Устройство регистрации положений частей тела Советский патент 1977 года по МПК A61B5/10 

1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к диагностическим и антропометрическим устройствам.

Известно устройство для регистрации положений тела человека, содержаш,ее датчики положений, блок задания пороговых значений, блок сравнения и регистрирующее устройство. Это устройство позволяет регистрировать длительность пребывания человека в позе, отличной от нормы, и величину отклонения от нормы.

Однако известное устройство не позволяет определять биомеханические характеристики позы человека, что ограничивает его функциональные возможности.

Целью изобретения является определение биомеханических характеристик позы человека.

Это достигается тем, что устройство содержит датчик усилий, блок усреднения, интегратор отклонений, блок измерения временных интервалов и вычислительный блок, причем выход блока сравнения подключен к входу интегратора отклонений и к входу блока измерения временных интервалов, выходы которых соединены с входами вычислительного блока, третий вход которого через блок усреднения соединен с датчиком усилий, а выход - с регистрируюш,им

устройством, которое соединено также с блоком сравнения.

На чертеже изображена структурная схема устройства для регистрации положений частей тела.

Устройство содерж1гг датчики 1 пололчений, размещенные в соответствующих узлах для определения перемещений спины, углов сгибов в локтевом суставе, плечевом п т. д.. Выходы датчиков 1 положений подключены к одному из входов блока 2 сравиения, к второму входу которого иодключается выход блока 3 задания иороговых уровней. Выход блока 2 сравнения подключен с одной стороны через 5 интегратор 4 отклонений, с другой через блок 5 измерения вре.мениых интервалов к входам вычислительного блока 6. Датчики 7 усилий, устанавливаемые иа рычагах управления, через блок 8 усреднеи 1Я связаны с входом вычислительного блока 6. Выходы блока 2 сравнения и вычислительного блока 6 подключены к соответствующим входам регистрирующего устройства 9.

Устройство работает следующим образом.

С иОлМощью блока 3 задания нороговых уровней на одном входе блока 2 сравнения устанавливаются иороговые зиачения углов, лежащие в иределах комфортности. Величина порога иодбирается индивидуально в каждом случае и зависит от размера тела, рода

работы, производимых усилий. На второй вход блока 2 сравнения ненрерывно поступает сигнал с датчика 1 положения. В случае отклонения сегментов тела от нормы на выходе блока 2 сравнения будет присутствовать сигнал, проиорциональный степени отклонения.

С пелыо онределеиия моп;ности отклонения выход блока 2 сравнения связан с интегратором отклонений, который производит интегрирование кривой изменения отклонения во времени, а именно:

A la(i)dt, г

где А - интегральное отклонение;

a(t) - функция изменения отклонения от нормы во времени;

tz-ti - продолжительность отклонения (пределы иитегрирования).

Состояние организма человека, ондущение дискомфортности зависит не только от величины отклонений за нределы комфортных углов. Оно зависит также и от производимых усилий в даный интервал времени. Поэтому в устройстве датчик 7 усилия производит непрерывную регистрацию усилий, развиваемых человеком, которые с помощью блока 8 усредняются за определенный нериод времени. Сигналы с интегратора 4 отклонений, блока 8 усредпепия и блока 5 измерения временных интервалов поступают в вычислительный блок 6, где производится вычисление произведения:

Я-7-А-yja(0cf/, ti

где У - усредненное значение усилия за нериод интегрирования.

Результаты вычислений постунают на регнстрирующее устройство 9, которое осуш,ествляет также регистрацию сигналов отклонения, поступающих с блока 2 сравнепия, что позволяет получить дополнительную информацию о форме колебаний сегментов тела и максимальных отклонений.

Таким образом, устройство иозволяет получить количественные и качественные характеристики дискомфортиости иоложеиия сегментов тела и оиределить нроизведения интегральных значений отклонений от нормы на усредненные усилия, развиваемые человеко.м в даиные .моменты вре.мени. Устройство существенно расширяет воЗлМожиости исследователей нри оценке рабочих мест, оно может найти применение в области физиологии труда и эргономике, спортивной и комической медицине.

Формула изобретения

Устройство для регистрации иоложений частей тела, содержащее датчики положений,

0 блок задания иороговых значений, блок сравиения и регистрирующее устройство, причем выходы датчиков положений и блока задания пороговых значений иодключены ко входам блока сравнения, отличающееся тем, что,

5 с целью определения биомеханических характеристик иозы человека, оно содержит датчик усилий, блок усреднения, интегратор отклонений, блок измерения вре.мениых интервалов и вычислительный блок, иричем выход блока

0 сравнения подключеп к входу интегратора отклонений и к входу блока измерения временных интервалов, выходы которых соединены с входами вычислительного блока, третий вход которого через блок усреднения соедииен с датчиком усилий, а выход - с регистрирующим устройством, которое соединено также с блоком сравнения.

Источники информации, нринятые во внимание при эксиертизе

1. Беленький В. Е. и др. Устройство обратной связи для коррекции позы. Протезировапие и иротезостроение. Сб. трудов ЦНИИПП, выи. 29, М., 1972, с. 129-131.