ШАРНИРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОТЕЗИРОВАНИЯ

Техническое решение относится к медицине, к медицинской технике, а именно, к протезам конечностей и может быть использовано, например, при протезировании нижних конечностей.
Известно шарнирное устройство для протезирования (описание к патенту РФ №47732 на полезную модель, МПК: A61F 2/64), содержащее коленный шарнир, пневмомеханический узел, связанный с коленным шарниром и осуществляющий пневматическое управление фазой переноса.
Пневмомеханический узел имеет корпус, в котором размещены его элементы в составе штока, направляющей втулки, пневмопоршня, трубки, дросселей сгибания и разгибания. Пневмомеханический узел реализован однокамерным, с делением пневмопоршнем объема камеры, ограниченной корпусом, на две полости - сгибания и разгибания.
Коленный шарнир выполнен моноцентрическим в составе верхней опоры, скобы, оси качания, шарнирной оси, при этом шарнирная ось жестко соединена с верхней опорой, скоба установлена своим верхним концом на шарнирной оси, а средней частью на оси качания, жестко соединенной с корпусом, между скобой и корпусом выполнен зазор.
Пневмомеханический узел связан с коленным шарниром посредством шатуна, верхней частью шарнирно установленного на оси, жестко закрепленной с верхней опорой, а нижней частью шарнирно установленного на оси, жестко закрепленной с верхней частью штока.
Шток своей верхней частью размещен внутри направляющей втулки, средняя часть штока наружной частью жестко соединена с пневмопоршнем, делящим внутренний объем верхней части корпуса на надпоршневую и подпоршневую полости, соответственно, полости разгибания и сгибания. Шток и пневмопоршень выполнены с возможностью обеспечения при движении пневмопоршня вниз перераспределения воздуха из верхней внутренней части штока в надпоршневую полость, а при перемещении пневмопоршня вверх - перераспределения воздуха из верхней внутренней части штока в подпоршневую полость. Дроссель сгибания связан посредством трубки с подпоршневой полостью, а дроссель разгибания через воздушный канал в корпусе - с надпоршневой полостью.
В корпусе размещен тормозной узел, связанный с пневмомеханическим узлом.
Для регулировки скоростей сгибания и разгибания использован обычный пневматический дроссель - регулятор движения воздуха (заслонка в форме иглы), снабженный элементом (ручкой), регулирующим его положение (заслонки-иглы), расширяющее или ограничивающее проход для воздуха. Используемая конструкция дросселей сгибания/разгибания в том виде, в котором она представлена в указанном устройстве, приемлема лишь в отношении приведенной моноцентрической конструкции коленного шарнира с однокамерным пневмомеханическим узлом. В связи с этим препятствием для нижеуказанного технического результата является невозможность использования их для регулировки скорости сгибания и/или разгибания.
Известно шарнирное устройство для протезирования (описание к патенту РФ №2294715 на изобретение, МПК: A61F 2/64), содержащее коленный шарнир, выполненный полицентрическим в составе верхней и нижней опор (верхняя опорная площадка для крепления гильзы бедра и нижний кронштейн крепления трубки голени), связанных друг с другом посредством переднего и заднего звеньев с помощью четырех вращательных кинематических пар, причем расстояния между осями вращательных кинематических пар звеньев на верхней опоре выполнено большим, чем расстояние между осями вращательных кинематических пар на нижней опоре.
Недостатком описанного известного устройства является отсутствие конструктивной возможности регулировки фазы сгибания и разгибания. Указанное устройство не снабжено пневмомеханическим узлом с соответствующим приспособлением для регулировки фазы сгибания/разгибания - дросселями сгибания и разгибания, как, например, первый из описанных аналогов, что и является главным препятствием для достижения нижеуказанного технического результата.
