic insert, and a groove located across the longitudinal foot is made in the front part of the ankle, in which the strap is mounted for movement. The surface of the plank facing the front of the elastic insert has several uneven steps. The ankle is equipped with a latch to hold the strap in a certain position. The sides of the cladding are made through holes for adjusting the strap. Adjusting the foot height of the heel is carried out by transverse movement of the strap.

Основным недостатком данной конструкции является то, что регулировка искусственной стопы по высоте каблука осуществляется ступенчато. Кроме того, доступ к регулировочному устройству не достаточно удобен.The main disadvantage of this design is that the adjustment of the artificial foot height of the heel is carried out stepwise. In addition, access to the adjusting device is not convenient enough.

Задачей предлагаемого конструктивного решения является достижение плавной, бесступенчатой регулировки искусственной стопы по высоте каблука обуви в широком диапазоне - от нуля до сверхвысокого - без разборки и перенастройки всего протеза конечности в процессе повседневного пользования протезом, а также повышение комфортности при ходьбе.The objective of the proposed constructive solution is to achieve a smooth, stepless adjustment of the artificial foot according to the height of the heel of the shoe in a wide range - from zero to ultra-high - without disassembling and reconfiguring the entire limb prosthesis during everyday use of the prosthesis, as well as increasing walking comfort.

Сущность изобретения заключается в том, что в голеностопном узле протеза стопы, содержащем упругий вкладыш, щиколотку, связывающий их голеностопный шарнир, регулировочный механизм и задний амортизатор, голеностопный шарнир выполнен с передней и задней опорными площадками, щиколотка состоит из двуплечего рычага, в переднем плече которого выполнена направленная книзу опора в виде полки-донца, и корпуса щиколотки с элементами соединения, регулировочный механизм установлен между корпусом щиколотки и передним плечом двуплечего рычага, при этом введен передний амортизатор, установленный между полкой-донцем и передней опорной площадкой голеностопного шарнира, а задний амортизатор установлен между задним плечом двуплечего рычага и задней опорной площадкой голеностопного шарнира. Кроме того, регулировочный механизм может содержать корпус с внутренней резьбой, установленную в корпус втулку с наружной и внутренней резьбами и с элементами зацепления, и палец-винт, установленный во втулку. Помимо этого, элементы соединения корпуса щиколотки могут быть выполнены с возможностью стыковки с различными унифицированными узлами протезов нижних конечностей.The essence of the invention lies in the fact that in the ankle node of the prosthetic foot containing an elastic insert, an ankle, an ankle connecting them, an adjustment mechanism and a rear shock absorber, the ankle joint is made with front and rear support platforms, the ankle consists of a two-shouldered lever, in the front shoulder of which made downward-directed support in the form of a bottom shelf, and the ankle body with connection elements, an adjustment mechanism is installed between the ankle body and the front shoulder of the two shoulders lever, with This introduces a front shock absorber installed between the bottom-shelf and the front support pad of the ankle joint, and the rear shock absorber is installed between the rear shoulder of the two shoulders arm and the rear support pad of the ankle joint. In addition, the adjusting mechanism may include a body with an internal thread, a sleeve installed in the body with external and internal threads and with engagement elements, and a finger screw installed in the sleeve. In addition, the connection elements of the ankle body can be made with the possibility of docking with various standardized prosthetic nodes of the lower extremities.

Техническим результатом являются облегченный доступ к регулировочному устройству без снятия обуви, независимость регулирования высоты каблука от регулирования жесткости заднего амортизатора.The technical result is easier access to the adjusting device without removing shoes, the independence of the regulation of the height of the heel from the regulation of the stiffness of the rear shock.

На фиг.1 изображен общий вид голеностопного узла протеза стопы.Figure 1 shows a General view of the ankle node of the prosthetic foot.

На фиг.2 - сечение А-А.Figure 2 is a section aa.

На фиг.3 - сечение Б-Б - вариант регулировочного механизма.Figure 3 - section bB - version of the adjusting mechanism.

