Кистевой динамометр Советский патент 1992 года по МПК G01L1/04 A61B5/22 

пружина 1 концами установлена на опорные цилиндрические ролики, находящиеся на корпусе 2 динамометра, и прижата пружинными П-образными прижимами. Длина си- лопередающей опоры 5 и длина плоской пружины 1 взаимосвязаны по длине с шириной кисти. Регулировочное устройство 13 образует с толкателем 6 арксинусный механизм. Охватываемая кистью часть динамометра имеет, эластичную оболочку 22, выполненную с учетом антропометрических данных кисти и ориентирующую кисть при захвате. Прогиб плоской пружины 1 под действием усилий кисти происходит вдоль стойки, на которой она установлена, в месте присоединения силопередающей опоры 5, расположенном в зоне основных усилий кисти, и закрепленной в корпусе 2. 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения усилий сжатия кисти руки. Цель изобретения - повышение точности и удобства эксплуатации. Кистевой динамометр содержит упругий элемент в виде плоской пружины 1 с силопередающей опорой 5 и толкателем 6, регулировочное устройство 13, передаточный рычажно-зубчатый механизм с моментной спиральной пружиной 19, отсчетное устройство 15 со стрелкой 18 и переключатель режимов работы. Плоская

Изобретение относится к динамометрической технике, а конкретно к устройству динамометров для измерения усилий сжатия кисти руки, и может быть использовано в антропометрии, невропатологии, равма- тологии, кардиологии, курортологии, при профессиональном отборе, а также в практике физиологии, гигиены труда и спорта.

Известны динамометры, содержащие упругий элемент и измерительный механизм, в качестве которого чаще всего используется стрелочный индикатор. Большинство динамометров позволяет получить нефиксированные показания усилий, что достигается в основном действием винтовой пружины растяжения. Реже встречаются динамометры с фиксацией показаний усилий, получаемой на счет сил трения в измерительном механизме, а также динамометры, работающие в фиксированном и нефиксированном режимах.

Для известных динамометров характерны недостаточные для исследования точность измерений и удобство эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является динамометр для определения силы сжатия кисти руки, содержащий упругий элемент в виде плоской пружины, жестко закрепленный концами в корпусе и снабженный в средней части опорной для кисти площадкой и толкателем с регулирующим винтом, передаточный рычажно-зубчатый механизм со стрелкой, пружину фиксации показаний на шкале.

Концы плоской пружины известного динамометра жестко закреплены в корпусе, что вызывает искажение полезной информации о приложенной силе из-за имеющей место наряду с деформацией изгиба деформации растяжения, возрастающей в направлении силы и приводящей к уменьшению чувствительности. Другим недостатком этого динамометра является, вследствие наличия и непостоянства плеча приложения результирующей силы кисти

относительно опорной площадки, перекос регулирующего винта с изменением плеча рычажной системы и тем самым снижение точности измерений. При соизмеримых длинах плоской пружины и опорной для кисти руки площадкой у прототипа всегда имеет место завышение истинного значения силы, когда HI пальцы располагаются со стороны головки регулирующего винта, или занижение - при расположении HI пальцев с противоположной (от средней части плоской пружины) стороны, т.е. практически вектор результирующей усилий пальцев на совпадает со стрелой прогиба плоской пружины и

перемещением регулировочного элемента, и тем самым с грудуировочной характеристикой динамометра. Такое несовпадение приводит к искажению результатов измерений. Применение регулирующего винта, головка которого образует с рычажной системой арктангенсный механизм, является недостаточно удобным при регулировке динамометра.

Недостаточный учет эргономических требований к охватываемой кистью части

динамометра (в дальнейшем - рукоятка) и антропометрических данных кисти руки не позволяет замерить истинную силу и приводит к неудобству эксплуатации.Гладкие металлические симметричные силопередающая опора и часть корпуса представляют нецелостную раздробленную поверхность, охватываемую кистью, и вызывают ряд замечаний эргономического характера: непрочный и неудобный захват рукоятки со

смещением динамометра в кисти при замере усилий, невозможность ориентации кисти на рукоятке, возникновение болевых ощущений, особенно при достижении максимальных усилий, неудобный уход (санобработка).

