SE528516C2 - Kombinerat aktivt och passivt benprotessystem samt en metod för att utföra en rörelsecykel med ett sådant system - Google Patents

Description

§528 516 2 Vid avsaknad av en eller flera leder och muskler, i detta fall vid nedre extremiteter, skapas obalans och energiàtgàngen ökas. Ju fler leder som saknas och ju högre amputationsnivà desto mer energi krävs för att utföra en rörelsecykel.

En rörelsecykel, i detta fall för ett benprotes- system, kan definieras som den rörelse benprotessystemet, utför fràn hälisättning till nästa hälisättning med samma ben. ' Ett benprotessystem enligt uppfinningen kan användas för att underlätta olika typer av rörelsecykler för V protesbäraren, exempelvis att gà med varierande hastig- het, att gä upp eller ner för trappor eller gå pà lutande underlag. ' Med på marknaden förekommande benproteser är det problematiskt eller omöjligt för en benprotesbärare att utföra vissa typer av rörelsecykler.

A De benprotessystem som säljs idag är helt passiva, det vill säga ingen yttre energi tillförs protesen utöver rörelseenergin från protesbäraren själv. En passiv protes kan endast läsa, däma och bromsa en rörelse. Med ett bra passivt benprotessystem enligt allmänt känd teknik kan en protesbärare hantera de flesta vardagliga situationer som till exempel att sätta sig ner, att stå, att gå på plan mark samt gäng nedför trappor och backar.

Dock räcker den energi som protesbäraren kan tillföra ett passivt benprotessystem oftast inte för att utföra mer energikrävande rörelsecykler som till exempel att resa sig upp från sittande, snabb hastighetsökning eller gäng uppför en trappa eller brant backe. Ett ytterligare problem är att skapa markfrigàng för att minska risken för snubbling.

Först pá senare tid har man börjat tillverka och utveckla aktiva benprotessystem, det vill säga proteser som innehåller motorer och kraftkällor. Genom att tillföra energi hjälper benprotessystemet protesbäraren 10 15 20 25 30 35 = 528 516 3 att utföra vissa rörelsecykler som till exempel att gà uppför en trappa.

Valet av teknik för tillförsel av energi vid aktiva benprotessystem, enligt allmänt känd teknik, har resulterat i att det förekommer problem som exempelvis högt tröghetsmoment vid rörelse av benprotessystemets rörliga leder. Det krävs då drivning i alla delar vid utförande av en rörelsecykel och energiåtgàngen i benprotessystemet bli hög.

Det finns därför behov av att förbättra kand teknik och många av de benproteser som finns på marknaden idag.' Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att anvisa ett benprotessystem som undanröjer något av ovan beskrivna problem pà ett enkelt och effektivt sätt.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att anvisa en metod för att utföra rörelsecykler med förbättrad prestanda med hjälp av en benprotes.

Ovanstående ändamål och andra ändamål, att framgå av den följande beskrivningen, uppnås genom en anordning och metod enligt de bifogade patentkraven.

Ett benprotessystem enligt uppfinningen innehåller åtminstone en rörlig led som kan växlas mellan aktivt som kommer , drivet eller passivt bromsat utförande. Vidare innehåller det aktuella benprotessystemet ett styrsystem för styrning av den aktiva och den passiva enheten i den rörliga leden. Ett antal givare och sensorer placerat pà benprotessystemet förser styrsystemet med indata och en strömkålla förser styrsystem, motorer och givare med ström.

Ett benprotessystem enligt uppfinningen innehållande styrsystem, strömkälla och givare kan vara försett med en fotled innehållande en aktiv och en passiv enhet och/eller en knäled innehållande en aktiv och en passiv enhet. ,_.:;c::te:::'1':.- l:'_s:;';.:c-^;c.=:r- hifi? 10 15 20 25 30 35 528 516% 4 Benprotessystemet enligt uppfinningen kan även anpassas till protesbårare som saknar nedre extremiteter pà båda benen, det vill säga är dubbelbensamputerade.

