DD204206A1 - Vorrichtung zum messen von beugekraeften der menschlichen hand oder einzelner finger - Google Patents

Abstract

Die Erfindung kann in verschiedenen Zweigen der Medizin, vor allem jedoch in der Arbeits-, Sport-, Militaermedizin und in der Rehabilitation verwendet werden. Sie hat die Schaffung einer einfach zu handhabenden, universell einsetzbaren Vorrichtung zum Ziel, mit deren Hilfe eine exakte Messung der Beugekraefte der menschlichen Hand oder einzelner Finger jeweils genau in Wirkungsrichtung der Kraft bei biomechanisch gleichen Bedingungen fuer Haende unterschiedlicher Groesse und bei verschiedenen Beugewinkeln der Finger ein und derselben Hand zur Bestimmung der Winkel bei maximaler Kraftentfaltung moeglich ist. Die Aufgabe wird durch zwei Griffteile, die in ihrer gegenseitigen geometrischen Lage zueinander veraenderlich sind,in Verbindung mit Mitteln zu quasi wegloser Kraftmessung geloest.

Description

Titel der Erfindung

Vorrichtung zum Messen von Beugekräften der menschlichen Hand oder einzelner Finger

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von Beugekräften der menschlichen Hand oder einzelner Pinger. Die Kenntnis dieser bei unterschiedlichsten menschlichen Tätigkeiten auftretenden Kräfte ist für verschiedene Zweige der Medizin von grundlegender Bedeutung. Sie stellt eine wichtige Grundlage für die ergonomische Beurteilung und günstige Gestaltung von Arbeitsplätzen und Gerätschaften dar. Die Vorrichtung wird deshalb vorzugsweise in der Arbeite-, Sport- und Militärmedizin sowie bei der Rehabilitation Anwendung finden, aber auch anderen medizinischen Disziplinen wissenschaftlich verwertbare Meßgrößen liefern.

- 2 Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt iat ein Verfahren und eine Einrichtung zum Umwandeln von Kräften und daraus abgeleiteten Größen, wie Druck- und Drehmoment, und Bewegungsgrößen wie Schwingung, Schwinggeschwindigkeit und Schwingbeschleunigung, in elektrische Größen und zum Messen der Kraftverteilung auf Objekten (WP 121 383) sowie eine Meßanordnung zur Ermittlung der Kraftverteilung von statischen und dynamischen Kräften am lebenden Organismus (WP 149 415), Dabei handelt es sich um einen Komplex spezieller mechanoelektriacher Wandler (WP 121 383), die beispielsweise auf einem in Länge und Durchmesser konstanten Handgriff angeklebt wurden (WP 149 415). Ohne eine weitere Vorrichtung werden mit diesem Verfahren Jedoch Messungen der Handkräfte oder der Fingerkräfte sowohl unter isometrischen statischen als auch dynamischen Bedingungen bei Variation der Beugewinkel der Finger nicht möglich. Bei unterschiedlicher Handbreite und Fingerdurchmessern sind an ein und demselben Handgriff Meßfehler unvermeidbar, und die Meßergebnisse sind auf Grund der unterschiedlichen Zahl wirksamer Kontaktstellen nicht vollkommen vergleichbar. Entsprechend dem Fingerdurchmesser variiert die Zahl der zur wirksamen Gesamtkraft bei Fingerbeugung zu summierenden Kontaktstellen. Dabei besteht die Schwierigkeit, die Zahl der tatsächlich wirksamen Kontaktstellen exakt zu ermitteln, da manche Kontaktstellen nur zum Teil von dem zu untersuchenden Finger erfaßt werden. Somit ist unklar, mit welchem Anteil sie in die resultierende Kraft eingehen. Die Druckkraft zwischen den Kontaktstellen wird mit Hilfe dieses Verfahrens ebenfalls nicht erfaßt, so daß dieser Anteil in der resultierenden Kraft fehlt. Auch die Feststellung der Zahl und die Berechnung der Anteile nicht senkrecht zur Wirkungsrichtung der Fingerbeugekraft befindlichen Kontaktstellen an der resultierenden Kraft ist für jeden einzelnen Probanden vorzunehmen und mit komplizierter

Korrekturrechnung verbunden. Ala Schlußfolgerung ergibt aich, daß eine exakte Meaaung der Pingerbeugekräfte und Handkräfte mit dieaem Verfahren nicht möglich iat.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt daa Ziel, eine einfach zu handhabende, univeraell einaetzbare Vorrichtung zum exakten Мѳэаеп der Beugekräfte einzelner Pinger oder der ganzen Hand zu achaffen, die die mit den bekannten Vorrichtungen verbundenen Nachteile weiteatgehend beseitigt.

Darlegung dea Weaena der Erfindung

Ea iat Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Meaaen der Handkraft oder der Beugekraft einzelner Pinger vorzuatellen, die eine exakte Messung jeweils genau in Wirkungsrichtung der Kraft bei biomechaniach gleichen Bedingungen für Hände unterachiedlicher Größe gestattet,

Erfindungagemäß wird die Aufgabe durch zwei Griffteile gelößt, deren Koordinaten frei wählbar sind und von denen ein Griffteil atarr, daa andere beweglich ausgeführt iat und der bewegliche Griffteil im Wirkungaeingriff mit einer Druckmeßdose steht.

Auaführungabeiapiel

Nachstehend soll ein Ausführungabeispiel der Erfindung näher beschrieben werden.

In der beigefügten Zeichnung zeigen

Pig. 1: Die prinzipielle Seitenanaicht der Vorrichtung, teil-

weiae im Schnitt Pig. 2: Die Vorderanaicht im Zug der Schnittlinie A -A.

