Устройство для уменьшения отрицательного действия гравитационного поля земли на организм человека

Изобретение относится к медицине, а именно к профилактике заболеваний опорно-двигательного аппарата. Устройство содержит основание, несущую конструкцию, подвижно установленную на основании, и закрепленные на несущей конструкции кресло с сиденьем и спинкой, объект работы и периферийное оборудование. Основание снабжено вертикально установленными передней и задней телескопическими опорами. Каждая опора жестко закреплена нижним концом на неподвижном основании с возможностью независимого перемещения верхнего конца опоры относительно вертикальной оси. Несущая конструкция снабжена опорным элементом, выполненным в форме дуги. На каждом конце дуги выполнена цапфа. Дуга установлена на цапфах соответственно на верхних концах передней и задней опоры с возможностью поворота относительно продольной оси координат с центром координат, находящимся в центре суммарной массы устройства. Устройство позволяет повысить работоспособность человека и уменьшить вероятность возникновения заболеваний опорно-двигательного аппарата и сердечно-сосудистой системы. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к профилактике заболеваний опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой системы и созданию психофизического комфорта, в частности, для уменьшения утомляемости при длительной работе на компьютере.

Известно устройство для уменьшения отрицательного действия гравитационного поля Земли на организм человека, содержащее основание, несущую конструкцию, подвижно установленную на основании, и закрепленные на несущей конструкции кресло с сиденьем и спинкой, объект работы и периферийное оборудование (RU 2215512 С1, 10.11.2003).

Комфортным состоянием для человека считается такое, при котором в головной мозг поступает как можно меньше отрицательных раздражающих импульсов от периферических рецепторов. Раздражающим импульсом является любое физическое явление, которое способны воспринимать периферические рецепторы, в частности сила гравитационного поля Земли. Направление и сила гравитационного поля Земли (ГПЗ) постоянны, может лишь изменяться положение тела человека относительно вектора ГПЗ. Если положение тела определенное время не меняется, то раздражающие импульсы от проприорецепторов нарастают. Ответной реакцией на это раздражение является изменение положение тела относительно вектора гравитации. Но в силу определенных обстоятельств (например, при выполнении определенного вида работ) человек не может принять комфортное положение и волевым решением продолжает удерживать вынужденную позу, несмотря на нарастающее раздражение со стороны проприорецепторов. При этом происходит нарушение внимания, оперативности мышления и снижение работоспособности. Кроме того, длительное пребывание в статическом положении приводит к деформации скелета (в частности, позвоночника), к различным заболеваниям опорно-двигательной и сердечно-сосудистой системы.

Однако в известном из источника информации RU 2215512 устройстве при появлении у человека признаков утомления в процессе выполнения работы положение несущей конструкции с расположенным на ней человеком и закрепленными объектом работы и периферийным оборудованием изменяют относительно вектора гравитационного поля на заданный центральный угол, расположенный в плоскости симметрии человека, что не достаточно эффективно.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства, позволяющего снизить утомляемость и, следовательно, повысить работоспособность человека, особенно при выполнении некоторых видов работ, требующих фактически статического положения человека на рабочем месте, например оператора компьютера, кроме того, с большей эффективностью, чем у известных технических решений, уменьшить вероятность возникновения заболеваний опорно-двигательного аппарата и сердечно-сосудистой системы человека, вызванных действием гравитационного поля.

Таким образом, технический результат заключается в повышении работоспособности человека и в уменьшении вероятности возникновения заболеваний опорно-двигательного аппарата и сердечно-сосудистой системы при использовании предлагаемого устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для уменьшения отрицательного действия гравитационного поля Земли на организм человека, содержащем основание, несущую конструкцию, подвижно установленную на основании, и закрепленные на несущей конструкции кресло с сиденьем и спинкой, объект работы и периферийное оборудование, согласно изобретению, основание снабжено вертикально установленными передней и задней телескопическими опорами, каждая из которых жестко закреплена нижним концом на основании с возможностью независимого перемещения верхнего конца опоры относительно вертикальной оси, несущая конструкция снабжена по меньшей мере одним опорным элементом, выполненным в форме дуги, установленной на цапфах соответственно на верхних концах передней и задней опоры с возможностью поворота относительно продольной оси координат с центром координат, находящимся в центре суммарной массы устройства, по меньшей мере тремя направляющими роликами, закрепленными на осях на опорном элементе, по меньшей мере одним несущим элементом, выполненным в форме замкнутого кольца, установленного на роликах опорного элемента с возможностью поворота относительно поперечной оси координат, расположенными по обе стороны от сиденья двумя подлокотниками, каждый из которых соединен через шарнирный узел с сиденьем, подголовником, закрепленным на спинке с возможностью его регулирования по высоте, и подставкой для ног, шарнирно присоединенной к сиденью.

