Трехмерный посадочный манекен Советский патент 1982 года по МПК A61B5/10 

Изобретение относится к медицяпской технике, а именно к устройствам для проведения бисялеханических иссле. дований и оценки эргономических ка-; честв рабочего места оператора.

Известен трехмерный посадочный манекен, который содержит соединенные шарниром панели торса и седалища, шарнирно установленные на панели седалища измерительный шток и Т-образный кронштейн с телескопическими элементами голеней и ступней, которые соединены коленными и голеностопныли шарнирами, , а также 7Шнейные и угловые шкалы tU.

Недостатком известйого манекена является огр аниченность комплекса измеряемых с его непосредственной помощью биомеханических параме тров, а именно, только отклонение туловища от вертикали, углов между туловищ л и Недрам, бедрсял и голенью, голенью и стопой. Остальные же биомеханические параметры - углы между туловищем и плечом, плечом и предплечьем, предплечьем и кистью, приходится вамер ять ручным мерительным инструментом, что увеличивает трудоемкость и продо.лжительнос ь испытаний и снижает точность и достоверность их результатов.

Целью изобретения является обес:печейне возможности определения биомеханических параметров плечевого пояса оператора.

Поставленная цель достигается тем, что трехмерный посадочный манекен, содержащий соединенные шарни10ром панели торса и ceдaJШщa, шарнирно установленные на панели седалища измерите.пьный шток и Т-образный кронштейн с телескопическими элементами голеней и ступней, которые ;

15 соединены коленными и голеностопными шарнирами, грузы, а также линейные

:и угловые шкалы, что дополнительно снабжен плечевым узлом, выполненным в виде закрепленных на панели торса

20 вертикальных направляющих с 2-образными кронштейнами и соединенной с кронштейнгили горизонтальной направ-; ляющей на ней с возможностью перемещения размещены опоры с карданны25ми плечевыми шарнирами, причем на крестовых карданных шарниров пос- ; редством вилок установлены телескопические элементы плеча, предплечья

