RU91269U1

RU91269U1 - MULTIFUNCTIONAL CHAIR

Info

Publication number: RU91269U1
Application number: RU2009141698/22U
Authority: RU
Inventors: Наталья Владимировна Холмогорова; Сергей Семенович Слива; Олег Александрович Писаренко; Григорий Анатольевич Переяслов; Павел Анатольевич Кручинин
Original assignee: Закрытое акционерное общество ОКБ "РИТМ"
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2010-02-10

Abstract

1. Многофункциональное кресло, содержащее опору, включающую размещенную вертикально, снабженную регулятором-ограничителем телескопическую стойку с крестовиной в ее нижней части и прикрепленное к верхнему концу телескопической стойки горизонтальное основание с закрепленным на нем сиденьем, состоящим из двух подвижных частей, установленных с возможностью изменения их угла наклона относительно горизонтального основания, закрепленную на горизонтальном основании спинку и два подлокотника, каждый из которых состоит из закрепленной на горизонтальном основании направляющей и установленной на ней накладки, отличающееся тем, что в него введены содержащие по меньшей мере по три силометрических датчика первая и вторая силокоординатные платформы, каждая из которых закреплена на горизонтальном основании под соответствующей подвижной частью сиденья, третья и четвертая силокоординатные платформы, каждая из которых размещена под накладкой соответствующего подлокотника, и пятая силокоординатная платформа, жестко соединенная со спинкой, и введен силомоментный датчик, закрепленный своим внешним опорным фланцем на телескопической стойке, а своим внутренним силовоспринимающим фланцем через прокладку присоединен к нижней части горизонтального основания, при этом силокоординатные платформы и силомоментный датчик электрически соединены с соответствующими входами электронного блока регистрации и предварительной обработки сигналов, выход которого соединен с персональной электронно-вычислительной машиной, содержащей программные модули регистрации входной информации, хранения исходных данных и их ретрансля�1. A multifunctional chair containing a support, including a telescopic stand with a cross-piece located vertically, equipped with a regulator-limiter, with a cross in its lower part and a horizontal base attached to the upper end of the telescopic stand with a seat fixed on it, consisting of two movable parts mounted to change them angle of inclination relative to the horizontal base, a back mounted on a horizontal base and two armrests, each of which consists of a fixed on th the horizontal base of the rail and the lining installed on it, characterized in that it contains at least three force sensors the first and second force-coordinate platforms, each of which is mounted on a horizontal base under the corresponding movable part of the seat, the third and fourth force-coordinate platforms, each of which is placed under the armrest of the corresponding armrest, and the fifth force coordinate platform, rigidly connected to the back, and a torque sensor is inserted, secured connected to the lower part of the horizontal base by means of its external supporting flange on the telescopic stand and its internal power-receiving flange through the gasket, while the power-coordinate platforms and the torque sensor are electrically connected to the corresponding inputs of the electronic signal recording and pre-processing unit, the output of which is connected to a personal electronic a computer containing software modules for recording input information, storing source data and their relay

Description

Полезная модель относится к области медицины и психофизиологии и может использоваться для мониторинга функционального состояния человека и выявления патологических состояний по оценке позы сидящего человека, в том числе для диагностики состояния диспетчеров, операторов сложных комплексов, лиц опасных профессий, людей с ограниченными возможностями здоровья, а также для оптимизации позы сидящего человека и реабилитации инвалидов.The utility model relates to the field of medicine and psychophysiology and can be used to monitor the functional state of a person and identify pathological conditions by assessing the posture of a seated person, including for diagnosing the condition of dispatchers, operators of complex complexes, persons of dangerous professions, people with disabilities, and to optimize the sitting posture and rehabilitation of the disabled.

