Устройство для измерения механического импеданса рук оператора
Союз Советских
Социалистических
Республик (ц 684346 (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (22)Заявлено 10,05.77 (2l) 2484260/18 10 с присоединением заявки J%, (23)Приоритет (54)M. Кл.
5 01 Ь 5/22
Гвщдврстаннный нватнт
СССР в днлам нзнбрвнннй и нтквмтнй
Опубликовано05.09.79. Бюллетень И 33 (53) УД (531
31.767.
1,.531.78 (088. 8) Дата опубликования описания 08.09.79 (72) Авторы изобретения
Э. А. Кеплер, П. В. Шевелев, B. Д.. Василенко н М H. Бибиков (71) Заявитель
Пермский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЮ
ИМПЕДАНСА РУК OHEPATOPA
Изобретение относится к измеритель ной технике, в частности к устройствам для измерения механического импенданса рук человека-оператора при обхвате руками рукояток мотоинструмента, например мотопил, и может найти применение на
5 машиностроительных заводах и в конструкторских бюро, раэрабатываюших стенды, имитируюшие влияние рук человека»оператора. .10
Известны устройства для измерения механического импедапса руки человека» оператора (11, из которых наиболее близким к данному изобретению является уст ройство, содержашее основание, жесткую раму, соединенную с основанием упругими элементами, расположенными в одной плоскости так, что центры жесткости упругих элементов лежат через равные угловые интервалы по окружности, центр которой совпадает с центром тяжести рамы, а также датчики силы и скорости (21.
Недостатком укаэанных устройств является то, что они не позволяют опредьлить значение пространственного механического импеданса при обхвате рукояток руками человека-оператора.
Целью изобретения является устранение укаэанного недостатка.
Это достигается тем, что в устройство введен поворотный кронштейн, закрепленный на основании, между которым и рамой установлена поворотная стойка, одна иэ частей которой жестко соединена с рамой и имеет цилиндрический шарнир, содержаший алемент стопорения и шлицевый вал, который охвачен шлипевой втулкой второй части, содержашей элемент для ее зажима в дуговом пазу поворотного кронштейна, 8 оси датчиков скорости и силы пересекаются в одиой точке и параллельны главным центральным осям инерции рамы.
На фиг. 1, 2, 3 изображен внд устройства.
Устройство содержит жестко закрепленное с трехкомпонентной головкой вибро стенда основание 1 с тремя жестко соединенными с ним кронштейнами 2, 3, 4, 6843 на которых при помощи одинаковых равножестких упругих элементов 5, 6, 7 установлена жесткая рама 8 с рукоятками 9, 10, крышку 11 и сменные грузы 12, 13ркоторые жестко крепятся к раме 8 винтами 14, 15, симметрично относительно плоскости ХОУ. Между основанием 1 и рамой 8 установлена поворотная стойка
16, которая одним концом соединяется жестко с рамой гайкой .17, а вторым- с t0 цилиндрическим шарниром 18, снабженным винтом 19 для стопорения и шлицевым валом 20, охватываемым шлицевой втулкой 21 второй части, конец которой размещен в дуговом пазу поворотного кронш- >5 тейна 22 и жестко закреплен винтом 23.
Поворотный кронштейн закреплен на основании гайкой 24.
Упругие элементы расположены в rmocкости ХОУ так, что центры жесткости 25, 20
26, 27 лежат через равные угловые интервалы по окружности, центр которой совпадает с центром тяжести рамы, причем один из центров жесткости находится на .оси симметрии ОХ рамы.
Для измерения скорости и силы к раме крепятся трехкомпонентный датчик вибро смешения {28, 29, 30) через кронштейн
31 и трехкомпонентный датчик силы 32.
В данном случае датчик силы связан с поворотным кронштейном.
Работает устройство следующим образом.
При измерении механического импеданса в направлении, например, по оси стойка 16 жестко закрепляется в крышке
11 гайкой 17 шпицевая втулка 21 жестко соединяется с кронштейном 22 затягиванием винта 23 так, что ее ось совпадает с осью стойки 16, после этого за40 тягивается винт 19. Кронштейн 22 гайкой 24 жестко соединен с основанием
1, Вертикальная вибрация основания 1 передается через упругие элементы на раму и рукоятку, при этом шлицевый вал
45 скользит вдоль шлицевой втулки и являеч ся направляющим устройством. При этом регистрируются сигналы только с датчиков скорости и силы, оси которых парал50 лельны Оси 7..
При измерении механического импеданса в любом другом направлении оси шлицевой втулки 21 и вала 20 ориентируются по исследуемому направлению в анало55 гичной последовательности, а оси датчиков скорости и силы устанавливаются параллельно исследуемому направлению. После ориентировки положение устройства
46
4 фиксируется с помощью зажимных элементов 17, 19, 23, 24.
При измерении пространственного механического импеданса поворотная стойка демонтируется. Колебания головки стенда передаются через основание и упругие элементы 5, 6, 7 на раму 8 и регистрируются датчиками.
Набор грузов 12, 13, закрепленных симметрично относительно плоскости ХОУ, не изменяет положения главных центральных осей инерции рамы, но изменяет ее собственную частоту, что расширяет диапазон измерений.
Совпадение главных центральных осей инерции рамы с главными центральными осями жесткости системы упругих элементов, а также симметричное расположение точек обхвата рукояток руками оператора устраняет связанность собственных частот и колебаний рамы, что существенно .упрощает методику определения пространственных импедансных характеристик рук оператора и снижает трудоемкость проведения испытаний.
Формула изобретения
Устройство для измерения механического импеданса рук оператора, содержащее основание, жесткую раму, соединенную с основанием упругими элементами, равномерно распределенными по окружности, центр которой совпадает с центром тяжести рамы, датчики силы и скорости, установленные на раме, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью обеспечения измерения импеданса в разных направлениях, в него введен поворотный кронштейн, закрепленный на основании, между которым и рамой установлена по« воротная стойка, одна из частей которой жестко соединена с рамой и имеет цилиндрический шарнир, содержащий элемент стопорения и шлицевый вал, который охвачен шлицевой втулкой второй части, содержащей элемент для ее зажима в дуговом пазу поворотного кронштейна, а оси датчиков скорости и силы пересекаются в одной точке и параллельны главным центральным осям инерции рамы.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1, Лихачев B. С. Испытания тракторов;
М., 1973, с. 250-252, 2. Кибернетическая диагностика механическпх систем по виброакустическим процессам. Материалы Всесоюзного симпо-. зиума. Каунас, 1972, с. 79 (прототип).;
