SU756245A1

SU756245A1 - Human being arm simulator

Info

Publication number: SU756245A1
Application number: SU762352505A
Authority: SU
Inventors: Vladimir S Vanaev; Konstantin N Vasilev; Yurij M Vasilev; Vitalij V Golikov; Galina A Lushkevich; Evgenij S Petrashkin
Original assignee: Sp K B Vts N I I Okhrany Truda
Priority date: 1976-04-17
Filing date: 1976-04-17
Publication date: 1980-08-15

Description

Изобретение относится к испытательным средствам, а именно к средствам, обеспечивающим воспроизведение динамических характеристик чело- _ века при испытании пневматических ^э The invention relates to test means, namely to means that ensure the reproduction of the dynamic characteristics of a human being during the testing of pneumatic ^motors.

и электрических ручных машин на вибрацию, и предназначено для имитации входного механического импеданса руки оператора при моделировании динамической системы оператор-машина.and electric hand-held machines for vibration, and is intended to simulate the input mechanical impedance of the operator’s hand when modeling a dynamic operator-machine system.

Известны средства, моделирующие усредненные свойства руки человека, предназначенные для воспроизведения входного механического импеданса руки оператора, представляющие собой пружинно-демпфирующие устройства, состоящие из пружины, имитирующей жесткость руки и дросселя, гидравлическое сопротивление которого вое- „ производит активное сопротивление руки оператора. Имитаторы имеют цилиндр, заполненный вязкой жидкостью и закрытый верхней и нижней крышками, имеющими отверстия с сальниками сквозь которые проходит подпружинен-·· ный шток £ΐ] .Known tools that simulate the average properties of the human hand, designed to reproduce the input mechanical impedance of the operator’s hand, are spring-damping devices consisting of a spring simulating the arm stiffness and throttle, the hydraulic resistance of which is produced by the operator’s arm resistance. The simulators have a cylinder filled with a viscous fluid and closed with upper and lower lids having openings with glands through which a spring-loaded ·· stem passes [ΐ].

¹ Недостатком известных средств является их низкая пропускная способность и неприемлемость для произ- _ водственных целей. Зи ¹ The disadvantage of the known means is their low throughput and unacceptability for production purposes. Zi

22

Наиболее близким к изобретению техническим решением является имитатор руки человека при испытаниях ручных машин,содержащий демпфер, имитационную массу в виде держателя и штока, взаимодействующего с демпфером, и цилиндрическую пружину, соединяющую держатель и демпфер £2") .The closest technical solution to the invention is a human hand simulator for testing hand-held machines, which contains a damper, an imitation mass in the form of a holder and a rod interacting with a damper, and a cylindrical spring connecting the holder and the damper £ 2 ").

Недостатком данного имитатора является то, что он может быть использован только на тех стендах, на которых испытываются ручные машины с превалирующей' осевой вибрацией, которая и учитывается при определении вибробезопасности данной машины, и невозможность воспроизведения характеристик в поперечном направлении.The disadvantage of this simulator is that it can only be used on those benches on which hand-held machines are tested with prevailing axial vibration, which is taken into account when determining the vibration safety of this machine, and the inability to reproduce the characteristics in the transverse direction.

Цель изобретения - возможность воспроизведения динамических характеристик ручных машин в двух взаимноперпендикулярных направлениях.The purpose of the invention is the ability to reproduce the dynamic characteristics of hand-held machines in two mutually perpendicular directions.

Эта цель достигается тем, что шток и держатель соединены между собой пластинчатой' пружиной, размещенной внутри цилиндрической пружины, полость которой заполнена упругим материалом.This goal is achieved by the fact that the rod and the holder are interconnected by a plate-like spring placed inside a cylindrical spring, the cavity of which is filled with an elastic material.

На фиг. 1 изображен описываемыйFIG. 1 depicts described

имитатор; на фиг. 2 - разрез А-Аsimulator; in fig. 2 - section aa

на фиг. 1. .in fig. one. .