Varje benprotessystem kan, men måste inte, innehålla ett gemensamt eller två separata eller kommunicerande styrsystem.

V Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning åstadkommes ett kombinerat aktivt och passivt benprotes- system för att ersätta en saknad nedre extremitet hos en individ för att med hjälp av benprotessystemet kunna utföra en rörelsecykel. Benprotessystemet innefattar åtminstone en rörlig led och en aktiv drivenhet för att tillföra energi och driva den rörliga leden. Vidare år den aktiva drivenheten frikopplingsbar från drivning av den rörliga leden. Genom att den aktiva drivenheten är frikopplingsbar så kan ett lågt tröghetsmoment i den rörliga leden åstadkommas. Den framàtdrivande kraften i den naturliga pendelrörelsen skapad av kroppen är då tillräcklig för att åstadkomma rörelse i leden. När leden är frikopplad från drivning så kan man vid behov bromsa ledens rörelse. Bromsning av den rörliga leden som utförs av en passiv bromsenhet kan varieras i bromskraft och kan varieras från helt obromsad (frisvângande) till fullt bromsad (låst) led; Samspelet mellan aktiv drivning och passiv bromsning av en led ger goda möjligheter för protesbârare att utföra rörelsecykler med förbättrad prestanda. Med en aktiv drivenhet som kan köras i två riktningar kan man åstadkomma rörelse i båda riktningarna hos leden, om man dessutom har möjlighet att frikoppla den aktiva drivningen så kan man åstadkomma en fri rörelse i leden som kan kontrolleras med den passiva bromsenheten. Aktiva och passiva rörelser är en naturlig del av det mänskliga rörelsemönstret. Varför ett system med sådana möjligheter bättre kan efterlikna den mänskliga kroppens energibesparande sätt att utföra rörelser. 10 15 20 25 30 35 523 516 5 Företrádesvis år den aktiva drivenheten hos benprotessystemet frikopplad fràn drivning av den rörliga leden under en del av rörelsecykeln. Exempelvis kan den aktiv drivenheten vara frikopplad bade under sving- och stödfas.

Företrädesvis påverkar en passiv bromsenhet ledens rörelse när den aktiva drivenheten är frikopplad frän leden. Genom att utnyttja den passiva bromsenheten när den aktiva drivenheten är frikopplad sà kan den mänskliga kroppens energibesparande sätt att utföra rörelser efterliknas.

Företrädesvis innefattar även benprotessystemet enligt uppfinningen ett styrsystem anordnat för styrning .av den aktiva drivenheten hos den rörliga leden. Med hjälp av styrsystemet kan man kontrollera riktning, styrka och hastighet för den aktiva drivenheten. Styr- systemet gör det även möjligt att aktivera drivningen till endast tidpunkter då benprotessystemet behöver extra tillförd energi.

Företrädesvis är styrsystemet enligt uppfinningen anordnat även för styrning av den passiva bromsenheten hos den rörliga leden. Med hjälp av ett styrsystem kan man reglera bromskraften fràn helt obromsad (frisväng- ande) till fullt bromsad (låst) led. Om styrsystemet styr både den aktiva drivenheten och den passiva bromsenheten så kan man uppnä en rad fördelar tackvare att benprotes- systemet enligt uppfinningen kan utnyttja egenskaperna hos både aktiv drivenhet och passiv bromsenhet och dessutom möjligheten att växla mellan drivning och bromsning av den rörliga leden.

Företrädesvis innefattar benprotessystemet både en rörlig knäled och en rörlig ankelled. Protesbärare som saknar knäled, det vill säga är amputerade ovanför knäleden, behöver en benprotes som har både knäled och lankelled. Protesbärare som saknar nedre extremiteter pà båda benen, det vill säga är dubbelbensamputerade, behöver benprotessystem med åtminstone två rörliga leder. 10 15 20 25 30 35 5:28 516 6 Företrädesvis är knäleden och ankelleden anordnade med var sin frikopplingsbar aktiv drivenhet och var sin passiv bromsenhet samt ett gemensamt styrsystem för att på ett samordnat sätt styra rörelserna hos knäled och ankelled. Vid dubbelamputation kan, men måste inte, tvà separata eller kommunicerande styrsystem användas. Ett benprotessystem som är uppbyggt pà detta vis kan utnyttja aktiv och passiv teknik för både knäled och ankelled. När dessutom ett styrsystem koordinerar knäledens och ankel- ledens rörelse så kan man uppnå avsevärda förbättringar jämfört med en helt passiv protes, men även gentemot en aktiv protes som innehåller en knäled eller en knäled och en fotled som är aktiva men ej koordinerade med ett gemensamt styrsystem.