Ближайший аналог - шарнирное устройство для протезирования - Modular Knee Joint 3R106 from Otto Bock. (см. описание рекламных материалов в интернет-ресурсах: http://professionals.ottobock.ru/cps/rde/xchg/ob_ru_ru/hs.xsl/611.html), содержащее коленный шарнир, двухкамерный пневмомеханический узел, связанный с коленным шарниром и осуществляющий пневматическое управление фазой переноса, с камерами сгибания/разгибания, размещенными в его корпусе, при этом каждая из камер снабжена дроссельным узлом сгибания/разгибания. Коленный шарнир выполнен полицентрическим в составе верхней, со стороны бедра, и нижней, со стороны голени, опор, связанных друг с другом посредством передних осевых рычагов и средней части шарнира с образованием тем самым кинематической цепи, с осью сгибания в разогнутом состоянии, расположенной выше шарнира и позади линии нагружения. В пневмомеханическом узле камеры сгибания/разгибания, размещенные в его корпусе, реализованы в виде двухкамерного пневматического цилиндра с возможностью увеличения диапазона скорости ходьбы при неизменности его рабочей высоты, с возможностью раздельной регулировки скорости сгибания и/или разгибания соответствующими дроссельными узлами с дросселями в виде толкателя.
Препятствием для сокращения времени регулировки фазы сгибания и разгибания, обеспечивающей требуемую скорость сгибании и/или разгибания является конструктивное выполнение дроссельных узлов сгибания и разгибания с использованием дросселя-толкателя, к которому для регулировки скорости необходимо приложить определенное усилие. Величина усилия для регулировки скорости сгибании и/или разгибания с выходом на требуемое значение достигается опытным путем, методом проб и ошибок. На практике отмечена низкая чувствительность дросселя-толкателя к прилагаемому воздействию при попытке отрегулировать фазу сгибания и разгибания с установкой требуемой скорости. Прилагаемое к дросселю-толкателю усилие не всегда отрабатывается, и осуществление регулировки удается не сразу.
Техническим результатом, проявляющимся при использовании устройства, является сокращение времени регулировки фазы сгибания и разгибания, обеспечивающей требуемую скорость сгибания и/или разгибания.
Технический результат достигается в шарнирном устройстве для протезирования, содержащем полицентрический коленный шарнир, двухкамерный пневмомеханический узел, связанный с коленным шарниром и осуществляющий пневматическое управление фазой переноса, с камерами сгибания/разгибания, размещенными в его корпусе, при этом каждая из камер снабжена дроссельным узлом сгибания/разгибания, дроссельный узел сгибания/разгибания реализован посредством выполненного в корпусе канала, сообщающегося с внешним пространством, по крайней мере, непосредственно одним своим концом, и установленного в указанный канал с этого конца дросселя с регулирующей частью с возможностью совершения вращательного движения, причем регулирующая часть выполнена с внутренней полостью, с объемом полости, сообщающимся с объемом указанного канала, и снабжена со стороны поверхности, обращенной к поверхности указанного канала, опоясывающей ее эксцентриковой канавкой с участком, на котором дно канавки выполнено с плавно меняющимся радиусом его кривизны по длине канавки, с плавно меняющейся глубиной канавки по ее длине, и с участком, характеризующимся отсутствием дна канавки и наличием сообщения канавки с объемом полости, а также реализован посредством выполнения эксцентриковой канавки и камеры сгибания/разгибания, сообщающимися друг с другом.
В шарнирном устройстве для выполнения эксцентриковой канавки и камеры сгибания/разгибания, сообщающимися друг с другом, в корпусе сформирован канала для сообщения объема камеры сгибания/разгибания с объемом эксцентриковой канавки регулирующей части дросселя.
В шарнирном устройстве дроссель с регулирующей частью снабжен головкой, предназначенной для его поворачивания, располагаемой в конце канала, сообщающегося с внешним пространством, по крайней мере, непосредственно одним своим концом, в его приповерхностной части, с внешним доступом к ней, головка отделена от регулирующей части дросселя, расположенной в объемной части указанного канала, опоясывающей канавкой, в которой установлен уплотнительный элемент, герметизирующий от приповерхностной части объемную часть указанного канала, в которой расположена регулирующая часть дросселя, дополнительно регулирующая часть со стороны поверхности, обращенной к поверхности указанного канала, снабжена опоясывающей ее выемкой фиксированной глубины, а опоясывающая регулирующую часть эксцентриковая канавка выполнена по дну опоясывающей выемки, причем той же ширины, что и ширина опоясывающей выемки.
