Кистевой динамометр

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения усилий сжатия кисти руки. Цель изобретения - повышение точности и удобства эксплуатации. Кистевой динамометр содержит упругий элемент в виде плоской пружины 1 с силопередающей опорой 5 и толкателем 6, регулировочное устройство 13, передаточный рычажно-зубчатый механизм с моментной спиральной пружиной 19, отсчетное устройство 15 со стрелкой 18 и переключатель режимов работы. Плоская

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОКИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

18

l7

5 (21) 4798689/10 (22) 05.03.90 (46) 30.03.92. Бюл. М 12 (71) Научно-производственное объединение

"Мединструмент" и Нижнетагильский филиал Тульского научно-исследовательского технологического института (72) А.О.Вейнгардт (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 297876, кл. G 01 1 1/04, 1967.

Авторское свидетельство СССР

М 152331, кл. G 01 1 1/04, 1962.

„„. рЦ „„1723465 А1 (51)5 G 01 1 1/04, А 61 В 5/22 (54) КИСТЕВОЙ ДИНАМОМЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения усилий сжатия кисти руки. Цель изобретения — повышение точности и удобства эксплуатации. Кистевой динамометр содержит упругий элемент в виде плоской пружины 1 с силопередающей опорой 5 и толкателем 6, регулировочное устройство

13, передаточный рычажно-зубчатый механизм с моментной спиральной пружиной 19, отсчетное устройство 15 со стрелкой 18 и переключатель режимов работы. Плоская

1723465 пружина 1 концами установлена на опорные цилиндрические ролики, находящиеся на корпусе 2 динамометра, и прижата пружинными П-образными прижимами. Длина силопередающей опоры 5 и длина плоской пружины 1 взаимосвязаны по длине с шириной кисти. Регулировочное устройство 13 образует с толкателем 6 арксинусный механизм. Охватываемая кистью часть динамоИзобретение относится к динамометрической технике, а конкретно к устройству динамометров для измерения усилий сжатия кисти руки, и может быть использовано в антропометрии, невропатологии, равматологии, кардиологии, курортологии, при профессиональном отборе, а также в практике физиологии, гигиены труда и спорта, Известны динамометры, содержащие упругий элемент и измерительный механизм, в качестве которого чаще всего используется стрелочный индикатор.

Большинство динамометров позволяет получить нефиксированные показания усилий, что достигается в основном действием винтовой пружины растяжения. Реже встречаются динамометры с фиксацией показаний усилий, получаемой на счет сил трения в . измерительном механизме, а также динамометры, работающие в фиксированном и нефиксированном режимах.

Для известныхдинамометров характерны недостаточные для исследования точность измерений и удобство эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является динамометр для определения силы сжатия кисти руки, содержащий упругий элемент в виде плоской пружины, жестко закрепленный концами в корпусе и снабженный в средней части опорной для кисти площадкой и толкателем с регулирующим винтом, передаточный рычажно-зубчатый механизм со стрелкой, пружину фиксации показаний на шкале.

Концы плоской пружины известного динамометра жестко закреплены в корпусе; что вызывает искажение полезной информации о приложенной силе из-за имеющей место наряду с деформацией изгиба деформации растяжения, возрастающей в наи равлении силы и приводящей к уменьшению чувствительности. Другим недостатком этого динамометра является, вследствие наличия и непостоянства плеча приложения результирующей силы кисти метра имеет. эластичную оболочку 22, выполненную с учетом антропометрических данных кисти и ориентирующую кисть при захвате. Прогиб плоской пружины 1 поддействием усилий кисти происходит вдоль стойки, на которой она установлена, в месте присоединения силопередающей опоры 5, расположенном в зоне основных усилий кисти, и закрепленной в корпусе 2. 4 ил. относительно опорной площадки, перекос регулирующего винта с изменением плеча рычажной системы и тем самым снижение точности измерений. При соизмеримых дли5 нах плоской пружины и опорной для кисти руки площадкой у прототипа всегда имеет место завышение истинного значения силы, когда 1-II пальцы располагаются со стороны головки регулирующего винта, или заниже10 ние — при расположении Н! пальцев с противоположной (от средней части плоской пружины) стороны, т,е. практически вектор результирующей усилий пальцев на совпадает со стрелой прогиба плоской пружины и

15 перемещением регулировочного элемента, и тем самым с грудуировочной характеристикой динамометра. Такое несовпадение приводит к искажению результатов измерений. Применение регулирующего винта, го20 ловка которого образует с рычажной системой арктангенсный механизм, является недостаточно удобным при регулировке динамометра.