Известно многофункциональное кресло, предназначенное помимо функции сидения для оценки двигательной активности человека, выполненное силомоментным и содержащее неподвижные сиденье, спинку и два подлокотника, а также многокомпонентный тензодатчик, геометрический центр которого совмещен с центром координат многофункционального кресла (Кононов А.Ф., Хлабустин Б.И. Силомоментное кресло. Теоретические аспекты и принцип действия. «Известия ЮФУ. Технические науки», 2008, №6, с.199-201). Такое многофункциональное кресло в составе реабилитационно-диагностического комплекса позволяет проводить исследования развиваемых сидящим человеком сил и моментов и посредством биологической обратной связи проводить реабилитацию людей с двигательно-координаторными нарушениями. Однако его возможности существенно ограничены, поскольку регистрируется лишь часть сил и моментов, которая приложена непосредственно к многофункциональному креслу, не учитывается действие физиологических параметров и окружающей среды, а неподвижные элементы кресла не позволяют обеспечить эргономичных условий регистрации биомеханических сигналов и эффективно корректировать позу человека.A multifunctional chair is known, designed in addition to the seating function to assess a person’s physical activity, made by torque and containing a fixed seat, back and two armrests, as well as a multicomponent strain gauge, the geometric center of which is combined with the coordinate center of the multifunctional chair (Kononov A.F., Khlabustin B. I. Force-moment armchair. Theoretical aspects and principle of action. "Proceedings of SFU. Technical sciences", 2008, No. 6, p.199-201). Such a multifunctional chair as part of a rehabilitation and diagnostic complex allows you to conduct research on the forces and moments developed by a seated person and, through biological feedback, carry out the rehabilitation of people with locomotor-coordinated disorders. However, its capabilities are significantly limited, since only part of the forces and moments is recorded, which is applied directly to the multifunctional chair, the effect of physiological parameters and the environment are not taken into account, and the fixed elements of the chair do not allow providing ergonomic conditions for recording biomechanical signals and effectively correct the person’s posture.

Известны и другие устройства, предназначенные в том числе для контроля и диагностики сидящего человека, например, в целях снижения утомляемости и нормализации работы органов и систем человека (например, SU 1801441 А1, 1993; RU 2068646 С1, 1996; RU 2247530 С2, 2005; RU 2255008 С2, 2005; US 4362151 А, 1982; US 6139109 А, 2000; DE 3443935 А1, 1986; FR 2741249 А1, 1997; JP 10118143 А, 1998; ЕР 0919161 А2, 1999; WO 2004/023970, 2004). Однако их возможности ограничены, что связано в основном с отсутствием элементов и узлов, обеспечивающих учет всех аспектов биомеханики опорно-двигательного аппарата, а также обратную связь для сбора информации и принятия решений по коррекции.Other devices are known, including those for monitoring and diagnosing a sitting person, for example, in order to reduce fatigue and normalize the functioning of human organs and systems (for example, SU 1801441 A1, 1993; RU 2068646 C1, 1996; RU 2247530 C2, 2005; RU 2255008 C2, 2005; US 4362151 A, 1982; US 6139109 A, 2000; DE 3443935 A1, 1986; FR 2741249 A1, 1997; JP 10118143 A, 1998; EP 0919161 A2, 1999; WO 2004/023970, 2004). However, their capabilities are limited, which is mainly due to the lack of elements and nodes that ensure that all aspects of the biomechanics of the musculoskeletal system are taken into account, as well as feedback for collecting information and making correction decisions.

Из известных устройств наиболее близким к предложенному является многофункциональное кресло, содержащее опору, включающую размещенную вертикально снабженную регулятором-ограничителем телескопическую стойку с крестовиной в ее нижней части и прикрепленное к верхнему концу телескопической стойки горизонтальное основание с закрепленным на нем сиденьем, состоящим из двух подвижных частей, установленных с возможностью изменения их угла наклона относительно горизонтального основания, закрепленную на горизонтальном основании спинку и два подлокотника, каждый из которых состоит из закрепленной на горизонтальном основании направляющей и установленной на ней накладки (RU 2199258 С1, 2003). В этом многофункциональном кресле решается задача разгрузки позвоночного столба сидящего в кресле человека с учетом индивидуальных морфологических и функциональных асимметрий и, как следствие, нормализации работы органов и систем организма. В нем сиденье и спинка выполнены подвижными с возможностью изменения угла наклона их частей и положения по высоте, а подлокотники снабжены регуляторами их подъема и раздвижения.Of the known devices, the closest to the proposed one is a multifunctional chair containing a support, including a telescopic stand placed vertically equipped with a regulator-limiter with a cross in its lower part and a horizontal base attached to the upper end of the telescopic stand with a seat fixed on it, consisting of two movable parts, installed with the possibility of changing their angle of inclination relative to the horizontal base, a back fixed to the horizontal base and armrests, each of which consists of a rail fixed to a horizontal base and a lining mounted on it (RU 2199258 C1, 2003). This multifunctional chair solves the problem of unloading the spinal column of a person sitting in a chair, taking into account individual morphological and functional asymmetries and, as a result, normalizing the work of organs and systems of the body. In it, the seat and backrest are movable with the possibility of changing the angle of inclination of their parts and position in height, and the armrests are equipped with regulators for raising and extending them.

Однако в этом устройстве не «очувствлены» поверхности, с которыми человек соприкасается в процессе сидения, не «очувствлены» также элементы окружающей среды, что не позволяет провести эффективную оценку и мониторинг психофизического состояния человека, т.е. такое многофункциональное кресло имеет недостаточную эксплуатационную эффективность.However, in this device, the surfaces with which a person comes into contact during sitting are not “sensed”, environmental elements are not “sensed” either, which does not allow for an effective assessment and monitoring of a person’s psychophysical state, i.e. such a multifunctional chair has insufficient operational efficiency.

Задача, решаемая полезной моделью, состоит в создании многофункционального кресла, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении эксплуатационной эффективности многофункционального кресла.The problem solved by the utility model is to create a multifunctional chair, devoid of the disadvantages of the prototype. The technical result provided by the utility model is to increase the operational efficiency of the multifunctional chair.

Это достигается тем, что в многофункциональное кресло, содержащее опору, включающую размещенную вертикально снабженную регулятором-ограничителем телескопическую стойку с крестовиной в ее нижней части и прикрепленное к верхнему концу телескопической стойки горизонтальное основание с закрепленным на нем сиденьем, состоящим из двух подвижных частей, установленных с возможностью изменения их угла наклона относительно горизонтального основания, закрепленную на горизонтальном основании спинку и два подлокотника, каждый из которых состоит из закрепленной на горизонтальном основании направляющей и установленной на ней накладки, введены содержащие по меньше мере по три силометрических датчика первая и вторая силокоординатные платформы, каждая из которых закреплена на горизонтальном основании под соответствующей подвижной частью сиденья, третья и четвертая силокоординатные платформы, каждая из которых размещена под накладкой соответствующего подлокотника и пятая силокоординатная платформа, жестко соединенная со спинкой, и введен силомоментный датчик, закрепленный своим внешним опорным фланцем на телескопической стойке, а своим внутренним силовоспринимающим фланцем через прокладку присоединен к нижней части горизонтального основания, при этом силокоординатные платформы и силомоментный датчик электрически соединены с соответствующими входами электронного блока регистрации и предварительной обработки сигналов, выход которого соединен с персональной электронно-вычислительной машиной, содержащей программные модули регистрации входной информации, хранения исходных данных и их ретрансляции, анализа исходных данных, формирования базы обработанных данных, распознавания сигналов. Каждый из силометрических датчиков может содержать упругий элемент и соединенный с ним электромеханический преобразователь, выполненный преимущественно в виде тензорезистивного моста. Силомоментный датчик может быть выполнен в виде многокомпонентного приемника опорных реакций и содержать размещенные между внешним опорным фланцем и внутренним силовоспринимающим фланцем группу упругих элементов и соединенные с ними электромеханические преобразователи, выполненные преимущественно в виде тензорезистивных мостов. Многофункциональное кресло может дополнительно содержать шестую силокоординатную платформу, размещенную спереди от его передней части с возможностью помещения на нее кистей рук человека и электрически соединенную с соответствующими входами электронного блока регистрации и предварительной обработки сигналов. Оно может дополнительно содержать седьмую силокоординатную платформу, размещенную спереди от его нижней части с возможностью помещения на нее стоп ног человека и электрически соединенную с соответствующими входами электронного блока регистрации и предварительной обработки сигналов. Оно может быть дополнительно снабжено датчиками физиологических сигналов, соединенными с соответствующими входами электронного блока регистрации и предварительной обработки сигналов. Оно может быть дополнительно снабжено узлом синхронизации регистрации сигналов силометрических и силомоментного датчиков с сигналами внешних устройств. Оно может быть дополнительно снабжено выполненными преимущественно на основе шаговых двигателей приводами, связанными с подвижными частями сиденья, при этом персональная электронно-вычислительная машина дополнительно содержит программный модуль формирования управляющих сигналов приводов. Оно может быть снабжено также узлом гальванической развязки.This is achieved by the fact that in a multifunctional chair containing a support, including a telescopic stand placed vertically equipped with a regulator-limiter with a cross in its lower part and a horizontal base attached to the upper end of the telescopic stand with a seat fixed on it, consisting of two movable parts installed with the possibility of changing their angle of inclination relative to the horizontal base, a back mounted on a horizontal base and two armrests, each of which consists um, from the rail fixed to the horizontal base and the lining installed on it, the first and second force-coordinate platforms, each of which is fixed on a horizontal base under the corresponding movable part of the seat, and the third and fourth force-coordinate platforms, each of which placed under the armrest of the corresponding armrest and the fifth power coordinate platform, rigidly connected to the back, and a torque sensor mounted connected to the lower part of the horizontal base with its external supporting flange on the telescopic stand, and with its internal power-receiving flange through the gasket, while the coordinate platforms and the torque sensor are electrically connected to the corresponding inputs of the electronic signal recording and preliminary processing unit, the output of which is connected to a personal electronic computer a machine containing software modules for registering input information, storing source data and relaying them, analysis of the source data, the formation of a database of processed data, signal recognition. Each of the load cell sensors may contain an elastic element and an electromechanical converter connected to it, made primarily in the form of a strain gauge bridge. The force-torque sensor can be made in the form of a multicomponent receiver of support reactions and contain a group of elastic elements located between the external support flange and the internal force-sensing flange and electromechanical transducers connected to them, made mainly in the form of strain-resistant bridges. The multifunctional chair may additionally contain a sixth force-coordinate platform located in front of its front with the possibility of placing human hands on it and electrically connected to the corresponding inputs of the electronic unit for recording and preliminary signal processing. It may further comprise a seventh power-coordinate platform located in front of its lower part with the possibility of placing a person’s foot on it and electrically connected to the corresponding inputs of the electronic unit for recording and preliminary signal processing. It can be additionally equipped with sensors of physiological signals connected to the corresponding inputs of the electronic unit for recording and preliminary signal processing. It can be additionally equipped with a synchronization unit for registering the signals of the force and torque sensors with the signals of external devices. It can be additionally equipped with drives made mainly on the basis of stepper motors, connected with the movable parts of the seat, while the personal electronic computer further comprises a software module for generating control signals of the drives. It can also be equipped with a galvanic isolation unit.

