Изменение конструкции узла подвижности ортеза для коленного сустава Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 76.09; 621.83

ИЗМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ УЗЛА ПОДВИЖНОСТИ ОРТЕЗА ДЛЯ КОЛЕННОГО СУСТАВА

А. А. Зюзина, С. А. Нестеров

Аннотация. Рассмотрены особенности конструкции ортезов коленных суставов. Предложена новая конструкция ортеза для улучшения технологичности узла, уменьшения количества деталей в узле.

Ключевые слова: ортезы суставов, модернизация, конструкция.

Abstract. The features of the design of knee orthoses. A new design of the orthosis to improve manufacturability node, reducing the number of parts in the assembly.

Key words: knee orthoses, modernization , design.

Ортез коленного сустава предназначен для обеспечения фиксации с регулируемым объемом движений коленного сустава в период реабилитации после травм и операций, а также для фиксации конечности при повреждениях и заболеваниях колена.

За счет своей шарнирной конструкции ортез позволяет поэтапно расширять объем движений в колене для раннего возврата подвижности коленного сустава после операций.

Для обеспечения корректировки конструкторской проработки после результатов первичных испытаний необходимо обеспечить минимизацию размеров узла, уменьшение количества деталей в узле, учет консультаций врачей-специалистов по восстановительной медицине, повышение технологичности узла в целом.

Для этого мы проводим анализ путей для решения поставленной цели -изменение конструкции узла подвижности.

Основные цели модернизации - уменьшить толщину узла подвижности ортеза до 3-3,5 мм и как можно более сократить число деталей.

Главная проблема - обеспечить при этом соосность вращающихся частей, невыпадение верха из низа, т.е. предотвратить смещение частей ортеза в направлении, перпендикулярном оси вращения.

Для этого, в отличие от первоначальной конструкции, уходим от центровой оси, уменьшаем толщину несущих элементов ортеза до 3 мм.

Идеальный вариант соединения верхней и нижней части ортеза представлен на рис. 1.

CHANGING THE CONSTRUCTION UNIT MOBILITY KNEE ORTHOSES

A. A. Zyuzina, S. A. Nesterov

Рис. 1. Эскиз узла (в разрезе) 117

На рис. 2-6 показаны элементы этого соединения.

¡да ® ян

Р -

Рис. 2. 3Б модель - верх ортеза (в разрезе) Рис. 3. 3Б модель - верх ортеза (без разреза)

Рис. 4. 3Б модель узла ортеза Рис. 5. 3Б модель узла ортеза

(в разрезе, вид сверху) (в разрезе, вид снизу)

Рис. 6. 3Б модель узла ортеза (в разрезе, вид полупрозрачный)

Однако такой узел, несмотря на свое преимущество - невыпадание верха и низа за счет канавок с поднутрением, имеет проблему собираемости узла. Верх практически невозможно вставить в низ - поднутрения и канавки несобираемы. К тому же технологичность (простота, дешевизна, удобство изготовления деталей) при таком варианте достаточно низка. Поэтому пред-

лагается исключить сложность в изготовлении за счет двухэлементного верха (детали-верх) и добавления упора, который крепится за счет заклепок. Упор позволит обеспечить эффект поднутрения. Дополнительно упор позволит разместить отверстия для ограничивающих штифтов. Отверстия только в одной из частей ортеза (например, только в верхней части) создадут неудобство эксплуатации из-за легкости выпадения и видимости и доступности торчащих из нижней части штифтов.

В целом конструкция выглядит следующим образом (рис. 7).

Рис. 7. 3Б вид узла в сборе

Детальная проработка узла подвижности проводилась в трехмерных видах [1]. Дополнительно для ясности построены эскизы в виде разреза в поперечном сечении. Они приведены на рис. 8.

Верх отреза

Рис. 8. Эскиз в разрезе

Предложенная конструкция центровика поможет быстро и удобно переналаживать настройку подвижности узла за счет гибкости центровика со штифтом. Центрование верха и низа ортеза происходит за счет кольцевой канавки на верхней части и соответствующего кольца в нижней части ортеза.

Надежную собираемость обеспечивает упор, расположенный сверху и наглухо закрепленный двумя заклепками. Во вращающихся соединениях необходимо обеспечить зазоры и допуски.

Изготовление деталей планируется производить на том же оборудовании. Технологическое оснащение оставляем то же, но заменим материал шайб на винтах крепления заготовок к приспособлению со стальных на поли-уретановые [2]. Цель замены - уменьшить повреждение наружных частей детали при закреплении.

Список литературы

1. Имитационное моделирование в машиностроении : учеб. пособие / С. А. Нестеров, В. З. Зверовщиков, А. Н. Машков, Б. В. Бодин, Н. В. Носов. - Пенза : Изд-во ПГУ, 2010. - 240 с.

2. Справочник технолога / под ред. А. А. Панова. - М. : Машиностроение, 1988. -736 с.

Зюзина Александра Александровна магистрант,

Пензенский государственный университет E-mail: 6urka-jujka@mail.ru

Zyuzina Alexandra Alexandrovna magistrant,

Penza State University

Нестеров Сергей Александрович кандидат технических наук, доцент, кафедра технологии машиностроения, Пензенский государственный университет E-mail: nesterovs@list.ru

Nesterov Sergei Alexandrovich candidate of technical sciences, associate professor, sub-department of technology of machinebuilding, Penza State University

УДК 76.09; 621.83 Зюзина, А. А.

Изменение конструкции узла подвижности ортеза для коленного сустава /

А. А. Зюзина, С. А. Нестеров // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2014. - № 3 (11). - С. 117-120.