SU1743557A1 - Способ определени давлени стопы на опору - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к легкой промышленности , в частности к обувной, и мо жет быть использовано при определении давлени  стопы на опору. Способ заключаетс  в установке стопы на опору, выполненную в виде первичного измерительного преобразовател  (ПИП). ПИП выполнен из прозрачной упругой резины. На опорной поверхности нанесены темные полосы посто нной ширины дл  измерени  давлени  по лини м деформации растра. Модуль упругости ПИП соответствует услови м взаимодействи  стопы с опорной в реальных услови х давлени  стопы на опорную поверхность низа обуви. При измерении давлени , соответствующего летней обуви, модуль упругости 2-50 МПа при толщине низа 5-12 мм. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к легкой про- .мышленности, а именно к измерительным устройствам дл  обмера ног.

Известен способ определени  давлени  стопы на опору, заключающийс  в установке стопы на первичный преобразователь измерительный (ПИП) - пластину из упругой резины, основание которой выполнено в виде пирамидных выступов с основанием 2x2 мм и высотой 4 мм.

Измерение давлени  стопы на опору производ т путем регистрации деформации ПИП, а именно выступов на пластине, осуществл емой с помощью отражени  светового луча от деформированного ПИП. Одновременно фиксируетс  величина деформации пирамидальных выступов, котора   вл етс  аналогом давлени 

Зна  величину деформации пирамидальных выступов, рассчитываютс  действительные значени  стопы на опору

К недостаткам данного способа определени  давлени  можно отнести невысокую точность определени  давлени , так как измерение производитс  дискретно по отдельным точкам, соответствующим выступам на пластине, при этом давление стопы на опору передаетс  через пластину, котора  облада  жесткостью, вносит существенную погрешность в измерение.

В качестве прототипа выбран способ определени  давлени  стопы на опору, заключающийс  в установке стопы на передающий элемент, имеющий несколько точечных выступов на нижней поверхности дл  передачи давлени  фотоупругому элементу , измерении давлени  стопы на опору путем регистрации аналогового давлени  - изохром и изоклин, зафиксированных при помощи оптической схемы и расчету действительных значений давлени .

К недостаткам этого способа относитс  то, что давление передаетс  на измеритель2

СО

ел ел XI

ный фотоупругий элемент через передающий элемент, который обладает собственной жесткостью, требующей перерасчета значений давлени  стопы на опору, а также то, что расчет значений давлени  по изохро- мам и изоклинам довольно трудоемок. Все это увеличивает врем  получени  конечной информации (значение давлени ) и уменьшает точность измерени . Недостатком  вл етс  также дискретный характер регистрации.

Цель изобретени  - расширение диапазона измерений.

Поставленна  цель отличаетс  тем, что согласно способу определени  давлени  стопы на опору, заключающемус  в установке стопы на первичный измерительный преобразователь-пластину из прозрачного упругого материала, измерении давлени  стопы на опору путем регистрации величины деформации первичного измерительногопреобразовател стопой , осуществл емой с помощью отражени  светового луча от деформированного первичного измерительного преобразовател  и одновременным фиксированием значений аналогов давлени  с последующим расчетом его значений методом муаровых полос, первичные измерительные преобразователи выполн ютс  с различными модул ми упругости , соответствующими упругости материалов системы низа обуви, причем измерение производ т с использованием набора первичных измерительных преобразователей с соответствующими характеристиками: дл  летней обуви модуль упругости 60-100 МПа при толщине низа обуви 2-7 мм, а дл  зимней обуви модуль упругости 2-50 МПа при толщине низа обуви 5-12 мм,

На фиг. 1 изображена схема установки дл  фиксировани  аналогов давлени ; на фиг. 2 - схема тарировки; на фиг. 3 - картины линий равной деформации при передаче давлени  стопы на опору дл  резины различной жесткости.

Установка дл  определени  величины давлени  стопы на опору состоит из прозрачной резины 1, на которую нанесены растры 2 и 2а. резина установлена на прозрачном стекле 3, стопа 4 устанавливаетс  на отражающее покрытие 5, которое отражает лучи 6 от источника 7 через полупрозрачное зеркало 8 на камеру (фотоаппарат или экран) 9,

Установка работает следующим образом .