Указанный выше технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков.The above technical result is provided by the entire combination of essential features.

На фиг.1 схематично показан вид сбоку, а на фиг.2 - вид спереди на многофункциональное кресло. На фиг.3 показан силомоментный датчик. На фиг.4 показана структурная блок-схема электронной части многофункционального кресла.Figure 1 schematically shows a side view, and figure 2 is a front view of a multifunctional chair. Figure 3 shows the torque sensor. Figure 4 shows the structural block diagram of the electronic part of the multifunctional chair.

Многофункциональное кресло в преимущественном исполнении устроено следующим образом. Оно содержит горизонтальное основание 1 с закрепленным на нем состоящим из двух подвижных частей 2 и 3 сиденьем. Горизонтальное основание 1 прикреплено к верхнему концу телескопической стойки 4, которая снабжена регулятором-ограничителем 5. Своей нижней частью она зафиксирована в крестовине 6. Подвижные части 2 и 3 сиденья установлены с возможностью изменения их угла наклона относительно горизонтального основания 1. На горизонтальном основании 1 закреплены также спинка 7, преимущественно снабженная опорой 8, и два подлокотника 9 и 10, состоящие каждый из закрепленной на горизонтальном основании 1 направляющей 11 или 12 соответственно и установленной на ней накладки 13 или 14 соответственно. Крестовина 6 преимущественно снабжена опорно-поворотными элементами 15, например, на основе роликов, со стопорами (на чертежах не показаны). Многофункциональное кресло содержит также первую 16, вторую 17, третью 18, четвертую 19 и пятую 20 силокоординатные платформы и может преимущественно содержать шестую 21 и седьмую 22 силокоординатные платформы. Каждая из них содержит по меньшей мере три, а преимущественно четыре, силометрических датчика, каждый из которых, например, содержит упругий элемент и соединенный с ним электромеханический преобразователь, выполненный преимущественно в виде тензорезистивного моста (на чертежах не показаны). Первая 16 и вторая 17 силокоординатные платформы закреплены на горизонтальном основании 1 под подвижной частью 2 или 3 сиденья соответственно, при этом закрепление может осуществляться, например, через горизонтальную жесткую плиту 23. Третья 18 и четвертая 19 силокоординатные платформы размещены под накладкой 13 или 14 соответственно и жестко закреплены на направляющих 11 или 12 соответственно. Пятая 20 силокоординатная платформа размещена между спинкой 7 и опорой 8 и жестко соединена с ними. Шестая 21 силокоординатная платформа размещена спереди от передней части многофункционального кресла с возможностью помещения на нее кистей рук человека. Седьмая 22 силокоординатная платформа размещена спереди от его нижней части с возможностью помещения на нее стоп ног человека. Многофункциональное кресло содержит также силомоментный датчик 24, выполненный преимущественно в виде многокомпонентного приемника опорных ракций и содержащий внешний опорный фланец 25, внутренний силовоспринимающий фланец 26 и размещенную между ними группу упругих элементов 27 и соединенные с ними электромеханические преобразователи 28, выполненные преимущественно в виде тензорезистивных мостов (фиг.3). Силомоментный датчик 24 закреплен своим внешним опорным фланцем 25 на телескопической стойке 4, преимущественно через цапфу 29, а своим внутренним силовоспринимающим фланцем 26 через прокладку 30 он присоединен к нижней части горизонтального основания 1. В состав многофункционального кресла входит также электронный блок 31 регистрации и предварительной обработки сигналов, выход которого соединен с персональной электронно-вычислительной машиной (ПЭВМ) 32 - фиг.4. Электронный блок 31 регистрации и предварительной обработки сигналов может быть смонтирован непосредственно на многофункциональном кресле, например, снизу его горизонтального основания 1. Многофункциональное кресло преимущественно снабжено датчиками физиологических сигналов, например, в виде электродов 33 пульсометрии с узлом (каналом) 34 пульсометрии, датчика дыхания 35 с узлом (каналом) 36 дыхания, электродов 37 кожно-гальванической реакции с узлом (каналом) 38 кожно-гальванической реакции. Возможно введение датчиков и других физиологических сигналов. Многофункциональное кресло преимущественно снабжено узлом 39 синхронизации регистрации сигналов силометрических датчиков и силомоментного датчика 24. Силокоординатные платформы 16-22 (их силометрические датчики), силомоментный датчик 24 и узлы 34, 36, 38, 39 соединены с соответствующими входами электронного блока 31 регистрации и предварительной обработки сигналов. Многофункциональное кресло преимущественно содержит узел 40 гальванической развязки электронного блока 31 регистрации и предварительной обработки сигналов и ПЭВМ 32. Оно может быть снабжено приводами, выполненными преимущественно на основе шаговых двигателей (на чертежах не показаны), связанными с подвижными частями 2, 3 сиденья. ПЭВМ 32, обслуживающая многофункциональное кресло, содержит программные модули (программные блоки) 41, 42, 