В шарнирном устройстве дроссель с регулирующей частью и головкой выполнен на основе цилиндра, канал, сообщающийся с внешним пространством, по крайней мере, непосредственно одним своим концом, в котором расположен дроссель, выполнен цилиндрической формы, головка отделена от регулирующей части дросселя, расположенной в объемной части указанного канала, опоясывающей канавкой кольцеобразной формы, в которой установлено уплотнительное кольцо в качестве уплотнительного элемента, опоясывающая регулирующую часть дросселя выемка фиксированной глубины выполнена кольцеобразной формы.
В шарнирном устройстве полицентрический коленный шарнир, с которым связан двухкамерный пневмомеханический узел, осуществляющий пневматическое управление фазой переноса, с камерами сгибания/разгибания, размещенными в его корпусе, снабженными дроссельным узлом сгибания/разгибания, выполнен в составе верхней, со стороны бедра, опоры, корпуса двухкамерного пневмомеханического узла, выполняющего функцию нижней, со стороны голени, части коленного шарнира, двух передних и задней планок, трех осей для шарнирных соединений и двух полуосей, при этом передние планки одними концами при помощи одной из осей для шарнирных соединений шарнирно соединены с корпусом, по его бокам, а другими концами при помощи второй из осей для шарнирных соединений шарнирно соединены с верхней, со стороны бедра, опорой по ее бокам, задняя планка одним концом при помощи третьей оси для шарнирных соединений шарнирно соединена с корпусом сзади, а другим концом соединена при помощи двух полуосей с верхней, со стороны бедра, опорой.
В шарнирном устройстве полицентрический коленный шарнир снабжен адаптером или адаптером гильзы с жестким креплением к верхней, со стороны бедра, опоре посредством болта.
В шарнирном устройстве двухкамерный пневмомеханический узел, связанный с коленным шарниром, реализован посредством выполнения в его корпусе двух цилиндрических камер - верхней камеры, являющейся камерой сгибания, и нижней камеры, являющейся камерой разгибания, в средней части корпуса, выполненной между указанными камерами, сформировано отверстие для штока, в каждой из камер выполнен поршень, в верхней камере выполнен верхний поршень - поршень сгибания, в нижней камере выполнен нижний поршень - поршень разгибания, поршень сгибания и поршень разгибания соединены друг с другом штоком, проходящим в отверстии для штока, поршень сгибания посредством шатуна шарнирно соединен с верхней, со стороны бедра, опорой коленного шарнира, при этом шатун одним, верхним, своим концом соединен шарнирно при помощи одной оси шатуна с указанной опорой, а другим, нижним, своим концом соединен шарнирно при помощи другой оси шатуна с поршнем сгибания, в отношении поршня разгибания выполнена упорная втулка, расположенная со стороны поршня, которая противоположна стороне соединения его со штоком, в нижней камере - камере разгибания, в противоположном конце камеры относительно конца камеры со средней частью корпуса со сформированным отверстием для штока выполнены донышко, стакан и регулировочный винт, между упорной втулкой и регулировочным винтом установлена пружина, регулировочный винт размещен в стакане, а на стакан надето донышко, ограничивая с этой стороны пространство камеры для движения поршня разгибания, дроссельный узел камеры сгибания и дроссельный узел камеры разгибания выполнены в средней части корпуса, разделяющей указанные камеры, в которой сформировано отверстие для штока.