/и кисти с локтевым и лучезапястным

30 шарнирами., На фиг,1 изображен трехмерный посадочный манекен, 1вид спереди; на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг,3 - вид А на фиг.2; на фиг.4 вид Б на фиг 11; на фиг.5 - то же, вид сверху. Трехмерный посадочный манекен со держит моделирующий торс человека элемент, состоящий из основания 1 торса и жестко прикрепленной к нему панели 2 торса и моделирующий седалище элемент, состоящий JIB основани 3 седалища и седалищной панели 4, которые соединены тазобедренным шарниром 5, соответствующим оси таз бедренных суставов человека.- На оси указанного шарнира установлены груз б, воспроизводящие массу бедер, и и мерительный телескопический шток 7 со шкалой для определения расстояния от оси тазобедренного шарни ё до конца измерительного штока. На основании торса закреплены кронштейны 8 для монтажа торсовых грузов 9 воспроизводящих массу тор са человё-1 а. и обеспечивающих соответствующее положение его центра тя жести. На основании 3i седалища в . плоскости симметрии манекена закреп лена направляющая 10, в которую с возможностью продольного перемещени фиксируемого винтом 11, входит продольный стержень Т-образного кронштейна 12 со шкалой для определения длины бедра. На стержне кронштейна 12 и направляющей 10 выполнен ряд отверстий, служащих для их взаимной фиксации стопором 13 в положениях, когда длина моделируемого бедра элемента равна одной из длин, соответствующих 10,50 и 90% группам репрезентативности. На концах перекладины Т-образ ного кронштейна 12 шарнирно установ лены моделирующие голень элементы 14, которые выполнены телескопически раздвижными с -фиксацией длин, соответствующих длинам голени взрос лого мужчины 10,50 и 90% групп репрезентативности и снабжены шкалами коленные шарниры 15 связывают телескопические элементы голеней бедра. Нижние концы голенных элемен тов 14 посредством голеностопных шарниров 16 соединены с элементами Моделирующими стопу 17. На основании 3- седалища закреплены бедренные грузы 18, а на наруж ных элементах 14 голени - голенные грузы 19, воспроизводящие массу и положение центра тяжести моделируе мых частей тела, Кроме того, манекен снабжен пле чевым узлом, при этом на торцах кронштейна 8 закреплены вертикальные направляющие 20 с фиксаторами 21. В направляющих 20 своими нижни ми стойками установлены z-образные кронштейны 22, в верхних стойках которых закреплены гайками 23 горизонтальные направляющие 24. К втулкам 25 направляющих 24 подвижно с фиксацией винтом 26 положений соответствующих ширине плеч для 10, 50,. 90% уровней репрезентативности, закреплены опоры 27. В опорах 27 установлена своей горизонтальной осью крестовина 28 плечевого карданного шарнира, вилка 29 закреплена к моделирующему плечо элементу 30... Плечевой элемент 30 посредством локтевого шарнира 31 своим свободным концом соединен с моделирующим предплечье элементом 32, который /лучезапястным шарниром.33 связан с элементом 34, моделирующим кисть. Элементы 30, 32, 34 выполнены телескопическими с фиксацией цанговыми зажимами 35, 36 и винтом 37 длин, соответствующих длинам, плеча, предплечья и кисти взрослого мужчины 10, 50 .и 90% групп репрезентативности, и снабжены линейными . шкалами. Основание 3 седалища снабжено углоеым сек.тором а, коленные шарниры 15 - угловыми шкалами б, голеностопные шарниры 16 - угловыми шкалами в, крониггейны 22 - шкалами г, горизонтальные направляющие 24 - шкалами д, опоры 27 - вертикальными угловыми шкалами е. Кроме того, вилка 29 плечевого карданного шарнира снабжена горизонтальной угловой шкалой ж, локтевой шарнир 31 - угловой шкалой )и лучезапястный шарнир 33 - угловой шкалой, к. - Измерение биомеханических параметров оператора непосредственно при помощи настоящего манекена производится следуюкщм образом. Раздвижные части кронштейна 12, элементов 14, 30, 32 и 34, а также кронштейны 22 и опоры 27 крестовины плечевого шарнира устанавливаются по соответствующим шкалам на отметках выбранного уровня репрезентативности и фиксируются. Производится размещение манекена на сиденье оператора. При этом наконечник элемента 34, моделирующего кисть, устанавливается в положение, соответствующее выполнению определенной трудовой операции, например, на тумблер панели управления. Регистрируются величины углов в суставных сочленениях по соответствующим шкалам, в частности: отклонение туловища от вертикали и угол между туловищем и бедром - по угловому сектору а; углы между бедром и голенью - по шкалам (5, между голенью и стопой - по гйкалам &, между

кистью и предплечьем - по шкале «Д-, межлу предплечьем и плечом - по шкале К, между плечом и туловищем в вертикальной плоскости,- по шкале вив горизонтальной плоскости - по шкале 5К-.

Введение в конструкцию трехмерного посадочного манекена узла, моделирующего верхние конечности человека,, и измерительных приспособлений со шкалами обеспечивает измерение дополнительных биомеханических параметров оператора, что значительно расширяет функциональные возможности манекейа для комплексных эргономических исследований.

Описываемый манекен обеспечивает достоверное измерение всех угловых параметров, являкмдихся определякидими при оценке удобства посадки оператора на рабочем месте и позволяет разработать научно-обоснованные .рекомендации по оптимизации рабочего места с целью повышения эффективности труда оператора.

Использование настоящего манекена также значительно сокращает трудоемкость и продолжительность испытаний объектов на соответствие рабочей ггозы оператора требованию о сохранении физиологически-оптимальных величин углов в суставных сочленениях на стадиях проектирования и доводки рабочего места. . .

Формула изобретения

Трехмерный посадочный манекен содержащий соединенные шарниром пйнели торса и седалища, шарнирно

установленные на панели седалища измерительный шток и Т-образный кронштейн с телескопическими элементами голеней и ступней, которые соединены коленными и голеностопными

шарнирами, грузы, а также линейные и угловые шкалы, б т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения возможности определения биомеханических параметров плечевого пояса

оператора, манекен дополнительно снабжен плечевым узлом, выполненные в виде закрепленных на панели торса вертикальных направляющих с z-образньми кронштейнами и .соединенной с

кронштейнами горизонтальной направлякдаей, на которой с возможностью перемещения размещены опоры с карда:нными и плечевсдш шарнирами, причем на крестовинах карданных шарниров посредством вилок .установлены телескопические элементы плеча,предплечья -и кисти с локтевым и лучбзапястным шарнирами.

Исх.очни)и информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3147617, кл. 73-172, 1964.

м

f

ВидК

ФигЛ