PL166630B1 - Aparat do pomiaru antropometrycznych parametrów postawy ciała ludzkiego - Google Patents

Abstract

1. Aparatdo pomiaruantropometrycznych parametrów postawy ciała ludzkiego, składający się z podstawy i przymocowanej do niej pionowej kolumny wyposażonej w zespół pomiarowo-rejestrujący, znamienny tym, że pomiarowa głowica (13) na której umieszczone są w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach pomiarowe wodziki (14 i 15) zamocowana jest na końcu układu prostowodów (10 i 11) połączonych ruchomo z obrotową głowicą (4) osadzoną na pionowej kolumnie (1), przy czym obrotowa głowica (4) wyposażonajest w trzy elementy pomiarowe (7, 8, 9), napędzane przemieszczeniami prostowodów (10 i 11), rejestrujące ruchy pomiarowych wodzików (14 i 15) w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach.

Description

Przedmiotem wynalazku jest aparat do pomiaru antropometrycznych parametrów postawy ciała ludzkiego, a zwłaszcza do pomiaru położenia punktów antropometrycznych, odległości między nimi, kąta między odcinkami przechodzącymi przez trzy punkty antropometryczne, krzywizn przednio-tylnych i bocznych kręgosłupa, obwodów i asymetrii u człowieka w postawie stojącej, leżącej i w skłonie w przód, a także do rejestracji krzywych ciała lub ich projekcji na płaszczyznę strzałkową, czołową i poziomą.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 65 708 aparat do pomiarów antropometrycznych. Aparat ten składa się z podstawy i przymocowanej do niej pionowej kolumny pomiarowej, na której osadzony jest przesuwnie zespół pomiarowo-rejestrujący oraz z drugiej kolumny, wyposażonej w układ stabilizujący miednicę badanego człowieka. Zespół pomiarowo-rejestrujący składa się z suwaka, którego jedna strona zakończona jest wysięgnikiem z osadzonymi na nim przegubowo dwoma dźwigniami pomiarowymi. Drugie końce tych dźwigni połączone są z korpusem wodzika, którego oś jest prostopadła do kolumny pomiarowej. Wodzik żakończony jest od strony pomiarowej obrotowym krążkiem. Przeciwległa strona suwaka ma zamontowane urządzenie rejestrujące, składające się ze stolika z uchwytem taśmy papierowej oraz trzech pisaków osadzonych na dwóch równoległych prowadnicach usytuowanych prostopadle do kolumny pomiarowej. Pisak rejestrujący obrys korpusu badanego człowieka w płaszczyźnie czołowej zamocowany jest do sztywnego cięgła połączonego z wodzikiem. Pisak rejestrujący obrys w płaszczyźnie strzałkowej połączony jest z wodzikiem przy pomocy elastycznego cięgła tworzącego obwód zamknięty, a trzeci pisak zamocowany jest nieruchomo na prowadnicy i kreśli pionową prostą odniesienia. W czasie pomiaru zespół pomiarowo-rejestrujący przemieszcza się względem nieruchomej taśmy papierowej w płaszczyźnie równoległej do kolumny pomiarowej.

Niedogodnością techniczną tego urządzenia jest ograniczenie zakresu rejestrowanych krzywizn. Wynika to z ograniczonej długości ramion dźwigni pomiarowych oraz błędów przeniesienia przemieszczeń kołowych dźwigni pomiarowych na przemieszczenia liniowe pisaków. Niedogodnością jest również znaczny błąd pomiaru, wynikający z zastosowania mechanicznych dźwigni, cięgien i przegubów oraz konieczności używania dodatkowych urządzeń do pomiaru punktów antropometrycznych.

