Устройство для измерения коэффициента трения кожи человека о ткань

 

Яр„с реыал ол сн®4в 1

Союз Советских

Социалистических

Реслублмк

ОП ИСА

0673

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) До пол н и тел ь ное к а вт. с вид- ву— (22) Заявлено 18.04.77 (21) 2474511/28-13 с присоединением заявки р(е (23) Приоритет—

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень №

Дата опубликования описания та.05.09

1) М.Кл

А 61 В 19/00

G 01 N 19/02

Гасударстеенный намнтет

СССР аа дедам изабретеннй и открытий

3) УДК615.471 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. М. Базовкин, В. P. Волковицкий и Н. M. Кулеш (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ

КОЖИ ЧЕЛОВЕКА О ТКАНЬ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в исследованиях привязных систем и ортопедических устройств (протезов для рук, ног, ортопедических корсетов и т,д.).

Известно устройство для измерения коэффициента трения кожи человека о ткань, содержащее корпус, измерительные привод и преобразователь.

В корпусе закреплен измерIIòå7üíûé привод, представляющий собой ленту, сверну- 1в тую в кольцо и приводимую во вращение двигателем. Лента протаскивается по коже человека с частотой 11 циклов в мин. В качестве измерительного преобразователя, измеряющего силу сопротивления протаскиванию ленты по коже человека — силу трения, используется приводной двигатель, число оборотов которого функционально связано с силой трения (1).

Коэффициент трения кожи человека о ткань зависит от силы нормального давления, относительной скорости перемещения кожи человека по ткани, позы человека, обусловливающей предварительный натяг кожи.

С этой точки зрения наиболее точно измерить коэффициент трения кожи человека о ткань можно лишь в натурныx условиях, когда человек размещен в реальной конструкции и подвергается воздействию реальных нагрмзок (например, перегрузок. возникающих при катапультировании или резком торможении автомобиля).

Устройство не позволяет с требуемой точностью произвести измерение коэффициента трения кожи человека о ткань у человека, размещенного в реальной конструкции, при воздействии на него кратковременных динамических нагрузок ввиду большой инерционности как измерительного привода, так и измерительного преобразователя.

Целью настоящего изобретения является увеличение точности измерения коэффициента трения кожи человека о ткань в peàльных условиях динамических нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введен измерительный прибор — логометр, измерительный преобразователь выполнен в виде двуx расположенных перпендикулярно друг другу, упруfllx чувствите7ьны элементов с укрепленными на ННх тензорезисторами, соеди660673 пенными в две отдельные мостовые схемы, а измерительный привод выполнен в виде размещенного в корпусе столика для образца ткани, механически связанного через шариковые направляющие с упругими чувствительными элементами, при этом выходы мостовых схем подключены к двум измерительным цепям логометра.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для измерения коэффициента трения кожи человека о ткань; на фиг. 2 —. электрическая схема устройства.

Устройство содержит корпус 1, в котором размещен измерительный преобразователь в виде двух расположенных перпендикулярно друг другу, упругих, чувствительных элемента 2 и 3 с наклеенными на них тензорезисторами 4 и 5. На упругом чувствительном элементе 2 установлен на шариковых направляющих 6 измерительный привод в виде столика 7, на котором закрепляется исследуемый образец ткани 8.

Столик 7 через шарик 9 контактирует своим торцом с упругим чувствительным элементом 3. Само устройство установлено в пазу конструкции, например, спинки кресла

10. Тензорезисторы 4 и 5 включены в две мостовые схемы 1 и II. Выходы этих мостовых схем подключены к двум измерительным цепям 11 и 12 измерительного прибора логометра.

Измерение коэффициента трения кожи человека о ткань устройством производится следующим образом.

В момент воздействия динамических нагрузок человек проседает вдоль спинки кресла (например, при катапультирозании или резком торможении автомобиля) и своей кожей скользит по спинке кресла 10, по рабочей поверхности корпуса 1 и образцу ткани 8, при этом измерительный столик 7 перемещается по шариковым направляющим

6 на упругом чувствительном элементе 2 параллельно рабочей поверхности корпуса до тех пор, пока шариком 9 не упрется в упругий чувствительный элемент 3.

Прогиб элемента 2, зависящий от величины нормального давления кожи человека о измерительный столик, воспринимается тензорезисторами 5, прогиб элемента 3, зависящий от величины силы сопротивления движению кожи человека по ткани — силы трения, воспринимается тензорезисторами 4.

Напряжение выхода схемы I, прямо пропорциональное величине нормального давления, подается в цепь 11 рамки, а напряжение выхода схемы II, прямо пропорциональное величине силы трения, — в цепь 12 рамки измерительного прибора — логометра.

В измерительном приборе логометрического типа угол поворота подвижной системы а = f, или 1(ф), где 1 — ток, Ум „ и, протекающий по одной измерительной цепи, а 1д — по другой.

Если Ur — напряжение, пропорциональное величине силы трения, а Uu — напряжение, пропорциональное величине силы нор15 мального давления, то а = f() = f(K), кнор а где К вЂ” коэффициент трения.

Таким образом, электрическая цепь устройства выдает сигнал, прямо пропорциональный величине коэффициента трения кожи человека об исследуемый образец ткани, что повышает точность измерения.

Устройство удобно в эксплуатации и позволяет производить измерение коэффициента трения кожи человека о ткань в натурных условиях при воздействии на человека кратковременных динамических нагрузок.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента трения кожи человека о ткань, содержащее корпус, измерительные привод и преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения в реальных условиях динамических нагрузок, в устройство дополнительно введен измерительный прибор — логометр, измерительный преобразователь выполнен в виде двух, расположенных перпендикулярно друг другу, упругих чувствительных элементов с укрепленными на них тензорезисторами, соединенными в две отдельные мостовые схемы, а изме4о рительный привод выполнен в виде размещенного в корпусе столика для образца ткани, механически связанного через шариковые направляющие с упругими чувствительными элементами, при этом выходы мостовых схем подключены к двум измерительным цепям логометра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды конференции: Proceedings of

25 th annual Conference on Eng. in Мес11cine and Biology, USA, 1972.

660673

1 7 Ю

Puz..1

Редактор Н. Грязнова

Заказ 2326/4

Составитель Л. Соловьев

Техред О. Луговая Корректор В. Синицкая

Тираж 67l Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4