Zwischen zwei Seitenwänden 1 und 2 sind ein Führungsklotz 3 und eine Fußplatte 6 so angeordnet, daß sie gleichzeitig als Auflage für die Vorrichtung dienen. Der Führungsklotz 3 nimmt einen in Längsrichtung der Vorrichtung horizontal verschiebbaren Führungsbolzen 15 auf, der in einem Widerlager 5 endet. Die gegenüberliegende Seite des Widerlagers 5 ist mit einer Spindel 14 verbunden, deren entgegengesetztes Ende in der Fußplatte 6 mittels einer Rändelmutter 13 geführt wird, die die geradlinige Verschiebung des Führungsbolzens 15 und des Widerlagers 5 gestattet. Senkrecht zur Verschiebungsebene des Führungsbolzens 15 ist ein erstes Griffteil 10 lösbar in dem Widerlager 5 befestigt. Oberhalb des Führungsklotzes 3 befindet sich ein Schieber 4, in dem ein horizontal beweglicher Zugbolzen 16 so gelagert ist, daß sein Flansch 17 mittels einer Druckfeder 18 mit niedriger Kraft auf den zentralen Bereich einer Druckmeßdose 21 gedrückt wird und eine praktisch weglose Kraftmessung ermöglicht. Das dem ersten Griffteil 10 zugewandte Ende des Zugbolzens 16 trägt ein zweites Griffteil 23. In der beigefügten Zeichnung ist es als Zugriemen zur Messung von Fingerbeugekraften ausgebildet, kann aber jede andere, dem Ziel der Messung der Handkraft bei Händen verschiedener Größe angepaßte Abmessung und Gestalt aufweisen. Deshalb ist es vorteilhaft, Mittel vorzusehen, die einen schnellen und einfachen Austausch der Griffteile 10, 23 ermöglichen. Der Schieber 4 weist eine rechtwinklig zur Längsachse der Vorrichtung verlaufende, die Seitenwände 1, 2 überragende Achse 8 auf, auf der ein in eine senkrecht angeordnete Zahnstange 11 eingreifendes Zahnrad 12 befestigt ist. Zur Höhenverstellung des Schiebers 4 und damit des Griffteils 23 dient eine an einem Ende der Achse 8 angeordnete Rändelscheibe 19, während die Fixierung des Schiebers 4 an einem definierten Punkt mittels einer am entgegengesetzten Ende der Achse 8 befindlichen Rändelmutter 20 erfolgt. Über einem horizontalen Meßatab 22 befindet sich mit dem Griffteil 10 ein starr verbundener, zeichnerisch nicht dargestellter Zeiger. Einen gleichen, zeichnerisch ebenfalls nicht dar-

gestellten Zeiger weist das zweite Griffteil 23 auf. Dieser Zeiger wird bei Verstellung des Schiebers 4 an einem vertikalen Meßstab 24 entlanggeführt. Der dem Probanden zugewandte Teil der Vorrichtung ist als Armauflage 7 ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist dieser Teil abnehmbar oder um einen Drehbolzen 9 hochklappbar gestaltet, um einen besseren Zugang zur Rändelmutter 13 zu erhalten. In Abhängigkeit von den durchzuführenden Messungen und der Größe der Hand des Probanden werden die entsprechenden Griffteile 10,

23 ausgewählt und an der Vorrichtung montiert. Sodann werden durch Betätigung der Rändelmutter 13 und der Rändelscheibe 19 die der Handgröße des Probanden entsprechenden Positionen der Griffteile 10, 23 eingestellt und durch Betätigen der Rändelmutter 20 die Höhenlage des zweiten Griffteils 23 fixiert. Bei den Verstellvorgängen der Griffteile 10, 23 werden die zeichnerisch nicht dargestellten Zeiger an den Meßstäben 22,

24 entlanggeführt. Sie zeigen die endgültige Stellung der Meßpositionen der Griffteile 10, 23 an, dienen der Reproduzierung wichtiger meßtechnischer Bedingungen und ermöglichen gleichzeitig die Gewinnung anthropometrischer Daten. Zur Messung umfaßt der Daumen des Probanden den vertikalen Griffteil 10, während ein oder mehrere Pinger das horizontal verschiebbare zweite Griffteil 23 fassen und in Richtung auf das erste Griffteil 10 bewegen. Dabei übt der Plansch 17 des Zugbolzens 16 eine den Beugekräften der Pinger des Probanden entsprechende Kraft auf den zentralen Bereich der Druckmeßdose 21 aus, die als mechanoelektrischer Wandler wirkt und in bekannter Weise die mechanische Kraft in eine analoge elektrische Größe und daraus abzuleitende physiologische Meßgrößen umwandelt, die an zeichnerisch nicht dargestellten elektrischen Meßeinrichtungen abgelesen und registriert werden können.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch

   1. Vorrichtung zum Messen von Beugekräften der menschlichen Hand oder einzelner Finger in Wirkungsrichtung der Kraft für Hände unterschiedlicher Größe bei biomechanisch gleichen Bedingungen, bestehend aus Griffteilen und einer Druckmeßdose, gekennzeichnet dadurch, daß die Griffteile (10, 23) senkrecht zueinander angeordnet und ihre Koordinaten frei wählbar sind, ein Griffteil (10) starr, das zweite (23) beweglich ausgeführt ist und der bewegliche Griffteil (23) in Wirkungseingriff mit der Druckmeßdose (21) steht.
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein den beweglichen Griffteil (23) tragender Zugbolzen (16) einen Flansch (17) aufweist, der unter Kraft einer Druckfeder (18) am zentralen Bereich der Druckmeßdose (21) anliegt und die Druckmeßdose (21) den Zugbolzen (16) koaxial Verkantungsfrei umfaßt,

   - Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -