Трехмерный посадочный манекен

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 291280 (21)3240102/28-13

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>957859 (И) М. Кп.з

A 61 В 5/10 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150982. бюллетень ¹34 ($3) УДК 615. 475 т

: 616."089.28 (088. 8) Да та опубликования описания 150982 (72) Авторы (54) ТРЕХМЕРНЫН: ПОСАДОЧНЫЙ МАНЕКЕН

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для проведения биомеханических иссле,дований и оценки эргономических ка-. . честв рабочего -места оператора.

Известен трехмерный посадочный манекен, который содержит. соединенные шарниром панели торса и седалища, шарнирно установленные ка панели седалища измерительный. шток и Т-образ-. ный кронштейн с телескопическими элементами голеней и ступней, кото рые соединены коленньваи и голеностопньми шарнирами, грузы, а также ли.нейные и угловые шкалы (1).

Недостатком известного манекена является ограниченность комплекса измеряемых с его непосредственной помощью бкомеханических параметров, а именно, только отклонение туло- . вища от. вертикали, углов между: туловищем и бедром, бедром и голенью, голенью и стопой Остальные же биомеханические параметры - углы между 25 туловищем и плечом, плечом и предплечьем, предплечьем и кистью, при-. ходится замерять ручньж мерительным инструментом, что увеличивает трудоемкость и продолжительность кспы- 30 такий и снижает точность и достоверность их результатов.

Целью изобретения является обеспечение возможности определения биомеханических параметров плечевого пояса оператора.

Поставленная цель достигается тем, что трехмерный посадочный манекен, содержащий соединенные шарниром панели торса и седалища, шарнирно установленные на панели седа-. лица измерительный шток и T-образный кронштейн с телескопическими элементами голеней к ступней, которые соединены коленными к голеностопкиаи шарнирами, грузы, а также линейные н угловые шкалы, что дополнительно снабжен плечевьм узлом, выполненным в аиде закрепленных на панели торса вертикальных направляющих с z-образными кронштейнами и соединенной с кронштейнами горизонтальной направляющей на ней с возможностью перемещения размещены опоры с карданными плечевыми шарнирами, причем на крестовых карданных шарниров посредством вилок установлены телескопкческие элементы плеча, предплечья и кисти с локтевым и лучезапястным шарнирами.

957859

На фиг. l изображен трехмерный посадочный манекен, вид спереди1 на фиг.2 — то же, вид сбоку на фиг ° 3 — вид A на фиг.2> на фиг.4 вид Б на Фиг.l; на фиг.5 — то же, вид сверху.

5 1 рехмерный посадочный манекен содержит моделирующий торс человека элемент, состоящий из основания 1 торса и жестко прикрепленной к нему панели 2 торса и моделирующий седа- 10 лище элемент, состоящий из основания

3 седалища и седалищной панели 4, которые соединены тазобедренным шарниром 5, соответствующим оси тазобедренных суставов человека. На оси укаэанного шарнира установлены грузы

6, воспроизводящие массу бедер, и измерительный телескопический шток 7 со шкалой для определения расстояния от оси тазобедренного шарнира 0 до конца измерительногo штока.

На основании торса закреплены кронштейны 8 для монтажа торсовых грузов 9; воспроизводящих массу торса челове (а и обеспечивающих соответствующее положение его центра тяжести. На основании 3 седалища в плоскости симметрии манекена закреплена направляющая 10, в которукРс возможностью продольного перемещения, фиксируемого винтом 11, входит продольный стержень Т-образного кронштейна 12 со шкалой для определения длины бедра, На стержне кронштейна

l2 и направляющей 10 выполнен ряд отверстий, служащих для их взаимной

Фиксации стопором 13 в положениях, когда длина моделируемого бедра элемента равна одной из длин, соответствующих 10,50 и 90% группам репрезентативности. 40

На концах перекладины Т-образного кронштейна 12 шарнирно установлены моделирующие голень элементы

14, которые выполнены телескопически раздвижными с фиксацией длин, 45 соответствующих длинам голени взрослого мужчины 10,50 и 90% групп репрезентативности и снабжены шкалами, коленные шарниры 15 связывают телескопические элементы голеней бедра. Нижние концы голенных элементов 14 посредством голеностопных шарниров 16 соединены с элементами, Моделирующими стопу 17, На основании 3.седалища закреплены бедренные грузы 18, а на наружных элементах 14 голени — голенные грузы 19, воспроизводящие массу и положение центра тяжести моделируемых частей тела.

