Трехмерный посадочный манекен

 

ТРЕХМЕРНЫЙ ПОСАДОЧНЫЙ МАНЕКЕН , содержащий соединенные тазобедренным шарниром панели торса и седалища , шарнирно установленные на панели седалища измерительный шток и элементы, моделирующие бедра, голени и ступни, а также грузы и измерительные приспособления со шкалами, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений путем обеспечения независимых друг от друга и от седалищной панели перемещений в вертикальной и горизонтальной плоскостях элементов, моделирующих нижние конечности, и измерения углов их отведения-приведения, он снабжен установленными на панели седалища соосно тазобедренному шарниру полуосями с подвижно смонтированными на них карданными шарнирами, вилки которых жестко связаны с задними пластинами моделирующих бедра элементов, а передние пластины последних шарнирно соединены с элемен- § тами, модулирующими голени и ступни. СО со to со со

„„SU„„1092

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5)) G 01 М 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3560779/27-11 (22) 04.03.83 (46) 15.05.84. Бюл. н 18 (72) A.И.Харламов и В.A.Çóáàðüêoâ (53) 629.113.011-4:620.1.05(088.8! (56) 1. Патент США Р 3147617, кл. 73-172, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

М 508711, кл. G 01 М 17/00, 1974 (прототип). (54 ) (5 7) TPEXNEPHhIA ПОСАДОЧНЫИ МАНЕКЕН, содержащий соединенные " азобедренным" шарниром панели торса и седалища, шарнирно установленные на панели седалища измерительный шток и элементы, моделирующие бедра, голени и ступни, а также грузы и измерительные приспособления со шкалами, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений путем обеспечения независимых друг от друга и от седалищной панели перемещений в вертикальной и горизонтальной плоскостях элементов, моделирующих нижние конечности, и измерения углов их отведения-приведения, он снабжен установленными на панели седалища соосно "тазобедренному шарниру полуосями с подвижно смонтированными на них карданными шарнирами, вилки которых жестко связаны с задними пластинами моделирующих бедра элементов, а передние пластины последних шарнирно соединены с элемен- Ро тами, модулирующими голени и ступни.

1092373

Изобретение относится к измерениям, в частности к устройствам для оценки эргономических качеств рабочего места водителя транспортного средства.

Известен трехмерный посадочный манекен, содержащий соединенные "тазобедренным" шарниром панели торса и седалища, шарниром установленные на панели седалища измерительный шток и элементы, моделирующие голе- 1Î ни и ступни, а также соединенные с элементами манекена грузы и измерительные приспособления со шкалами (13.

Недостатком известного манекена 15 является отсутствие в его конструкции элементов, модулирующих бедра.

Это органичивает подвижность элементов, моделирующих нижние конечности, и не обеспечивает воспроизведение на манекене естественных перемещений ног человека-оператора при выполнении им рабочих операций, в частности отведения-приведения бедер. Кроме того, иэ-за жесткой связи между элементами, моделирующими голени и седалище, возникает перекос всего манекена, установленного на сиденье водителя, а в случае разновысокого расположения ступней, характерного при наличии в кабине колесной ниши или при размещении одной ноги на педали управления, а другой на полу, что искажает результаты измерений.

Наиболее близким к изобретению является трехмерный посадочный манекен,35 содержащий соединенные "тазобедренным" шарниром панели торса и седалища, шарнирно установленные на панели седалища измерительный шток и элементы, моделирующие бедра, голени и 40 ступни, а также грузы и измерительные приспособления со шкалами $2).

Недостатком указанного манекена является то, что он обеспечивает перемещение элементов, моделирующие нижние конечности, только в вертикальной плоскости (сгибание-разгибание и эти элементы имеют жесткую связь между собой, чем ограничена область измерений.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений путем обеспечения независимых друг от друга и от седалищвой панели перемещений в вертикальной и горизонтальной плоскостях элементов, моделирующих нижние конечности, и измерения углов их отведения-приведения. указанная цель достигается тем, ч го трехмерный посадочный манекен, содержащий соединенные "тазобедрен- 60 ным" шарниром панели торса и седалища, шарнирно установленные на панели седалища измерительный шток и элементы, моделирующие бедра, голени и ступни, а также грузы и измерительные приспособления со шкалами, снабжен установленными на седалищной панели соосно "тазобедренному" шарниру полуосями с подвижно смонтированными на них карданными шарнирами, вилки которых жестко связаны с задними пластинами моделирующих бедра элементов, а передние пластины последних шарнирно соединены с элементами, моделирующими голени и ступни.

На фиг. 2 схематически изображен предлагаемый манекен, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — разрез A-A на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 2.

