Устройство для определения давления ступни человека

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для определения давления ступни человека, в частности, при конструирования ортопедической обуви. Предлагаемое устройство для определения давления ступни человека выполнено в виде стельки, содержащей эластичную силиконовую прокладку 1 с закрепленными на ней измерительными элементами 2, каждый из которых содержит источник 3 магнитного поля и датчик 4 магнитного поля, при этом источник 3 магнитного поля расположен с одной стороны эластичной прокладки, а датчик 4 магнитного поля - с другой, выходы датчиков 4 магнитного поля через измерительные преобразователя 5 соединены с входами устройства 6 регистрации и отображения.

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для определения давления ступни человека, в частности, при конструировании ортопедической обуви.

Известна электродинамографическая стелька [1], выполненная в виде обычной стельки и опорных баночек (датчиков) в которой установлены электрические датчики, передающие показания наклеенных на них тензометров на осциллограф. Недостатком известной электродинамографической стельки является низкая точность определения распределения давления по поверхности стельки из-за невозможности размещения в стельке большого количества тензометров.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству и выбранной в качестве прототипа является известная тензостелька [2], содержащая эластичную платформу с установленными на ней кассетами с тензодатчиками, регистрирующую аппаратуру, соединительный кабель, при этом кассета выполнена в виде основания, на котором установлен подшипник опорной платы с упором, расположенной на оси подшипника, причем на основании имеется ограничитель с дополнительными тензодатчиками, контактирующий с упором опорной платы. Недостатками известной тензостельки являются низкая надежность, обусловленная сложностью конструкции и значительные габариты, затрудняющие использование стельки при ходьбе, беге.

Задачей полезной модели является создание компактного устройства, позволяющего производить точные измерения давления, создаваемого ступней человека на стельку в различных областях поверхности стельки.

Предлагаемое устройство для определения давления ступни человека выполнено в виде стельки, содержащей эластичную прокладку 1 с закрепленными на ней измерительными элементами 2, каждый из которых содержит источник 3 магнитного поля и датчик 4 магнитного поля, при этом источник 3 магнитного поля расположен с одной стороны эластичной прокладки, а датчик 4 магнитного поля - с другой, выходы датчиков 4 магнитного поля через измерительные преобразователи 5 соединены с входами устройства 6 регистрации и отображения.

Эластичная прокладка может быть выполнена из силикона.

Источники 3 магнитного поля и датчики 4 магнитного поля могут быть закреплены на поверхности эластичной прокладки 1.

Источники 3 магнитного поля и датчики 4 магнитного поля могут быть расположены внутри эластичной прокладки 1.

Датчики 4 магнитного поля выполнены, в частности в виде датчиков Холла.

Источники 3 магнитного поля выполнены из магнитотвердого материала, имеющего остаточную намагниченность.

Источники 3 магнитного поля выполнены, в частности, из эластичного магнитотвердого материала, имеющего остаточную намагниченность.

Источники 3 магнитного поля могут быть выполнены в виде электромагнитов.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - чертеж стельки, вид сверху;

на фиг.3 - вариант закрепления источников 3 магнитного поля и датчиков 4 магнитного поля внутри эластичной прокладки, вид сбоку;

на фиг.3 - вариант закрепления источников 3 магнитного поля и датчиков 4 магнитного поля на поверхности эластичной прокладки, вид сбоку;

на фиг.4 - функциональная схема устройства.

Предлагаемое устройство для определения давления ступни человека, выполнено в виде стельки, содержащей эластичную прокладку 1 с закрепленными на ней измерительными элементами 2, каждый из которых содержит источник 3 магнитного поля и датчик 4 магнитного поля, при этом источник 3 магнитного поля расположен с одной стороны эластичной прокладки, а датчик 4 магнитного поля - с другой, выходы датчиков 4 магнитного поля через измерительные преобразователи 5 соединены с входами устройства 6 регистрации и отображения.

Эластичная прокладка 1 выполнена из силикона. В общем случае прокладка 1 может быть выполнена и из других известных упруго-эластичных материалов. Измерительные элементы 2 распределены по поверхности эластичной прокладки 1 равномерно или с учетом необходимости более подробного исследования давления в определенных областях.

Источники 3 магнитного поля и датчики 4 магнитного поля в зависимости от используемой технологии изготовления могут быть закреплены на поверхности или внутри эластичной прокладки 1.

Датчики 4 магнитного поля выполнены в виде датчиков Холла, а источники 3 магнитного поля выполнены из магнитотвердого материала, имеющего остаточную намагниченность, в том числе из эластичного магнитотвердого материала. Источники 3 магнитного поля могут быть выполнены в виде электромагнитов.

Устройство 6 регистрации и отображения может быть выполнено в виде электронно-вычислительной машины (ЭВМ), оснащенной устройствами ввода аналоговых сигналов. ЭВМ выполнена с возможностью управления приемом аналоговых сигналов, записи полученных данных в различных внутренние и внешние запоминающие устройства, отображения полученных данных на экране, их обработки, в том числе с возможностью построения по данным измерениям графиков и диаграмм распределения в давления ступни по поверхности.

Устройство работает следующим образом.

При оказании давления ступни человека на стельку, эластичная прокладка 1 деформируется, в результате чего происходит перемещение источников 3 магнитного поля относительно датчиков 4 магнитного поля. При этом изменяется индукция магнитного поля, действующего на датчики 4 магнитного поля и изменяется сигнал, поступающий с выходов датчиков 4 магнитного поля на входы измерительных преобразователей 5 и, соответственно, на входы устройства 6 регистрации и отображения. Устройство 6 регистрации и отображения записывает получаемые данные, производит их обработку и вывод в удобной для пользователя форме.

В случае необходимости получения количественных данных об оказываемом давлении на стельку, предварительно производят калибровку устройства. Для этого оказывается давление известной величины отдельно в области каждого измерительного элемента 2. Величины выходных сигналов датчиков 4 магнитного поля для каждого датчика и каждого значения давления записываются в устройстве 6 регистрации и отображения. Далее в процессе работы устройства

данные, получаемые от датчиков 4 магнитного поля сравниваются с данными, записанными в устройстве 6 регистрации и отображения и делается вывод о величине оказываемого давления.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить точные измерения давления, производимого ступней человека на различные области поверхности, являясь при этом компактным и надежным.

Представленные чертежи и описание позволяют изготовить предлагаемое устройство из известных материалов по известной технологии и использовать для измерения давления, производимого ступней человека на различные области поверхности.

1. Авторское свидетельство СССР №128643, НКИ 42 k, 705, опубл. 1960 г.

2. Авторское свидетельство СССР №862912, МКИ А 61 В 5/10, опубл. 15.09.1981.

1. Устройство для определения давления ступни человека, выполненное в виде стельки, содержащей эластичную прокладку с закрепленными на ней измерительными элементами, каждый из которых содержит источник магнитного поля и датчик магнитного поля, при этом источник магнитного поля расположен с одной стороны эластичной прокладки, а датчик магнитного поля - с другой, выходы датчиков магнитного поля через измерительные преобразователи соединены с входами устройства регистрации и отображения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что эластичная прокладка выполнена из силикона.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчики магнитного поля выполнены в виде датчиков Холла.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источники магнитного поля выполнены из магнитотвердого материала, имеющего остаточную намагниченность.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источники магнитного поля выполнены из эластичного магнитотвердого материала, имеющего остаточную намагниченность.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источники магнитного поля выполнены в виде электромагнитов.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство регистрации и отображения выполнено в виде электронно-вычислительной машины с устройством ввода аналоговых сигналов.