Стопа 4 деформирует прозрачную резину 1, а следовательно, и верхний растр 2, который в совокупности с нижним недефоомированным растром 2а дает на фиксаторе 9 картину линий равной деформации 1, лучи 6 от источника 7 падают на отражающее покрытие 5, а затем на полупрозрачное зеркало 8, отражаютс  от него и передаютс  на фиксатор 9. Преломл  сь в деформированной стопой резине 1, лучи 8 вследствие разности фаз передают . картину деформированного состо ни  резины 1.

0 Величина деформации резины пропорциональна значению давлени  стопы, поэтому линии равной деформации  вл ютс  аналогом давлени , которое можно рассчитывать по их количеству в рассматриваемой

5 зоне,

Тарирование измерительной резины с растром проводитс  следующим образом.

Опорна  плантарна  часть стопы разбиваетс  на участки, которые могут быть смо0 делированны объемными штампами с формой, имитирующей форму участка стопы , например п точна  часть 10 может быть смоделированаусеченным шаром 11 с радиусом R-90 мм, что соответствует радиусу

5 п точной части нормальной стопы: переменна  часть 12 моделируетс  параллелепипедом 13 со скругленными ребрами 14, причем ширина мм, что также соответствует ширине опоры переймы нормальной

0 стопы и т. д. (фиг, 2а). Необходимые штампы устанавливаютс  на резину 1 с растрами 2 и нагружаютс  весом Р последовательно от 100 г до 3 кг. Дл  каждой нагрузки получают свою картину линий 15 равной деформации

5 (фиг, 26). Затем строитс  тарировочный график зависимости нагрузки Р от числа п линий равной деформации (фиг. 2в). По тарировочному графику можно определить, кака  нагрузка приходитс  на рассматрива0 емый участок стопы. Например, дл  полученной на фиг. 2г картины давлени  стопы на п точную часть приходитс  20 кг нагрузки , так как число полос п равно 8.

По картине полос можно определить не

5 только количественную величину нагрузки, но и на опорной поверхности распределение нагрузки. Чем чаще полосы, и чем меньше зона их распределени , тем более жесткрй будет опорна  поверхность, что вы0 зовет концентрацию давлени  в зоне контакта стопы, а это, в свою очередь, болезненные ощущени  и дискомфорт, что может привести к потере трудоспособности человека. Эту оценку можно использовать,

5 если изготовить резину 1 такой жесткости, как и реальный низ обуви, и рекомендовать к использованию такие материалы дл  низа обуви, которые позвол ют распредел ть давление по большей .площади. На фиг. 3 даны картины распределени  давлени  резины с модулем упругости 60 МПа (фиг. За) и 10 МПа (фиг. 36). С применением менее жесткой резины получаем более обширную картину распределени  с меньшей концентрацией давлени , Таким образом можно рекомендовать использовать такие детали низа, которые обеспечивают суммарный модуль упругости такой, который соответствует измерительной резине с менее концентрированной картиной, например применение вкладышей поролона под вкладную стельку в обуви.

Преимущества предлагаемого способа перед прототипом заключаетс  в следующем: повышение точности измерени  за счет использовани  метода муаровых полос , непрерывность картины распределени , возможность оценки упругих свойств опорной поверхности.

Преимущества предлагаемого способа перед примен емой в насто щее врем  в лабораторных и производственных услови х измерений плантографией состо т в сле- дующем: возможность получени  численных значений напр жений, возможность получени  не только отпечатка, но и значений давлени  в любой точке контакта стопы с опорой, возможность оценки упругих свойств опорной поверхности.

Claims (2)

1.Способ определени  давлени  стопы на опору, заключающийс  в установке стопы на первичный измерительный преобразователь-пластину из прозрачного упругого материала, измерении давлени  стопы на опору путем регистрации величины деформации первичного измерительного преобразовател  стопой, осуществл емой с помощью отражени  светового луча от деформированного первичного измерительного преобразовател  и одновременным фиксированием значений аналогов давлени  с последующим расчетом действительных его значений методом муаровых полос, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона измерений, первичные измерительные преобразователи выполн ют с различными модул ми упругости, соответствующими упругости материалов системы низа обуви.

2.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что измерение производ т с использованием набора первичных измерительных преобразователей с соответствующими характеристиками: дл  летней обуви модуль упругости 60-100 МПа при толщине низа обуви 2-7 мм, а дл  зимней обуви модуль упругости 2-50 МПа при толщине низа обуви 5-12 мм.

Фиг. 4

30

.2