Устройство для исследования динамики силовых движений в обуви

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при биофизических исследованиях силовых движений человека. Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых динамических силовых движений. Цель достигается тем, что измерительное устройство расположено в подошве обуви и выполнено в виде двух тензоплатформ с лунками, в которых размещены упругие элементы в тензодатчиками. При приложении вертикального механического усилия к тензоплатформе деформируется резиновый амортизатор 11. При этом шток 12 надавливает на металлическую мембрану 15, прогибая ее. При этом тензорезистор 16 растягивается, изменяя свое электрическое сопротивление. 4 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) S U (l l) (g))g G 01 L 1/22, А 61 В 5/103

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

t (21) 4232388/24-.1 0 (22) 18.03.87 (46) 30.07. 90. Бюл. 3- 28 (7.1) Львовский государственный университет им. Ив. ())ранко (72) Б.В.Семен и С.Л.Лондарь (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)1) 1090338, кл. А 61 В 5j)0,:1982.

Авторское свидетельство СССР

)1) 96.1721, кл. А 63 В 69/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ СИЛОВЫХ ДВККЕНИЙ В ОБУВИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при биофизических исследова2 ниях силовых движений человека. Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых динамических силовых движений. Цель достигается .тем, что измерительное устройство расположено в подошве обуви и выполнено в виде двух тензоплатформ с лунками, в которых размещены упругие элементы с тензодатчиками. При приложении вертикального механического усилия в тензоплатформе деформируется резиновый амортизатор 11 . При этом шток 12 надавливает на металлическую мембрану 15, прогибая ее. При этом тензорезистор 6 растягивается, изменяя свое электрическое сопротивление.

4 ил. 1582034

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при биофизических исследованиях силовых движений человека, например в практике тренировочного процесса борцов высокой квалификации.

Цель изобретения — расширение

Функциональных воэможностей эа счет измерения распределенной силы под 10 углом к вертикали.

На Фиг. 1 представлена одна из тензоплатформ, на Фиг . 2 — тензодатчик, на Фиг. 3 — то же, при приложении

:;Физического усилия под углом к верти- 15 кали, на Фиг. 4 — электрическая схе, ма измерительного тракта устройства.

Каждая из подошв обуви (Фиг.1) состоит из тензоплатформ 1 с шестью

;круглыми лунками (по три н передней 20 части стопы и на пятке}, в которые помещены тензодатчики 2, кожаной муфты 3, болтов, соединяющих, муфту с подошвой 4, тонкой эбонитовой плястины, отделяющей воспринимающую 25 поверхность тензодатчикон от пола

5, матерчатого чехла, механически удерживающего эбонитовую пластину 6.

Тензодатчик (Фиг .2) сбстоит иэ

1 корпуса 7 датчика винта 8 направляю- 30

S щего, гайки 9, крышки 10 корпуса датчика, резинового амортизатора 11, .штока 1 2 воспринимающей пластины, воспринимающей пластины 13, винта

14 крепящего металлическую мембрану

1S, тенэореэистора 16, наклеенного снизу на мембрану 1 5.

Вид металлической мембраны 15 разО

/ вернутой на 90 относительно показанной в составе тензодатчика, пред- @> ставлен на Фиг. 2 внизу.

Устройстно работает следующим образом.

При приложении вертикального механического усилия в тензоплатформе деформируется резиновый амортиза oÐ отдельного тензодатчика 1 1, шток 12 воспринимающей пластины надавливает на металлическую мембрану IS, прогибая ее при этом также растягивает- 50 ся тензорезистор 16, изменяя свое электрическое сопротивление.

В качестве резинового амортизатора использована вакуумная резина, обладающая упругими свойствами в пределах 55 изменения нагрузки 0-100 кГ. Устройство тензодатчиков позволяет также из.мерять механические усилия, приложенные к тензоплатформе под углом к вертикали. При этом возникающая сила, действующая на тензодатчик, деформирует резиновый амортизатор так, как это показано на фиг.3. Направление штока соответствует направлению вектора результирующей силы, действующей на тензодатчик.

Вследствие изменения точки надавлинания штока на мембрану, по сравнению с рассмотренным случаем приложения вертикальной силы, расстояние между этой точкой и точкой фиксации мембраны винтом 14 (фиг.З) уменьшается. Вследствие этого относительный прогиб металлической мембраны увеличивается при одинаковом вертикальном смещении штока. Это означает, что на измерение сопротивления тенэорезистора оказывает влияние и горизонтальная составляющая усилия, приложенного к тензоплатформе, Измерительный тракт (Фиг.4) представляет собой измерительный мост 17. усилитель 18, ) 9 и регистрирующий прибор 20. Измерительный мост состоит иэ трех постоянных резисторов R, Rq, R, подстроечного и многооборотного резистора и интегрального тензорезистора Rq, состоящего в свою очередь из 1 2 последовательно соединенных тензорезисторон (по 6 в каждой из подошв) .

В качестве регистрирующего прибоI ра используется быстродействующий медицинский самописец. При силовом воздействии на тенэоплатформу отдельные упругие резиновые амортизаторы тензодатчика, попадающие н зону Меканического воздействия, деформируются.

При этом изменяется электрическое сопротивление тенэорезисторов этих дат— чиков и соответственно сопротивление интегрального тензорезистора Вц включаемого н одно из плеч измерительного моста. Мост разбалансируется .

Сигнал разбаланса подается на вход вильтметрА В7-21 и после усиления записывается самописцем.

Тензоплатформу электрически соединяют с остальной частью измерительного тракта, находящегося на стационарном пульте, с помощью гибких проводников, прикрепляемых механически к поясу исследуемого человека, что практически не стесняет его н движениях.

Сбалансированность двух подошв тензоплатформы обеспечивают идентичностью каждого из 12 устанавливаемых 1 582034

25 силы. тензодатчиков, тщательно подгоняющих— ся при установке. Измеряемость гори— зонтальных составляющих обеспечивают установкой трех тенэодатчиков на пятке подошвы, обращенных фиксирующими винтами в сторону носка, и трех тензодатчиков в носке подошвы, обращенных Фиксирующими винтами в сторону пятки.

Калибровку проводят с помощью нагружаемых на подошвы тяжестей, как в вертикальном направлении, так и в направлении под углами 75, 80, 85 к горизонту. Проведенная калибровка показывает полную линейность во всем диапазоне в вертикальном направлении и линейность с тем же коэФфициентом под углом 80 .

Таким образом, предлагаемая тенэоплатформа позволяет измерять горизонтальные составляющие величиной до

10-157. от вертикальной составляющей

Формула и э о б р е т е н и я

Устройство для исследования динамики силовых движений в обуви, содержащее датчики силы с упругими элементами и тензореэисторами на них, стлцчающееся тем,что,с целью расширения Функциональных воэможностей путем измерения распределенной силы под углом к вертикали, подошва обуви выполнена в виде тенэоплатформы с лунками, в которых расположены датчики силы, каждый из которых снабжен корпусом, крышкой с отверстием, резиновым амортизатором и силовоспринимающей пластиной с центральным штоком, обращенным через отверстие в крьш ке внутрь корпуса, причем упругий элемент выполнен в виде мембраны, контактирующей с концом штока и закрепленной на опорах внутри корпуса, а резиновый амортизатор и силовоспринимающаяся пластина закреплены с наружной стороны крьш ки последовательно.

1582034

Составитель И, Мальгинова

Техред Л. Сердюкова Корректор H,11уска

Редактор Т. ПарФенова

Заказ 2081 Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 11осква, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101