В шарнирном устройстве в средней части корпуса, разделяющей камеры сгибания/разгибания, в отверстие для штока установлена направляющая втулка, в которой расположен шток, между втулкой и корпусом, втулкой и штоком, штоком и корпусом установлены уплотнительные кольца, между поршнем сгибания и корпусом, между поршнем разгибания и корпусом, между корпусом и донышком также выполнены уплотнительные кольца, герметизирующие камеры сгибания/разгибания, кроме того, поршень сгибания снабжен направляющим кольцом, контактирующим с поверхностью корпуса, в области расположения стакана с надетым на него донышком и регулировочного винта корпус снаружи стянут посредством болта и хомута.
Сущность технического решения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми фигурами.
На Фиг. 1 представлен вид сбоку шарнирного устройства для протезирования, где: 1 - корпус; 2 - верхняя опора; 3 - задняя планка; 5 - адаптер; 13 - планка передняя; 15 - верхняя ось; 16 - нижняя ось; 17 - средняя ось; 18 - полуось; 26 - болт корпуса.
На Фиг. 2 представлен в разрезе вид сбоку шарнирного устройства для протезирования, где: 4 - шатун; 6 - верхний поршень; 7 - нижний поршень; 8 - шток; 9 - донышко; 10 - стакан; 11 - регулировочный винт; 12 - упорная втулка; 14 - пружина; 19 - направляющее кольцо; 20 - ось шатуна; 21 - уплотнительное кольцо; 22 - направляющая втулка; 23 - уплотнительное кольцо; 24 - уплотнительное кольцо; 25 - болт адаптера.
На Фиг. 3 представлен вид спереди шарнирного устройства для протезирования, где: 27 - дроссельный узел сгибания; 28 - дроссельный узел разгибания.
На Фиг. 4 представлен фрагмент вида сбоку шарнирного устройства для протезирования с выполнением адаптера в форме лепестка, где: 29 - адаптер гильзы.
На Фиг. 5 представлено в разрезе вида сбоку решение дроссельного узла, в частности разгибания, с демонстрацией расположения его в шарнирном устройстве для протезирования, где: 30 - дроссель; 31 - уплотнительное кольцо; К1 - канал для сообщения объема камеры сгибания/разгибания с объемом эксцентриковой канавки регулирующей части дросселя; К2 - канал для установки дросселя.
На Фиг.6 представлено решение дросселя, где: 30 - дроссель; 31 - уплотнительное кольцо; 32 - полость регулирующей части (перекрещивающейся штриховкой показано заполнение полости звукопоглощающим материалом); К3 - эксцентриковая канавка.
Достижение технического результата в предлагаемом шарнирном устройстве для протезирования (см. Фиг. 1-4) обеспечивается новым решением дроссельного узла и новой конструкцией дросселя, обеспечивающей высокую чувствительностью к регулирующему воздействию, достижение полной гарантии его отработки, что снижает время регулировки фазы сгибания/разгибания, обеспечивает более быструю установку требуемой скорости сгибании и/или разгибания.
Дроссельный узел, например разгибания (дроссельный узел разгибания 28, см. Фиг. 3), реализован (см. Фиг. 5) в корпусе 1 (см. Фиг. 1-4), для удобства в его средней части, между камерой сгибания (верхняя камера, см. Фиг. 2), в которой выполнен верхний поршень 6 (поршень сгибания), соединенный с одним из концов штока 8, и камерой разгибания (нижняя камера, см. Фиг. 2), в которой выполнен нижний поршень 7 (поршень разгибания), соединенный с другим концом штока 8 и подпираемый пружиной 14.
Так, в средней части корпуса 1 в целях реализации дроссельного узла выполнен канал, сообщающийся непосредственно с внешним пространством, по крайней мере, одним своим концом (см. Фиг. 5), канал для установки дросселя К2. В указанный канал К2 с его конца, который имеет непосредственное сообщение с внешним пространством, установлен дроссель 30 с регулирующей частью (см. Фиг. 6) с возможностью совершения им вращательного движения. Другим концом указанный канал К2 также имеет сообщение с внешним пространством, непосредственно или опосредовано.