Кроме того, каждая телескопическая опора может содержать упругий элемент, размещенный во внутренней полости опоры, и электропривод опоры для перемещения подвижного верхнего конца опоры по вертикальной оси.

Предусмотрено, что опорный элемент может быть снабжен электроприводом опорного элемента для перемещения несущей конструкции относительно продольной оси координат.

Целесообразно, чтобы один из направляющих роликов был снабжен электроприводом несущего элемента для его перемещения относительно поперечной оси координат.

Также предусмотрено, что устройство может быть снабжено автоматизированной системой, состоящей из датчиков контроля положением человека, сидящего в кресле, микропроцессора, электрически связанного с датчиками, и коммутатора, электрически связанного входом с микропроцессором, а выходом с соответствующими электроприводами.

Наряду с этим, в качестве датчиков могут быть использованы сенсорные датчики силы давления, при этом датчики установлены в подголовнике, в верхней и нижней части спинки кресла, в сиденьи, в каждом подлокотнике и в подставке для ног.

Кроме того, объект работы может состоять из клавиатуры компьютера, а периферийное оборудование - из монитора.

При этом рекомендуется, чтобы несущая конструкция было снабжена кронштейном, прикрепленным к несущему элементу напротив кресла, держателем монитора, подвижно закрепленным на кронштейне, и держателем клавиатуры, шарнирно присоединенным к держателю монитора.

На чертеже показано устройство для уменьшения отрицательного действия гравитационного поля Земли на организм человека, вид сбоку.

Устройство для уменьшения отрицательного действия гравитационного поля Земли на организм человека содержит основание (1), несущую конструкцию, подвижно установленную на основании, и закрепленные на несущей конструкции кресло (2) с сиденьем (3) и спинкой (4), объект работы и периферийное оборудование. Основание снабжено вертикально установленными передней и задней телескопическими опорами (5,6). Каждая опора жестко закреплена нижним концом на неподвижном основании с возможностью независимого перемещения верхнего конца опоры относительно вертикальной оси. Несущая конструкция снабжена опорным элементом (7), выполненным в форме дуги. На каждом конце дуги выполнена цапфа. Дуга установлена на цапфах соответственно на верхних концах передней и задней опоры (5, 6) с возможностью поворота относительно продольной оси координат с центром координат, находящимся в центре суммарной массы устройства. Несущая конструкция также снабжена направляющими роликами (8), закрепленными на осях на опорном элементе (7), несущим элементом (9), выполненным в форме замкнутого кольца, установленного на роликах опорного элемента с возможностью поворота относительно поперечной оси координат, двумя подлокотниками (10), расположенными по обе стороны от сиденья (3), каждый из которых соединен через шарнирный узел с сиденьем, подголовником (11), закрепленным на спинке (4) с возможностью его регулирования по высоте, и подставкой для ног (12), шарнирно присоединенной к сиденью. Каждая телескопическая опора содержит упругий элемент (13), размещенный во внутренней полости опоры, и электропривод опоры (14) для перемещения подвижного верхнего конца опоры по вертикальной оси. Опорный элемент снабжен электроприводом опорного элемента (15) для перемещения несущей конструкции относительно продольной оси координат. Один из направляющих роликов снабжен электроприводом несущего элемента (16) для перемещения несущего элемента относительно поперечной оси координат. Устройство также снабжено автоматизированной системой (для автоматического перемещения несущей конструкции относительно каждой из осей координат), состоящей из датчиков (17) контроля положением человека, сидящего в кресле, микропроцессора (18), электрически связанного с датчиками, и коммутатора, электрически связанного входом с микропроцессором, а выходом с соответствующими электроприводами (14, 15, 16). При этом в качестве датчиков использованы сенсорные датчики силы давления. Датчики установлены в подголовнике, в верхней и нижней части спинки кресла, в сиденьи, в каждом подлокотнике и в подставке для ног. Объект работы может состоять из клавиатуры компьютера, а периферийное оборудование - из монитора (19). Причем несущая конструкция снабжена кронштейном (20), прикрепленным к несущему элементу (9) напротив кресла, держателем монитора (21), подвижно закрепленным на кронштейне, и держателем клавиатуры (22), шарнирно присоединенным к держателю монитора.

Работа устройства происходит следующим образом.

