SU1582034A1

SU1582034A1 - Устройство дл исследовани динамики силовых движений в обуви

Info

Publication number: SU1582034A1
Application number: SU874232388A
Authority: SU
Inventors: Богдан Васильевич Семен; Сергей Леонидович Лондарь
Original assignee: Львовский Государственный Университет Им.Ив.Франко
Priority date: 1987-03-18
Filing date: 1987-03-18
Publication date: 1990-07-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при биофизических исследовани х силовых движений человека. Целью изобретени вл етс расширение диапазона исследуемых динамических силовых движений. Цель достигаетс тем, что измерительное устройство расположено в подошве обуви и выполнено в виде двух тензоплатформ с лунками, в которых размещены упругие элементы в тензодатчиками. При приложении вертикального механического усили к тензоплатформе деформируетс резиновый амортизатор 11. При этом шток 12 надавливает на металлическую мембрану 15, прогиба ее. При этом тензорезистор 16 раст гиваетс , измен свое электрическое сопротивление. 4 ил.

Description

PJ

Фиг. 2

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при биофизических исследовани х силовых движений человека, например в практике тренировочного процесса борцов высокой квалификации.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет измерени распределенной силы под углом к вертикали.

На фиг. 1 представлена одна из тен зоплатформ, на фиг. 2 - тензодатчик; на фиг. 3 - то же, при приложении физического усили под углом к верти кали на Фиг. 4 - электрическа схема измерительного тракта устройства.

Кажда из подошв обуви (фиг.1) состоит из тензоплатформ с шестью круглыми лунками (по три в передней части стопы и на п тке), в которые помещены тензодатчики 2, кожаной муфты 3, болтов, соедин ющих .муфту с подошвой 4, тонкой эбонитовой пластины, отдел ющей воспринимающую поверхность тензодатчиков от пола 5, матерчатого чехла, механически удерживающего эбонитовую пластину 6„

Тензодатчик (фиг.2) обстоит из корпуса 7 датчика, винта 8 направл ю- щего, гайки 9, крышки 10 корпуса датчика, резинового амортизатора JJ, штока 12 воспринимающей пластины, воспринимающей пластины J3, винта J4j кред щего металлическую мембрану J5, тензорезистора 16, наклеенного снизу на мембрану 15.

Вид металлической мембраны 15 развернутой на 90 относительно показанной в составе тензодатчика, пред- ставлен на фиг. 2 внизу.

Устройство работает следующим образом ,

При приложении вертикального механического усили в тензоплатформе деформируетс резиновый амортизатор отдельного тензодатчика И, шток 12 воспринимающей пластины надавливает на металлическую мембрану 15, прогиба этом также раст гивает- с тензорезистор 16, измен свое электрическое сопротивление.

В качестве резинового амортизатор использована вакуумна резина, обладающа упругими свойствами в предела изменени нагрузки 0-100 кГ„ Устройство тензодатчиков позвол ет также имер ть механические усили , приложенные к тензоплатформе под углом к

вертикали. При-этом возникающа сила, действующа на тензодатчик, деформирует резиновый амортизатор так, как это показано на фиг.З. Направление штока соответствует направлению вектора результирующей силы, действующей на тензодатчик.

Вследствие изменени точки надавливани штока на мембрану, по сравнению с рассмотренным случаем приложени вертикальной силы, рассто ние между этой точкой и точкой Фиксации мембраны винтом 14 (фиг.З) уменьшаетс . Вследствие этого относительный прогиб металлической мембраны увеличиваетс при одинаковом вертикальном смещении штока. Это означает, что на измерение сопротивлени тенэорезис- тора оказывает вли ние и горизонтальна составл юща усили , приложенного к тензоплатформе,

Измерительный тракт (Фиг.4) представл ет собой измерительный мост 17. усилитель 18, 19 и регистрирующий прибор 20. Измерительный мост состоит из трех посто нных резисторов R/, RIJ, Rj, подстроечного и многооборотного резистора и интегрального тензорезистора R/J, состо щего в свою очередь из 1 2 последовательно соединенных тензорезисторов (по 6 в каждой из подошв).

Б качестве регистрирующего прибо

ра используетс быстродействующий медицинский самописец. При силовом воздействии на тензоплатформу отдельные упругие резиновые амортизаторы тензодатчика , попадающие в зону механического воздействи , деформируютс - При этом измен етс электрическое сопротивление тензорезисторов этих датчиков к соответственно сопротивление интегрального тензорезистора Ец., включаемого в одно из плеч измерительного моста. Мост разбалансируетс . Сигнал разбаланса подаетс на вход вильтметра В7-21 и после усилени записываетс самописцем.

Тензоплатформу электрически соедин ют с остальной частью измерительного тракта, наход щегос на стационарном пульте, с помощью гибких проводников , прикрепл емых механически к по су исследуемого человека, что практически не стесн ет его в движени х. Сбалансированность двух подошв тен- зоплатформы обеспечивают идентичностью каждого из 12 устанавливаемых

э

тензодатчиков, тщательно подгон ющихс при установке. Измер емость горизонтальных составл ющих обеспечивают установкой трех тензодатчиков на п тке подошвы, обращенных Фиксирующими винтами в сторону носка, и трех тензодатчиков в носке подошвы, обращенных фиксирующими винтами в сторону п тки.

I

Калибровку провод т с помощью нагружаемых на подошвы т жестей, как в вертикальном направлении, так и в направлении под углами 75, 80, 85° к горизонту. Проведенна калибровка показывает полную линейность во всем диапазоне в вертикальном направлении и линейность с тем же коэффициентом под углом 80 .

Таким образом, предлагаема тензо- платформа позвол ет измер ть горизонтальные составл ющие величиной до 10-15% от вертикальной составл ющей силы.

582034

Формула

изобретени

Устройство дл исследовани динамики силовых движений в обуви, содержащее датчики силы с упругими элементами и тензорезисторами на них, отличающеес тем, что, с целью расширени Функциональных воз0 можностей путем измерени распределенной силы под утлом к вертикали, подошва обуви выполнена в виде тензо- платформы с лунками, в которых расположены датчики силы, каждый из ко- снабжен корпусом, крышкой с отверстием, резиновым амортизатором и силовоспринимакщей пластиной с центральным штоком, обращенным через отверстие в крышке внутрь корпуса , причем упругий элемент выполнен в виде мембраны, контактирующей с концом штока и закрепленной на опорах внутри корпуса, а резиновый амортизатор и силовоспринимающа с

5 пластина закреплены с наружной стороны крышки последовательно.

5

0

Фиг.1

5

ю

4-12 В

Редактор Т, Парфенова

Составитель И. Мальгинова

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Заказ 2081

Тираж 487

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиг.З

Фиг.Ь

Подписное

Claims

Формула изобрете ния

Устройство для исследования дина5 мики силовых движений в обуви, содержащее датчики силы с упругими эле ментами и тензорезисторами на них, отличающееся тем, что, с целью расширения Функциональных воз10 можностей путем измерения распределенной силы под углом к вертикали, подошва обуви выполнена в виде тензо· платформы с лунками, в которых расположены датчики силы,. каждый, из ко15 торых снабжен корпусом, крышкой с отверстием, резиновым амортизатором и силовосприяимающей пластиной с центральным штоком, обращенным через отверстие в крышке внутрь корпу20 са, причем упругий элемент выполнен в виде мембраны, контактирующей с концом штока и закрепленной на опорах внутри корпуса, а резиновый амортизатор и силовоспринимающаяся 25 пластина закреплены с наружной стороны крышки последовательно.