Регулирующая часть играет ключевую роль в достижении технического результата. Она выполнена полой, с образованием внутренней полости регулирующей части 32 (см. Фиг. 6). Кроме того, регулирующая часть снабжена со стороны поверхности, обращенной к поверхности канала для установки дросселя К2, опоясывающей ее эксцентриковой канавкой К3 (см. Фиг. 5 и 6). Опоясывающая регулирующую часть эксцентриковая канавка К3 (см. Фиг. 6) вдоль линии опоясывания имеет два характерных участка. Во-первых, участок, на котором дно канавки выполнено с плавно меняющимся радиусом его кривизны по длине канавки (вдоль линии опоясывания). На этом участке глубина канавки по ее длине (вдоль линии опоясывания) плавно меняется. Во-вторых, участок, характеризующийся отсутствием дна канавки. Отсутствие на этом участке дна обеспечивает сообщение эксцентриковой канавки К3 с объемом полости регулирующей части 32, которая в свою очередь, имеет сообщение с объемом канала для установки дросселя К2.
…Кроме того, эксцентриковая канавка К3 и камера сгибания/разгибания выполнены с возможностью сообщения друг с другом (см. Фиг. 5), в частности, посредством канала для сообщения объема камеры сгибания/разгибания с объемом эксцентриковой канавки регулирующей части дросселя К1.
Конструкция дроссельного узла сгибания 27 аналогична вышеприведенной с тем отличием, что выполняется в отношении камеры сгибания, в частности, канал К1 выполнен в отношении камеры сгибания (см. Фиг. 2, верхняя камера).
Система сообщения объема камеры сгибания/разгибания и внешнего объема относительно устройства в целом, состоящая из последовательно сообщающихся камеры сгибания/разгибания и эксцентриковой канавки, эксцентриковой канавки и внутренней полости регулирующей части дросселя, внутренней полости регулирующей части дросселя и канала для установки дросселя, канала для установки дросселя и внешнего объема относительно устройства, образует воздухопровод, который обеспечивает прохождение воздуха из камеры через дроссельный узел наружу (см. Фиг. 5 и 6). Наличие в эксцентриковой канавке К3 участка (см. Фиг. 6), на котором дно канавки выполнено с плавно меняющимся радиусом его кривизны по длине канавки (вдоль линии опоясывания), на котором глубина канавки по ее длине (вдоль линии опоясывания) плавно меняется, обеспечивает быструю установку скорости сгибания/разгибания. Поворотом дросселя 30 изменяется проходное сечение эксцентриковой канавки К3 на указанном участке, что является определяющим для задания скорости сгибания/разгибания. В каждой конкретной точке участка проходное сечение канавки определяется радиусом кривизны дна, глубиной канавки. Поскольку последние плавно меняются по длине канавки, то поворачивая дроссель можно быстро и точно устанавливать то или иное сечение, задавать ту или иную скорость сгибания/разгибания. Плавно меняющийся радиус кривизны дна по длине канавки, плавно меняющаяся глубина канавки по ее длине обеспечивают высокую чувствительность дросселя и хорошую точность задания скорости, что снижает время, требуемое на регулировку фазы сгибания/разгибания. Причем реализация дроссельного узла на основе вращаемого дросселя в отличие от дросселя, работающего на основе толкающего усилия, обеспечивает в свою очередь высокую чувствительность дросселя к прилагаемому воздействию, высокую точность установки необходимого проходного сечения при регулировке скорости сгибания/разгибания и полную гарантию срабатывания, минимизируя временные затраты.
В общем случае выполнения шарнирное устройство для протезирования содержит полицентрический коленный шарнир (см. Фиг. 1 и 2), двухкамерный пневмомеханический узел (см. Фиг. 2), осуществляющий пневматическое управление фазой переноса, с камерами сгибания/разгибания, размещенными в его корпусе. Каждая из камер снабжена дроссельным узлом сгибания/разгибания (см. Фиг. 3), соответственно, дроссельный узел сгибания 27 или дроссельный узел разгибания 28. Двухкамерный пневмомеханический узел связан с коленным шарниром.