Företrädesvis innefattar benprotessystemet enligt uppfinningen givare för indata till styrsystemet. Indata kan skickas till systemet fràn exempelvis en knappsats, Vgivare, sensorer (hastighet, läge, vinkel, tryck), nervsensor etc.

Företrädesvis rör sig knäleden och ankelleden genom att växla mellan respektive aktiva drivenhet och passiva bromsenhet under en rörelsecykel.

Ett benprotessystem enligt uppfinningen med rörlig knäled och ankelled som reglerar det aktuella styr- systemets riktning, styrka och hastighet för den aktiva drivenheten och bromskraften för den passiva bromsenheten i varje led oberoende av den andra leden skapar pà sä sätt en optimerad och samordnad rörelse av benprotes- systemet.

Styrsystemet kan utnyttja information från hela benprotessystemet, exempelvis information från knäleden när ankelleden skall styras och vice versa.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls ett kombinerat en metod att utföra en rörelsecykel med aktivt och passivt benprotessystem, som ersätter saknad nedre extremitet hos en individ. Ben- protessystemet innefattar åtminstone en rörlig led och en f!! 10 15 20 25 39 35 ~' 528 516 7 aktiv drivenhet som tillför energi och driver den rörliga leden. Vidare frikopplas den aktiva drivenheten från drivning av den rörliga leden under en del av rörelse- cykeln. Genom att frikoppla drivenheten så kan man exempelvis utnyttja den naturliga pendelrörelsen under svingfasen vid gång. På så sätt behöver inte drivenheten anpassas för att klara rörelser motsvarande frisvângning.

Istället kan den aktiva drivenheten optimeras för driv- ning och man kan uppnå energibesparing eftersom driv- enheten inte.är aktiverad under hela protesens använd- ningstid. p Företrädesvis innefattar metoden att bromsa ledens rörelse, med en passiv bromsenhet hos benprotessystemet enligt uppfinningen, när den aktiva drivenheten är frikopplad från leden. När den aktiva drivenheten är frikopplad och den passiva bromsenheten inkopplad sà kan protesen röra sig fritt med hjälp av den av kroppen öskapade framàtdrivande kraften i den aktuella leden eller sà kan rörelsen hos leden bromsas.

Företrädesvis innefattar metoden att styra driv- enheten och/eller bromsenheten hos den rörliga leden med ett styrsystem hos benprotessystemet enligt uppfinningen.

Genom att använda ett styrsystem kan man frikoppla drivningen och/eller aktivera den passiva bromsenheten vid rätt tidpunkt eller med hänsyn till yttre omständlig- heter. Bromsningen i benprotessystemet är en egenskap som med fördel samordnas med drivningen av systemet för att uppnà ett gott resultat.

Företrädesvis innefattar metoden att förse styr- systemet med indata från givare hos benprotessystemet.

Indata skickas fràn exempelvis en knappsats, givare, sensorer (som registrerar hastighet, läge, vinkel, tryck), nervsensor etc- Företràdesvis innefattar metoden att samordnat styra rörelserna hos en knäled och en ankelled hos benprotes- 9 systemet. Knäleden och ankelleden har var sin frikopp- lingsbar aktiv drivenhet och var sin passiv bromsenhet 10 15 20 25 30 35 5218 516 8 samt ett gemensamt styrsystem. Hos en benprotes med både knäled och ankelled uppnås förbättrade möjligheter för protesbäraren då ett styrsystem som är gemensamt för de båda lederna kan samordna rörelserna hos knäled och ankelled.