43, 44, 45 - регистрации входной информации, хранения исходных данных и их регистрации, анализа исходных данных, формирования базы обработанных данных, распознавания сигналов соответственно. Она может содержать также программный модуль 46 формирования управляющих сигналов привода, который связан с электронным блоком 47 управления приводом (фиг.4).A multifunctional chair in a preferred embodiment is arranged as follows. It contains a horizontal base 1 with a seat fixed to it consisting of two movable parts 2 and 3. The horizontal base 1 is attached to the upper end of the telescopic rack 4, which is equipped with a limiter-regulator 5. Its lower part is fixed in the crosspiece 6. The movable parts 2 and 3 of the seats are mounted with the possibility of changing their angle of inclination relative to the horizontal base 1. On the horizontal base 1 are fixed also a backrest 7, mainly provided with a support 8, and two armrests 9 and 10, each consisting of a guide 11 or 12 fixed on a horizontal base 1 and mounted on st lining 13 or 14, respectively. The crosspiece 6 is mainly provided with support-rotary elements 15, for example, based on rollers, with stoppers (not shown in the drawings). The multifunctional chair also comprises a first 16, a second 17, a third 18, a fourth 19 and a fifth 20 power-coordinate platforms and may advantageously comprise a sixth 21 and a seventh 22 power-coordinate platforms. Each of them contains at least three, and mainly four, gravimetric sensors, each of which, for example, contains an elastic element and an electromechanical transducer connected to it, made primarily in the form of a strain-resistant bridge (not shown in the drawings). The first 16 and second 17 power-coordinate platforms are fixed on a horizontal base 1 under the movable part 2 or 3 of the seat, respectively, while fastening can be carried out, for example, through a horizontal rigid plate 23. The third 18 and fourth 19 power-coordinate platforms are placed under the cover 13 or 14, respectively, and rigidly fixed to the rails 11 or 12, respectively. The fifth 20 power coordinate platform is placed between the back 7 and the support 8 and rigidly connected to them. The sixth 21th power-coordinate platform is located in front of the front of the multifunctional chair with the possibility of placing human hands on it. The seventh 22 power-coordinate platform is located in front of its lower part with the possibility of placing on it the feet of a person. The multifunctional chair also contains a torque sensor 24, made mainly in the form of a multicomponent receiver of supporting races and containing an external support flange 25, an internal force-sensing flange 26 and a group of elastic elements 27 placed between them and electromechanical transducers 28 connected to them, made primarily in the form of strain-resistant bridges ( figure 3). The torque sensor 24 is mounted with its external support flange 25 on the telescopic stand 4, mainly through the pin 29, and with its internal force-sensing flange 26 through the gasket 30 it is attached to the lower part of the horizontal base 1. The multi-function chair also includes an electronic unit 31 for registration and preliminary processing signals, the output of which is connected to a personal electronic computer (PC) 32 - Fig.4. The electronic unit 31 for recording and pre-processing signals can be mounted directly on the multifunctional chair, for example, from the bottom of its horizontal base 1. The multifunctional chair is mainly equipped with sensors of physiological signals, for example, in the form of electrodes 33 for pulsometry with a node (channel) 34 for pulsometry, respiratory sensor 35 with a node (channel) 36 of the breath, electrodes 37 of the skin-galvanic reaction with a node (channel) 38 of the skin-galvanic reaction. Perhaps the introduction of sensors and other physiological signals. The multifunctional chair is mainly equipped with a node 39 for synchronizing the registration of signals of the force sensors and torque sensor 24. The coordinate platforms 16-22 (their force sensors), the force sensor 24 and the nodes 34, 36, 38, 39 are connected to the corresponding inputs of the electronic unit 31 for registration and pre-processing signals. The multifunctional chair mainly comprises a galvanic isolation unit 40 of the electronic unit 31 for registering and preprocessing the signals and the PC 32. It can be equipped with drives made primarily on the basis of stepper motors (not shown in the drawings) associated with the movable parts 2, 3 of the seat. A personal computer 32 serving a multifunctional chair contains program modules (program blocks) 41, 42, 43, 44, 45 - registration of input information, storage of source data and their registration, analysis of source data, forming a database of processed data, signal recognition, respectively. It may also contain a software module 46 for generating control signals of the drive, which is connected with the electronic control unit 47 of the drive (figure 4).