Дроссельный узел сгибания/разгибания (см. Фиг. 5 и 6) реализован следующим образом. В корпусе 1 (см. Фиг. 2) выполнен канал, сообщающийся с внешним пространством, по крайней мере, непосредственно одним своим концом. Основным элементом дроссельного узла является дроссель 30. Дроссель 30 характеризуется наличием регулирующей части. Дроссель 30 с регулирующей частью установлен с возможностью совершения вращательного движения в канал, сообщающийся с внешним пространством, - канал для установки дросселя К2, с того конца, который непосредственно имеет сообщение с внешним пространством. Регулирующая часть дросселя 30 выполнена с внутренней полостью. Объем полости регулирующей части 32 имеет сообщение с объемом указанного канала - канала для установки дросселя К2. Другой конец канала для установки дросселя К2 имеет сообщение с внешним пространством опосредовано или непосредственно, чем обеспечивается сообщение объема полости регулирующей части 32 с внешним объемом. Регулирующая часть дросселя 30 снабжена со стороны поверхности, обращенной к поверхности канала для установки дросселя К2, опоясывающей ее эксцентриковой канавкой К3. По линии опоясывания регулирующей части эксцентриковая канавка К3 содержит два участка. Во-первых, она состоит из участка, на котором дно канавки выполнено с плавно меняющимся радиусом его кривизны по длине канавки, с плавно меняющейся глубиной канавки по ее длине. Во-вторых, - из участка, характеризующегося отсутствием дна канавки и наличием сообщения канавки с объемом полости регулирующей части 32. Также в целях реализации дроссельного узла выполняют эксцентриковую канавку К3 и камеру сгибания/разгибания, сообщающимися друг с другом.
В частном случае реализации выполняют эксцентриковую канавку К3 и камеру сгибания/разгибания, сообщающимися друг с другом, посредством специально предназначенного в этих целях канала - канала для сообщения объема камеры сгибания/разгибания с объемом эксцентриковой канавки регулирующей части дросселя К1 (см. Фиг. 5).
В частном случае реализации дроссель 30 с регулирующей частью (см. Фиг. 5 и 6) снабжен головкой. Головка предназначена для его поворачивания при регулировании фазы сгибания/разгибания. Головка, когда дроссель 30 установлен, расположена в конце канала, сообщающегося с внешним пространством, по крайней мере, непосредственно одним своим концом, - канала для установки дросселя К2 - в его приповерхностной части, с внешним доступом к ней для осуществления манипуляций (см. Фиг. 3 и 5). Головка отделена от регулирующей части дросселя 30, расположенной в объемной части указанного канала, опоясывающей канавкой (см. Фиг. 5 и 6). В опоясывающей канавке установлен уплотнительный элемент. Уплотнительный элемент герметизируют объемную часть указанного канала (канала для установки дросселя К2) с регулирующей частью дросселя 30 от его приповерхностной части, в которой расположена головка дросселя 30. Кроме того, регулирующая часть дросселя 30 со стороны поверхности, обращенной к поверхности указанного канала (канала для установки дросселя К2), снабжена опоясывающей ее выемкой фиксированной глубины. Опоясывающая регулирующую часть эксцентриковая канавка К3 выполнена по дну опоясывающей выемки. Причем ширина выемки и ширина эксцентриковой канавки К3 - одна и та же.
Дроссель 30 с регулирующей частью и головкой выполнен на основе цилиндра. Канал, сообщающийся с внешним пространством, по крайней мере, непосредственно одним своим концом, в котором расположен дроссель, - канал для установки дросселя К2 - выполнен цилиндрической формы. Головка дросселя 30 отделена от регулирующей части дросселя 30, расположенной в объемной части указанного канала, опоясывающей канавкой кольцеобразной формы, в которой в качестве уплотнительного элемента установлено уплотнительное кольцо 31 (см. Фиг. 5 и 6). Опоясывающая регулирующую часть дросселя 30 выемка фиксированной глубины выполнена кольцеобразной формы.
В полости регулирующей части 32 может быть расположен звукопоглощающий материал, например, синтепон.