Голеностопный узел протеза стопы содержит заформованный в облицовку 1 из микроячеистого полиуретана упругий вкладыш 2, который соединен не менее чем в трех местах винтами 3 с голеностопным шарниром 4, выполненным с передней 5 и задней 6 опорными площадками. Щиколотка состоит из двуплечего рычага 7 и корпуса щиколотки 8 с элементами соединения, например, в виде сферы 9 и пирамидки 10. В переднем плече двуплечего рычага 7 выполнены открытая вверх вилка 11 и направленная книзу опора в виде полки-донца 12, а в заднем плече установлена регулировочная гайка 13. Передний амортизатор 14 установлен между передней опорной площадкой 5 голеностопного шарнира 4 и полкой-донцем 12 двуплечего рычага 7, задний амортизатор 15 установлен с опорой на заднюю опорную площадку 6 голеностопного шарнира 4 и поджат регулировочной гайкой 13 двуплечего рычага 7. Двуплечий рычаг 7 и корпус щиколотки 8 шарнирно соединены общей поперечной осью 16 с голеностопным шарниром 4 и имеют возможность независимого поворота друг относительно друга вокруг поперечной оси 16 (см. фиг.2). Регулировочный механизм 17 представляет собой дифференциальный винтовой механизм, состоящий из корпуса 18 с внутренней резьбой, шарнирно установленного на поперечной оси 19 в вилке 11 двуплечего рычага 7 (см. фиг.3), установленной в корпус 18 втулки 20 с наружной и внутренней резьбами и элементами зацепления 21 и пальца-винта 22, установленного во втулку 20 и шарнирно соединенного поперечной осью 23 с корпусом щиколотки 8.The ankle node of the prosthetic foot contains an elastic liner 2 molded into the lining 1 of microcellular polyurethane, which is connected in at least three places by screws 3 to the ankle joint 4, made with the front 5 and rear 6 support platforms. The ankle consists of a two-shouldered lever 7 and the body of the ankle 8 with connecting elements, for example, in the form of a sphere 9 and a pyramid 10. In the front shoulder of the two-shoulder lever 7 there is a fork 11 open upward and directed downward in the form of a bottom shelf 12, and in the rear shoulder the adjusting nut 13 is installed. The front shock absorber 14 is installed between the front support platform 5 of the ankle joint 4 and the bottom shelf 12 of the two shoulders arm 7, the rear shock absorber 15 is mounted with support on the rear support platform 6 of the ankle joint 4 and the adjustment nut 13 minutes 7. two-armed lever a two-armed lever 7 and the housing 8 are articulated ankle common transverse axis 16 with the ankle joint 4 and have the possibility of independent rotation relative to each other about a transverse axis 16 (see FIG. 2). The adjusting mechanism 17 is a differential screw mechanism consisting of a housing 18 with an internal thread pivotally mounted on the transverse axis 19 in the fork 11 of the two shoulders of the lever 7 (see figure 3) installed in the housing 18 of the sleeve 20 with external and internal threads and elements engagement 21 and the thumb screw 22 installed in the sleeve 20 and pivotally connected by the transverse axis 23 with the body of the ankle 8.