Многофункциональное кресло работает следующим образом. Вначале осуществляют компенсацию начального смещения силометрических датчиков силокоординатных платформ 16-22 и силомоментного датчика 24. Затем человек (испытуемый, оператор, пациент) размещается в кресле и принимает удобную для него позу. В процессе сидения происходит перераспределение веса человека на «очувствленные» поверхности многофункционального кресла и окружающей среды и смещение центра давления относительно плоскости силомоментного датчика 24. Это приводит к появлению на выходах всех датчиков электрических напряжений, пропорциональных степени произошедших изменений. Сигналы со всех датчиков поступают в электронный блок 31 регистрации и предварительной обработки сигналов, в котором производится их подготовка и преобразование в цифровой код (аналого-цифровое преобразование). Регистрация информации от узлов 34, 36, 38 - пульсометрии, дыхания и кожно-гальванической реакции соответственно осуществляется синхронно с регистрацией остальных сигналов. После сбора данных со всех входов блока 31 регистрации и предварительной обработки сигналов, в нем происходит формирование пакета, который передается в ПЭВМ 32. ПЭВМ 32 обеспечивает регистрацию входной информации, хранение исходных данных и их ретрансляцию, анализ исходных данных, формирование базы обработанных данных и распознавание сигналов, а при необходимости - формирование управляющих сигналов приводов. При этом такая конструкция многофункционального кресла, когда задействованы все силокоординатные платформы 16-22, силомоментный датчик 24 (а также датчики 33, 35, 37 физиологических сигналов), обеспечивает образование информационно замкнутой среды по отношению к сидящему человеку, что значительно повышает точность измерений и объективность получаемой информации. Особенностью многофункционального кресла является то, что «очувствлены» все поверхности, с которыми человек соприкасается в процессе сидения. Первая 16 и вторая 17 силокоординатные платформы позволяют регистрировать парциальные составляющие веса, приходящиеся на каждую из них и координаты центра давления, оказываемого на каждую из них. Пятая силокоординатная платформа 20 позволяет регистрировать приходящуюся на нее парциальную составляющую веса человека со стороны спины и координаты центра давления, оказываемого спиной сидящего. Третья 18 и четвертая 19 силокоординатные платформы дают возможность регистрировать ту часть веса человека в процессе сидения, которая приходится на подлокотники 9, 10, и координаты соответствующего центра давления. Силомоментный датчик 24 позволяет определить силы и моменты, создаваемые всей массой сидящего человека. Шестая 21 и седьмая 22 силокоординатные платформы позволяют «очувствить» элементы окружающей среды, например, рабочую часть стола, с которой происходит взаимодействие рук человека в процессе сидения в многофункциональном кресле, и часть пола под стопами сидящего человека соответственно. Информация, получаемая посредством программного блока 46 распознавания сигналов, обеспечивает объективную диагностику функционального состояния и оценку позы человека. Для оптимизации позы и в целях реабилитации используется связанный с подвижными частями 2, 3 сиденья привод, управляемый сигналами, формируемыми программным модулем 46. Использование дополнительных физиологических каналов - узлов 34, 36, 38 с соответствующими датчиками физиологических сигналов обеспечивает возможность комплексной оценки психофизиологического состояния человека.A multifunctional chair works as follows. First, they compensate for the initial displacement of the force-measuring sensors of the force-coordinate platforms 16-22 and the force-torque sensor 24. Then the person (subject, operator, patient) is placed in a chair and assumes a comfortable posture. In the process of sitting, a person’s weight is redistributed onto the “sensed” surfaces of the multifunctional chair and the environment and the center of pressure is displaced relative to the plane of the torque sensor 24. This leads to the appearance at the outputs of all sensors of electrical voltages proportional to the degree of the changes. The signals from all sensors enter the electronic unit 31 for recording and pre-processing the signals, in which they are prepared and converted into a digital code (analog-to-digital conversion). Information from nodes 34, 36, 38 — pulsometry, respiration, and skin-galvanic reaction, respectively, is recorded simultaneously with the registration of the remaining signals. After collecting data from all inputs of the block 31 of registration and pre-processing of signals, it generates a packet that is transmitted to the PC 32. The PC 32 provides registration of input information, storage of source data and their relay, analysis of the source data, the formation of a database of processed data and recognition signals, and if necessary - the formation of control signals of the drives. At the same time, this design of a multifunctional chair, when all power-coordinate platforms 16-22 are involved, a torque sensor 24 (as well as sensors 33, 35, 37 of physiological signals), provides the formation of an information-closed environment in relation to a sitting person, which significantly increases the accuracy of measurements and objectivity information received. A feature of the multifunctional chair is that all surfaces with which a person comes in contact with while sitting are “sensed”. The first 16 and second 17 force-coordinate platforms make it possible to register the partial components of the weight attributable to each of them and the coordinates of the center of pressure exerted on each of them. The fifth force-coordinate platform 20 allows you to record the partial component of the person’s weight on the back and the coordinates of the center of pressure exerted by the back of the seated person. The third 18 and fourth 19 force-coordinate platforms make it possible to register that part of the person’s weight during sitting that falls on the armrests 9, 10, and the coordinates of the corresponding pressure center. The torque sensor 24 allows you to determine the forces and moments created by the entire mass of a seated person. Sixth 21 and seventh 22 force-coordinate platforms allow you to "feel" the elements of the environment, for example, the working part of the table, with which the hands of a person interact when sitting in a multifunctional chair, and part of the floor under the feet of a seated person, respectively. The information obtained through the signal recognition software block 46 provides an objective diagnosis of the functional state and assessment of the human posture. To optimize the posture and for rehabilitation purposes, a drive connected to the moving parts 2, 3 of the seat is used, controlled by signals generated by the software module 46. The use of additional physiological channels - nodes 34, 36, 38 with corresponding sensors of physiological signals provides the possibility of a comprehensive assessment of the psychophysiological state of a person.

