Устройство для измерения давления по опорной поверхности

 

Изобретение относится к легкой промышленности , в частности к обувной, и может быть использовано при измерении давления стопы на опорную поверхность. Устройство выполнено в виде вкладной стельки со сквозными отверстиями по исей поверхности. Устройство снабжено датчиками , состоящими из токопроводящего материала оболочки и обкладок. Токопроводящий материал заключен в оболочку из упругого материала. Обкладки датчика выполнены из пружинной стали. Датчики выполнены в форме усеченных конусов. Верхний диаметр датчика соотносится к нижнему диаметру как 1 0,9 и высота датчика к его верхнему диаметру как 10,5-2. При этом упругие свойства вкладной стельки и датчика на сжатие одинаковы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>!s А 43 О 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»

» (21) 4692912/12 (22) 16,05,89 (46) 30.12,91.Бюл.¹ 48 (71) Всесоюзный заочный институт текстильной и легкой промышленности (72) С.П.Александров, О.B.Ïàðøèíà и

Г.А, Погася н (53) 685.31.051,2(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР №

1050651, кл. А 43 О, 1/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПО ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к легкой npoMbILLленности, в частности к обувной, и может быть использовано при измерении

Изобретение относится к легкой промышленности, г именно к измерительным устройствам и приспособлениям для обмера ног.

Известен тенэометрический датчик, состоящий из пакета пластин из электропроводной бумаги, металлических обкладок, между которыми установлены упругие противодействующие элементы, возвращающие пластины в исходное положение, принцип действия которого основан на изменении контактного сопротивления пакета электропроводной бумаги под действием давления на датчик, Недостатком этого датчика является низкая точность измерения в связи с малой деформируемостью электропроводной бумаги и большим гистерезисом датчика.

Извес но также устройство, которое содержит набор датчиков, установленных внутри обуви (на вкладной стельке). Датчики содержат пакет токопроводящей резины, „„БЦ ÄÄ 1701255 А1 давления стопы на опорную поверхность.

Устройство выполнено в виде вкладной стельки со сквозными отверстиями по всей поверхности, Устройство снабжено датчиками, состоящими из токопроводящего материала оболочки и обкладок, Токопроводящий материал заключен в оболочку иэ упругого материала. Обкладки датчика выполнены из пружинной стали. Датчики выполнены в форме усеченных конусов.

Верхний диаметр датчика соотноситгя к нижнему диаметру как 1:0,9 и высота датчика к его верхнему диаметру как 1:0,5-2, При этом упругие свойства вкладной стельки и датчика на сжатие одинаковы. 2 ил. заключенной между обкладками к которыл1 припаяны выводы. При установке cTollw на датчики под действием давления он сжимается и изменяется сопротивление элекгропроводящей резины, по которому определяется величина давления стопы.

Датчики имеют прямоугольную форму и устанавливаются на вкладную стельку. Толщина датчика 1.2" + 0,05 мм, линейные размеры 12х14 мм.

К недостаткам описанного устройства относится низкая точность измерения за счет крупного линейного габарита датчика, не дающего достаточное количество точек измерения, а также за счет л1аленькой толщины датчика, не воспринимающей давление, так как деформация детали обуви от воздействия стопы достигает 5-10 мм. Кроме того, измеряется давление стопы не на стельку, а на датчик, который имеет упругие характеристики, отличающиеся от пакета деталей низа. К недостаткам относится

1701255

Ел б з E)Kd t

41 41

С=С + Ca+ Сз+ 2 - (2)

С вЂ” жесткость датчика, Н/мм; .С1 — жесткость электропроводящей резины, H/ìì;

Cz — жесткость клеевого соединения, Н/мм;

C3 — жесткость оправы из полиуретана, Н/мм;

С4 — жесткость обкладок, Н/мм, Зададимся геометрическими параметрами датчика и материалами; верхний диаметр датчика бз= 6мм, диаметр элемента из электропроводящей резины б2=2-76 мм; толщина металлической обкладки ted=0,1 мм, высота датчика h=3 мм (фиг.2); Известны модули упругости:

Ез=80 МПа (стеличная кожа), Е1=26,3

Mfla (токопроводящая резина), Е2=7.9 МПа (клеевая пленка-наприт), Е4=0,985х10 МПа (степень обкладки), Рассчитаем жесткость полиуретана, задавшись принятым условием равенства упругих характеристик датчика и материала стельки, так как жесткость металлических обкладок С4 в формуле (2) находится а зна2 менателе значение — является малой ае 4 личиной и практически не изменяет значение жесткости всей системы датчика, следовательно, жесткость обкладок не влияет на жесткость датчика. Это подтверждается расчетом

Сз =С- C> — С2- — =

С4

ЕА Е1А1 Е2А2 21

1 1 1 Е4А4

81 — = 753,6 — 53,42—

Е4 d3

2,86 — 0,072 10 =698,31 (Н/м };

Сз 1 Сз 1 4

Аз д (1,1 }

698,31 3 4 98 84 (МПа }.

3,14 (6 — 3 }

Модуль упругости упругой возвращающеи оправы должен быть равен: Ез=98,84

МПа, что обеспечивает равенство упругих характеристик датчика и материала стельки (элемента для размещения датчика) — в примере рассмотрен" стелечная кожа.

Предлагаемое устройство может быть использовано при анализе степени комфортности низа обуви. одним из факторов которой является распределение давления, а также при разработке комфортного низа обуви с заданным распределения давления.

Преимущества предлагаемого устройства перед известным заключается в повышении точно" òè измерения за счет увеличения числа точек измерения, круглой формы поперечного сечения датчика, устранении влияния датчика на показания изме рений, повышении удобства пользования датчиком, а также в уменьшении петли гистерезиса датчика.

В лабораторных условиях используется пиантография для исследования распределения давления (базовый способ). По сравнению с базовым предлагаемый способ имеет следующие преимущества: возмож,,ость получения численныx 3HàUений давления стопы, возможность исследования распределения давлени", в обуви; изучение распределения давления при сменных материалах деталей иза, формула изобретения

Устройс гао для измерения цааления 10 опорной поверхности, содеожащее вкладную с1 ельку и наоор датчиков, кдждый из которых состоит из токопроаодящего материала и обкладки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыи;ения точ» ости измерения, стабильности и удобства пользования, вкладная стелька выполнена со сквозными отверстиями по всеи поверхности для установки в них датчиков, каждый из которых выполнен в форме усеченного конуса при соотноше.,ии его верхнего и нижнего диаметров 1З,9, и вь.сеть датчик= к его верхнему диаметру !:0.5-2,0, причем токопровоаящий мггериал заключен в oGoлочку из упругого матер,ала, а обкладка каждого датчика аь:полнена из пружинной стали, при этом упругие свойства вкладной стельки и датчи,а на сжатие одинаковы.

1701255 о о,;

< о оо р О о О о о - о о о о о о

О о с

Составитель А,Бражникова

Редактор M.Håäîëó>êåíêo Техред M.b/!oðãeíòàë Корректор С. Шевкун

Заказ 4488 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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