Företrädesvis rör sig knäleden och ankelleden genom att växla mellan respektive drivenhet och bromsenhet under en rörelsecykel.

Företrädesvis innefattar metoden att separat eller kommunicerande styra rörelserna hos åtminstone två rörliga leder hos benprotessystem anpassade för en dubbelbensamputerad protesbärare.

Styrsystemet kan utnyttja information från hela benprotessystemet, exempelvis information fràn knäleden när ankelleden skall styras och vice versa.

Företrádesvis innefattar metoden att driva och bromsa knäled respektive ankelled under en rörelsecykel.

Kortfattad beskrivning av ritningar Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till de bifogade ritningarna, pà vilka Fig.1 visar en perspektivvy av ett benprotessystem enligt uppfinningen.

Fig.2 visar stödfasen av en gàngcykel pà plant underlag.

Fig.3 visar svingfasen av en gàngcykel pà plant underlag.

Fig.4 visar stödfasen av en gàngcykel upp för en trappa, streckade linjer visar motsvarande gàngcykel med passiv/stel fot.

Fig.5 visar svingfasen av en gàngcykel upp för en trappa.

Fig.6 visar stödfasen och svingfasen av en gàngcykel ned för en trappa.

Fig.7 visar stödfasen av en gàngcykel i uppförs- backe. 10 15 20 25 30 35 528 516 9 Fig.8 visar svingfasen av en gàngcykel i uppförs' backe.

Fig.9 visar stödfasen av en gängcykel i nedförs- backe.

Fig.10 visar en sidovy i snitt av ett knä i aktivt uträtande läge.

Fig.l1 visar en sidovy i snitt av ett knä i passivt bromsande läge.

Fig.12 visar en sidovy i snitt av en fot i aktivt läge enligt uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av föredragen utföringsform Med hänvisning till figur 1 visas ett benprotes- system 1 med både knäled 2 och ankelled 3 enligt uppfinningen samt en metod för att utföra en rörelsecykel med ett benprotessystem. Med hjälp av den benomslutande hylsan 13 kan protesbäraren fästa protesen vid det amputerade benet. Vidare är hylsan 13 fäst vid den rörliga knäleden 2 på lämpligt sätt och knäleden är sammankopplad med ankelleden 3 via sammanlänkningselement 12 eller motsvarande. Vid ankelleden 3 är en fotprotes 14 fäst som kan vrida sig kring ankelleden 3. Ytterligare komponenter som kan ingå i ett benprotessystem är stötdämpare, vinkeljusterbara kopplingar, etc.

Större delen av alla benamputerade har blivit av med benet under knäleden. Föreliggande benprotessystem och/eller metod kan användas av protesbärare som behöver en protes med både knäled och ankelled, men uppfinningen kan även användas för en protes med bara en ankelled eller bara en knäled. Benprotessystemet och/eller metoden kan även användas av protesbàrare som saknar nedre extremiteter pà båda benen, det vill gäga är dubbelbensamputerade och behöver benprotessystem med åtminstone två rörliga leder. Ett gemensamt eller tvà separata och/eller kommunicerande styrsystem kan användas. 10 15 20 25 30 35 s2s.f>1f> 10 I figur 2 visas stödfasen för en mänsklig gäng~ rörelse på plant underlag. Vid hälisättning figur 2.1 appliceras protesbärarens kroppsvikt på benprotes- systemet. Knàleden tillåter dä en flexion och foten plantarflekterar, figur 2.2, det vill säga fotbladet rör sig i riktning frän underbenet. Med hjälp av kroppsvikt och muskelkraft rätas knäled och ankelled ut till mittstàende, figur 2.3. Vid figur 2.4 komprimeras fotbladet och energin ges tillbaka vid figur 2.5. vid utförande av denna rörelse, från figur 2.1 till figur 2.5- àr benprotessystemet helt passivt, passiv bromsning av både ankelled och knäled. Med hjälp av kroppsvikt och muskelkraft frän kvarvarande nedre extremitet roteras lederna. För att ge extra kraft in i steget, exempelvis vid gäng med högre hastighet, kan den aktiva drivenheten i foten utnyttjas vid läget i fig.2.6 för att skjuta ifrån. - I figur 3 visas svingfasen för en mänsklig gäng- rörelse. Figur 3.1 motsvarar figur 2.6 och vid initiering av svingfas, figur 3.3, utför den aktiva delen av ankel- leden en dorsal flexion, det vill säga fotbladet rör sig i riktning mot underbenet. Denna dorsal flexion sker för att ge protesbäraren markfrigàng, ett säkert avstånd mellan foten och marken för att undvika att snubbla. En passiv fot klarar inte av dorsalflektionen fràn figur 3.2 till figur 3.3 utan denna rörelse av fotbladet kräver någon form av drivning. Knäleden utför pendelrörelsen genom att utnyttja den framàtdrivande kraften skapad av kroppen, den passiva bromsningen kontrollerar rörelsen.

