Устройство для измерения коэффициента трения кожи человека о ткань Советский патент 1979 года по МПК A61B19/00 G01N19/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА О ТКАНЬ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в исследованиях иривязных систем и ортопедических устройств (протезов для рук, ног, ортопедических корсетов и т.д.). Известно устройство для измерения коэффициента трения кожи человека Откань, содержащее корпус, измерительные привод и преобразователь. В корпусе закреплен измерительный привод, представляющий собой ленту, свернутую в кольцо и приводимую во вращение двигателем. Лента протаскивается по коже человека с частотой 11 циклов в мин. В качестве измерительного преобразователя, измеряющего силу сопротивления протаскиванию ленты по коже человека - силу трения, используется приводной двигатель, число оборотов которого функционально связано с силой трения 1. Коэффициент трения кожи человека о ткань зависит от силы нормального давления, относительной скорости перемещения кожи человека по ткани, позы человека, обусловливающей предварительный натяг кожи. С этой точки зрения наиболее точно измерить коэффициент трения кожи человека о ткань можно лишь в натурных условиях, когда человек размещен в реальной конструкции и подвергается воздействию реальных нагрузок (например, перегрузок, возникающих при катапультировании или резком торможении автомобиля). Устройство не позволяет с требуемой точностью произвести измерение коэффициента трения кожи человека о ткань у человека, размещенного в реальной конструкции, при воздействии па него кратковременных динамических нагрузок ввиду больщой инерционности как измерительного привода, так и измерительного преобразователя. Целью настояи1его изобретения является увеличение точности измерения коэффициента трення кожи человека о ткань в реальных условиях динамических нагрузок. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введен измерительный прибор - логометр, измерительный преобразователь выполнен в виде двух расположенных перпендикулярно друг другу, упругих чувствительных элементов с укрепленными на них тензорезисторами, соедиценными в две отдельные мостовые схемы, а измерительный привод выполнен в виде размещенного в корпусе столика для образца ткани, механически связанного через шариковые направляющие с упругими чувствитальными элементами, при этом выходы мостовых схем подключены к двум измерительным цепям логометра. На фиг. 1 схематически изображено устройство для измерения коэффициента трения кожи человека о ткань; на фиг. 2 -. электрическая схема устройства. Устройство содержит корпус 1, в котором размещен измерительный преобразователь в виде двух расположенных перпендикулярно друг другу, упругих, чувствительных элемента 2 и 3 с наклеенными на них тензорезисторами 4 и 5. На упругом чувствительном элементе 2 установлен на шариковых направляющих 6 измерительный привод в виде столика 7, на котором закрепляется исследуемый образец ткани 8. Столик 7 через щарик 9 контактирует своим торцом с упругим чувствительным элементом 3. Само устройство установлено в пазу конструкции, например, спинки кресла 10. Тензорезисторы 4 и 5 включены в две мостовые схемы I и И. Выходы этих мостовых схем подключены к двум измерительным цепям 11 и 12 измерительного прибора - логометра. Измерение коэффициента трения кожи человека о ткань устройством производится следующим образом. В люмент воздействия динамических нагрузок человек проседает вдоль спинки кресла (например, при катапультирозании или резком торможении автомобиля) и своей кожей скользит по спинке кресла 10, по рабочей поверхности корпуса 1 и образцу ткани 8, при этом измерительный столик 7 перемещается по щариковым направляющим 6 на упругом чувствительном элементе 2 параллельно рабочей поверхности корпуса до тех пор, пока шариком 9 не упрется в упругий чувствительный элемент 3. Прогиб элемента 2, зависящий от величины нормального давления кожи человека о измерительный столик, воспринимается тензорезисторами 5, прогиб элемента 3, зависящий от величины силы сопротивления движению кожи человека по ткани - силы трения, воспринимается тензорезисторами 4. Напряжение выхода схемы I, прямо пропорциональное величине нормального давления, подается в цепь 11 рамки, а напряжение выхода схемы II, прямо пропорциональное величине силы трения, - в цепь 12 рамки измерительного прибора - логометра. В измерительном приборе логометрического типа угол поворота подвижной системы « f , или М). где 1| - ток, протекающими по одной измерительной цепи, а Iz - по другой. Если Ui - напряжение, пропорциональное величине силы трения, а Ua - напряжение, пропорциональное величине силы нормального давления, то а UF) ПК), где К - коэффициент трения. Таким образом, электрическая цепь устройства выдает сигнал, прямо пропорциональный величине коэффициента трения кожи человека об исследуемый образец ткани, что повышает точность измерения. Устройство удобно в эксплуатации и позволяет производить измерение коэффициента трения кожи человека о ткань в натурных условиях при воздействии на человека кратковременных динамических нагрузок. Формула изобретения Устройство для измерения коэффициента трения кожи человека о ткань, содержащее корпус, измерительные привод и преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения в реальных условиях динамических нагрузок, в устройство дополнительно введен измерительный прибор - логометр, измерительный преобразователь выполнен в виде двух, расположенных перпендикулярно друг другу, упругих чувствительных элементов с укрепленными на них тензорезисторами, соединенными в две отдельные мостовые схемы, а измерительный привод выполнен в виде размещенного в корпусе столика для образца ткани, механически связанного через шариковые направляющ-ие с упругими чувствительными элементами, при этом выходы мостовых схем подключены к двум измерительным цепям логометра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Труды конференции: Proceedings of 25 th annual СопГег лсе on Eng. in Medicine and Biology, USA, 1972.

пит