FI92140C - Kolmisuuntainen voimanmittauslaite - Google Patents

Description

92140

KOLMISUUNTAINEN VOIMANMITTAUSLAITE

Keksinnon kohteena on kolmisuuntainen voimanmittauslaite, johon kuuluu voiman vastaanottokappale, esimerkiksi ponnistustaso, 5 alustaosa ja kaksi vartta , ensimmåinen kiinnitettynå voiman vastaanottokappaleeseen kåsittåen vapaan påån ja toinen asetet-tuna oleellisesti kohtisuoraan ensimmåiseen nåhden ja kiinnitettynå alustaosaan ja kåsittåen myos vapaan påån ja jotka varret on sidottu toisiinsa vapaista påiståån, joihin venymå-10 liuska-anturit on sijoitettu voimien mittaamiseksi verrannol-lisena varsien taipumiin.

Liikuntatieteellisesså tutkimuksessa kåytetåån erilaisia voi-manmittauslaitteita. Erityisesti kåvelyå, juoksua ja ponnistus-15 ta vaativissa lajeissa urheilijan maahan kohdistama voima ja sen kåyttåytyminen aikajakson kuluessa halutaan tietåå tark-kaan. Låhinnå siten on kyseesså kolmeen suuntaan voimia mittaa-va voimalevy ihmisen liikkuessaan synnyttåraien ponnistusvoimien mittaamiseksi.

20 Tåmån tapaisia voimalevyjå on rakennettu kolmesta yksisuuntai-sesta voima-anturista asentamalla ne toisiinsa nåhden kohtisuoraan. Ristikkåisten voimien ylikuulumisen eståmiseksi tar-vitaan monimutkainen laakerointi- ja ripustusjårjestelmå, jonka 25 seurauksena jårjestelmån resonanssitaajuus jåå liian matalaksi iskumaisten voimien mittaamiseksi.

On myos olemassa yksiosaisia, kolmeen suuntaan mittaavia voima-antureita. Niiden heikkoutena on monimutkaisen ja kalliin 30 rakenteen lisåksi ristikkåisten voimien ylikuuluminen, minkå vuoksi niitå ei voida kåyttåå tarkoissa mittauksissa.

Tåmån keksinnon tarkoituksena on aikaansaada uudenlainen antu-rirakenne, johon ei liity edellåmainittuja epåkohtia. Keksinnon 35 tunnusmerkilliset piirteet on esitetty oheisissa patentt ivaat i -muksissa. Koska nivellaakeri ei siirrå momenttia, ristikkåin sijoitetut varsien vapaat pååt pååsevåt vapaasti taipumaan mitattavan voiman mukaisesti. Neutraaliakselit såilyvåt myos tålloin varmasti varsien symmetriatasolla.

40 2 92140

Seuraavassa keksintoå kuvataan viittaamalla oheisiin kuviin, jotka esittåvåt eråstå keksinnon mukaista voimanmittauslaitet-ta.

5 Kuva 1 esittåå voimanmittauslaitetta pååltå nåhtynå

Kuva 2 esittåå kuvan 1 laitetta sivulta nåhtynå ja osittain leikattuna

Kuva 3 esittåå leikkausta kuvan 1 kohdasta III-III Kuva 4 esittåå voimanmittausvarsia liitoksineen 10

Kuvissa 1-4 esitellåån voimakkaiden ponnistusten mittaamiseen tarkoitettu laite. Siinå ponnistustaso 1 on liitetty alustal-taan 1 molempiin påihin sijoitettujen tukielimien vålityksellå, joihin kuuluu varret (4 ja 6) sekå nåiden vålinen nivel (5). 15 Nivel (5) on sijoitettu varsien vapaisiin påihin siten, ettei varsien vålillå siirry momenttia lainkaan. Jokaisen nivelen (5) yhteyteen varsiin (4,6) on asennettu venymåliuska-antureita, joilla mitataan erisuuntaiset voimat ponnistustason (1) eri kulmista. Laskemalla nåmå yhteen saadaan ponnistusvoiman kom-20 ponentit. Mittaus voidaan suorittaa jatkuvana ja ihmisen aihe-uttamien voimien mittaamiseen tarvittava 200 Hz:n rajataajuus on helposti saavutettavissa.

