Устройство для определения давленияТЕлА чЕлОВЕКА HA ОпОРНыЕ пОВЕРХНОСТи Советский патент 1981 года по МПК A61B5/10 

Изобретение относится к медицине кой технике, а именно к устройства дйя эргонометрических исследований и может быть использовано для опре деления полей давления тела челове на опорные поверхности кресла. Известно устройство для определения давления тела человека на опо ные поверхности, которое содержит кресло и чувствительный элемент, р положенный на его опорной поверхности 1 , Однако это устройство не позвол измерять давление при воздействии динамических нагрузок на человека. Кроме того, необходимость замены чувствительного элемента в каждом эксперименте усложняет и удлиняет процесс измерений, что ограничивает область использования устройства, Цель изобретения -.обеспечение измерения давления при воздействии динамических нагрузок ,на человека и сокращение трудоемкости, эксперимента. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения давления тела человека на опорные поверхности, содержащее кресло и чувствительный элемент, расположенный на его опорной поверхнос-. ти, введены регулируемый источник воздуха с датчиком давления воздуха, коммутатор и измерительный ; прибор, опорная поверхность кресла выполнена в виде герметичной полости, на наружной поверхности которой выполнены отверстия, загерметизированные эластичным материалом, а . чувствительный элемент выполнен в виде сигнализатора давления, контактные пары которого размещены в отверстиях опорной поверхности кресла, при этом герметичная полость соединена трубопроводами с реи улируемым источником воздуха и датчиком давления воздуха, выход которого через коммутатор соединен с контактными парами сигнализатора давления и входом измерительного прибора. На фиг, 1 йзобраикена структурная схема предлагаемого устройства для определения давления тела человека на опорные поверхности; на фиг,2 герметичная полость, сечение на фиг, 3 - электрическая схема подключения коммутатора; на фиг, 4 эпюры временных связей.

Устройство содержит кресло, опорная поверхность которого выполнена , в виде герметичной полости 1с отверстиями 2 на наружной поверхности последней. Отверстия 2 загерметизированы эластичным материалом 3 и снабжены чувствительными элементами, выполненными в виде сигнализатора давления с контактными парами Кроме того, устройство содержит регулируемый источник 5 воздуха с датчиком 6 давления воздуха, йоммутатор 7 и измерительный прибор 8, Герметичная полость 1 соединена трубопроводами 9 с регулируемым источником 5 воздуха и датчиком 6, выход которого через коммутатор 7 соединен с контактными парами 4 сигнализатора давления и входом измерительного прибора 8,

Устройство работает следующим образом.

Испытатель усаживается в кресло, опираясь на опорные поверхности сидения и спинки кресла. В момент проведения эксперимента на него начинает действовать инерционная перегрузка Ng f(t) (фиг. 4), необходимо в этот момент, понять закономерность распределения полей давления по времени на сидень и спинку кресла, с целью улучшения его амортизационныхСВОЙСТВ. В момент, когда Ng const,по трубопроводу 9 из регулируемого источника 5 воздуха поступает в герметичную полость 1 воздух, давление Р которого по времени меняется по линейному закону (фиг. 4). Это давление поступает и в датчик б. При этом контакт а датчика давления перемещается, и, изменяется напряжние, снимаемое с контактов а и (фиг. 3). Воздух, поступающий в полость 1, давит с внутренней стороны на эластичный материал 3, тогд как снаружи на него давит тело человека, создавая в разных точках опорных поверхностей кресла различ. ные давления. Контактные пары 4 размыкаются в тот момент, когда давление воздуха сравняется с давлением тела человека. К измерительнму прибору 8 (в качестве которого может быть использован цифропечатающий вольтметр или аналого-цифровой преобразователь электронно-вычислительной машины-АЦПЭВМ) поочередно с помощью коммутатора 7 подключгиотся электролинии сигнализаторов давления. Шаг коммутирования по времени задается в зависимости от вида и характера, действующих на испытателя нагрузок.

В случае, когда контакты замкнуты, на входе измерительного прибора появляется напряжение, снимаемое с датчика 6 давления и пропорциональное величине.давления. Как только контакты размыкаются на входе прибора напряжение равно нулю, а то напряжение, которое было до нулевого, характеризует собой давление участка тела человека на данную точку опорной потверхности. Имея таблицу с номерами поверхности и величины напряжений, соответствующих этим точкам, ведущий эксперимент может либо вручную, либо автоматически.при помощи АЦП ЭВМ построить поля давления тела человека на опорные поверхности кресла.

Таким оЪразом, предлагаемое устройство позволяет получить данные о распределении полей давления тела человека на опорные поверхности кресла при воздействии на человека динамических нагрузок непосредственно в ходе эксперимента, что значительно облегчает проведение самих испытаний и повышает их информативность .

Формула изобретения

Устройство для определения давления тела человека на опорные поверхности, содержащее кресло и чувствительный элемент, расположенный на его опорной поверхности, отличющееся тем, что, с целью измерения давления при воздействии динамических нагрузок на человека и сокращения трудоемкости аксперимент в него дополнительно введены- регулируемый источник воздуха с датчиком давления воздуха, коммутатор и измерительный прибор, опорная поверхность кресла выполнена в виде герметичной полости, на наружной поверхности которой выполнены отверстия, загерметизированные эластичным материалом, а чувствительный элемент выполнен в виде сигнализатора давления, контактные пары которого размещены в отверстиях опорной поверхности кресла, при этом герметичная полость соединена трубопроводами с регулируемым источником воздуха и датчиком давления ;воздуха, выход которого через коммутатор соединен с контактными парами сигнализатора давления и входом измерительного прибора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, ЧЪе design of ttie body suppor and Restroint Systems, Human Factors in JechnoCogy, New-Jork- London, 1963, eft.,10.

и

222

22

tJ.

Фиг, /

efff

Фыг. 3