Vid utförande av denna rörelse, från figur 3.3 efter dorsalflektionen till figur 3.5 är benprotessystemet helt passivt, passiv bromsning av både ankelled och knäled.

För att ge extra kraft in i steget, exempelvis vid gång med högre hastighet, kan den aktiva drivenheten i knä- leden utnyttjas vid läget i figur 3.4 för att räta ut knäleden och fä fram underbenet snabbare. 10 15 20 25 30 35 = 528 516. ll Vad beträffar gäng uppför en trappa eller backe, som visas i figur 4, figur 5, figur 7 och figur 8, så är det av betydelse att knäleden och fotleden samverkar. Det krävs mer energi att ga uppåt varför samverkande aktiv drivning av både ankelled och knäled med fördel kan bidra till att utföra rörelsen.

Vid gäng nedför en trappa eller backe, som visas i figur 6 och figur 9, sä samverkar den passiva bromsningen i både knäleden och fotleden.

I figur 4 till figur 6 illustreras trappgång. Figur 4 visar stödfas vid gäng uppför en trappa. Vid figur 4.1 positioneras foten pà trappsteget och balans skapas.

Benprotessystemet och/eller utnyttjande av metoden enligt uppfinningen trycker sedan protesbàraren upp, figur 4.2, till mittstående fig.4.3. Styrsystemet gör det möjligt för knäleden och ankelleden att samarbeta. Den aktiva drivenheten i knäleden strävar efter att räta ut densamma samtidigt som den aktiva drivenheten i ankelleden trycker framfoten ned mot marken figur 4.2. På sà sätt hjälperi ankelleden till att räta ut knàleden och energiàtgàngen kan minskas.

I figur 4 framgår konsekvenserna av en passiv fot, de streckade linjerna, i kombination med en aktiv knäled.

Den passiva foten ger en högre knäledsposition och stege: blir högre än vad det behöver vara, det blir svårare ochj mer energikrävande att häva sig upp på steget. Den passiva fotens kontaktpunkt med trappsteget förskjuts framåt i jämförelse med en fot som kan dorsalflektera, vilket leder till att även kroppens tyngdpunkt behöver förskjutas framåt. De heldragna linjerna visar hur gäng uppför en trappa kan utföras med en benprotes enligt uppfinningen.

Figur 5 visar svingfas vid gång i trappa. Även här används de aktiva drivenheterna i knäleden och ankel- leden. För att protesbäraren inte skall slä i foten och snubbla vid svingfas i gång uppför trappa är det viktigt att knäleden och fotleden skapar ett säkert avstånd till 10 15 20 25 30 35 528" 516 l2 trappan. Detta görs genom att knäledens aktiva drivning böjer leden och ankelledens drivning utför en dorsal flexion av foten figur 5.1. Benprotessystemet enligt uppfinningen har då skapat ett säkert avstånd till trappan och även ett bra utgångsläge för positionering för nästa steg. I figur 5 framgår konsekvenserna av ett helt passivt system, de streckade linjerna. Knäleden böjer inte undan foten som istället slår i trappan.