В частном случае реализации шарнирного устройства для протезирования полицентрический коленный шарнир содержит верхнюю, со стороны бедра, опору (верхнюю опору 2), корпус 1 двухкамерного пневмомеханического узла, выполняющего функцию нижней, со стороны голени, части коленного шарнира, две передние планки 13, заднюю планку 3, три оси для шарнирных соединений (верхняя ось 15, нижняя ось 16 и средняя ось 17) и двух полуосей (полуоси 18) (см. Фиг. 1). Передние планки 13 одними концами, нижними концами, при помощи одной из осей для шарнирных соединений - нижней оси 16 шарнирно соединены с корпусом 1, по его бокам. Передние планки 13 другими концами, верхними концами, при помощи второй из осей для шарнирных соединений - верхней оси 15 шарнирно соединены с верхней, со стороны бедра, опорой (верхняя опора 2) по ее бокам. Задняя планка 3 одним концом, нижним концом, при помощи третьей оси для шарнирных соединений - средней оси 17 шарнирно соединена с корпусом 1, с задней его частью. Другим концом, верхним концом, задняя планка 3 соединена при помощи двух полуосей 18 с верхней опорой 2 - верхней, со стороны бедра, опорой.
Полицентрический коленный шарнир снабжен адаптером 5 (см. Фиг. 1, 2) или адаптером гильзы 29 (см. Фиг. 4) с жестким креплением к верхней, со стороны бедра, опоре - верхней опоре 2 посредством болта адаптера 25 (см. Фиг. 2).
В частном случае реализации шарнирного устройства для протезирования двухкамерный пневмомеханический узел, связанный с коленным шарниром, содержит (см. Фиг. 2) корпус, шатун 4, цилиндрические камеры - верхнюю камеру, являющуюся камерой сгибания, и нижнюю камеру, являющуюся камерой разгибания, верхний поршень 6, являющийся поршнем сгибании, нижний поршень 7, являющийся поршнем разгибания, шток 8, донышко 9, стакан 10, регулировочный винт 11, упорную втулку 12, пружину 14, ось шатуна 20, кроме того, он содержит (см. Фиг. 3) дроссельный узел сгибания 27 и дроссельный узел разгибания 28.
В корпусе выполнены две цилиндрические камеры - верхняя камера, являющаяся камерой сгибания, и нижняя камера, являющаяся камерой разгибания. Камеры разделены средней частью корпуса, выполненной между указанными камерами. Средняя часть корпуса, выполненная между указанными камерами, снабжена отверстием для штока. В каждой из камер выполнен поршень. В верхней камере выполнен верхний поршень 6 - поршень сгибания, в нижней камере выполнен нижний поршень 7 - поршень разгибания. Поршень сгибания и поршень разгибания соединены друг с другом штоком 8. Шток 8, соединяя поршни, размещен в отверстии для штока, сформированном в средней части корпуса.
Поршень сгибания, верхний поршень 6, посредством шатуна 4 шарнирно соединен с верхней, со стороны бедра, опорой (верхняя опора 2, см. Фиг. 1) коленного шарнира. При этом шатун 4 одним, верхним, своим концом соединен шарнирно при помощи одной оси шатуна 20 с указанной опорой, а другим, нижним, своим концом соединен шарнирно при помощи другой оси шатуна 20 с поршнем сгибания - верхним поршнем 6 (см. Фиг. 2).
В отношении поршня разгибания, нижнего поршня 7, выполнена упорная втулка 12. Упорная втулка 12 расположена со стороны нижнего поршня 7, которая противоположна стороне соединения его со штоком 6, то есть со стороны объема камеры разгибания, нижней части объема этой камеры.
В нижней камере - камере разгибания, в противоположном конце камеры относительно расположения отверстия со штоком 8, выполнены донышко 9, стакан 10 и регулировочный винт 11 (см. Фиг. 2). Регулировочный винт 11 размещен в стакане 10, а на стакан надето донышко 9. Донышко 9 ограничивает с этой стороны пространство камеры для движения поршня разгибания - нижнего поршня 7.
