Устройство для измерения манипулятивных и силовых характеристик стопы Советский патент 1988 года по МПК A61B5/10 

СО

00

со

00

ел

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для осуществления биомеханических исследований. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем измерения силовых характеристик стопы и повышение точности измерения. Стопа испытуемого крепится в стоподержателе 9 средствами фиксации 11 и подпятником 10 таким образом, чтобы ось вращения устройства совпадала с осью вращения голеностопного сустава. При повороте стопы соответственно поворачиваются полуоси 3, при необ.ходимости можно определить максимально возможный диапазон перемещения стопы и оценить точность манипулятивных движений испытуемого практически без нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

фиг.1

J

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для осуществления биомеханических исследований . Оно может быть использовано для изучения исполнительской моторной дея- тельности оператора, биомеханики опорно- двигательного аппарата, применено в ортопедии и протезировании, а также в спортивной медицине.

Целью изобретения является расшире- ние функциональных возможностей путем измерения силовых характеристик стопы и повышения точности измерений.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - стоподержатель; на фиг. 3 - устройство для. измерения угла поворота; на фиг. 4 - угол загрузки.

Устройство (фиг. I) содержит основание 1, на котором закреплены стойки 2, поддерживающие коленчатый вал в виде двух полуосей 3 с закрепленными на них тензо- датчиками 4 для регистрации усилий, развиваемых стопой, планку 5 со штоками 6, снабженными резьбой. Для фиксации штоков планки 5 относительно полуосей служат гайки 7. С торца одной из полуосей установлена еще одна планка 8. Обе планки 5 и 8 снабжены отверстиями для крепления стоподержателя 9 с регулируемым подпятником 10 и средствами П фиксации стопы (фиг. 2).

На одной из полуосей закреплено устрой- ство для определения угла поворота (фиг. 3) состоящее из шкива 12, жестко закрепленного на полуоси, соединенного с помощью гибкой связи 13 и пружины 14 с упругой пластиной 15, снабженной тензодатчика- ми 16.

На одной из крайних стоек закреплена электромагнитная муфта 17, прижимной стопорный диск 18, который установлен на полуоси с возможностью перемещения вдоль нее.

На другой крайней стойке установлена еще одна электромагнитная муфта 19, прижимной поворотный диск 20 которой снабжен стопором 21 и захватами 22. Диск 20 свободно насажен на полуось и может как перемещаться вдоль оси, так и поворачи- ваться вокруг нее. С захватами 22 диска 20 с помощью сменных пружин 23 различной жесткости и гибкой связи 24 соединены поворотные сегменты 25, свободно насаженные на полуось. Перемещение сегментов осуществляется поводком 26, жестко закрепленным на полуоси. Начальное положение сегментов фиксируется стопором 21 (фиг. 4).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Для определения характеристик стопы при сгибании-разгибании, супинации-пронации стоподержатель 9 крепится соответ

5

5

0

о 5

5

5

0

0

ственно перпендикулярно или продольно оси планки 5, а при отведении-приведении крепится к планке 8.

Стопа испытуемого крепится в стоподер- жателе 9 средствами 11 фиксации и подпятником 10 таким образом, чтобы ось вра- щелия устройства совпадала с осью вращения голеностопного сустава. Высота крепления регулируется выдвижением щтоков 6 и фиксируется гайками 7. Перемещение по продольной оси стоподержателя осуществляется регулируемым подпятником 10. Теперь при повороте стопы соответственно поворачиваются полуоси 3, угол поворота которых измеряется устройством для измерения угла поворота (фиг. 3), т.е. можно определить максимально возможный диапазон перемещения стопы и оценить точность манипулятивных движений испытуемого практически без нагрузки (если пренебречь инерционностью устройства).

При включении муфты 17 притягивается прижимной стопорный диск 18, который стопорит полуось в любом из возможных для данного испытуемого углов перемещения. Мышечные усилия, развиваемые стопой, регистрируются тензодатчиками 4, закрепленными на полуосях и включенными в мостовую схему измерения. При включении муфты 19 жестко фиксируется прижимной поворотный диск 20 со стопором 21, при этом соответственно фиксируются поворотные сегменты 25. Теперь при повороте стопы, а следовательно, и повороте полуоси в ту или другую сторону жестко соединенный с ней поводок 26 поворачивает определенный сегмент. Усилие поворота определяется жесткостью сменных пружин 23. Фиксировать поворотный диск 20 можно в любом из возможных положений перемещения стопы, при этом задается определенный начальный угол, относительно которого происходит измерение характеристик манипулятивных движений по перемещению. Изменяя начальный угол, можно оценить точность формирования управляющих воздействий во всем диапазоне возможных перемещений. Усилие поворота можно также регулировать, изменяя силу притягивания прижимного стопорного диска 18, которая зависит от величины тока возбуждения в катущке электромагнитной муфты (т.е. регулируя фрикционное взаимодействие диска и муфты). Таким образом, нагрузочные характеристики можно регулировать не только изменением жесткости пружин 23, но и изменением величины тока в катущке муфты 17 в процессе выполнения движения.

Формула изобретения

ff 5,10 9

I// /

/

9

о

G

И

дзиг.2

и захватами, соединенными гибкими связями и сменными пружинами различной жесткости со свободно насаженными на вал поворотными сегментами, в зазор между которыми помещен стопор и поводок, жестко соединенный с валом, при этом средства для измерения амплитуды движения стопы включают в себя жестко установленный на валу шкив, который посредством гибкой связи и пружины соединен с упругой пластиной с закрепленными на ней датчиками, включенными в мостовую схему измерения.

сриг.З

25

-21 26