Недостаточный учет эргономических требований к охватываемой кистью части

25 динамометра (в дальнейшем — рукоятка) и антропометрических данных кисти руки не позволяет замерить истинную силу и приводит к неудобству эксплуатации. Гладкие металлические симметричные силопереда30 ющая опора и часть корпуса представляют нецелостную раздробленную поверхность, охватываемую кистью, и вызывают ряд замечаний эргономического характера: непрочный и неудобный захват рукоятки со

35 смещением динамометра в кисти при замере усилий, невозможность ориентации кисти на рукоятке, возникновение болевых ощущений, особенно при достижении максимальных усилий, неудобный уход (саноб40 работка).

Цель изобретения — повышение точности измерений и удобства эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в динамометр, содержащий размещенные в

45 корпусе упругий элемент в виде плоской

1723465

40 пружины с присоединенными к нему с одной стороны силопередающей опорой, а с другой стороны толкателем, связанным с регулировочным устройством и передаточным рычажно-зубчатым механизмом с Мо ментной спиральной пружиной, отсчетное устройство в виде шкалы и стрелки и пере,ключатель режимов работы, введены опорные цилиндрические ролики, пружинные

П-образные прижимы, стойка, образующая с плоской пружиной цилиндрическую пару скольжения, и эластичная оболочка, регулировочное устройство выполнено в виде пальца с эксцентрично расположенным шариком, установлено на рычаге передаточного рычажно-зубчатого механизма и образует с толкателем арксинусный механизм, эластичная оболочка выполнена в виде двух наружных участков полого тора плоскоовального сечения с ориентирующими выступами со стороны, противоположной отсчетному устройству, и установлена с возможностью перемещения на силопередающей опора и на корпусе. При этом плоская пружина прижата к корпусу через опорные цилиндрические ролики пружинными П-образными прижимами, установленными в зоне опорных цилиндрических роликов, и размещена на стойке в месте присоединения силопередающей опоры, расположенном в зоне основных усилий кисти, на расстоянии 0,25 — 0,45 длин силопередающей опоры и плоской пружины от их концов со стороны отсчетного устройства, расположенного вне зоны усилий кисти

На фиг.1 изображен вид кистевого динамометра с вырезом для лучшего показа конструкции; на фиг.2 — разрез А — А на фиг.1; на фиг.З вЂ” соединение стойки с пло- . ской пружиной и расположение оболочки, разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — крепление концов плоской пружины, разрез В-В на фиг.1.

Динамометр имеет плоскую пружину 1, установленную концами на корпус 2 через опорные цилиндрические ролики 3 и прижатую пружинными П-образными прижимами

4 в зоне опорных цилиндрических роликов

3 (фиг.4). К плоской пружине 1 со смещением в сторону передаточного рычажно-зубчатого механизма крепится силопередающая опора 5 и толкатель 6. В корпусе 2 находится стойка 7, на которой установлена плоская пружина 1 в месте присоединения опоры 5 и имеется выступ 8 для ограничения прогиба плоской пружины 1 (фиг.3). Передаточный рычажно-зубчатый механизм расположен в платах 9 и 10, жестко соединенных между собой колонками 11, и состоит из рычага 12, на малом плече которого

15 находится регулировочное устройство в виде пальца 13 с эксцентрично расположенным шариком 14, образующее с толкателем

6 арксинусный механизм. Регулировочное устройство предназначено для исключения доводки упругой характеристики плоской пружины 1 под равномерную шкалу 15, а также для компенсации погрешностей изготовления при сборке путем изменения длины малого плеча 12 при повороте регулировочного устройства. Элемент толкателя 6, имеющий контакт с шариком 14, может быть выполнен подвижным, например, на резьбе (не показано) для изменения положения тол кателя 6 относительно регулировочного устройства, в том числе и для изменения положения рычага 12 при регулировании по точкам шкалы 15. Другим плечом рычага 12 является зубчатый сектор 16, находящийся в зацеплении с трибом 17, на конце оси которого насажена стрелка 18.

Спиральная моментная пружина 19, закрепленная одним концом на оси триба 17, а другим — на плате 9, обеспечивая однопрофил ное зацепление сектора 16 и триба 17, выбор зазоров во всех шарнирах передаточного рычажно-зубчатого механизма, предназначена для работы динамометра в нефиксированном режиме и для возврата стрелки 18 на нулевую отметку шкалы. На головке корпуса 1 установлен переключатель 20 режимов работы с пружиной 21, за счет силы трения между которой и осью триба 17 осуществляется фиксация стрелки 18 относительно шкалы 15.

