Устройство для исследования трения трущихся поверхностей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (буg А 61 В 17/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГТИЙ

Ъ.У1 р

/, Ц/

PР,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

" - >. у (61) 1053819 (21) 3764980/28-14 (22) 03. 07 . 84 (46) 23.01.86. Бюл. М- 3 (71) Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова (72) О.В.Оганесян, С.Е.Сосин, Т.А.Масликова и А.И.Елькин (53) 615.473 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1053819, кл. А 61 В 17/18, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРЕНИЯ ТРУЩИХСЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ по авт.св. У 1053819, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности совмещения оси качания маятника с пространственной

„„SU„„1205902 A осью сустава, на опоре установлены . два центроискателя, каждый из которых содержит две измерительные штанги, одни концы которых соединены одноплоскостным шарниром, имеющим фиксирующую гайку, внутреннюю втулку и шаровой держатель, в котором помещен осевой стержень, связанный с наконечником; а другие концы штанг расположены с возможностью перемещения в сквозных отверстиях вилок кронштейнов, снабженных датчиками линейных перемещений, стопорными винтами и связанных с возможностью вращения с осями элементов крепления, закрепленных на опоре и кольце и ф

O снабженных датчиками угловых перемещений и cTOIIopHbMH винтами.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для биомеханических исследований.

Цель изобретения — обеспечение возможности совмещения оси качания маятника с пространственной осьюсустава.

На фиг. 1 изображено устройство для исследования трения трущихся поверхностей, вид спереди, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг.3— сечение Б-Б на фиг. 2, на фиг. 4— схема иллюстрирующая работу одного центроискателя.

Устройство содержит неподвижную приставку, включающую кольцо 1 с установленными в нем спицедержателями 2 со спицами 3, имеющие в нижней части. дугообразную прорезь 4. Кольцо 1 имеет возможность вращения в „ дугообразном ответном канале 5, выполненном в кронштейне 6, который может крепиться, например, к столу с помощью болта 7 и гайки 8. Кольцо

1 фиксируется в кронштейне 6 с помощью пальца 9 и прижимной гайки 10.

Кроме того, устройство содержит маятник 11, опору в виде кольца 12 со спицедержателями и спицами, коль, цо 12 взаимосвязано со скобой 13 с помощью реэьбовых стержней 14 и сферических гаек 15. Скоба 13 в месте соединения с маятником 11 содержит выступ 16 с укрепленным в нем отвесом 17 с грузиком 18. В верхней части маятника нанесена вертикальная визирная линия 19. Концы скобы

13 выполнены в виде отогнутых наконечников 20 ° которые установлены в сферических гайках 15 с возможностью перемещения. К маятнику 11 со шкалой 21 крепится груз 22, имеющий возможность перемещения вдоль маятника 11, взаимосвязанного с датчиком 23 перемещения, который содержит источник 24 света, фотоэлемент 25, связанный с секундомером

26. Датчик 23 определяет затухание колебаний, а именно длительность полупериода, т.е. время отклонения маятника 11 от положения равновесия до положения максимального отклонения и возвращение в положение равновесия.

На кольце 12 установлены два центроискателя 27, каждый из которых состоит из двух элементов 28 крепления, прикрепленных с одной стороны к опоре в виде кольца

55 новленных на кольцах 12 и 1. Кольцо ,1 устанавливают в кронштейне 6 и фик" сируют с помощью пальца 9 и прижимной гайки 10. На кольцах 12 и 1 устанавливают два центроискателя 27 с двух диаметрально противоположных сторон с помощью элементов 28 крепления.

При этом принцип работы одного центроискателя в плоскости состоит в следующем (фиг.4). Линией С-С -С условно обозначена верхняя конечность. Измерительные штанги 35 связаны в одноплоскостной шарнир 36.

Условно обозначенный датчик 33 закреплен относительно конечности, т.е. линии С-С однако имеет одну степень свободы, вращение вокруг точки D (условно обозначенного пальца 32), причем шкала датчика находится всегда в положении, параллельном измерительной штанге. Условно обозначенный датчик 41 угловых перемещений зафиксирован относительно конечности, т.е. линии С-С . При несовмещении центра вращения одноплоскостного шарнира 36 с осью С сустава при

1205902 2

12, а с другой стороны — к приставке, т.е. к кольцу 1, с помо.щью вилок 29 и стопорных винтов 30.

