Устройство для измерения угловых перемещений звеньев тела человека
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<>562269
Союз Советских
Сокиалистически»
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.03.76 (21) 2344032/13 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.06.77. Eëëëåòåíü ¹ 23 (45) Дата опубликования описания 11.08.77 (51)М.Кл А 61 В 5/1О
Государственный комитет
Совета Министров СССР по лелем изобретений и открытий (53) УДК 615.47(088.8) (72) Авторы изобретения
В. И. Казанцева, В. Н. Лузгин, А. М. Рабинович и И. В. Касаткина (71) Заявитель Омский государственный институт физической культуры (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ
ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ЗВЕНЬЕВ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для измерений параметров движений человека.
Известно устройство для регистрации движений отдельных звеньев тела человека, содержащее потенциометрические датчики, соединенные с помощью тяг с соответствующими участками тела человека, опорные площадки.
Однако в этом устройстве элементы, приводящие во вращение потенциометр датчика, обладают недостаточным числом степеней свободы в плоскостях, не совпадающих с плоскостью исследуемого перемещения. Поэтому возникающие при реальном движении механические напряжения препятствуют совершению естественного движения и вызывают в самом устройстве нежелательные деформации, приводящие к потере электрического контакта в датчике или к поломкам прибора.
Целью изобретения является сохранение достоверности движений человека.
Это достигается тем, что в устройстве тяги потенциометров, укрепленных на опорных площадках, снабжены двойными цилиндрическими шарнирами, причем потенциометры между собой соединены с помощью телескопической муфты, а тяга потенциометра измерения угла прогиба спины содержит кулисный механизм с самоустанавливающейся кареткой.
На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства для измерения угловых пере5 мещений звеньев тела человека; на фиг. 2— устройство, устанозленное на теле человека.
Устройство содержит потенциометрические датчики в виде ползунковых потенциометров . .. 2. Ось 8 потенциометра 1 через цилиндрический шарнир 4 соединена с опорной площадкой 5, предназначенной для соосного крепления в области одного из суставов. Корпус б потенц, ометра 1 при помощи тяги 7, двойного цилиндрического шарнира 8 и тяги
9 соединен с опорной площадкой 10, предназначенной для крепления на дистальном конце одного из исследуемых звеньев тела. Одновременно ось 3 потенциометра 1 через тягу
11, цилиндрический шарнир 12, вращающуюся телескопическую муфту И, цилиндрический шарнир 14 и тягу 15 соединена с корпусом 1б потенциометра 2. Ось 17 этого потенциометра через цилиндрический шарнир 18 скреплена с опорной площадкой 19, укрепляе25 мои соосно с другим исследуемым суставом.
Одновременно ось 17 через тягу 20 и двойной цилиндрический шарнир 21 соединена с кулисой 22, каретка 28 которой прп помощи двойного цилиндрического шарнира 24 укреплена на опорной площадке 25, предназначенной для
562269 крепления на другом дистальном конце исследуемой цепи звеньев тела.
Устройство, например, при одновременном изучении угловых перемещений в тазобедренном суставе и прогибе позвоночника, работает следующим образом.
Опорная площадка 10 укрепляется на бедре испытуемого, опорная площадка 5 — в области вертлужной впадины, опорная площадка
19 — в области поясницы, опорная площадка
25 — на спине в области лопатки.
Независимо от индивидуальных антропометрических данных испытуемого расстояние между площадками 5 и 19 автоматически у1станавливается при помощи телескопической муфты 18 на нужную величину, а расстояние между площадками 19 и 25 автоматически устанавливается благодаря перемещению каретки 28 вдоль кулисы 22.
Благодаря наличию шарниров 8, 12, 14, 21, 24 и кулисы 22 все тяги 7, 9, 11, 15, 20, приводящие во вращение потенц иометры 1 и 2, автоматически располагаются в соответствии с индивидуальной конфигурацией тела испытуемого. При вращении бедра в тазобедренном суставе потенциометр 1 отрабатывает угол поворота, при этом механические напряжения, связанные с отведением и пронацией бедра, изменением степени напряжения мышц и изменением расстояния между местами крепления площадок 5 и 19, снимаются соответствующими поворотами шарниров 8, 12, 14, 18 и перемещением поршня телескопической муфты 13. При осуществлении прогибания в спине потенциометр 2 отрабатывает угол перемещения хорды, соединяющей поясницу с лопатками. Изменения длины этой хорды и ее повороты в плоскостях, не совпадающих с плоскостью прогиба, компенсируются перемещением каретки 28 и поворотами в шарнирах
21 и 24.
При выполнении одновременного вращения бедра и прогибания в спине возникают силы, сдвигающие площадки 5 и 19 из нужного положения поворотами шарниров 4 и 18, соответственно.
Изменения электрических сопротивлений потенциометров 1 и 2 пропорциональны углам поворота бедра и хорды прогиба спины. Эти сопротивления измеряются известными способами.
15 Благодаря использованию разгружающих элементов (шарниров, телескопической муфты и кулисы) устройство позволяет измерять угловые перемещения звеньев тела при многосуста в ном движенци без отграничения естест20 венности этих движений и нарушений нормального функционирования электрической и механической частей устройства.
Формула изобретения
Устройство для измерения угловых перемещений звеньев тела человека, содержащее потенциометры, опорные площадки и тяги, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сохранеЗО ния достоверности движений человека, тяги потенцио метров, укрепленных на опорных площадках, снабжены двойными цилиндрическими шарнирами, причем потенциометры между собой соединены с помощью телескопи55 ческой муфты, а тяга потенциометра измерения угла прогиба спины содержит кулисный механизм с самоустанавливающейся кареткой.
562269
Составитель В. Головин
Текред А. Камышникова
Корректор В. Гутман
Редактор Д. Пинчук
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»
Заказ 489/1172 Изд. Хо 55 Тираж 693 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