Между упорной втулкой 12 и регулировочным винтом 11 установлена пружина 14, оказывающая подпирающее усилие относительно поршня разгибания.
Дроссельный узел сгибания 27 и дроссельный узел разгибания 28 выполнены в средней части корпуса, расположенной между камерами сгибания/разгибания, в которой сформировано отверстие для штока 8.
Кроме того, двухкамерный пневмомеханический узел, связанный с коленным шарниром, дополнительно содержит направляющее кольцо 19, три уплотнительных кольца 21, направляющую втулку 22, два уплотнительных кольца 23, два уплотнительных кольца 24 (см. Фиг. 2). В средней части корпуса, разделяющей камеры сгибания/разгибания, в отверстие для штока 8 установлена направляющая втулка 22, в которой расположен шток 8. Для герметизации камер сгибания/разгибания между втулкой и корпусом, втулкой и штоком, штоком и корпусом установлены уплотнительные кольца, - два уплотнительных кольца 23 и два уплотнительных кольца 24. Между поршнем сгибания и корпусом, между поршнем разгибания и корпусом, между корпусом и донышком также выполнены уплотнительные кольца 21 в этих же целях. Кроме того, поршень сгибания - верхний поршень 6 снабжен направляющим кольцом 19, контактирующим с поверхностью корпуса. В области расположения стакана 10 с надетым на него донышком 9 и регулировочного винта 11 корпус снаружи стянут посредством хомуты и болта корпуса 26.
Шарнирное устройство для протезирования функционирует следующим образом.
В момент опоры шарнирное устройство для протезирования находится в положении, показанном на Фиг. 2, с верхним поршнем 6 - поршнем сгибания, находящимся в крайнем верхнем положении, в противоположном конце камеры сгибания относительно средней части корпуса, разделяющей камеры сгибания/разгибания, с нижним поршнем 7 - поршнем разгибания, находящимся в крайнем верхнем положении, непосредственно рядом со средней частью корпуса, разделяющей камеры сгибания/разгибания. Фиксация коленного шарнира в фазе опоры осуществляется благодаря полицентрической кинематике.
По мере выполнения шага происходит сгибание коленного шарнира устройства. При сгибании верхний поршень 6 - поршень сгибания, находящийся перед этим в крайнем верхнем положении, в противоположном конце камеры сгибания относительно средней части корпуса, разделяющей камеры сгибания/разгибания, и нижний поршень 7 - поршень разгибания, находящийся перед этим в крайнем верхнем положении, непосредственно рядом со средней частью корпуса, разделяющей камеры сгибания/разгибания, перемещаются в противоположные части своих камер. При этом за счет разности давлений воздух из подпоршневого пространства камеры сгибания -верхней камеры 6 через дроссельный узел сгибания выходит наружу. Причем выходит наружу такими темпами, какими ему позволяет выходить установленное проходное сечение эксцентриковой канавки регулирующей части дросселя. Соответственно, согласованно с этим происходит и сгибание, с заданной проходным сечением скоростью.
При разгибании коленного шарнира пружина 14, воздействуя через упорную втулку 12 на нижний поршень 7 - поршень разгибания, перемещает его в верхнюю часть камеры разгибания, в сторону средней части корпуса, разделяющей камеры сгибания/разгибания. При этом воздух из надпоршневого пространства камеры разгибания - нижней камеры через дроссельный узел разгибания выходит наружу. Наружу выходит такими темпами, какими ему позволяет выходить установленное проходное сечение эксцентриковой канавки регулирующей части дросселя. Соответственно, согласованно с этим происходит и разгибание, обеспечивая требуемую скорость.
Скорости сгибания и разгибания регулируются индивидуально. Регулировку осуществляют поворотом за головку дросселя в индивидуальных дроссельных узлах. Усилие пружины 14, с которым она осуществляет воздействие на упорную втулку 12 и нижний поршень 7 регулируется посредством регулировочного винта 11.