RU2344757C1 - Устройство для определения центра давления человека в спортивной обуви - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к спортивному оборудованию и может быть использовано при индивидуальной подгонке спортивной обуви к спортивному инвентарю, например лыжных ботинок к лыжам. Над основными платформами, расположенными на датчиках нагрузки, размещают дополнительные платформы, предназначенные для размещения ног человека. Нагрузка дополнительных платформ передается на датчики, соединенные с устройством обработки сигналов. Платформы имеют возможность совершить вращательные перемещения вокруг оси, в которую упирается ботинок. Изменением угла наклона дополнительной платформы моделируют положение человека на спортивном снаряде и уже в этом положении по показаниям датчиков нагрузки определяют точку приложения давления человека в спортивной обуви. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет воспроизведения положения ноги в обуви на спортивном снаряде. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к спортивному оборудованию и может быть использовано при индивидуальной подгонке спортивной обуви к спортивному инвентарю, например лыжных ботинок к лыжам.

Некоторые виды спортивной обуви, например горнолыжные ботинки, снабжены маркировкой, указывающей середину ботинка. Однако эта точка не у всех спортсменов совпадает с центром давления. Она может смещаться от усредненной точки за счет особенностей анатомического строения человека, за счет наклона установки ботинка на лыже и пр. Это утверждение справедливо не только для горнолыжных ботинок, но и для других видов спортивной обуви. В то же время известно, насколько важно совпадение оптимальной точки управления, например лыжами, с точкой приложения давления. Рассогласование этих точек приводит к неоптимальной работе мышечно-связочного аппарата спортсмена.

Известны различные конструкции для определения центра тяжести различных предметов (Патент РФ №2027169). Известно устройство для определения центра давления (Заявка РФ №93051830). Устройство содержит платформу, установленную горизонтально при помощи упругих элементов. На платформе установлены элементы фиксации ступней пациента и источник луча света, передающий сигнал на экран. При смещении центра давления относительно центра многоугольника происходит перераспределение веса пациента на упругие элементы, платформа отклоняется в сторону отклонения цента давления, соответственно отклоняется луч света на экране. С помощью такого устройства невозможно получить количественные данные об отклонении центра давления от центра многоугольника. Кроме того, использование источника света требует затемнения помещения, а это не очень удобно для работы.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является устройство для определения центра давления человека (Патент РФ №2271145). Известное устройство содержит основание, на котором параллельно в горизонтальной плоскости расположены две платформы, каждая из которых снабжена датчиками нагрузки, расположенными между основанием и платформой, также содержит горизонтальные и вертикальные упоры для ботинок и устройство регистрации и обработки сигналов датчиков нагрузки. Известное устройство предназначено для определения местоположения центра давления человека в спортивной обуви. Известное устройство можно использовать для определения центра давления не только вдоль ботинка, но и в поперечном направлении.

Но положение центра давления человека, стоящего на полу, или, что то же самое, на платформе известного устройства и стоящего на спортивном снаряде, не всегда совпадают. Отклонения могут быть вызваны, например, креплениями. Влияние этого отклонения уже не может быть учтено с помощью известного устройства.

Задачей, решаемой изобретением, является определение центра давления путем моделирования реальных условий положения человека на спортивном снаряде.

Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемое устройство, так же, как и известное, содержит регулируемое по высоте основание, на котором параллельно в горизонтальной плоскости расположены две основные платформы, каждая из которых снабжена элементами регулировки ее положения относительно основания, а также датчики нагрузки, соединенные с устройством обработки сигналов и расположенные между основанием и основными платформами с возможностью восприятия давления от разных точек обуви, достаточных для определения точки максимального давления, а также содержит продольные и поперечные упоры для обуви. Но, в отличие от известного, в предлагаемом устройстве над каждой платформой установлены одна над другой две дополнительные платформы, упоры для обуви выполнены на верхней из них, и каждая дополнительная платформа снабжена возможностью вращательного смещения вокруг оси, лежащей на пересечении вертикальной плоскости, проходящей по внутренней стороне упора, и поверхности соответствующей платформы, оси вращения платформ расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем каждая дополнительная платформа снабжена возможностью фиксации положения.