166 630

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 105 042 przyrząd do pomiaru gibkości kręgosłupa. Przyrząd ten składa się z podstawy, układu rur rozsuwanych teleskopowo oraz z zespołu kątomierzy. Przyrząd ma obejmę na biodra z pasami z gwintowanym gniazdem, w które wkręcony jest giętki element z kątomierzem zamocowanym za pomocą mimośrodowego zaczepu. Obejma zamocowana jest na stałe na dwóch rurach wpuszczanych teleskopowo w prowadnice zaopatrzone w gwintowane uchwyty i szczęki zaciskowe ustalające obejmę na żądanej wysokości oraz w podkładki i nakrętki mocujące prowadnice do podstawy. Przyrząd ten służy do pomiaru gibkości kręgosłupa we wszystkich trzech płaszczyznach. Nie nadaje się jednak do pomiaru parametrów antropometrycznych ciała ludzkiego.

Innym znanym rozwiązaniem z polskiego opisu patentowego nr 117968 jest przyrząd do pomiaru klatki piersiowej i kręgosłupa. Przyrząd ten ma podstawę z magnesami trwałymi i wyposażony jest w mechanizmy teleskopowe i przegubowe. Przyrząd składa się ze stojaka i wspornika, na których zawieszony jest przesuwnie regulator wysokości i stabilizator pasa biodrowego, nad którym na stojaku umieszczony jest przesuwnie stabilizator klatki piersiowej. Przyrząd wyposażony jest ponadto w tablicę do pomiaru obrysu klatki piersiowej i w statyw, na którym zamocowana jest przegubowo stalowa tablica z rolkami na taśmę papieru i magnetyczna głowica z teleskopowym wodzikiem.

Przyrząd ma ograniczony zakres zastosowania jedynie do pomiarów klatki piersiowej, przy czym pomiary obarczone są dużymi błędami wynikającymi ze stosowania przekładni mechanicznych.

Znany jest jeszcze przyrząd do pomiaru antropometrycznych parametrów postawy ciała ludzkiego, wyposażony w układ stabilizujący miednicę badanego człowieka. Przyrząd składa się z pionowych kolumn, do których zamocowana jest w prowadnicach pomiarowa rama. W ramie tej umieszczona jest przesuwnie na wodzikach pozioma listwa z usytuowaną na niej również przesuwnie głowicą fotoelektryczną wyposażoną w przesuwający się osiowo element pomiarowy. Głowica fotoelektryczna posiada dwie tarcze kodowe nacięte promieniowo, napędzane pomiarowym elementem i przesuwną głowicą i wyposażone w układy fotoelektryczne nadawczo-odbiorcze, przy czym w ramie pomiarowej zamocowana jest trzecia tarcza kodowa z układem fotoelektrycznym napędzana przesuwem listwy wzdłuż osi pionowej. Tarcze obracają się w trzech płaszczynach wzajemnie prostopadłych i połączone są z elementami napędzającymi układami linek. Układy fotoelektryczne połączone są z układem rejestrującym i komputerem. Pomiarowy element zakończony jest dielektryczną końcówką.

Niedogodnością techniczną tego urządzenia w pomiarach antropometrycznych jest możliwość pomiaru krzywizn przedniotylnych i bocznych tylko w postawie stojącej badanego człowieka, wynikająca z ograniczonej długości elementu pomiarowego. Niedogodnością jest również konieczność używania układu stabilizującego miednicę badanego człowieka oraz duży błąd pomiaru wynikający z przeniesienia przemieszczeń liniowych układu linek na przemieszczenia kątowe tarcz kodowych. Urządzenie jest urządzeniem stacjonarnym.

Wynalazek dotyczy aparatu do pomiaru antropometrycznych parametrów ciała ludzkiego, który składa się z podstawy i przymocowanej do niej pionowej kolumny, wyposażonej w zespół pomiarowo-rejestrujący.