756245756245

Имитатор руки человека состоит изThe simulator of a person’s hand consists of

подвижной и неподвижной частей.movable and fixed parts.

Подвижная часть имитатора или имитационная масса, представляющая собой приведенную массу руки человека, состоит из держателя 1, штока 2, соединенных пластинчатой пружиной 3. Держатель 1 включает в себя неподвижную скобу'· 4 , откидную скобу 5 , между которыми через упругий элемент 6 с помощью откидного болта 7 и гайки 8 закрепляется рукоятка шлифовальной машины (на чертеже не показана) . Скоба 5 болтом 9 и гайкой 10 соединена с обоймой 11, в которой с помощью винтов 12 жестко крепится конец пластинчатой пружины 3. Ко второму концу пластинчатой пружины 3 с помощью винтов .13 жестко крепится шток 2, на конце которого установлена мембрана 1.4. Неподвижная чабть имитатора представляет собой корпус демпфера, состоящий из цилиндрической Части 15, один конец которой закрыт крышкой 16, а другой конец крышкой 17. Шток 2 расположен внутри цилиндрической части 15 таким образом, что пластинчатая пружина 3 проходит через крышку 16, а сам штокThe movable part of the simulator or imitation mass, which is the reduced mass of the human hand, consists of a holder 1, a rod 2 connected by a leaf spring 3. The holder 1 includes a fixed bracket '· 4, a folding bracket 5, between which through the elastic element 6 with hinged bolt 7 and nut 8 is fixed to the handle of the grinder (not shown). The bracket 5 is bolted 9 and the nut 10 is connected to the yoke 11, in which the end of the plate spring 3 is rigidly fixed with screws 12 to the second end of the plate spring 3 by means of screws .13 the rod 2 is rigidly fixed, the end of which is fitted with a diaphragm 1.4. The fixed part of the simulator is a damper housing consisting of a cylindrical Part 15, one end of which is closed by a cover 16 and the other end by a cover 17. A rod 2 is located inside the cylindrical part 15 in such a way that the leaf spring 3 passes through the cover 16, and the rod

2 может перемещаться внутри цилиндрической части 15 в шариковых обоймах 18 через сальник 19. Между цилиндрической частью 15 и крышкой 17 имеется полость 20, служащая рабочим объемом гидравлического демпфера, . которая заполнена вязкой жидкостью, например, маслом, и в которой перемещается мембрана 14, связанная со штоком 2 о Зазоры между внутренними стенками полости 20 и мембраной 14 имеют строго определенные размеры, обеспечивающие необходимый коэффициент демпфирования.2 can be moved inside the cylindrical part 15 in the ball collars 18 through the gland 19. Between the cylindrical part 15 and the lid 17 there is a cavity 20 serving as a working volume of the hydraulic damper,. which is filled with a viscous fluid, for example, oil, and in which the membrane 14 moves, connected with the stem 2 o. The gaps between the inner walls of the cavity 20 and the membrane 14 have strictly defined dimensions that provide the necessary damping coefficient.

На обойму 11 навинчена цилиндрическая винтовая пружина 21, а поверх пружины 21 на обойму 11 навинчивается гайка 22, жестко закрепляющая конец пружины 21, внутри которой размещается пластинчатая пружина 3.A cylindrical coil spring 21 is screwed onto the sleeve 11, and a nut 22 is screwed onto the sleeve 11 over the spring 21, rigidly fixing the end of the spring 21, inside which the plate spring 3 is placed.

Другой конец цилиндрической винтовой пружины 21 навинчен на крышку 16 демпфера и жестко закреплен гайкой 23. Таким образом, подвижная часть имитатора (имитационная масса) через пружину 21 связана с неподвижной частью (демпфером). Пространство между цилиндрической винтовой пружиной 21 и пластинчатой пружинойThe other end of the coil spring 21 is screwed onto the cover 16 of the damper and rigidly fixed with a nut 23. Thus, the movable part of the simulator (imitation mass) through the spring 21 is connected to the fixed part (damper). The space between the coil spring 21 and the leaf spring

3 заполнено упругим материалом 24, выполняющим роль демпфера при воспроизведении колебаний машины в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости, перпендикулярной оси машины.3 is filled with an elastic material 24, which acts as a damper when reproducing machine vibrations in two mutually perpendicular directions in a plane perpendicular to the axis of the machine.