Figur 6 visar gång nedför trappa. Både knäled och ankelled är här i huvudsak passiva. Rörelsen, figur 6.1 till figur 6.3, bromsar kroppens fall med hjälp av de passiva bromsenheterna i knäled och ankelled. De streckade linjerna visar konsekvenserna av en passiv fot som inte kan dorsalflektera. Eventuellt kan de aktiva drivenheterna användas för att hjälpa till att räta ut knäled och ankelled vid svingfas.

I figur 7 till figur 9 illustreras gäng på starkt lutande underlag. Benprotessystemet enligt uppfinningen »fungerar då pà samma sätt som vid gäng i trappa. vinkeln hos knäled och ankelled är det enda som skiljer trappgäng från gäng pà starkt lutande underlag. Vid gäng pä svagt lutande underlag kan gängen mer liknas vid gäng pà plan mark.

Figur 4, figur 5, figur 7 och figur 8 visar vanliga situationer som kräver mycket energi för att utföra.

Genom att låta benprotessystemet l samverka med protes- bárarens egen kropp och existerande nedre extremiteter kan man efterlikna den mänskliga kroppens energi- besparande sätt att utföra rörelsen. För att fä så låg energiàtgäng som möjligt tilläts alla leder i de nedre extremiteterna att samverka, protesbärarens kvarvarande istump kan samverka med den åtminstone ena rörliga leden i benprotessystemet. Benprotessystemet skall komplettera protesbäraren och bör företrädelsevis, men ej begräsande, styras av densamme.

Med ett benprotessystem 1 och/eller en metod enligt uppfinning medför den frikopplingsbara aktiva drivenheten lO 15 20 25 30 35 528 516 13 4, 4' hos knäled eller ankelled att systemet och metoden kan utnyttja en kombination av aktivt och passivt ' förfarande. Styrsystemet 15 kan välja det mest optimala sättet att utföra en rörelse. Knâleden 2 kan vara aktiv medan ankelleden 3 är passiv och vice versa. Exempelvis kan knäleden 2 utföra pendelrörelsen i svingfasen med enbart den passiva bromsenheten 5 medan ankelleden 3 använder sin aktiva drivenhet för att dorsalflektera foten för att skapa extra markfrigàng.

I figur 10 och figur 11 visas en sidovy i snitt av en knäled som exempelvis kan ingå i benprotessystemet l, hylsan 13 är ansluten till den rörliga knäleden 2 som i sin tur är kopplad till en hydraulkolv 9 via en länkarm 10. I figur 11 framgår det hur kolven 9 förskjuts när knäleden vinklas. I figur 10 visas en knäled 2 enligt uppfinningen i aktivt utförande med drivenhet 4, bromsenhet 5 och styrsystem 15. Bromsenheten 5 utgörs i detta utföringsexempel av en strypning för hydrauloljan som åstadkommer en bromsning/dämpning av rörelsen hos leden. Batteriet ll driver hydraulpumpen 6 hos driv~ enheten 4 via en motor (ej visad), en motor (ej visad) för manövrering av ventilen 8 hos bromsenheten 5.

Batteriet ll driver även styrsystemet 15 och givare och sensorer (ej visade) hos benprotessystemet 1. Styr- systemet 15 styr i sin tur drivenheten 4 och bromsenheten 5, styrsystemet får indata från givare och sensorer, dessutom koordinerar styrsystemet 15 rörelserna för knäleden 2 och ankelleden 3.

För att aktivera drivenheten 4, enligt figur 10, startas hydraulpumpen 6, trycket ökar på ena sidan om pumpen 6 och via en av kanalerna som mynnar vid fjädern 17 pressas ventilkäglan 7 åt sidan och drivenhetens kanalsystem kommer i kommunikation med cylindern 16 där kolven 9 verkar och pà så sätt påverkar pumpen 6 kolven 9 àt ena eller andra hållet. Då den aktiva drivenheten 4 är aktiverad bör ventilen 8 i den passiva bromsenheten 5 vara helt stängd för att kunna utnyttja hydraulpumpens 6 10 15 20 25 30 35 528 516 14 maximala effekt. Den aktiva drivenheten kan driva knäleden 2 àt bäda häll, i riktning mot uträtad knäled och i riktning för att böja knäleden. I figur 10 verkar den aktiva drivenheten för att räta ut knàleden 2. När kolven 9 förskjuts i cylindern 16 påverkar den länkarmen 10 som i sin tur påverkar knäleden 2 så att den utför en rörelse. Andra alternativa typer av drivning och motorer kan utnyttjas till benprotessystemet än de som nämnts här.

