SU957859A1

SU957859A1 - Three-dimensional seating dummy

Info

Publication number: SU957859A1
Application number: SU803240102A
Authority: SU
Inventors: Николай Порфирьевич Прокопьев; Василий Александрович Зубарьков; Александр Иванович Харламов
Original assignee: Войсковая часть 63539
Priority date: 1980-12-29
Filing date: 1980-12-29
Publication date: 1982-09-15

Description

Изобретение относитс к медиц пской технике, а именно к устройствам дл проведени бис леханических иссле . дований и оценки эргономических ка-; честв рабочего места оператора.The invention relates to medical equipment, in particular to devices for conducting bis bischanic research. assessments and assessments of ergonomic ca-; operator’s workplace.

Известен трехмерный посадочный манекен, который содержит соединенные шарниром панели торса и седалища, шарнирно установленные на панели седалища измерительный шток и Т-образный кронштейн с телескопическими элементами голеней и ступней, которые соединены коленными и голеностопныли шарнирами, , а также 7Шнейные и угловые шкалы tU.A three-dimensional landing dummy is known, which contains hinged torso and seat panels, a measuring rod and a T-shaped bracket pivotally mounted on a panel, with telescopic elements of the legs and feet, which are connected by knee and ankle hinges, as well as 7T and angular scales tU.

Недостатком известйого манекена вл етс огр аниченность комплекса измер емых с его непосредственной помощью биомеханических параме тров, а именно, только отклонение туловища от вертикали, углов между туловищ л и Недрам, бедрс л и голенью, голенью и стопой. Остальные же биомеханические параметры - углы между туловищем и плечом, плечом и предплечьем , предплечьем и кистью, приходитс вамер ть ручным мерительным инструментом, что увеличивает трудоемкость и продо.лжительнос ь испытаний и снижает точность и достоверность их результатов.The disadvantage of the lime manikin is that the complex of the biomechanical parameters measured with its direct help is limited, namely, only the deviation of the body from the vertical, the angles between the body and leg, the leg and leg, leg and foot. The remaining biomechanical parameters — the angles between the trunk and shoulder, shoulder and forearm, forearm and hand — must be measured with a hand-held measuring instrument, which increases the laboriousness and maintenance of the tests and reduces the accuracy and reliability of their results.

Целью изобретени вл етс обес:печейне возможности определени биомеханических параметров плечевого по са оператора. The aim of the invention is to ensure that the biomechanical parameters of the brachial operator can be determined by the operator.

Поставленна цель достигаетс тем, что трехмерный посадочный манекен , содержащий соединенные шарни10 ром панели торса и ceдaJШщa, шарнирно установленные на панели седалища измерите.пьный шток и Т-образный кронштейн с телескопическими элементами голеней и ступней, которые ; The goal is achieved by the fact that a three-dimensional landing dummy containing torso panels connected by a hinge and a seat mounted on the panel of the seat measure the dead shaft and the T-shaped bracket with telescopic elements of the legs and feet, which are;

15 соединены коленными и голеностопными шарнирами, грузы, а также линейные15 are connected by knee and ankle joints, weights, and also linear

:и угловые шкалы, что дополнительно снабжен плечевым узлом, выполненным в виде закрепленных на панели торса : and angular scales, which is additionally equipped with a shoulder node, made in the form of fastened on the torso panel

20 вертикальных направл ющих с 2-образными кронштейнами и соединенной с кронштейнгили горизонтальной направ-; л ющей на ней с возможностью перемещени размещены опоры с карданны25 ми плечевыми шарнирами, причем на крестовых карданных шарниров пос- ; редством вилок установлены телескопические элементы плеча, предплечь 20 vertical guides with 2-shaped brackets and a horizontal direction- connected to the brackets; The supports with cardan 25 shoulder hinges are placed on it with the possibility of movement, and on the cross cardan hinges in front; the telescopic elements of the shoulder, forearm