Istota wynalazku polega na tym, że głowica pomiarowa aparatu, na której umieszczone są w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach wodziki pomiarowe, zamocowana jest na końcu układu prostowodów połączonych ruchomo z głowicą obrotową osadzoną na pionowej kolumnie, przy czym głowica obrotowa wyposażona jest w trzy elementy pomiarowe napędzane przemieszczeniami prostowodów, rejestrujące ruchy wodzików pomiarowych w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach. Elementy pomiarowe połączone są z elementami napędzającymi za pomocą układu sworzni i osadzone są nieruchomo wzdłuż osi usytuowanych w dwóch płaszczyznach wzajemnie prostopadłych. Elementy pomiarowe stanowią korzystnie przetworniki analogowocyfrowe o zakresie od dwóch tysięcy do dziesięciu tysięcy impulsów każdy, zamieniające przemieszczenia kątowe na impulsy elektryczne i połączone są z układem rejestrującym i komputerem. Umieszczone na głowicy pomiarowej wodziki pomiarowe zakończone są końcówką dielektryczną.

Zasadniczą korzyścią techniczną wynikającą ze stosowania aparatu według wynalazku jest możliwość pomiaru położenia punktów antropometrycznych, odległości między nimi, kąta między odcinkami wyznaczonymi przez trzy punkty antropometryczne, krzywizn przednio-tylnych i

166 630 bocznych kręgosłupa, obwodów i asymetrii u człowieka w postawie stojącej, leżącej i w skłonie w przód, a także możliwość zarejestrowania i wyznaczania parametrów krzywych ciała przechodzących przez co najmniej dwa punkty antropometryczne. Ponadto aparat umożliwia rejestrację i pomiar wymienionych parametrów w standardowym przestrzennym układzie lub w układzie zindywidualizowanym powstałym przez przesunięcie i obrót układu standardowego do punktu antropometrycznego przyjętego za punkt charakterystyczny oraz użycie do pomiaru układu stabilizującego miednicę badanego człowieka. Zaletą aparatu jest też ograniczenie części mechanicznych, wyellminowanie urządzeń pośrednich i zautomatyzowanie pomiaru, dzięki czemu dokładność pomiaru w badaniach organizmu żywego w całej przestrzeni wynosi ± 1 mm oraz uzyskanie krzywizn pomiarowych wykreślonych linią ciągłą. Aparat jest urządzeniem przenośnym, bezinwazyjnym, mającym zastosowanie do badań masowych postawy ciała i do diagnozowania jej zaburzeń i wad.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia aparat do pomiaru antropometiycznych parametrów ciała w widoku z boku, fig. 2 - w widoku z boku z użyciem urządzenia do stabilizacji miednicy badanego człowieka, a fig. 3 - w widoku z góry umiejscowienie przetworników analogowo-cyfrowych na głowicy obrotowej.

Jak pokazuje to rysunek, aparat do pomiaru antropometrycznych parametrów postawy ciała ludzkiego według wynalazku składa się z pionowej kolumny 1 przymocowanej do podstawy 2, w obudowie której umieszczony jest układ rejestrujący połączony z komputerem. Na pionowej kolumnie 1 umocowana jest przy pomocy pokrętła 3 obrotowa głowica 4. Podstawa 2 wyposażona jest w regulacyjne nóżki 5 i poziomicę 6. Obrotowa głowica 4 wyposażona jest w elementy pomiarowe, którymi są przetworniki analogowo-cyfrowe 7,8,9, przy czym przetworniki 7,8 usytuowane są na zewnątrz obrotowej głowicy 4, a przetwornik 9 umieszczony jest wewnątrz. Obrotowa głowica 4 połączona jest ruchomo z układem prostowodów 10, i 11 wyposażonych w przeciwwagę 12. Prostowód 11 zakończony jest głowicą pomiarową 13, na której umieszczone sąw dwóch wzajemnie prostopadłych płaszczyznach poziomej i pionowej wodziki pomiarowe 14,15, zakończone końcówkami dielektrycznymi i połączone z układem pomiarowym. Przetworniki analogowo-cyfrowe 7,8,9 połączone są z układem rejestrującym i komputerem oraz układem sworzni z elementami napędzającymi. Przetwornik analogowo-cyfrowy 7, mierzący przemieszczenia kątowe prostowodu 11 napędzany jest za pośrednictwem sworznia 16 poprzecznego ramienia przeciwwagi 12, a przetwornik 8, mierzący przemieszczenia kątowe prostowodu 10, napędzany jest poprzez sworzeń 17 przegubu łączącego prostowód 10 z obrotową głowicą 4. Przetwornik 9, mierzący przemieszczenia kątowe obrotowej głowicy 4 w kierunku prostopadłym do osi pionowej kolumny 1 napędzany jest poprzez sworzeń 18 łączący część obrotową obrotowej głowicy 2 z nieruchomą obudową.