Enligt figur 11 frikopplas drivenheten 4 genom att hydraulpumpen 6 stängs av. Trycket minskar och fjädern 17 trycker tillbaka ventilkäglan 7 till sitt viloläge, det vill säga att ventilkäglan 7 stänger kanalerna till drivenheten 4. Bromsenheten 5 är aktiverad dä drivenheten 4 är frikopplad. En rörelse hos knäleden 2 päverkar kolven 9 via länkarmen 10, hydrauloljan i cylindern 16 pressas genom ventilen 8 hos bromsenheten 5 och graden av bromsning/dämpning kan justeras genom att variera öppningsgraden hos ventilen 8. Bromsningen kan varieras i bromskraft och kan varieras från helt obromsad (fri- svängande) till fullt bromsad (läst) knäled 2.

Foten 14 med ankelled 3 enligt figur 12 visas i aktivt utförande och fungerar på liknande sätt som knäleden enligt fig.10 och figur 11. För att aktivera drivenheten sä startas hydraulpumpen 6', trycket ökas pà ena sidan om pumpen 6' och via en av kanalerna som mynnar vid fjädern 17' pressas ventilkàglan 7' åt sidan och drivenhetens kanalsystem kommer i kommunikation medv cylindern 16' där kolven 9' verkar. På så sätt påverkar pumpen 6' kolven 9' ät ena eller andra hållet. Dà den aktiva drivenheten 4' är aktiverad bör ventilen 8' i den passiva bromsenheten 5' vara helt stängd för att kunna utnyttja hydraulpumpens 6' maximala effekt. Kolven 9' påverkar länkarmen 10' som i sin tur påverkar ankelleden 3 så att den utför en rörelse av foten 14 i förhållande till sammanlänkningselementet 12. Drivenheten 4' frikopplas genom att hydraulpumpen 6' stängs av. Trycket 10 l5 20 25 528 516 15 minskar och fjädern 17' trycker tillbaka ventilkäglan 7' till sitt viloläge, det vill säga att ventilkäglan 7' stänger kanalerna till drivenheten 4'. Bromsenheten 5' i figur 12 är då aktiverad, vid normalt driftstillständ är dä hydraulpumpen 6' avstängd.

En rörelse hos ankelleden 3 i passivt utförande påverkar kolven 9' via länkarmen 10', hydrauloljan i cylindern 16' pressas genom ventilen 8' hos bromsenheten 5' och bromskraften kan justeras genom att variera öppningsgraden hos ventilen 8'. Bromsningen kan varieras i bromskraft och kan varieras fràn helt obromsad (frisvängande) till fullt bromsad (låst) ankelled 3.

Om benprotessystemet 1 bara innehåller en fotprotes 3 enligt uppfinningen, som exempelvis vid amputationsnivà under knåleden, så behöver fotprotesen ändå ett batteri 1l"och en styrenhet l5', dessa kan då exempelvis placeras runt sammanlänkningselementet eller pà en benomslutande hylsa.

Uppfinningen får naturligtvis inte anses begränsad till de ovan beskrivna och på ritningarna visade ut- föringsformerna med dess beskrivna varianter och alter» nativ, utan kan modifieras ytterligare pà många olika sätt inom ramen för det i de efterföljande patentkraven begärda patentskyddet.