/и кисти с локтевым и лучезап стным / and brushes with elbow and wrist

30 шарнирами., На фиг,1 изображен трехмерный посадочный манекен, 1вид спереди; на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг,3 - вид А на фиг.2; на фиг.4 вид Б на фиг 11; на фиг.5 - то же, вид сверху. Трехмерный посадочный манекен со держит моделирующий торс человека элемент, состо щий из основани 1 торса и жестко прикрепленной к нему панели 2 торса и моделирующий седалище элемент, состо щий JIB основани 3 седалища и седалищной панели 4, которые соединены тазобедренным шарниром 5, соответствующим оси таз бедренных суставов человека.- На оси указанного шарнира установлены груз б, воспроизвод щие массу бедер, и и мерительный телескопический шток 7 со шкалой дл определени рассто ни от оси тазобедренного шарни ё до конца измерительного штока. На основании торса закреплены кронштейны 8 дл монтажа торсовых грузов 9 воспроизвод щих массу тор са человё-1 а. и обеспечивающих соответствующее положение его центра т жести. На основании 3i седалища в . плоскости симметрии манекена закреп лена направл юща 10, в которую с возможностью продольного перемещени фиксируемого винтом 11, входит продольный стержень Т-образного кронштейна 12 со шкалой дл определени длины бедра. На стержне кронштейна 12 и направл ющей 10 выполнен р д отверстий, служащих дл их взаимной фиксации стопором 13 в положени х, когда длина моделируемого бедра элемента равна одной из длин, соответствующих 10,50 и 90% группам репрезентативности. На концах перекладины Т-образ ного кронштейна 12 шарнирно установ лены моделирующие голень элементы 14, которые выполнены телескопически раздвижными с -фиксацией длин, соответствующих длинам голени взрос лого мужчины 10,50 и 90% групп репрезентативности и снабжены шкалами коленные шарниры 15 св зывают телескопические элементы голеней бедра. Нижние концы голенных элемен тов 14 посредством голеностопных шарниров 16 соединены с элементами Моделирующими стопу 17. На основании 3- седалища закреплены бедренные грузы 18, а на наруж ных элементах 14 голени - голенные грузы 19, воспроизвод щие массу и положение центра т жести моделируе мых частей тела, Кроме того, манекен снабжен пле чевым узлом, при этом на торцах кронштейна 8 закреплены вертикальные направл ющие 20 с фиксаторами 21. В направл ющих 20 своими нижни ми стойками установлены z-образные кронштейны 22, в верхних стойках которых закреплены гайками 23 горизонтальные направл ющие 24. К втулкам 25 направл ющих 24 подвижно с фиксацией винтом 26 положений соответствующих ширине плеч дл 10, 50,. 90% уровней репрезентативности, закреплены опоры 27. В опорах 27 установлена своей горизонтальной осью крестовина 28 плечевого карданного шарнира, вилка 29 закреплена к моделирующему плечо элементу 30... Плечевой элемент 30 посредством локтевого шарнира 31 своим свободным концом соединен с моделирующим предплечье элементом 32, который /лучезап стным шарниром.33 св зан с элементом 34, моделирующим кисть. Элементы 30, 32, 34 выполнены телескопическими с фиксацией цанговыми зажимами 35, 36 и винтом 37 длин, соответствующих длинам, плеча, предплечь и кисти взрослого мужчины 10, 50 .и 90% групп репрезентативности , и снабжены линейными . шкалами. Основание 3 седалища снабжено углоеым сек.тором а, коленные шарниры 15 - угловыми шкалами б, голеностопные шарниры 16 - угловыми шкалами в, крониггейны 22 - шкалами г, горизонтальные направл ющие 24 - шкалами д, опоры 27 - вертикальными угловыми шкалами е. Кроме того, вилка 29 плечевого карданного шарнира снабжена горизонтальной угловой шкалой ж, локтевой шарнир 31 - угловой шкалой )и лучезап стный шарнир 33 - угловой шкалой, к. - Измерение биомеханических параметров оператора непосредственно при помощи насто щего манекена производитс следуюкщм образом. Раздвижные части кронштейна 12, элементов 14, 30, 32 и 34, а также кронштейны 22 и опоры 27 крестовины плечевого шарнира устанавливаютс по соответствующим шкалам на отметках выбранного уровн репрезентативности и фиксируютс . Производитс размещение манекена на сиденье оператора. При этом наконечник элемента 34, моделирующего кисть, устанавливаетс в положение, соответствующее выполнению определенной трудовой операции, например, на тумблер панели управлени . Регистрируютс величины углов в суставных сочленени х по соответствующим шкалам, в частности: отклонение туловища от вертикали и угол между туловищем и бедром - по угловому сектору а; углы между бедром и голенью - по шкалам (5, между голенью и стопой - по гйкалам &, между30 with hinges. FIG. 1 shows a three-dimensional landing dummy, 1 view from the front; Figure 2 is the same side view; FIG. 3 is a view A of FIG. 2; FIG. 4, view B in FIG. 11; figure 5 is the same, top view. The three-dimensional landing dummy contains a human torso-modulating element consisting of the base 1 of the torso and the torso panel 2 rigidly attached to it and the element simulating the seat consisting of the JIB of the base 3 of the seat and the sciatic panel 4, which are connected by a hip joint 5 corresponding to the axis of the femoral axis of the joints of the person. The weight b, reproducing the mass of the thighs, and the measuring telescopic rod 7 with a scale for determining the distance from the axis of the hip joint to the end of stock. On the basis of the torso, brackets 8 are mounted for mounting torso loads 9 reproducing the mass of the human torso-1 a. and ensuring the appropriate position of its center of gravity. Based on 3i seat c. the plane of symmetry of the dummy fixed guide 10, in which, with the possibility of longitudinal movement fixed by screw 11, includes a longitudinal rod of the T-shaped bracket 12 with a scale to determine the length of the thigh. A series of holes are made on the arm of the bracket 12 and the guide 10, which serve for their mutual fixation by the stopper 13 in the positions when the length of the simulated thigh of the element is equal to one of the lengths corresponding to 10.50 and 90% of the representativeness groups. At the ends of the crossbar of the T-shaped bracket 12, the shin-shaped elements 14 are pivotally mounted, which are made telescopically sliding with —fixing lengths corresponding to the lengths of the adult male's leg 10.50 and 90% of the representativeness groups and are provided with scales of the knee hinges 15 connect the telescopic elements calf thigh. The lower ends of the ankle elements 14 are connected by means of the ankle hinges 16 to the elements of the Foot 17 modeling. On the base of the 3-seat, the femoral weights 18 are fixed, and on the outer elements of the 14 ankles are the lower legs 19, reproducing the mass and position of the center of gravity of the simulated parts bodies, in addition, the dummy is equipped with a hub assembly, with vertical guides 20 with clamps 21 attached to the ends of the bracket 8 and z-brackets 22 are installed in the guides 20 with their lower racks, in the upper racks of which caps with nuts 23 horizontal guides 24. To the sleeves 25 guides 24 are movable, with the screw fixing 26 positions corresponding to the width of the arms for 10, 50 ,. 90% of the levels of representativeness, the supports 27 are fixed. In the supports 27, the crosspiece 28 of the shoulder universal joint is installed with its horizontal axis, the fork 29 is fixed to the shoulder modeling element 30 ... The shoulder element 30 is connected to the modeling forearm 32 by its free end by means of the elbow joint 31, which is connected with the element 34, which simulates the brush. Elements 30, 32, 34 are made telescopic with fixing collet clamps 35, 36 and screw 37 lengths corresponding to lengths, shoulder, forearm and hand of an adult male 10, 50. And 90% of representative groups, and are equipped with linear ones. scales. The base 3 of the seat is equipped with an angular sec. A, a knee hinges 15 - angular scales b, ankle hinges 16 - angular scales c, kroniggeyn 22 - scales g, horizontal guides 24 - scales d, supports 27 - vertical angular scales E. Also , the fork 29 of the shoulder universal joint is equipped with a horizontal angular scale ж, the elbow joint 31 has an angular scale) and the radiocarp hinge 33 is an angular scale, K. - The measurement of the operator’s biomechanical parameters is carried out directly using this dummy time. The sliding parts of the bracket 12, the elements 14, 30, 32 and 34, as well as the brackets 22 and the supports 27 of the shoulder hinge cross are mounted on the respective scales at the marks of the chosen level of representativeness and fixed. The dummy is placed on the operator's seat. At the same time, the tip of the element 34 modeling the brush is set to the position corresponding to the performance of a certain labor operation, for example, on the toggle switch of the control panel. The magnitudes of the angles in the articular joints are recorded according to the appropriate scales, in particular: the deviation of the body from the vertical and the angle between the torso and the thigh - in the angular sector a; angles between the thigh and the shin - on scales (5, between the shin and foot - on gucalam &, between