Имитатор при испытании ручных машин работает следующим образом.The simulator when testing manual machines works as follows.

При снятии вибрационных.характеристик со шлифовальной машины в стендовых условиях последняя закрепляется в держателях 1 двух имитаторов (на чертеже шлифовальная машина не показана).При шлифовке в стендовых условиях обрабатываемого образца на шлифовальную машину передается определенное усилие нажатия. При этом в зависимости от того, какая рукоятка закреплена в держателе 1 (передняя или задняя) пружина 21 будет работать в условиях растяжения или сжатия. Иток 2 с мембраной 14 либо поднимается,либо опускается вниз на величину растяжения или сжатия пружины 21.When removing vibratory characteristics from a grinder in bench conditions, the latter is fixed in the holders 1 of two simulators (the grinder is not shown in the drawing). At the same time, depending on which handle is fixed in the holder 1 (front or rear), the spring 21 will work under conditions of tension or compression. Itok 2 with the membrane 14 either rises or falls down by the amount of tension or compression of the spring 21.

При включении машины последняя возбуждает колебания подвижных частей имитатора в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При этом динамические характеристики имитатора оказывают на вибрационный режим работы машины такое же влияние, как и рука оператора. Масса подвижной части имитатора равна приведенной массе руки человека. Упругий элемент 6 имитирует работу ладони, пружина 21 в вертикальном направлении, а пружина 3 в горизонтальном направлении имитируют жесткость локтевых и плечевых суставов. Перемещениями мембраны 14 и деформацией упругого материала 24 имитируется активное сопротивление руки в вертикальном и горизонтальном направлениях. Для этой цели соответствующим образом под- бираются вязкость жидкости и величина зазора между стенками крышки 17 и мембраны 14, упругости пружин 3 и 21 и жесткость упругого материала 24When the machine is turned on, the latter excites oscillations of the moving parts of the simulator in two mutually perpendicular directions. At the same time, the dynamic characteristics of the simulator have the same effect on the vibration mode of the machine as the operator’s hand. The mass of the movable part of the simulator is equal to the reduced mass of the human hand. The elastic element 6 imitates the palm, the spring 21 in the vertical direction, and the spring 3 in the horizontal direction imitate the stiffness of the elbow and shoulder joints. Movement of the membrane 14 and the deformation of the elastic material 24 simulates the resistance of the arm in the vertical and horizontal directions. For this purpose, the viscosity of the fluid and the size of the gap between the walls of the cover 17 and the membrane 14, the elasticity of the springs 3 and 21 and the rigidity of the elastic material 24 are appropriately selected.

Таким образом,'наличие связи держателя со штоком через пластинчатую пружину, расположенную внутри цилиндрической винтовой пружины, позволяет воспроизводить вибрационные параметры шлифовальной машины сразу в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Это позволяет более объективно судить о вибробеэопасности испытываемой машины и тем самым снизить ' процент виброзаболеваний среди рабочих, работающих с ручными машинами.Thus, the presence of the connection of the holder with the rod through a leaf spring located inside the coil spring allows the vibration parameters of the grinding machine to be reproduced in two mutually perpendicular directions at once. This allows us to more objectively judge the vibration safety of the tested machine and thereby reduce the percentage of vibration diseases among workers who work with manual machines.

Claims

Claim

Human hand simulator for testing hand-held machines, containing a damper, an imitation mass in the form of a holder and a rod interacting with a damper, and a cylindrical spring connecting the holder and the damper; characterized in that, in order to reproduce the dynamic characteristics of hand-held machines in two mutually perpendicular directions, the stem and the holder are interconnected by a plate spring placed inside the cylinder 5

756245

6

drike spring, the cavity of which is filled with elastic material.