Claims (17)

10 15 20 25 30 r528 516 16 PATENTKRAV

1. Benprotessystem (1) för att ersätta en saknad nedre extremitet hos en individ för att med hjälp av benprotessystemet (1) kunna utföra en rörelsecykel, varvid nämnda benprotessystem (1) innefattar åtminstßne en rörlig led (2,3) och en drivenhet (4, 4') för att driva den rörliga leden, k àzirie t e c k n at: a v att drivenheten (4,4') är frikopplingsbar frän drivning av den rörliga leden (2,3). _

2. Benprotessystem (1) enligt krav 1, varvid drivenheten (4,4') är frikopplad från drivning av den rörliga leden (2,3) under en del av nämnda rörelsecykel.(

3. Benprotessystem (1) enligt något av föregående krav, varvid en bromsenhet (5,5') påverkar ledens (2,3) rörelse när drivenheten (4,4') är frikopplad från leden.

4. Benprotessystem (1) enligt krav 3, varvid benprotessystemet innefattar även ett styrsystem (15) anordnat för styrning av drivenheten (4,4') hos nämnda rörliga led (2,3).

5. Benprotessystem (1) enligt krav 4, varvid nämnda styrsystem (15) är anordnat även för styrning av broms- enheten (5,5') hos nämnda rörliga led (2,3).

6. Benprotessystem (1) enligt något_av föregående krav, varvid benprotessystemet innefattar bàde en rörlig knäled (2) och en rörlig ankelled (3).

7. Benprotessystem (1) enligt krav 6, varvid nämnda knäled (2) och ankelled (3) är anordnade med var sin frikopplingsbar drivenhet (4,4') och var sin bromsenhet (5,5') samt ett gemensamt styrsystem (15) för att pà ett samordnat sätt styra rörelserna hos knäled (2) och ankelled (3). ~~-~~_:'::;::~ 10 15 20' 25 30 528 516 ' 17

8. Benprotessystem (1) enligt något av kraven 4, 5 eller 7, varvid benprotessystemet innefattar givare för indata till styrsystemet (15).

9. Benprotessystem (1) enligt nàgot av kraven 7 till s, varvid nämnda knäied (2) och änkan-ed (a) för sig genom att växla mellan respektive drivenhet (4,4') och bromsenhet (5,5') under en rörelsecykel.

10. Metod att utföra en rörelsecykel med ett ben- protessystem (1), som ersätter en saknad nedre extremitet hos en individ, vilket benprotessysteminnefattar åtminstone en rörlig led (2,3) och en drivenhet (4,4') innefattande att: - driva den rörliga leden med drivenheten, k ä n n e t e c k n a d a v att - frikoppla drivenheten (4,4') från drivning av den rörliga leden under en del av nämnda rörelsecykel.

11. ll. Metod enligt krav 10, varvid benprotessystemets (1) åtminstone ena rörliga led innefattar en bromsenhet (5,5') för att: - bromsa ledens (2,3) rörelse när drivenheten (4,4') är frikopplad fràn leden.

12. Metod enligt något av kraven 10 till ll, varvid benprotessystemet~(l) innefattar även ett styrsystem (15) för att: V - styra drivenheten (4,4') hos nämnda rörliga led (2,3).

13. Metod enligt något av kraven 11 till 12, varvid nämnda styrsystem (15) även är anordnat för att: - styra bromsenheten (5;5') (2,3). hos nämnda rörliga led 528 516 18

14. Metod enligt något av kraven 12 till 13, innefattande att: - förse styrsystemet (15) med indata fràn givare hos benprotessystemet (1). 5

15. Metod enligt något av kraven 11 till 14, varvid benprotessystemet (1) är anordnat med bàde en rörlig knäled (2) och en rörlig ankelled (3).

16. Metod enligt krav 15, varvid nämnda knäled (2) och ankelled (3) är anordnade med var sin frikopplingsbar 10 drivenhet (4,4') och var sin bromsenhet (5,5') samt ett gemensamt styrsystem (15) för att: - samordnat styra rörelserna hos knäled (2) och ankelled (3).

17. Metod enligt krav 16, innefattande att: 15 - driva och bromsa nämnda knäled (2) respektive ankelled (3) under en rörelsecykel.