Устройство для определения формы и размеров плантарной поверхности стопы Советский патент 1985 года по МПК A61B5/10 

Изобретение относится к исследованию стоп, а именно для одновременного и быстрого определения формы и размеров всей плантарной поверхности стопы с высокой точностью измерения, позволяющего определить площадь опорной поверхности, высоту, длину, площадь и объем подсводного пространства, и может быть применено в легкой промыщленности, в частности обувной, товароведении, ортопедии, антропологии для массовых обследований и изучения индивидуальных особенностей стоп и конструирования колодок и обуви.

Известен плантограф, содержащий прямоугольную рамку и упругую пленку, причем рамка выполнена с жесткими короткими и гибкими длинными сторонами и снабжена сменными подставками, опорной поверхности которых придана форма следа обувных колодок, имеющих разную высоту каблука 1.

Однако этот плантограф обладает невысокой точностью измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для определения формы и размеров плантарной поверхности стопы, содержащее основание, в котором расположены с возможностью перемещения измерительные стержни с фиксаторами 2J.

Недостатком известного устройства является трудность считывания результатов измерения по .миллиметровым шкалам, нанесенным на стержни, рас1юложенные по всей п.ло1дади основания, что снижает точность прпизводиг- ых из.мерений, уве.||ичивает затраты времени на одно измерение. Однако снабдить каждый измерительный стержень устройства индивидуальной измерительной системой невозможно так как установка больш;,1го кличества датчиков с соответствующиг электронным усилением требует дополнительной многократной настройки и тарировки системы, что увеличивает время измерения.

Цель изобретения - сокращение времени из :ерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения формы и размеров нлантарной поверхности стопы, содержащее основание, в котором расположены с возможностью перемещения из.:ернтельные стержни с фиксаторами, снабжено узлом из.мерения, выполненным в виде планки с упругими пластинами, на которой раснолол ены тензорезисторы, причем .планка закреплена с возможностью перемещения вдоль основания и с фиксацией относительно него.

На фиг. 1 изображено предлагае.мое устройство; на фиг. 2 - структурная блоксхема узла измерения величин перемещения измерительных стерЖ ;ей; на фиг. 3 - устройство датчика - «прогибомера, представляющего собой гибкую упругую пластину, на которую с двух сторон прикреплены тензорезисторы, соединенные по полумостовой схеме.

Устройство для определения формы и размеров плантарной поверхности стопы состоит из стоек 1, на которых установлено пря.моугольное основание 2. На основании 2 на одинаковом расстоянии . друг от друга (через каждые десять миллиметров) просверлены сквозные отверстия 3, в которых установлены измерительные стержни 4. Между отверстиями 3 выполнены пазы 5, в которых находятся фиксаторы (пружины)

5 6, ось которых параллельна горизонтальной плоскости. Измерительные стержни 4 попарно контактируют с фиксаторами (пружинами) 6. На стойках 1 укреплены фигурные скобы 7, в которые входят рукоятки 8, связанные с прижимной плитой 9. Узел из0мерения величин перемен;ения измерительных стержней 4 состоит из системы датчиков 10, число которых соответствует числу измерительных стержней 4 в одном поперечном ряду устройства для определения формы и размеров илантарной поверхности стопы, скомпонованных в один блок с помощью планки 11.

Каждый датчик 10 закреплен на планке

11посредством виьггов. Количество датчиков 10, закрепленных на планке II и тем

самым екомнонованных в один блок (рис. 3, В), соответствуе количеству измерительных стержней, расположенных в поперечно.м ряду основания 2 устройства и составляет

12датчиков 10. Планка 11 с возможностью д свобо.аного вертикального перемещения по

цилиндрическим направляющим 12, расположенным с обеих сторон продольных сторон основания 2, прижата к верхней поверхности основания 2 пружинами 13, находящимися на цилиндрических направляющих 12. По следние перемещаются вдоль основания 2 по направляющим 14 с помощью подвижных элементов 5. На боковой грани продольных сторон основания 2 нанесены риски 6, служащие ориентиром для строго оп5 ределенного положения узла измерения величин перемещения измерительных стержней 4 в каждом ряду. Планка 11 с датчиками 10 связана с усилителем 17 и региетрируюндим устройством 18.

