Модель тела человека Советский патент 1979 года по МПК G09B23/32 

1

Изобретение относится к медицинской технике и может найти ирименение в судебной медицинской экспертизе, в биодинамических экснериментальных анализах для исследования статики тела человека при различной патологии опорно-двигательного аппарата (например, при сколиотической деформации позвоночника, анкилозе суставов и т. д.) и в кинематографии.

Известна модель человека, содержащая звенья, соединенные между собой шарнирными элементами, и оболочку .

Однако в данной модели человека отсутствуют фиксации различных положений модели тела в пространстве. Опорный каркас выполнен таким образом, что шарнирные элементы его и стягиваюпдий их трос создают только одну, определяемую углами наклона контактирующих плоскостей шарнирных элементов, конфигурацию опорного каркаса, имитирующего позвоночный столб, что ограничивает биомеханический анализ положений и движений модели. Остальные шарниры (коленный, тазобедренный, локтевой и т. п.), требующие значительных моментов трения, являются в силовом отношении тугоподвижными и неспособными фиксировать части модели тела в необходимой позе.

Цель изобретения - обеспечение возможности фиксаций различных ее положений в пространстве.

Это достигается тем, что модель содержит источники внешнего давления, связанные с шарнирными элементами, которые содержат корпус и упругую колодку, образующую сферическую поверхность, шар и эластичную мембрану, связанную с шаром через упругую колодку, а корпус имеет штуцера.

На фиг. 1 изображена предлагаемая модель тела человека; на фиг. 2 - часть каркаса с шарнирным элементами; на фиг. 3

показан шарнир верхних и нижних конечностей.

Модель тела человека содержит каркас 1 с шарнирными элементами 2, суставные шарниры 3, имитирующие суставы верхних

и нижних конечностей человека, трубки 4, имитирующие кости верхних i нижних конечностей и служащие каналами для сжатого воздуха, штуцеры 5 для подвода воздуха, шланги 6 иневмомагистральной разводки, питающие шарнирные элементы 2 каркаса 1 и шарниры 3, мягкую оболочку 7, систему 8 распределения с пультом 9.

Каркас 1, состоящий из шарнирных элементов 2, содержит шар 10 из легкого металла, корпус 11, выполненный из пластмассы, упругую колодку 12 из резины со сферическим углублением для шара 10. Хвостовик 13 соединяет шарнирные элементы 2 между собой, а хомут 14 попарно скрепляет после завальцовкп корпусы 11 шарнирных элементов 2 через дистанцпонную шайбу 15 с отверстиями для воздуха и эластичные мембраны 16 таким образом, что иневматичеекая камера А, образованная дистанционной шайбой 15 и эластичными мембранами 16, оказывается герметичной.

Суставный шарнир 3 состоит из шара 17, выполненного из легкого металла, корпуса 18 пз пластмассы, упругой колодки 19 из резины со сферическим углублением для шара 17, расиределительной иодкладки 20, расположенной между упругой колодкой 19 и мембраной 21, зажатой между корпусом 18 и фланцем 22 трубки 4 таким образом, что после завальцовки камера Б, образованная мембраной 21 и фланцем 22, оказывается герметичной.

Камеры А и Б шарнирных элементов 2 каркаса I и суставных шарниров 3 соединены е системой, состоящей из шлангов 6 пневмомагистральпой разводки и пульта 9 системы 8 распределения с клапанами 23 и 24.

Пульт 9 системы 8 распределения соединен с источником давления сжатого воздуха. Система 8 распределения смонтирована таким образом, что пульт 9 соединен тремя параллельными шлангами 6 е тремя группами пневматичееких камер шарниров. Первую группу составляют пневматические камеры Б суставных шарииров 3 нижних конечностей, вторую образуют пневматичеекие камеры А шарнирных элементов 2 каркаса 1 и третью группу образуют пневматические камеры Б еуставпых шарниров 3 верхних конечностей. Пульт 9 снабжен тремя трехходовыми клапанами 23, позволяющими соединить три вышеперечисленные группы пневматичееких камер е иеточником давления с атмосферой или закрывать их. Четвертый клапан 24 позволяет соединить все три группы пневматических камер с атмосферой.

Для фиксации модели тела человека в требуемой позе необходимо при помощи клапана 23 пневматические камеры суставов соедииить с источииком давления при закрытом клапане 24. При этом сжатый воздух, поступая в пневматическую камеру Б, действует на мембрану 21, которая через распределительную иодкладку 20 прижимает упругую колодку 19 к шару 17 суставного шарнира 3. Поступая в камеру А, сжатый воздух через мембраны 16 прижимает упругие колодки 12 к шарам 10 шарнирных элементов 2. В результате во всех шарнирах возникают моменты трения.

епособные удерживать Модель тела человека в любой позе.

После фиксации позы камеры А и Б, наполненные сжатым воздухом, могут быть закрыты при помощи клапанов 23. В таком ноложении модель может быть подвергнута различным биодинамическим или статическим исследованиям. При этом трение в щарнирах имитирует действие групп

мышц, обеспечивающих статическое положение тела человека, а упругие колодки 12 и 19 шарнира 2 и 3 имитируют фиксации суставных хрящей и межпозвонковых дисков.

При noMOHUi клапана 23 осуществлять соединение с атмосферой каждой из групп пневматпческпх камер суставов, обозначенных на пульте 9. При помощи клапана 24 можно соединить е атмосферой пневматические камеры всех шарниров одновременно. В результате зшругие колодки 12 и 19 прекращают прпжпматься к шарам 10 и 17 и шарниры обретают подвижность, имитирующую функцию подвижноети в еуставах человека. В момент сброса давления е различных групп пневматических камер соответствующие груипы шарниров обретают подвижпость. При этом конечности модели приходят в движение,

стремясь в положение с наименьшей потенциальной энергией. Эти движения можно осуществлять как непрерывно с полной амплитудой, так и дискретно, фиксируя любые промел :уточные положения движений

при помощи клапаиа 23. Различные движения мышц, сохраняющих положение -тела, можно имитировать различным давлением, подаваемым от источника давления в систему 8 распределения.

Таким образом, имитация функции подвижности в сзставах человека и возможность фиксации различных положений модели тела позволяет осуществлять широкий спектр биостатических и биодинамических иеследований.

Формула изобретения

Модель тела человека, содержащая звенья, соединенные между собой шарнирными элементами, и оболочку, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности фиксации ее положений в пространетве, модель содержит источники внешнего давления, связанные с щарнирными элементами, которые содержат корпус и упругую колодку, образующую сферическую поверхность, шар и эластичную мембраиу, связанную с шаром через упругую колодку, а корпус имеет штуцера. Источники информации, принятые во внимание при экепертизе 1. Авторское свидетельетво СССР № 452341, кл. А 61 F 1/24, 1972.

s гз

гз I

л / /

НиЖНИЕ ГОЛОВАВЕРХНИЕ СБРОС

КОНЕЧНОСТИ позвоночник КОНЕЧНОСТИ

ё

s; ча

Фиг.

2}

Фиг.З