Техника - молодёжи 1997-02, страница 53
ПАТЕНТЫ Рубрику ведет заслуженный изобретатель России профессор Юрий ЕРМАКОВ РАЗДУМЬЯ НА ВЕРХНЕЙ ПОЛКЕ «Изобретателем я стал оттого, что кто-то упал с полки вагона. Я активно сопереживал, возмущался вместе со старушками-со-седками — куда, мол, начальство смотрит, — а потом оформил заявку на «Устройство для предохранения от падения груза (пассажира) с верхней полки», — сообщил в письме инженер В.Сенцов из г. Миасс Челябинской области. Такому старту можно позавидовать: некоторым вон яблоки падают на голову, а тут целый человек... Решением ВНИ-ИГПЭ (института патентной экспертизы), где в мягкой уважительной форме сообщалось: «В связи с изложенным, отдел транспорта не находит основания признать данное предложение изобретением», — Сен-цов долго гордился — вернее, ссылкой на патент Германии... 1895 г., дословно цитирующей формулу заявки. «Мне было прият но, что я оказался на уровне мировых, хотя и старых, образцов. Почувствовав себя достойным соискателем, я удесятерил усилия — подал 10 заявок по разным темам», — подвел итог инженер-конструктор. Тема безопасности пассажиров по-прежнему злободневна, как и сто лет назад. Вот последнее слово: «Предохранительное устройство для удержания пассажира на спальном месте в железнодорожном транспортном средстве» (рис. 1), патент № 2051822. Его автор Б.П.Таланов рекомендует защитную штору (1) в виде сетки крепить сверху крючками (2) за кольца на продольном стержне (3) и снизу на валу (4) под полкой. Эти элементы описаны в патенте США № 1834093 60-летней давности, взятом за прототип. Отличие в том, что вал постоянно тянет на себя штору под действием резиновой ленты (5), навитой на его конец, выступающий в сторону окна, и прикрепленной другим концом к стенке купе. ...Натянув сетку, безмятежно мурлыкаю с верхней полки на стремительно проносящиеся мимо пейзажи. «А я вот, когда в 1971 -м ехал служить во Владивосток, спал на боковой лавке, пристегнувшись ремнем к трубе», — завидует моему комфорту сосед. □ МЫ С ТОБОЙ, СЕСТРА, ЕЩЕ СТАНЦУЕМ! Упасть в поезде — отделаться ушибом, упасть на передовой — стать инвалидом. Сколько молодых, здоровых, сильных мужчин пострадало в больших и малых войнах! В Центральном институте протезирования и протезостроения (ЦНИИПиП), раскинувшем свои корпуса на огромном пустыре по соседству с федоровским Институтом микрохирургии глаза, традиционно разра батывают протезы конечностей и даже кистей рук. Рассмотрим последнее достижение — искусственную ногу по патенту № 2053741 (рис. 2). Основные компоненты: приемная гильза (1), шарнир (2) коленного узла, голень (3) со стопой и фиксатор (4) ее положения — под-косоустойчивого, как говорят медики, имея в виду народное выражение «ноги подкосились». А с чего, собственно, подкашиваться механической конечности? От страха, что не разогнется? Не бойтесь: ось коленного шарнира расположена впереди линии, соединяющей центры тазобедренного сустава и шарнира стопы, и к тому же предусмо- другим — с фиксатором через пружину. Вот и все — можно шагать. Пошли. Отрыв пятки от опоры — культя давит на пилот, его механизм выбирает трос и тянет им рычаг — тот через пружину поворачивает фиксатор против часовой стрелки, коленный шарнир освобождается, голень сгибается под собственным весом. Сделали шаг — протез распрямился, фиксатор под действием своей пружины снова западает в уступ шарнира и запирает его. Чтобы походка была «живой», голень снабжена пневматическим амортизатором (7) из двух боковых металлических пластин, соединенных эластичными стенками. Туда через штуцер залита жидкость, но не доверху, а столько, чтобы жесткость амортизатора соответствовала весу пациента. Есть и другие тонкости: прокладка в шарнире для устранения стука при разгибании, фрикционные шайбы по его торцам для упругого натяга во избежание зазоров и т.д. Они гарантируют подкосоустойчивость, ускоренную ходьбу, индивидуальную настройку и... И заставляют слегка усомниться в долговечности изделия. Та, как известно, зависит от количества деталей — чем меньше, тем лучше, а тут их с полсотни (на чертеже обозначены лишь важнейшие). Несколько проще протез, разработанный... нипочем не догадаетесь где: в головном КБ НПО «Энергия» имени академика Королева (патент № 2054906). Позиций в два с лишним раза меньше. Две центральные (рис. 3): бедренная гильза (1) с крючком внизу и голень (2) с кольцевой головкой (3). Последняя надрезана у основания, благодаря чему приобретает упругость и исполняет функции хомута. Авторы, правда, именуют ее бандажем — что ж, пусть, раз им угодно, хотя «хомут» правильнее. Винт (4), что притягивает свободный его конец к основанию голени, пропущен через хвостовик (5), торчащий внутрь кольца и несущий ось (6), на которой качается голень относительно бедра. Она так бы и качалась, заваливаясь взад — вперед, не предусмотри авторы тормозное устройство — барабан (7), сидящий на той же оси. На нем установлен упругий ролик (8) из жесткой резины — такой же имеется на крючке бедра. При ступании на опору гильза перемещается вниз, и бандаж, с коим она связана через упомянутую ось, ложится на барабан — вращение бедра стопорится. При попытке согнуть ногу под нагрузкой ролик давит на бандаж изнутри, а «пытающийся» повернуться хвостовик заставляет его еще креп че обнимать барабан. Чем больше момент сгибания,тем сильнее противодействие — ради борьбы с подкосом. Когда же бедро поднимается, детали растормаживаются, голень поворачивается с минимальным усилием, и при шагании мысок не задевает опорную поверхность. Ваш покорный слуга присутствовал в конференц-зале ЦНИИПиП на обсуждении новейших моделей. Участвовали и «конверсионные протезисты» из НПО «Энергия». Сколько было споров, сколько упреков в неповоротливости производства! Оказалось, протезы — тоже область высоких технологий: современные материалы — полимеры, композиты — тонкие детали, точная обработка, пригонка, регулировка... «Нет, лучше живой ноги ничего не придумаешь», — назойливо сверлит голову мысль, пробиваясь сквозь голоса докладчиков, оппонентов и пациентов. Вспомнилось и любимое изречение старых профессоров-механиков: «Самый лучший механизм — тот, которого нет»... Ладно. В спокойной домашней обстановке берем атлас анатомии человека, изучаем коленный сустав и — конструируем по его образу и подобию (патент № 2055547), Детали называем соответственно (рис, 4, А): бедро (1) с бабкой; большая берцовая кость (2) с цилиндрическим мениском (3) под внутреннюю поверхность бабки; надколенник (4), образованный группой изогнутых упругих пластин — имитаторов большеберцо-вой коллатеральной связки (ligamentum col-laterale tibiale); крестообразная связка подколенных мышц (5), чья жесткость регулируется количеством в них пластин и резин. Такой вот орган создали в соавторстве ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 2 9 7 КЗ |