Устройство позволяет воспроизвести положение ноги в обуви на спортивном снаряде с учетом отклонения положения стопы в горизонтальной и/или вертикальной плоскостях.

Достигаемым техническим результатом является повышение достоверности определения центра давления за счет моделирования положения человека на спортивном снаряде.

Совокупность признаков, изложенных в пункте 2 формулы изобретения, характеризует устройство для определения центра давления человека в спортивной обуви, в котором вращательное смещение платформы обеспечивается за счет установки на предыдущей платформе стоек с отверстием, которое совмещено с помощью вала с отверстием, выполненным в опорах вращения, жестко соединенных со смещаемой платформой, причем каждый вал установлен в одном из соединяемых отверстий по скользящей посадке, а ось вала совпадает с осью вращения.

Предложенное конструктивное выполнение вращательного смещения позволяет с высокой степенью точности и надежности обеспечивать параллельность положения оси вращения предыдущей платформе в течение длительного срока, т.к. используются в основном жестко соединенные конструктивные элементы.

Совокупность признаков, изложенных в пункте 3 формулы изобретения, характеризует устройство для определения центра давления человека в спортивной обуви, в котором возможность фиксации положения платформы реализована в виде не менее одной, регулируемой по высоте опоры между упомянутой и предыдущей по высоте платформами.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 приведен пример конструктивного выполнения устройства, причем на фиг.1 показан вид спереди, а на фиг.2 - вид сверху.

Устройство для определения центра давления человека в спортивной обуви содержит основание 1 (фиг.1 и 2), которое для облегчения конструкции может быть выполнено в виде рамы с поперечной перекладиной. Рама устанавливается на полу на регулируемых по высоте опорах 2, которые нивелируют неровности пола. На раме параллельно поперечной перекладине, на регулируемых по высоте опорах и на датчиках нагрузки, например тензодатчиках 3, установлены две основные платформы 4. Количество тензодатчиков под каждой основной платформой должно быть не менее 3, и они могут быть установлены, например, по углам платформы. Над каждой основной платформой установлены одна над другой две дополнительные платформы. На верхней дополнительной платформе 5 установлены упоры для обуви 6 и 7. Один из них 6 поперечный, другой 7 продольный. Упоры нужны для фиксации положения ноги на платформе. Дополнительные платформы установлены с возможностью совершать вращательные смещения. На чертежах иллюстрируется выполнение смещения верхней платформы вокруг оси, совпадающей с линией пересечения дополнительной платформы 5 и внутренней стороны поперечного упора 6. Для этого на предыдущей по высоте платформе установлены две стойки 8 по разные стороны от дополнительной платформы 5. В каждой стойке 8 выполнено отверстие 9, а дополнительная платформа 5 жестко соединена с опорами вращения 10, в каждой из которых выполнено отверстие, соединенное валом 11 с отверстием 9. Вал установлен по скользящей посадке. Для фиксации положения дополнительной платформы 5 используется регулируемая по высоте опора 12, в качестве которой может быть использован регулировочный винт. Указанная опора вместе со стойками 8 обеспечивают передачу давления груза дополнительной платформы на основную платформу, которая опирается на датчики нагрузки. Сигналы от датчиков нагрузки поступают на устройство обработки 17.

Вторая дополнительная платформа 13 расположена между основной 4 и верхней дополнительной 5 платформами. Вторая дополнительная платформа 13 совершает вращательные перемещения вокруг оси, совпадающей с линией пересечения вертикальной плоскости, проходящей по внутренней стороне продольного упора 7, и поверхности дополнительной платформы 13. Для реализации вращательного перемещения на второй дополнительной платформе 13, на противоположных ее сторонах, установлены стойки-опоры вращения 14, а на основной платформе 4 жестко закреплены стойки 15 с отверстием, которое совмещено с помощью вала с отверстием, выполненным в опорах вращения 14, жестко соединенных с дополнительной платформой 13. Положение дополнительной платформы 13 фиксируется регулировочным винтом 16, соединяющим ее с основной платформой. На дополнительной платформе 13 установлены стойки 8, и на нее опирается регулируемая по высоте опора 12.