На силопередающей опоре 5 с возможностью перемещения и противоположно ей на корпусе 2 установлена эластичная оболочка 22 (фиг.3), например, из пластиката

ПВХ, выполненная в виде двух внешних участков полого тора плоскоовального сечения, с рельефной поверхностью и ориентирующими выступами со стороны, противоположной размещению шкалы 15 (фиг,1).

Шкала 15 вынесена за пределы эластичной оболочки 22 в головку корпуса 2.

Динамометр работает в режимах фиксированных (для замера максимальных усилий) и нефиксированных (для замера изменяющихся во времени усилий) показаний.

Для фиксации показаний на шкале 15 приложенных к динамометру усилий после снятия их переключатель 20 перемещают в положение, при котором пружина 21 входит в контакт с осью триба 17. Для работы в нефиксированном режиме или для возврата стрелки 18 в нулевое положение переключатель 20 перемещают в другое положение.

1723465

55

Выполнение измерений производят при поперечном захвате рукоятки динамометра, при котором I — II пальцы размещаются со стороны, вынесенной за пределы усилий кисти в головку корпуса 2 шкалы 15 на эластичной оболочке 22, ориентирующей кисть, в том числе и с помощью ориентирующих выступов со стороны V пальца кисти.

Под действием сжимаемых усилий кисти силопередающая опора 5 воздействует на плоскую пружину 1, которая изгибается в направлении стойки 7, вызывая перемещение толкателя 6. Поступательное движение толкателя 6 преобразуется рычагом 12 через палец 13 с шариком 14 и сектором 16 во вращательное триба 17 со стрелкой 18.

Наличие стойки и расположение ее, как и присоединение силопередающей опоры, в зоне наибольшего прогиба плоской пружины значительно уменьшает перекос толкателя при эксцентриситетах измеряемой силы, а наряду с нежестким креплением концов плоской пружины и применением регулировочного устройства, образующего с толкателем арксинусный механизм, приводит к повышению точности измерений.

Приближение формы рукоятки динамометра к форме, соответствующей законам практической и физиологической целесообразности, с введением оболочки, выполненной из эластичного материала, и вынесением отсчетного устройства за пределы рукоятки, размеры которой приняты с учетом размеров кисти в головку корпуса, повышает информативность и удобство эксплуатации.

Испытания показали удобство эксплуатации различными группами людей (детьми, подростками, женщинами, мужчинами).

Применение предлагаемого динамометра в медицине, а также в практике спорта, позволяет повысить эффективность исследований.

B предлагаемом динамометре достигнуто повышение точности измерений не менее чем в 1,5 раза при расширении функциональных возможностей прибора по сравнению с прототипом.

5 Формула изобретения

Кистевой динамометр, содержащий размещенные в корпусе упругий элемент в виде плоской пружины с присоединенными к нему с одной стороны силопередающей

10 опорой, а с другой стороны толкателем, связанным с регулировочным устройством и передаточным рычажно-зубчатым механизмом с моментной спиральной пружиной, отсчетное устройство в виде шкалы и стрелки

15 и переключатель режимов работы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений и удобства эксплуатации, в него введены опорные цилиндрические ролики, пружинные П-образные

20 прижимы, стойка, образующая с плоской пружиной цилиндрическую пару скольжения, и эластичная оболочка, регулировочное устройство выполнено в виде пальца с эксцентрично расположенным шариком, уста25 новлено на рычаге передаточного рычажно-зубчатого механизма и образует с толкателем арксинусный механизм, эластичная .оболочка выполнена в виде двух наружных участков полого тора плоско30 овального сечения с ориентирующими выступами со стороны, противоположной отсчетному устройству, и установлена с возможностью перемещения на силопередающей опоре и на корпусе, при этом плоская

35 пружина прижата к корпусу через опорные цилиндрические ролики пружинными П-образными прижимами, установленными в зоне опорных цилиндрических роликов, и размещена на стойке в месте присоедине40 ния силопередающей опоры, расположенном в зоне основных усилий кисти, на расстоянии 0,25-0,45 длин силопередающей опоры и плоской пружины от их концов со стороны отсчетного устройства, располо45 женного вне зоны усилий кисти.

l1

1б

?2 иг.2 б-5

Apeymu

Составитель И. Карпенко

Редактор М. Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид

Заказ 1059 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