Многофункциональное кресло, выполненное в соответствии с полезной моделью, обеспечивает полную оценку макро и микро движений сидящего человека, в том числе с учетом значимых для оценки функционального состояния физиологических сигналов. Позволяет исключить неоднозначность в интерпретации биомеханических показателей динамики позных реакций, что обеспечивает объективность оценки позы сидящего человека и возможность выявления маркерных показателей позных реакций, наиболее полно отражающих психофизическое и функциональное состояние сидящего человека. Это дает возможность с высокой эффективностью использовать многофункциональное кресло для мониторинга функционального состояния человека, выявления патологических состояний и мониторинга осанки по оценке позы сидения, проведения соответствующих реабилитационных мероприятий. Поэтому это многофункциональное кресло обладает более высокой эксплуатационной эффективностью по сравнению с известными аналогичнымиA multifunctional chair, made in accordance with the utility model, provides a complete assessment of the macro and micro movements of a seated person, including taking into account physiological signals that are significant for assessing the functional state. It allows to eliminate ambiguity in the interpretation of biomechanical indicators of the dynamics of postural reactions, which provides objectivity in assessing the posture of a sitting person and the ability to identify marker indicators of postural reactions that most fully reflect the psychophysical and functional state of a sitting person. This makes it possible to use a multifunctional chair with high efficiency to monitor the functional state of a person, identify pathological conditions and monitor posture by assessing the sitting posture, and conducting appropriate rehabilitation measures. Therefore, this multifunctional chair has a higher operational efficiency compared to the known similar