Работа голеностопного узла протеза стопы осуществляется следующим образом. К корпусу щиколотки 8 монтируется переходник голеностопного узла протеза нижней конечности (см. фиг.1). Элементы соединения корпуса щиколотки 8 могут быть выполнены унифицированными под протезы различных фирм, например Otto Bock, Chas.A.Bletchford & Sons Limited, Hugh Steeper Ltd, IPOS. В процессе сборки протеза регулировочный механизм 17 путем вращения втулки 20 за элементы зацепления 21 рукой или ключом по часовой, либо против часовой стрелки устанавливается в любое из возможных положений для выбранной пары обуви, при этом необходимо только произвести точную подрегулировку под высоту каблука обуви под весом инвалида, базируясь на здоровую обутую конечность. При удлинении или укорачивании регулировочного механизма 17 осуществляется бесступенчатый, плавный поворот корпуса щиколотки 8 относительно двуплечего рычага 7, а также всей стопы с упругим вкладышем 2. Таким образом, осуществляется подстройка всей искусственной стопы с обувью на ней в протезе под здоровую обутую ногу. С помощью регулировочной гайки 13 можно произвести изменение поджатия заднего амортизатора 15, достигая нужной мягкости пятки, при этом в данной конструкции изменение высоты каблука не влияет на регулирование мягкости заднего амортизатора 15. Наличие переднего амортизатора 14 позволяет ликвидировать возможный стук двуплечего рычага 7 и шарнира 8 в момент переката через носок, усилить мягкость контакта и тем самым существенно повысить комфортность при ходьбе. В процессе эксплуатации протеза стопы для перенастройки его на другую обувь с иной высотой каблука регулировочный механизм выставляется в требуемое положение путем доворота либо возвратного вращения втулки 20 в необходимое положение. Таким образом, данный голеностопный узел протеза стопы позволяет достаточно просто в процессе эксплуатации протеза производить регулировку его на большую либо меньшую высоту каблука даже при частой смене обуви.The work of the ankle node of the prosthetic foot is as follows. An ankle adapter of the lower limb prosthesis is mounted to the ankle case 8 (see Fig. 1). The connection elements of the ankle body 8 can be made unified for prostheses of various companies, for example, Otto Bock, Chas.A. Bletchford & Sons Limited, Hugh Steeper Ltd, IPOS. During the assembly of the prosthesis, the adjusting mechanism 17 by rotating the sleeve 20 for the engagement elements 21 with a hand or a key, clockwise or counterclockwise is installed in any of the possible positions for the selected pair of shoes, with all that is necessary to make an exact adjustment to the height of the heel of the shoe under the weight of the disabled person based on a healthy shod limb. When lengthening or shortening the adjusting mechanism 17, a stepless, smooth rotation of the ankle body 8 relative to the two shoulders of the lever 7, as well as the entire foot with an elastic liner 2 is performed. Thus, the entire artificial foot with shoes on it in the prosthesis is adjusted for a healthy shod leg. Using the adjusting nut 13, you can change the preload of the rear shock absorber 15, reaching the desired softness of the heel, while in this design, changing the height of the heel does not affect the softness of the rear shock absorber 15. The presence of the front shock absorber 14 eliminates the possible knock of the two shoulders of the lever 7 and the hinge 8 in the moment of rolling through the sock, to strengthen the softness of the contact and thereby significantly increase walking comfort. During operation of the prosthetic foot to reconfigure it to another shoe with a different heel height, the adjustment mechanism is set to the desired position by turning or turning the sleeve 20 back to the desired position. Thus, this ankle node of the prosthetic foot allows you to quite easily adjust it to a greater or lesser height of the heel during the operation of the prosthesis, even with frequent shoe changes.

ЛитератураLiterature

1. Патент Великобритании №2163961, МПК A 61 F 2/62.1. UK patent No. 2163961, IPC A 61 F 2/62.

2. А.с. СССР №1680151, МПК А 61 F 2/66.2. A.S. USSR No. 1680151, IPC A 61 F 2/66.

3. Патент РФ №2137443, МПК А 61 F 2/66.3. RF patent No. 2137443, IPC A 61 F 2/66.

Claims

1. The ankle node of the prosthetic foot, containing the ankle, ankle joint, an adjustment mechanism and a rear shock absorber, characterized in that it contains an elastic liner, while the ankle joint connects the elastic liner and ankle and is made with the front and rear supporting platforms, and the ankle consists of a two-shouldered a lever, in the front shoulder of which a downward support is made in the form of a bottom shelf, and an ankle case with connection elements, an adjusting mechanism, which is a differential screw mechanism ism is installed between the ankle body and the front shoulder of the two shoulders of the lever, while a front shock absorber is installed, installed between the bottom-shelf and the front support platform of the ankle hinge, and the rear shock absorber is mounted with support on the rear support platform of the ankle hinge and tightened with the adjusting nut installed in the rear shoulder of a two-shouldered lever.

2. The assembly according to claim 1, characterized in that the adjusting mechanism comprises a body with an internal thread, a sleeve installed in the body with external and internal threads and with engagement elements, and a finger screw installed in the sleeve.

3. The node according to claim 1, characterized in that the connection elements of the ankle body are made with the possibility of docking with various unified prosthetic nodes of the lower extremities.