Трехмерный посадочный манекен содержит элемент, моделирующий торс человека, состоящий из основания 1 торса и жестко прикрепленной к нему панели 2 спины, и элемент, моделирующий седалище, состоящий из основания 3 седалища с угловым сектором

В и седалищной п-Ьели 4. Торс и седалище соединены "тазобедренным" шарниром 5, соответствующим расположению оси тазобедренных суставов человека.

На оси шарнира 5 смонтирован измерительный шток 5. На основании 1 торса закреплены кронштейны 7 для монтажа торсовых грузов 8, воспроизводящих массу торса человека и обеспечивающих соответствующее положение его центра тяжести.

На основании 3 седалища закреплены бедренные грузы 9. На торцах оси

"тазобедренного" шарнира 5 смонтированы с возможностью вращения полуоси 10, свободными концами установленные в опорах 11, которые закреплены на боковых стенках седалищной панели 4. На полуосях 10 закрепле-е ны тазобедренные грузы 12 с нанесенными на них угловыми шкалами Г (фиг. 3), а также установлены с возможностью фиксированного продольного перемещения крестовины 13 карданных шарниров. На крестовинах 13, положение которых на полуосях 10 фиксируется стопорами 14, закреплены секторы 15 со шкалами Д. Вилки 1б карданных шарниров жестко связаны с задними частями 17 раздвижных пластин, моделирующих бедра. Передние части 18 пластин бедер посредством

"коленных" шарниров 19 соединены с телескопическими элементами 20, моделирующими голени. Нижние концы голенных элементов 20 "голеностопными" шарнирами 21 связаны с элементами 22, моделирующими ступни. На наружных частях голенных элементов смонтированы голенные грузы 23. "Коленные" и "голеностопные" шарниры снабжены угловыми шкалами соответственно E и Ж.

1092373

Манекен полностью соответствует требованиям к трехмернЫм посадочным манекенам, предъявляемым ГОСТ 2030474, стандартом 5AEI 826 и Правилами

21 ЕЭК ООН.

Измерение биохимических парамет- 5 ров оператора при помощи манекена производится следующим образом.

Раздвижные части 17 и 8 пластин бедер и голенных элементов 20, а также крестовины 13 "тазобедренных" шар- 10 ниров устанавливаются по соответствующим клалам на отметках выбранного уровня репрезентативности и фиксируются. Производится размещение манекена на сиденье оператора согласно 15

ГОСТ 22734-77 (ГОСТ 21015-75 ). При этом элементы 22, моделирующие ступни ног, устанавливаются в положение, соответствующее выполнению определенной трудовой операции, например, троганию автомобиля с места (левая нога — на педали сцепления, правая на педали подачи топлива).

Регистрируются величины углов в суставных сочленениях манекена по соответствующим шкалам, в частности: отклонение туловища от вертикали по угловому сектору В, угол между туловищем и бедром — по шкале Г, между бедром и голенью — по шкале Е, между голенью и стопой — по шкале

Ж и угол отведения-приведения .бедрапо шкале Д.

Изобретение относится к устройствам, применяемым в научно-исследовательских и испытательских работах. 35

Предлагаемый манекен обладает по сравнению с прототипом рядом преимуществ, расширяющих возможности для исследований и заключающихся в воэможности измерения углов отведения- 4Q приведения бедра, регулирования расстояния между центрами тазобедренных шарниров в соответствии с уровнем репрезентативности, в одновременном измерении углов для левой и правой ног при разновысоком их размещении, а также в независимости положения остова манекена от положения его ног.

Это достигается карданным соединением элементов, моделирующих бедра, с осью "тазобедренного" шарнира и исключением жесткой связи между названными элементами и седалищной панелью.

Предлагаемый манекен по сравнению с прототипом обеспечивает более естественную кинематику элементов, моделирующих нижние конечности. OH обеспечивает перемещение "ног" как в вертикальной плоскости (сгибаниеразгибание), так и в горизонтальной (отведение-приведение ). Это повыша-. ет объективность и достоверность оценки эргономических качеств рабочего места водителя и расширяет комплекс измеряемых биомеханических параметров — дополнительно обеспечивает измерение углов отведения-приведения бедер, что необходимо для оценки удобства размещения ножных органов управления.

Достигнутая в предлагаемом манекене независимость перемещения элементов, моделирующих нижние конечности, друг от друга и от седалищной панели исключает перекос его остова при разновысоком размещении ступней

"ног", что важно при установке на манекене других измерительных устройств и приспособлений, например, для определения параметров обзорности.

Кроме того, использование изобретения за счет обеспечения одновременного измерения биомеханики обеих нижних конечностей сокращает трудоемкость и время проведения испытаний образцов техники на всех стадиях разработки (макетирования, доводочных работ и приемочных испытаний).

1092373

Составитель Л.Смольская

Редактор А.Химчук Техред О.Неце Корректор В.Бутяга

Заказ 3245/26 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4