Claims

1. A multifunctional chair containing a support, including a telescopic stand with a cross-piece located vertically, equipped with a regulator-limiter, with a cross in its lower part and a horizontal base attached to the upper end of the telescopic stand with a seat fixed on it, consisting of two movable parts mounted to change them angle of inclination relative to the horizontal base, a back mounted on a horizontal base and two armrests, each of which consists of a fixed on th the horizontal base of the rail and the lining installed on it, characterized in that it contains at least three force sensors the first and second force-coordinate platforms, each of which is mounted on a horizontal base under the corresponding movable part of the seat, the third and fourth force-coordinate platforms, each of which is placed under the armrest of the corresponding armrest, and the fifth force coordinate platform, rigidly connected to the back, and a torque sensor is inserted, secured connected to the lower part of the horizontal base by means of its external supporting flange on the telescopic stand, and its internal power-receiving flange through the gasket, while the power-coordinate platforms and the torque sensor are electrically connected to the corresponding inputs of the electronic signal recording and preprocessing unit, the output of which is connected to a personal electronic a computer containing software modules for recording input information, storing source data and their relay ii, analyzing input data forming the base processed data signal recognition.

2. The multifunctional chair according to claim 1, characterized in that each of the load cell sensors contains an elastic element and an electromechanical converter connected to it, made mainly in the form of a strain-resistant bridge.

3. The multifunctional chair according to claim 1, characterized in that the torque sensor is made in the form of a multicomponent receiver of support reactions and contains a group of elastic elements located between the external support flange and the internal force-sensing flange and electromechanical converters connected to them, made mainly in the form of strain-resistant bridges.

4. The multifunctional chair according to claim 1, characterized in that it further comprises a sixth force-coordinate platform located in front of its front part with the possibility of placing human hands on it and electrically connected to the corresponding inputs of the electronic unit for recording and preliminary signal processing.

5. The multifunctional chair according to claim 1, characterized in that it further comprises a seventh power-coordinate platform located in front of its lower part with the possibility of placing a person’s foot on it and electrically connected to the corresponding inputs of the electronic registration and signal processing unit.

6. The multifunctional chair according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with physiological signal sensors connected to the corresponding inputs of the electronic unit for recording and preliminary signal processing.

7. The multifunctional chair according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a synchronization unit for registering signals of force and torque sensors with signals from external devices.

8. The multifunctional chair according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with drives made mainly on the basis of stepper motors associated with the movable parts of the seat, while the personal electronic computer further comprises a software module for generating control signals of the drives.

9. The multifunctional chair according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a galvanic isolation unit.