Человека располагают в определенном положении, зависящем от характера выполняемой работы, в кресле (2) несущей конструкции. При появлении у человека признаков утомления, вызванных действием гравитационного поля Земли, положение устройства плавно изменяют относительно вектора гравитационного поля в трехмерном пространстве в заданном направлении.

Например, применительно к оператору компьютера, перед началом работы несущую конструкцию устанавливают в исходное положение - монитор (19) и клавиатура задвинуты, подлокотники (10) подняты вверх. Оператор садится в кресло, опускает подлокотники, выдвигает монитор и клавиатуру, с помощью держателя монитора (21) и клавиатуры устанавливают наиболее удобное положение. Затем оператор включает компьютер и приступает к выполнению работы.

Через некоторое время в процессе работы под действием гравитационного поля у оператора возникает нарастающая физическая усталость, признаки которой выражаются в усилении мышечной активности, направленной на смену положения тела. На усиление мышечной активности реагируют те или иные сенсорные датчики (17) и в форме электрических сигналов передают импульсы в процессор (18), где суммируются с учетом эргономических требований, хранящихся в памяти процессора. Процессор формирует выходные сигналы, которые через коммутатор приводят в действие соответствующие электроприводы (14, 15, 16), которые, в свою очередь, перемещают несущую конструкцию вместе с оператором в пространстве в трех плоскостях (в трехмерном пространстве) относительно вектора гравитационного поля Земли.

В зависимости от угла поворота рабочих элементов несущей конструкции меняется угол наклона сиденья (4) относительно спинки (3) и угол наклона подставки для ног (12) относительно сиденья.

Достижение указанного технического результата при использовании заявленного устройства обусловлено тем, что при появлении признаков усталости, либо по заранее введенной программе, либо в режиме ручного управления происходит перераспределение воздействия гравитационного поля Земли на тело человека путем изменения положения его тела в пространстве в трех плоскостях относительно вектора гравитационного поля, при этом остаются неизменными изначально установленные оптимальные параметры периферийного оборудования и объекта работы, в том числе и системы "человек-машина".

1. Устройство для уменьшения отрицательного действия гравитационного поля Земли на организм человека, содержащее основание, несущую конструкцию, подвижно установленную на основании, и закрепленные на несущей конструкции кресло с сиденьем и спинкой, объект работы и периферийное оборудование, отличающееся тем, что основание снабжено вертикально установленными передней и задней телескопическими опорами, каждая из которых жестко закреплена нижним концом на основании с возможностью независимого перемещения верхнего конца опоры относительно вертикальной оси, несущая конструкция снабжена по меньшей мере одним опорным элементом, выполненным в форме дуги, установленной на цапфах соответственно на верхних концах передней и задней опоры с возможностью поворота относительно продольной оси координат с центром координат, находящимся в центре суммарной массы устройства, по меньшей мере тремя направляющими роликами, закрепленными на осях на опорном элементе, по меньшей мере одним несущим элементом, выполненным в форме замкнутого кольца, установленного на роликах опорного элемента с возможностью поворота относительно поперечной оси координат, расположенными по обе стороны от сиденья двумя подлокотниками, каждый из которых соединен через шарнирный узел с сиденьем, подголовником, закрепленным на спинке с возможностью его регулирования по высоте, и подставкой для ног, шарнирно присоединенной к сиденью.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая телескопическая опора содержит упругий элемент, размещенный во внутренней полости опоры, и электропривод опоры для перемещения подвижного верхнего конца опоры по вертикальной оси.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что опорный элемент снабжен электроприводом опорного элемента для перемещения несущей конструкции относительно продольной оси координат.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что один из направляющих роликов снабжен электроприводом несущего элемента для его перемещения относительно поперечной оси координат.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно снабжено автоматизированной системой, состоящей из датчиков контроля положением человека, сидящего в кресле, микропроцессора, электрически связанного с датчиками, и коммутатора, электрически связанного входом с микропроцессором, а выходом с соответствующими электроприводами.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в качестве датчиков использованы сенсорные датчики силы давления, при этом датчики установлены в подголовнике, в верхней и нижней части спинки кресла, в сиденьи, в каждом подлокотнике и в подставке для ног.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что объект работы состоит из клавиатуры компьютера, а периферийное оборудование - из монитора.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что несущая конструкция снабжена кронштейном, прикрепленным к несущему элементу напротив кресла, держателем монитора, подвижно закрепленным на кронштейне, и держателем клавиатуры, шарнирно присоединенным к держателю монитора.