415 (6)

Suw biodrowy dzięki odpowiedniej urnktur/c kostnych części suwu. silnym wię/adłom i mięśniom jest bardzo dobrze przystosowany do przenoszenia dużych obciążeń statyczno dynamicznych Przenosi on obciążenia całego ciała na kończyny. zarówno w warunkach sutycznych. jak i dynamicznych. Posiada trzy stopnie swobody: w płaszczyźnie czołowej w osi poprzecznej występują zgięcie i wyprost, w płaszczyźnie strzałkowej - odwodzenie i przywodzenie, w osi pionowej - ruchy rotacyjne.

Na rycinie 14.486 zilustrowano rozkład sił w suwie biodrowym u człowieka znajdującego się w postawie stojącej z jedną kończyną uniesioną, oraz w czasie chodzenia.

W punkcie C zaczepiona jest siła ciężkości Q (ciężar ciała). Ciężar ten poprzez ramię r tej siły przechodzącej przez miednicę działa na główkę kości udowej w punkcie O pokrywającym się z anatomicznym środkiem głowy kości udowej. Ramię siły odwodziciela przebiega od punktu obrotu do linii jej działania, natomiast ramię siły ciężkości - od punktu obrotu do punktu przecięcia rzutu środka ciężkości na oś poziomą biegnącą przez punkt obrotu O. Równowagę utrzymuje siła F pochodząca od mięśnia pośladkowego średniego, której ramię jest równe w przybliżeniu 0.4 r. Sun równowagi określa równanie:

Qr * 0.4 zf*    (14.24)

Siłę równoważącą stanowi siła R. której punkt zaczepienia znajduje się w punkcie O. Zakładając, że kąt zawarty między silami Q i F jest a. natomiast między R i Q - fi, oraz stosując twierdzenie cosinusów (patrz ryc. I4.48b). otrzymujemy:

R² = F³ + Q* - 2FQ*»r    (14.25)

fćiit T^m IW-aia< coKy-ct) * -<o% a * -cos 30*.

Zatem

R = jF* + (T + 2FQcosW=    (14.26)

Wyliczona z równania (14.24) siła F = 1750 N. natomiast siła R - wyliczona na podsuwie równania (14.26) - wynosi 2582 N.

Z kolei kąt fi możemy obliczyć na podsuwie twierdzenia sinusów:

(14.27)

_F___R___R___R_

sin0 " siny “ sin(180 - a) ~ sin30°

Stąd kąt 21.5°.

Ostatecznie więc siła wypadkowa wymni około 2400 N (około 240 kG). Siła u działa na panewkę stawu biodrowego oraz główkę kości udowej. Jest ona. jak wynika z obliczeń, stosunkowo bardzo duża i wymaga amortyzacji. Rolę tę spełniają chrząstka stawowa, maź stawowa itp. Nietrudno sobie wyobrazić, jak precyzyjne muszą być właściwości geometryczne stawu biodrowego, właściwości biomecha-niczne struktur suwsywych oraz właściwości rtołogiczne mazi suw*>wej. aby zrównoważyć obciążenia tego lub nawet wyższego rzędu Przy nieprawidłowościach

415