Kuvassa 3 nåhdåån varsien yksityiskohtainen kiinnitys. Alusta-25 osaan (2) on kiinnitetty poikittainen varsi (6) , jonka kumpikin påå muodostaa edellåmainitun vapaan påån (3). Siihen on kiinnitetty nivelen (5) avulla poikittaissuuntaan tåsså ponnistustason (1) pituussuuntaan ensimmåinen varsi (4) vapaasta påås-tåån. Ponnistustaso (1) on kiinnitetty tåhån varteen (4) nivel-30 kiinnitystå vastakkaisesta pååstå.

Kuvassa 4 nåhdåån varret (4 ja 6) irrotettuna laitteesta. En-* simmåiseen varteen (4) kuuluu ponnistustason poikittaissuunnas- sa mittaamat venymåliuska-anturit (9) ja toiseen varteen (6) 35 kuuluu sekå pituus- ettå korkeussuunnassa mittaavat venymåliuska-anturit (10 ja 11). Kaikki venymåliuska-anturit (9,10ja 11) on sijoitettu symmetrisesti varsien (4 ja 6) neutraalitason . . suhteen. Mahdollisesti venymåliuska-anturit sisåltåvåt låmpoti- lan kompensaatioliuskat tunnetulla tavalla.

Claims (4)

92140 Nivel (5) muodostuu sinånså tunnetusta nivellaakerista, jossa pallomaisilla asettumispinnoilla varustetut kappaleet on ase-tettu sisåkkåin. Mahdollisesti nivellaakeri voidaan muodostaa sopivasta joustavasta elementistå, joka antaa vastaavalla 5 tavalla myoten palkkien taipuessa. Nivellaakerin (5) tehtåvånå on siirtåå ainostaan voimia, mutta ei momenttia. Voima-anturit voidaan toteuttaa joko taivutus- tai leikkausvoi-ma-antureilla. Nykytekniikalla kåytetåån edullisimmin venymå-10 liuska-antureita, mutta pietsosåhkoiset ja kapasitiiviset anturit saattavat tulla kyseeseen. Koelaitteessa esitetylla rakenteella on saatu erinomaiset suoritusarvot tunnettuihin voimanvirtauslaitteisiin verrattuna. 15 Resonanssitaajuus saatiin korkeaksi sekå ristikkåisten voimien ylikuuluminen pieneksi. 20

1. Kolmisuuntainen voimanmittauslaite, johon kuuluu voiman vastaanottokappale, esimerkiksi ponnistustaso (2), alus-taosa (1) ja kaksi vartta (4,6), ensimmåinen kiinnitettynå voiman vastaanottokappaleeseen kåsittåen vapaan påån ja toinen 25 asetettuna oleellisesti kohtisuoraan ensimmåiseen nåhden ja kiinnitettynå alustaosaan ja kåsittåen myos vapaan påån ja jotka varret on sidottu toisiinsa vapaista påiståån, joihin anturit (9-11) on sijoitettu voimien mittaamiseksi verrannol-lisena varsien taipumiin, tunnettu siitå, ettå varsien (4, 6) 30 sidonta on toteutettu varsien neutraaliakseleiden leikkauspis-teeseen sijoitetun nivellaakerin (5) avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen voimanmittauslaite, tunnettu siitå, ettå alustaosaan (1) on keskeltå kiinnitetty 35 oleellisesti laitteen levyinen varsi, jonka pååt siten muodos-tavat kaksi vapaata pååtå, joihin kumpaankin on liitetty sanot-tu ensimmåinen varsi (4). » 92140

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen voimanmittaus-laite, tunnettu siitå, ettå venymåliuska-anturit on sijoitettu varsiin pareittain neutraaliakselien suhteen symmetrisesti.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen voimanmittauslaite, tunnettu siitå, ettå kuhunkin ensimmaiseen varteen (4) on sijoitettu toisen varren (6) suuntaisen voiman mittaamiseen tarkoitetut venymåliuska-anturipari ja toiseen varteen (6) tålle ja keskenåån ristikkåisten voimien mittaamiseen tarkoite-10 tut venymåliuska-anturiparit (10,11).