Рассмотрим пример определения центра давления человека в слаломных ботинках для случая их горизонтального расположения на лыже. Для этого нужно с помощью регулировочных опор 2, 12, 16 и опор основной платформы установить все платформы и основание 1 в горизонтальное положение. Человек в ботинках становится на верхние платформы 5, упираясь в упоры 6 и 7. Сигналы от тензодатчиков обрабатываются в устройстве обработки 17, на выходе которого получаем информацию о положении точки максимального давления, которая и является центром давления. Затем эта точка совмещается с требуемой точкой на лыже.

Рассмотрим случай, когда ботинок стоит на лыже не совсем горизонтально, а под некоторым углом. Этот угол может образоваться за счет креплений. Допустим, отклонение от горизонтали существует в продольном направлении. В этом случае, регулируя высоту опоры 12, поднимаем один край платформы 5 и воспроизводим угол этого отклонения. После этого человек в ботинках становится на платформы и уже в этой ситуации находится точка опоры.

При изменении угла установки ботинка в поперечном направлении закрепляем верхнюю платформу 5 параллельно нижней дополнительной платформе 13 с помощью регулируемой опоры 12, а платформу 13 смещаем опорой 16 на требуемый угол. Затем человек становится на платформу 5, параллельную платформе 13, т.е. наклоненную на требуемый угол, и с помощью обработки сигналов тензодатчиков определяется местоположение центра давления. Т.е., моделируя реальное положение человека на спортивном снаряде, достоверно определяют центр давления.

Существует вариант, при котором при горизонтальном расположении ботинка на лыже определилось отклонение положения точки приложения давления в поперечном направлении на какую-то величину от положения, которое принято за норму. В этом случае, регулируя наклон платформы, находят угол, который делает это отклонение равным нулю. Полученные данные можно использовать для последующей коррекции положения стопы в обуви. Это свидетельствует о том, что устройство позволяет не только повысить достоверность определения центра давления, но позволяет определить величину отклонения от условной нормы, что дает возможность в дальнейшем скорректировать это отклонение, например стелькой.

Claims (3)

1. Устройство для определения центра давления человека в спортивной обуви, содержащее регулируемое по высоте основание, на котором параллельно в горизонтальной плоскости расположены две основные платформы, каждая из которых снабжена элементами регулировки ее положения относительно основания, а также датчики нагрузки, соединенные с устройством обработки сигналов, и расположенные между основанием и платформой с возможностью восприятия давления от разных точек обуви, достаточных для определения точки максимального давления, а также содержит продольные и поперечные упоры для обуви, отличающееся тем, что над каждой основной платформой установлены одна над другой две дополнительные платформы, упоры для обуви выполнены на верхней из них, и каждая дополнительная платформа снабжена возможностью вращательного смещения вокруг оси, лежащей на пересечении вертикальной плоскости, проходящей по внутренней стороне упора, и соответствующей платформы, оси вращения платформ расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем каждая дополнительная платформа снабжена возможностью фиксации положения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вращательное смещение платформы обеспечено за счет установки на предыдущей платформе стоек с отверстием, которое совмещено с помощью вала с отверстием, выполненным в опорах вращения, жестко соединенных со смещаемой платформой, причем каждый вал установлен в одном из соединяемых отверстий по скользящей посадке, а ось вала совпадает с осью вращения.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что возможность фиксации положения платформы реализовано в виде не менее одной, регулируемой по высоте опоры, между упомянутой и предыдущей по высоте платформами.

Images