Цель изобретения - повышение точности измерений и удобства эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в динамометр, содержащий размещенные в

корпусе упругий элемент в виде плоской

пружины с присоединенными к нему с одной стороны силопередающей опорой, а с другой стороны толкателем, связанным с регулировочным устройством и передаточным рычажно-зубчатым механизмом с мо- ментной спиральной пружиной, отсчетное устройство в виде шкалы и стрелки и пере- .ключатель режимов работы, введены опорные цилиндрические ролики, пружинные П-образные прижимы, стойка, образующая с плоской пружиной цилиндрическую пару скольжения, и эластичная оболочка, регулировочное устройство выполнено в виде пальца с эксцентрично расположенным шариком, установлено на рычаге передаточного рычажно-зубчатого механизма и образует с толкателем арксинусный механизм, эластичная оболочка выполнена в виде двух наружных участков полого тора плоскоовального сечения с ориентирующими выступами со стороны, противоположной отсчетному устройству, и установлена с возможностью перемещения на силопередающей опоре и на корпусе. При этом плоская пружина прижата к корпусу через опорные цилиндрические ролики пружинными П-образными прижимами, установленными в зоне опорных цилиндрических роликов, и размещена на стойке в месте присоединения силопередающей опоры, расположенном в зоне основных усилий кисти, на расстоянии 0,25-0,45 длин силопередающей опоры и плоской пружины от их концов со стороны отсчетного устройства, расположенного вне зоны усилий кисти.

На фиг.1 изображен вид кистевого динамометра с вырезом для лучшего показа конструкции; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - соединение стойки с плоской пружиной и расположение оболочки, разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - крепление концов плоской пружины, разрез В-В на фиг.1.

Динамометр имеет плоскую пружину 1, установленную концами на корпус 2 через опорные цилиндрические р олики 3 и прижатую пружинными П-образными прижимами 4 в зоне опорных цилиндрических роликов 3 (фиг.4). К плоской пружине 1 со смещением в сторону передаточного рычажно-зубчатого механизма крепится силопередающая опора 5 и толкатель 6. В корпусе 2 находится стойка 7, на которой установлена плоская пружина 1 в месте присоединения опоры 5 и имеется выступ 8 для ограничения прогиба плоской пружины 1 {фиг.З). Передаточный рычажно-зубчатый механизм расположен в платах 9 и 10, жестко соединенных между собой колонками 11, и состоит из рычага 12, на малом плече которого

находится регулировочное устройство в виде пальца 13 с эксцентрично расположенным шариком 14, образующее с толкателем 6 арксинусный механизм. Регулировочное

устройство предназначено для исключения доводки упругой характеристики плоской пружины 1 под равномерную шкалу 15, а также для компенсации погрешностей изготовления при сборке путем изменения длины малого плеча 12 при повороте регулировочного устройства. Элемент толкателя 6, имеющий контакт с шариком 14, может быть выполнен подвижным, например, на резьбе (не показано) для изменения положения толкателя 6 относительно регулировочного устройства, в том числе и для изменения положения рычага 12 при регулировании по точкам шкалы 15, Другим плечом рычага 12 является зубчатый сектор 16,

находящийся в зацеплении с трибом 17, из конце оси которого насажена стрелка 18. Спиральная моментная пружина 19, закрепленная одним концом на оси триба 17, а другим - на плате 9, обеспечивая однопрофильное зацепление сектора 16 и триба 17, выбор зазоров во всех шарнирах передаточного рычажно-зубчатого механизма, предназначена для работы динамометра в нефиксированном режиме и для возврата

стрелки 18 на нулевую отметку шкалы. На головке корпуса 1 установлен переключатель 20 режимов работы с пружиной 21, за счет силы трения между которой и осью триба 17 осуществляется фиксация стрелки 18

относительно шкалы 15.