кистью и предплечьем - по шкале «Д-, межлу предплечьем и плечом - по шкале К, между плечом и туловищем в вертикальной плоскости,- по шкале вив горизонтальной плоскости - по шкале 5К-.with a hand and forearm - on the “D- scale, between the forearm and shoulder - on the K scale, between the shoulder and torso in the vertical plane, - on the viv horizontal plane - on the 5K- scale.

Введение в конструкцию трехмерного посадочного манекена узла, моделирующего верхние конечности человека ,, и измерительных приспособлений со шкалами обеспечивает измерение дополнительных биомеханических параметров оператора, что значительно расшир ет функциональные возможности манекейа дл комплексных эргономических исследований.Introduction to the design of a three-dimensional landing dummy of a site that simulates a person's upper limbs and measuring devices with scales provides measurement of additional biomechanical parameters of the operator, which greatly expands the functionality of the mannequin for complex ergonomic studies.

Описываемый манекен обеспечивает достоверное измерение всех угловых параметров, вл кмдихс определ кидими при оценке удобства посадки оператора на рабочем месте и позвол ет разработать научно-обоснованные .рекомендации по оптимизации рабочего места с целью повышени эффективности труда оператора.The described dummy provides reliable measurement of all angular parameters, determined by Kidimi when evaluating the operator's fit for the workplace and allows the development of scientifically-based recommendations for optimizing the workplace in order to increase the efficiency of the operator’s work.

Использование насто щего манекена также значительно сокращает трудоемкость и продолжительность испытаний объектов на соответствие рабочей ггозы оператора требованию о сохранении физиологически-оптимальных величин углов в суставных сочленени х на стади х проектировани и доводки рабочего места. . .The use of this dummy also significantly reduces the laboriousness and duration of testing objects for the operator’s work to meet the requirement of maintaining physiologically optimal angles in the articular joints during the design and development of the workplace. . .

Claims

1. US patent 3147617, CL. 73-172, 1964.

m

f

Vidk

Fy