ДИНАМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ "ДИМА" Российский патент 1994 года по МПК A61B5/22 

Изобретение относится к технике исследования асимметрий одноименных двигательных функций рук-мануальнодвигательных асимметрий, в частности к технике исследования знакопеременности асимметрии силы кистей, и может быть использовано для исследования знакопеременных асимметрии быстроты, точности выполнения усилий, что предъявляет высокие требования к минимизации погрешности датчиков.

Для истории техники характерно, что минимизировать погрешность измерений берутся только тогда, когда становится ясно, с какой погрешностью требуется измерять ту или иную величину, чтобы "не стрелять из пушки по воробьям", когда физиологов буквально ошеломил "взрыв" открытий знакопеременности асимметрий различных функций организма - межполушарной асимметрии (Павлова Л. П., 1962-1966, Пратусевич, 1967, Иванов В. С., Павлова Л. П. и др. 1976, Сунин, Мухаметов, 1983, Лебедев В. М. 1983) перемены знака биоэлектрической проводимости (Макац и др., 1988) и т. д.

При разработке динамопреобразователей необходимо создать принципиально новый датчик - динамоасиммодатчик для получения сигналов и силы и асимметрии силы кистей и момента перемены знака асимметрии (момента инверсии - перехода значения асимметрии силы через нулевое значение), а не просто совершенствовать известные датчики силы до минимизации их погрешности.

Известен динамопреобразователь, содержащий эллипсоидную пружинную опору для кисти (С. И. Гаузер. Динамометр, БСЭ. т. 8, М.: Советская энциклопедия, 1972, с. 821), но он не решает вышеуказанную проблему, так как ошибка преобразования больше самой асимметрии силы кистей (по данным испытаний при помощи образцового динамометра "ДОС" ошибка эллипсоидного преобразователя-силомера СРТ Каневского завода, выпуска 30 июня 1989 г составила от 5 до 35 кг, в то время как средняя асимметрия силы кистей у женщин составляет 2,5 кг, у мужчин 4 кг (см. статью Синякова в журнале "ЛА" за 1985); предусмотрена только одна опора и пружина, что не дает возможности получить данных о факте и моменте смены знака асимметрии.

За прототип принят динамопреобразователь, содержащий опору для кисти - плоскую пружину, обоими концами защемленную в корпусе [1].

Недостаток: решает проблему по тем же причинам, что и аналог СРТ, так как позволяет достоверно фиксировать смену знака асимметрии силы кистей только при значениях этой асимметрии больше 8 кг (ошибка ДРП ± 4 кг).

Целью изобретения является регистрация инверсии мануальных асимметрий.

Цель в динамопреобразователе, содержащем первый механический узел, представляющий собой связанные жестко центральными частями опору для кисти и плоскую пружину, обоими концами защемленную в корпусе, достигается тем, что в динамопреобразователь введен второй механический узел, аналогичный первому, и составные тензодатчики, представляющие собой последовательное соединение тензорезисторов, которые установлены на плоскости каждой из пружин по разные стороны от ее осей симметрии, образованных проекцией взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через ось приложения усилий, причем тензодатчики первой и второй пружин включены в смежные плечи электрического моста, измерительная диагональ которого является выходом динамопреобразователя.

На фиг. 1 изображен предлагаемый асиммодинамодатчик,вид сбоку на механические его узлы; на фиг. 2 - вид В на фиг. 1 (вид на тензодатчики со стороны плоскости пружины (в данном случае вид на пружину снизу, хотя датчики могут быть наклеены и сверху пружины); на фиг. 3 - схема включения тензодатчиков в электрический мост и подключения моста к регистрирующему прибору РП.

На фиг. 1-3 следующими позициями обозначены:
1 - опора для правой кисти, 2 - опора для левой кисти, 3 - первая пружина, 4 - вторая пружина, тензодатчики 5-8, включенные в плечи моста АБСД, у которого АБ - диагональ подвода питания, СД - измерительная диагональ, РП - регистрирующий прибор, а-а - ось продольной симметрии пружины, б-б - ось поперечной симметрии пружины. Тензодатчики 5-8 образованы парами последовательно соединенных тензорезисторов, соответственно, R1 и R5, R3 и R7, R2 и R6, R4 и R8.

Динамопреобразователь работает следующим образом.

При нажатии одного из кистевых динамометров кистью правой руки опора 1 через жесткую связь 9 передает усилие сжатия на пружину 3, которая изгибается в центральной части. При этом тензодатчики 5 и 7 (R1 и R5, R2 и R6) растягиваются, их электрическое сопротивление увеличивается из-за уменьшения сечения тела тензодатчиков, и мост АБСД (предварительно сбалансированный так, чтобы при равенстве сопротивление плеч в диагонали СД протекал через РП нулевой ток) расбалансируется. РП будет регистрировать силу правой руки.

При приложении усилий к опоре 2, равных тем, что приложены к опоре 1 в измерительной диагонали СД моста АБСД, ток прекратится, а регистрирующий прибор РП отметит нулевое значение асимметрии силы кистей.

В случаях, когда одно из усилий, например усилие на опоре 2, будет преобладать, направление тока через диагональ СД моста АБСД изменится на противоположное (отражая факт и момент инверсии) и прибор РП отразит смену знака асимметрии силы кистей.

Использование: в технике исследования асимметрий силы кистей. Сущность изобретения: динамопреобразователь содержит первый механический узел, представляющий собой связанные жестко центральными частями опору для кисти и плоскую пружину, обоими концами защемленную в корпусе. В динамопреобразователь введен второй механический узел, аналогичный первому, и составные тензодатчики, представляющие собой последовательно соединенные тензорезисторы, которые установлены на поверхности каждой из пружин по разные стороны от их осей симметрии, образованных проекцией взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через ось приложения усилий, причем тензодатчики первой и второй пружин включены в смежные плечи электрического моста, измерительная диагональ которого является выходом динамопреобразователя. 3 ил.

Динамопреобразователь, содержащий первый механический узел, в корпусе которого зафиксирован обоими концами упругочувствительный элемент в виде плоской пружины, связанный жестко центральной частью с опорой, и измеритель, отличающийся тем, что, с целью регенерации инверсии мануальных асимметрий, в него дополнительно введен второй механический узел, аналогичный первому, а измеритель выполнен в виде тензодатчиков, закрепленных на поверхностях упругочувствительных элементов по разные стороны от их продольных и поперечных осей симметрии, причем тензодатчики первого и второго упругочувствительных элементов включены в смежные плечи электрического моста Уинстона, измерительная диагональ которого является выходом динамопреобразователя.