Кроме того, манекен снабжен плечевым узлом, при этом на торцах кронштейна 8 закреплены вертикальные направлявшие 20 с фиксаторами

21. В направляющих 20 своими нижними стойками установлены z-образные кронштейны 22, в верхних стойках которых закреплены гайками 23 горизонтальные направляющие 24. К втулкам 25 направляющих 24 подвижно с фиксацией винтом 26 положений, соответствующих ширине плеч для 10, 50,. 90% уровней репрезентативности, закреплены опоры 27. В опорах 27 установлена своей горизонтальной осью крестовина 28 . плечевого карданного шарнира, вилка 29 закреплена к моделирующему плечо элементу 30.

Плечевой элемент 30 посредством локтевого шарнира 31 своим свободным концом соединен с моделирующим предплечье элементом 32, который лучезапястным шарниром 33 связан с элементом 34, моделирующим: кисть. Элементы 30, 32, 34 выполнены телескопическими с фиксацией цанговыми зажимами 35, 36 и винтом

37 длин, соответствующих длинам плеча, предплечья и кисти взрослого мужчины 10, 50 .и 90% групп репрезентативности; и снабжены линейными шкалами.

Основание 3 седалища снабжено угловым сектором а, коленные шарниры

15 - угловыми шкалами б, голеностопные шарниры 16 — угловыми шкалами в, кронштейны 22 - шкалами r, горизонтальные направляющие 24 — шкалами д, опоры 27 - вертикальными угловыми шкалами е. Кроме того, вилка 29 плечевого карданного шарнира сйабжена горизонтальной угловой шкалой ж, локтевой шарнир 31 - угловой шкалой

jM лучезапястный шарнир 33 — угловой шкалой к.

Измерение биомеханических параметров оператора непосредственно при помощи настоящего манекена производится следующим образом. Раздвижные части кронштейна 12, элементов 14, 30, 32 и 34, а также кронштейны 22 опоры 27 крестовины плечевого шарнира устанавливаются по соответствующим шкалам на отметках выбранного уровня репрезентативности и

Фиксируются.

Производится размещение манекена на сиденье оператора. При этом наконечник элемента 34, моделирующего кисть, устанавливается в положение, соответствующее выполнению определенной трудовой операции, например, на тумблер панели управления.

Регистрируются величины углов в суставных сочленениях по соответствующим шкалам, в частности: отклонение туловища от вертикали и угол между туловищем и бедром — по угловому сектору а; углы между бедром и голенью — по шкалам д, между голенью и стопой - по шкалам 3, между

957859 кистью и предплечьем - по шкале -, между предплечьем и плечом - по шкале М . между плечом и туловищем в вертикальной плоскости, — по шкале

6 и в горизонтальной плоскости - по шкале к..

Введение в конструкцию трехмерного посадочного манекена узла, моделирующего верхние конечности человека,.и измерительных приспособлений со шкалами обеспечивает измерение дополнительных биомеханических параметров оператора, что значительно расширяет функциональные возможности манекейа для комплексных эргономических исследований.

Описываемый манекен обеспечивает достоверное измерение всех угловых параметров, являющихся определяющими при оценке удобства посадки оператора на рабочем месте и позволяет разработать научно-обоснованные рекомендации по оптимизации рабочего места с целью повышения эффективности труда оператора.

Использование настоящего манекена также значительно сокращает трудоемкость и продолжительность испытаний объектов на соответствие рабочей позы оператора требованию о сохранении физиологически-оптимальных величин углов в суставных сочленениях на стадиях проектирования и доводки рабочего места.

Формула изобретения

Трехмерный посадочный манекен содержащий соединенные шарниром nh« нели торса и седалища, шарнирно установленные на панели седалища измерительный шток и Т-образный кронштейн с телескопическими элемен тами голеней и ступней, которые соединены коленными и голеностопными

10 шарнирами, грузы, а также линейные и угловые шкалы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения возможности определения биомеханических параметров плечевого пояса

15 оператора, манекен дополнительно снабжен плечевым узлом, выполненньм. в виде закрепленных на панели торса . вертикальных направляющих с z-образ" ники кронштейнами и соединенной с

20 кронштейнами горизонтальной направляющей, на которой с возможностью перемещения размещены опоры с кар» данными и плечевыкн шарнирами, причем на крестовинах карданных шарниgj ров посредством вилок установлены телескопические элементы плеча, предплечья и кисти с локтевым и лучеза-. пястным шарнирами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CtQA 9 3147617, кл. 73-172, 1964.

957859

3 ..е Ф

Заказ 665D/5

Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Соловьев

Редактор Л. Повхан Техред T.Ìàòo÷êà Корректор А. Гриценко