ПРОТЕЗ СУСТАВА СО СФЕРИЧЕСКИМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Полезная модель относится к области протезирования, конкретнее к области не имплантируемых внутрь организма протезов.
Известен протез сустава с изгибающимся шарниром, который образован разветвлением шарнира и осевым пальцем, включающий два пальцевых штыря, расположенных в установочном положении, в котором они втянуты в соединительную деталь для целей вставки, и расположенных в раздвинутом положении после имплантации после перемещения в осевом направлении в соосные отверстия в разветвлении шарнира. Осевой палец имеет два опорных участка на его концах и участок соединения, который расположен между упомянутыми опорными участками. Осевой палец разделен на участке соединения по плоскости, которая проходит в осевом направлении и пересекает корпус осевого пальца в двух точках [патент РФ №2592659, A61F 2/38, 19.04.2012].
Недостатками аналога являются большие масса и габариты, отсутствие приводов, посредством которых протез сустава приводится в движение, что обуславливает необходимость приложения физического усилия со стороны человека, использующего протез сустава, для совершения движения.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является электромеханический привод протезов конечностей. Привод содержит реверсивный электродвигатель с выходным валом, соединенным со входным валом дифференциального редуктора, на диаметральных точках выходного вала которого закреплены параллельные нити первой группы. Параллельные нити дополнительной группы закреплены на диаметральных точках дифференциальной коробки редуктора, в которой размещены сателлиты [патент РФ №2123312, A61F 2/56, 20.12.1998].
Недостатками ближайшего аналога являются невысокое быстродействие, большие масса и размеры, возможность обеспечения движений только по одной степени свободы при применении одного электродвигателя.
Задача полезной модели - снижение массы протеза сустава.
Технический результат предлагаемого протеза сустава со сферическим электродвигателем - повышение быстродействия протеза сустава, за счет применения сферического электродвигателя.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что протез сустава, содержащий электродвигатель, в отличие от прототипа содержит ротор, выполненный в виде постоянного магнита сферической формы с возможностью движения протеза сустава по одной, двум или трем степеням свободы, крепление для соединения статора протеза сустава со сферическим электродвигателем с культей и крепление для соединения ротора протеза сустава со сферическим электродвигателем с частью тела человека или ее искусственным заменителем.
Сущность устройства поясняется чертежами, на которых представлен протез сустава со сферическим электродвигателем. На фиг. 1 представлен вид протеза сустава со сферическим электродвигателем сверху. На фиг. 2 представлен вид протеза со сферическим электродвигателем сбоку.
Протез сустава со сферическим электродвигателем состоит из электромагнитов статора 1, постоянного кольцевого магнита 2, ротора 3 (фиг. 1), креплений для постоянного кольцевого магнита 4, которые механически прикреплены к электромагнитам статора 1 и к постоянному кольцевому магниту 2, крепления для соединения статора протеза сустава со сферическим электродвигателем с культей 5, крепления для соединения ротора протеза сустава со сферическим электродвигателем с частью тела человека или ее искусственным заменителем 6 (фиг. 2).
Электромагниты статора 1 механически соединены с кольцевым постоянным магнитом 2 посредством креплений для постоянного кольцевого магнита 4. Электромагниты статора 1 расположены на одинаковом расстоянии друг от друга в вершинах правильного треугольника, вписанного в окружность, образованную постоянным кольцевым магнитом 2 в горизонтальной плоскости. Крепления для постоянного кольцевого магнита 4 выполнены из непроводящего электрический ток материала. Электромагниты статора 1, постоянный кольцевой магнит 2 и крепления для постоянного кольцевого магнита 4 образуют статор протеза сустава со сферическим электродвигателем. Статор протеза сустава со сферическим электродвигателем механически соединен с культей посредством крепления для соединения статора с культей 5. Крепление для соединения статора с культей 5 выполняется различными способами в зависимости от того, к культи какой части тела крепится статор протеза сустава со сферическим электродвигателем. Ротор 3 выполнен в виде постоянного магнита сферической формы. Ротор 3 механически соединен с креплением для соединения ротора протеза сустава со сферическим электродвигателем с частью тела человека или ее искусственным заменителем 6. Крепление для соединения ротора протеза сустава со сферическим электродвигателем с частью тела человека или ее искусственным заменителем 6 выполняется различными способами в зависимости от того, с какой частью тела человека или с искусственным заменителем какой части тела человека соединяется ротор 3 посредством крепления для соединения ротора протеза сустава со сферическим электродвигателем с частью тела человека или ее искусственным заменителем 6. Внутри крепления для соединения статора протеза сустава со сферическим электродвигателем с культей 5 выполнена система управления протезом сустава со сферическим электродвигателем. Электромагниты статора 1, постоянный кольцевой магнит 2, ротор 3, крепления для постоянного кольцевого магнита 4, крепления для соединения статора протеза сустава со сферическим электродвигателем с культей 5, крепления для соединения ротора протеза сустава со сферическим электродвигателем с частью тела человека или ее искусственным заменителем 6 расположены внутри корпуса, выполненного из непроводящего электрический ток материала.
Протез сустава со сферическим электродвигателем работает следующим образом. Система управления протезом сустава со сферическим электродвигателем, расположенная внутри крепления для соединения статора протеза сустава со сферическим электродвигателем с культей 5, распознает, какое движение хочет совершить человек, генерирует сигнал управления и подает его на электромагниты статора 1. После подачи сигнала управления от системы управления протезом сустава со сферическим электродвигателем, расположенной внутри крепления для соединения статора протеза сустава со сферическим электродвигателем с культей 5, на электромагниты статора 1, создается магнитное поле электромагнитов статора 1. Постоянный кольцевой магнит 2 обеспечивает постоянную составляющую магнитного поля, образующегося между находящимся в движении ротором 3 и электромагнитами статора 1. За счет взаимодействия магнитного поля электромагнитов статора 1, сформированного в зависимости от того, какое движение хочет совершить человек, с магнитным полем ротора 3, обеспечивается перемещение ротора 3 и крепления для соединения ротора протеза сустава со сферическим электродвигателем с частью тела человека или ее искусственным заменителем 6. Перемещение ротора 3 и крепления для соединения ротора протеза сустава со сферическим электродвигателем с частью тела человека или ее искусственным заменителем 6 происходит по одной, двум или трем степеням свободы в зависимости от того, какое движение хочет совершить человек. Перемещения ротора 3 по каждой из степеней свободы ограничены за счет параметров, установленных в системе управления протезом сустава со сферическим электродвигателем, расположенной внутри крепления для соединения статора протеза сустава со сферическим электродвигателем с культей 5, в зависимости от того, взамен какого сустава человеческого тела применяется протез сустава со сферическим электродвигателем.
Заявляемая полезная модель позволяет повысить быстродействие протеза сустава. Кроме того, заявляемая полезная модель позволяет снизить массу протеза сустава за счет применения сферического электродвигателя для протеза сустава.