Po usytuowaniu badanego człowieka w pozycji leżącej, stojącej lub w skłonie w przód lub po unieruchomieniu w układzie stabilizującym ustawia się głowicę pomiarową 13 na wymaganej wysokości za pomocą zginania lub prostowania układu prostowodów 10 i 11 i obracaniu ich wokół pionowej kolumny 1. Końcówki dielektryczne wodzików pomiarowych 14 i 15 doprowadza się do styku z zerowym punktem pomiarowym, a układ pomiarowy zeruje się. Każdy z wodzików pomiarowych 14 i 15 ma trzy stopnie swobody, co pozwala określić każdą krzywą przestrzenną w całym zakresie pomiarowym. Wszystkie połączenia przegubowe prostowodów wyposażone są w łożyska kulkowe, a głowica obrotowa 4 w dwa łożyska kulkowej jednorzędowe, co pozwala ograniczyć do minimum tarcie między przemieszczającymi się względem siebie elementami i zapewnia wymaganą sztywność układu. Dzięki temu manipulowanie pomiarowymi wodzikami 14 i 15 w przestrzeni nie wymaga żadnego wysiłku. Przemieszczenia pomiarowej głowicy 13 przetwarzane są na sygnały elektryczne przez przetworniki analogowo-cyfrowe 7,8,9 i przesyłane do układu rejestrującego i komputera. Aparat może pracować z rejestratorem przy jednoczesnym obrazowaniu wyników na ekranie monitora lub tylko z komputerem bez udziału rejestratora. Przy wykorzystaniu obydwu urządzeń uzyskuje się dokument w postaci wydruku z rejestratora, co ułatwia ewidencję przeprowadzonych badań. Praca bez rejestratora daje wynik tylko na ekranie monitora z możliwością ewentualnej rejestracji na taśmie lub dyskietce.

Fig.2

Fig.3

Fig.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,100 zł.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Aparat do pomiaru antropometrycznych parametrów postawy ciała ludzkiego, składający się z podstawy i przymocowanej do niej pionowej kolumny wyposażonej w zespół pomiaroworejestrujący, znamienny tym, że pomiarowa głowica (13) na której umieszczone są w dwóch wzajemnie prostopadłych kierunkach pomiarowe wodziki (14 i 15) zamocowana jest na końcu układu prostowodów (10 i 11) połączonych ruchomo z obrotową głowicą (4) osadzoną na pionowej kolumnie (1), przy czym obrotowa głowica (4) wyposażona jest w trzy elementy pomiarowe (7,8,9), napędzane przemieszczeniami prostowodów (10 i 11), rejestrujące ruchy pomiarowych wodzików (14 i 15) w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach.
2. 2. Aparat według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiarowe elementy (7, 8 i 9) połączone są z elementami napędzającymi za pomocą układu sworzni (16, 17 i 18) i osadzone są nieruchomo wzdłuż osi usytuowanych w dwóch płaszczyznach wzajemnie prostopadfych.
3. 3. 'Aparat według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy pomiarowe (7, 8 i 9) stanowią korzystnie przetworniki analogowo-cyfrowe o zakresie od dwóch tysięcy do dziesięciu tysięcy impulsów każdy, zamieniające przemieszczenia kątowe na impulsy elektryczne, połączone z układem rejestrującym i komputerem.