На силопередающей опоре 5 с возможностью перемещения и противоположно ей на корпусе 2 установлена эластичная оболочка 22 (фиг.З), например, из пластиката

ПВХ, выполненная в виде двух внешних участков полого тора плоскоовального сечения, с рельефной поверхностью и ориентирующими выступами со стороны, противоположной размещению шкалы 15 (фиг.1).

Шкала 15 вынесена за пределы эластичной оболочки 22 в головку корпуса 2.

Динамометр работает в режимах фиксированных (для замера максимальных усилий) и нефиксированных (для замера изменяющихся во времени усилий) показаний.

Для фиксации показаний на шкале 15 приложенных к динамометру усилий после

снятия их переключатель 20 перемещают в положение, при котором пружина 21 входит в контакт с осью триба 17. Для работы в нефиксированном режиме или для возврата стрелки 18 в нулевое положение переключатель 20 перемещают в другое положение.

Выполнение измерений производят при поперечном захвате рукоятки динамометра, при котором HI пальцы размещаются со стороны, вынесенной за пределы усилий кисти в головку корпуса 2 шкалы 15 на эластичной оболочке 22, ориентирующей кисть, в том числе и с помощью ориентирующих выступов со стороны V пальца кисти. Под действием сжимаемых усилий кисти си- лопередающая опора 5 воздействует на плоскую пружину 1, которая изгибается в направлении стойки 7, вызывая перемещение толкателя 6. Поступательное движение толкателя 6 преобразуется рычагом 12 через палец 13 с шариком И и сектором 16 во вращательное триба 17 со стрелкой 18. .

Наличие стойки и расположение ее, как и присоединение силопередающей опоры, в зоне наибольшего прогиба плоской пружины значительно уменьшает перекос толкателя при эксцентриситетах измеряемой силы, а наряду с нежестким креплением концов плоской пружины и применением регулировочного устройства, образующего с толкателем арксинусный механизм, приводит к повышению точности измерений.

Приближение формы рукоятки динамометра к форме, соответствующей законам практической и физиологической целесообразности, с введением оболочки, выполнен- ной из эластичного материала, и вынесением отсчетного устройства за пределы рукоятки, размеры которой приняты с учетом размеров кисти в головку корпуса, повышает информативность и удобство эксплуатации.

Испытания показали удобство эксплуатации различными группами людей (детьми, подростками, женщинами, мужчинами).

Применение предлагаемого динамометра в медицине, а также в практике спорта, позволяет повысить эффективность исследований.

В предлагаемом динамометре достигнуто повышение точности измерений не менее чем в 1,5 раза при расширении функциональных возможностей прибора по сравнению с прототипом.

Формула изобретени я

Кистевой динамометр, содержащий размещенные в корпусе упругий элемент в виде плоской пружины с присоединенными к нему с одной стороны силопередающей

опорой, а с другой стороны толкателем, связанным с регулировочным устройством и передаточным рычажно-зубчатым механизмом с моментной спиральной пружиной, от- счетное устройство в виде шкалы и стрелки

и переключатель режимов работы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и удобства эксплуатации, в него введены опорные цилиндрические ролики, пружинные П-образные

прижимы, стойка, образующая с плоской пружиной цилиндрическую пару скольжения, и эластичная оболочка, регулировочное устройство выполнено в виде пальца с эксцентрично расположенным шариком, установлено на рычаге передаточного рычажно-зубчатого механизма и образует с толкателем арксинусный механизм, эластичная оболочка выполнена в виде двух наружных участков полого тора плоскоовального сечения с ориентирующими выступами со стороны, противоположной отсчетному устройству, и установлена с возможностью перемещения на силопередающей опоре и на корпусе, при этом плоская

пружина прижата к корпусу через опорные цилиндрические ролики пружинными П-об- разными прижимами, установленными в зоне опорных цилиндрических роликов, и размещена на стойке в месте присоединения силопередающей опоры, расположенном в зоне основных усилий кисти, на расстоянии 0,25-0,45 длин силопередающей опоры и плоской пружины от их концов со стороны отсчетного устройства, расположенного вне зоны усилий кисти.

А- А

Фм.2

5-5 Шерндто