С каждой вилкой соединен ответный вильчатый кронштейн 31, который имеет одну степень свободы, вращение вокруг пальца 32, кроме того, он снабжен датчиком 33 линейных перемещений, стопорным винтом 34. В

1О каждом кронштейне в сквозных отверстиях вилок установлены с возможностью свободного перемещения измерительные штанги 35 с нанесенными шкалами в виде рисок. Таким обра15 зом, каждый центроискатель содержит две измерительные штанги. Штанги имеют на концах утолщения в виде дисков, соединенных в одноплоскостной шарнир 36, содержащий, кроме того, фиксирующую гайку 37,, внутреннюю втулку 38, шаровой держатель

39, в котором помещен осевой стержень 40, связанный с отогнутыми наконечниками 20 скобы 13. На вилке

29, которая прикреплена к кольцу 12, установлен датчик 41 yrëoâûõ перемещений.

Устройство используют следующим образом.

Через плечевую и локтевую кости проводят спицы 3, концы которых фиксируют в спицедержателях 2, устаповороте дистального сегмента относительно проксимального сегмента конечности на угол У (положение обозначено пунктирной линией) измерительная штанга 35 перемещается относительно датчика 33 .линейных перемещений, так как точка П<, соответствующая определенному положению шкалы

33, перемещается по дуге окружности, центр которой С, а радиус R„, а точка D перемещается по дуге окружности, центром которой является центр одноплоскостного шарнира 36, а радиус Rq По этой же причине датчик угловых перемещений показывает угловое изменение. При совмещении центров шарнира 36 с осью С сустава никаких перемещений относительно датчиков не происходит. Принудительным перемещением шарнира 36 находят точку в плоскости центроискателя (т.е. точку С ), через которую проI ходит ось сустава. Точность определения оси сустава обуславливается разрешающей способностью шкалы (частотой рисок на линейных и угловых датчиках), например, в данном случае используются стандартные . нониусы, т.е. точность составляет

0,05-0, 1 мм и 0,5-1 град. Затем каждым центроискателем совмещают центры одноплоскостных шарниров 36, т.е. центры шаровых держателей 39,. с пространственной осью сустава.

Далее стопорными винтами 34 и фиксирующими гайками 37 пространственно закрепляют каждый центроискатель.

Осевые стержни 40 каждого центроискателя надевают на отогнутые наконечники 20 маятниковой скобы 13, которые теперь расположены точно по оси сустава, а маятник 11 — перпен205902 4 дикулярно оси сустава. Кольцо 12 связывают со скобой 13 с помощью резьбовых стержней 14 и сферических гаек 15.

Второй этап — поворот всей системы во фронтальной плоскости, т.е. установка маятника перпечдикулярно горизонтальной плоскости. Это осуществляется предварительным ослабле10 нием прижимной гайки 10, поворотом кольца 1, имеющего возможность ротационно перемещаться в пределах угла 60 . При этом добиваются совмещения отвеса 17 -с визирной линией

15 19 на маятнике 11,.расположенном перпендикулярно оси сустава. Кольца

1 закрепляют в кронштейне 6 с помощью пальца 9 и прижимной гайки 10.

Затем снимают оба центроискателя, 20 ослабив стопорные винты 30 и сняв вилки 29 с колец 1 и 12.

В результате маятник занимает правильное положение относительно оси сустава с большой точностью в

25 пространстве, что значительно влияет на стабильность результатов и гарантирует от случайных ошибок.

Измерения, проведенные с применением устройства, показывают, что от опыта к опыту наблюдается повторяемость результатов, относительная ошибка порядка 0,01Х для первого колебания по 10 экспериментам. Отсутствие центроискателей приводит к относительной ошибке порядка ЗОЖ по 10 экспериментам, что затрудняет анализ полученных данных.

Таким образом, совмещение оси качания маятника с пространственной осью сустава обеспечивает повышение точности измерений..1205902

Фиг.1

1205902

1205902

Составитель Л.Соловьев

Техред О.Неце Корректор М.Пожо

Редактор А..Коэориз

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

Заказ 8582/6 Тираж сГ5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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