0 Устройство работает следующим образом.

Для определения формы и размеров нлантарной поверхности стопы все измерительнь е стержни 4 выдвигают на поверхность основания 2, что соответствует исходному положению прибора. Это достигается поднятием прижимной плиты 9 посредством рукояток 8 до соприкосновения с нижним краем основания 2. Испытуемый становится

обеими стопами на основание 2 с равномерной нагрузкой на обе стопы. Под действием давления, оказываемого весом тела человека на опорную поверхность, происходит утопание измерительных стержней 4 в толщу основания 2, величина и топография утопания которых зависит от формы плантарной поверхности стопы и величины давления, оказываемого весом тела человека на опору. Измерительные стержни 4 фиксируются в положении, соответствующем форме плантарной поверхности стопы горизонтально расположенными в пазах 5 фиксаторами (пружинами) 6. Для измерения величин перемещения измерительных стержней 4 планку 11 с датчиками 10 поднимают вверх по цилиндрическим направляющим 12 и в силу сжатия пружин 13 перемещают по направляющим 14 вдоль основания 2 с помощью подвижных элементов 15 и последовательно устанавливают в каждом ряду измерительных- стержней 4, при этом края планки 11 должны совпадать с рисками 16 на основании 2. Величина перемещения измерительного стержня 4 влияет на величину угла соприкосновения последнего с датчиком 10, в силу чего изменяется активное сопротивление датчика 10 в зависимости от изменения его геометрических параметров и удельного сопротивления под действием вызываемого в нем механического напряжения и деформации различной степени. Величина изменения активного сопротивления датчика 10 через усилитель 17 поступает в регистрирующее устройство 18 - многоканальный щлейфовый осциллограф, с помощью которого на светочувствительной бумаге записываются результаты регистрации активного сопротивления датчика, по величине которых определяют текущие значения величин перемещения измерительных стерн ней 4. Для этого перед проведением измерений проводится тарировка датчиков 10 по усилителю 17 в двух положениях; при полном утопании измерительного стержня 4 в толщу основания 2, когда пластина датчика 10 недеформирована, и при исходном рабочем положении измерительного стержня 4, когда деформация датчика 10 максимальная. После окончания измерения поднятием прижимной плиты 9 с помощью рукояток 8 все измерительные стержни 4 перемещаются вверх, и прибор приведен в исходное положение.

Устройство для определения формы и размеров плантарной поверхности стопы крайне необходимо для таких отраслей науки и производства, которые занимаются изучением формы, размеров и функциональным состоянием стоп. Устройство имеет простую конструкцию, отличается удобством в работе, позволяет единовременно в результате одного измерения получать достаточно точные данные, характеризующие высоту, длину, площадь, объем подсводного

5 пространства и площадь оопорной поверхности стопы.

Считывающий механизм позволяет автоматически в виде диаграммы регистрировать величины перемещения измерительных стержней, что повыщает точность считывания

0 данных производных измерений в результате исключения субъективных свойств исследования, и значительно сокращает время, затрачиваемое на процесс считывания показаний измерений. Если на одно испытание

5 (установка испытуемого на основание устройства и приведение измерительных стержней в исходное рабочее положение) затрачивается 3 мин, то процесс считывания и записи результатов величин перемещения измерительных стержней, без чего невозможно следующее испытание, в карту обследования занимает 18-20 мин, при этом относительная погрещность измеряемой величины для одного стержня составляет 6,67-13,34%. На перемещение узла измерения вдоль основания, его установку в

5 каждом ряду измерительных стержней с одновременной автоматической регистрацией измеряемых величин требуется всего 2,5-3 мин, относительная погрещность измеряемой величины не превыщает 5%, что

является допустимым при антропометрических исследованиях.

Использование узла измерения создает возможность для автоматического и непрерывного проведения математических операций над результатами измерений.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ ПЛАНТАРНОЙ ПОВЕРХНОСТИ СТОПЫ, содержащее основание, в котором расположены с возможностью перемещения измерительные стержни с фиксаторами, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерений, оно снабжено узлом измерения, выполненным в виде планки с упругими пластинами, на которой расположены тензорезисторы, причем планка закреплена с возможностью перемещения вдоль основания и с фиксацией относительно него.

Фиг. 2