Способ определения длины шага

)5 А 61 В 5/11 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВ ОРСКОМУ СВ К быть использовано шага человека, жив низмов, Сущность: делением послед конечности на опо ковому значению сегмента конечнос постановками коне определения соста двух точек дисталь сти, расположенн расстоянии одна от ного определения тегрирования сост и угла поворота д нечности, 1 ил,%40осудауры енныи инст Н,П. Чеботарь, О.НыгацМетодика электриьных элементов шаы И научной сессии9 - 52. ескои .га приЦНИЕДЕЛЕНИЯ ДЛИНЫ ША(54) СПОСОБ ОПГА; изобретение относится ических величин и может пластин, соединенных между собой через сопротивление. При этом на носке и на пятке шагающей ноги имеются контакты При а реализации этого способа постановка ко- снечности на опору определяется по замыканию контактов, а расстояние между положениями конечности во время шага - по изменению сопротивлечия замыкаемой цепи,Цель изобретения - повышение достоверности определения длины шага путем обеспечения возможности проведения измерений в естественных условиях выполнения локомоторного акта.Цель достигается определением последовательных постановок конечности н ю опору по максимальному пиковому значению ускорения дистального сегмента конечности, а расстояния между постановками конечности на опору - путем определения составляющих ускорения для двух точек диетсялага сост ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Белорусский гфизической культ(56) Чирсков А,В,регистрации отдеходьбе /МатериалИПП, М, 1952, с. 4 Изобретение относится к измерениюмеханических величин и может быть использовано для определения длины шагачеловека, животных, а также шагающихмеханизмов,Известен способ измерения длины шага, предполагающий оборудование специальной дорожки, состоящей иэ несколькихслоев материала, фиксирующих отпечаткиног с последующим измерением длины шага, как расстояния между последующими отпечатками.Недостатком данного способа являетсяневозможность его применения в естественных условиях движения человека, Аналогичным недостатком обладает и способизмерения длины шага.Наиболее близким к заявляемому являспособ измерения длины шага, предпоющий использование дорожки,оящей иэ поперечных металлических для определения длины отных и шагающих меха- цель достигается опреовательных постановок ру по максимальному пиускорения дистального ти, а расстояние между чности на опору - путем вляющих ускорения для ного сегмента конечноых на фиксированном другой и последовательс помощью двойного ин-" авляющих перемещения истального сегмента ко 1771691стального сегмента конечности, расположенных на фиксированном расстоянии друг от друга и последовательного определения с помощью двойного интегрирования составляющих перемещения и угла поворота 5 дистального сегмента конечности.Процесс осуществления способа иллюстрируется чертежом,На чертеже 01 и 02 - точки, для которых измеряются составляющие ускорения дат чиками, 01 Х 1 и 01 У 1 - направлефя измерения составляющих ускорения точки 01, а 02 Х 2 и 02 У 2 - направления измерения составляющих ускорения точки 02, Х и У - оси координат, совпадающие по ориентации с 15 осями 01 Х 1 и 01 У 1 в момент постановки конечности на опору и сохраняющие постоянную ориентацию во время совершения шагательного движения.Направление измерения ускорения дат чиками каждой пары поворачивается вместе с поворотом конечности, выполняющей шагательное движение, и для определения перемещения конечности необходимо знать проекции ускорений, измеряемых 25 датчиками на оси координат Х и У;ах = ау з 1 п р+ ах, созеаУ=-ахи З 1 П Р+ аУ, СОЗ ЕГдЕ ах - ПрОЕКцИя уСКОрЕНИя ТОЧКИ 01 На ОСЬ ОХ, а ау - проекция ускорения точки 01 на ось ОУ, р - угол поворота линии, соединяющей точки закрепления пар датчиков по от ношению к ее положение в момент постановки конечности на опору, ах, - ускорение, измеряемое датчиком о 1 х 1, ау, - измеряемое датчиками о 1 у 1,Перемещение точки 01 в системе коор динат ХОУ может быть вычислено двойным интегрированием:Х=- 3 ахсИУ =3.ау ФОпределение угла р производится по разности перемещения точек 01 и 02 по составляющим ускорения о 1 х 1 и о 2 х 2. Эта 50 разность обуславливается величиной угла поворота линии 0102 по отношению к положению в момент постановки конечности на опору.Поскольку при повороте точки 02 по от ношению к точке 01 направление измерения ускорения о 2 х 2 совпадает с касательной к окружности с центром в точке 01 и радиусом, равным расстоянию между точками 01 и 02, угол поворота в радианах будет определяться по формулеЛхгде Л х = хг - х 1, а х 1 - перемещение, полученное двойнцм интегрированием составляющей ускорения о 1 х 1, а х 2 - аналогичная величина для составляющей о 2 х 2,Таким образом, определяя моменты постановки конечности на опору, измеряя составляющие ускорения для точек конечности 01 и 02, расположенных на фиксированном расстоянии и проведя двойное интегрирование ускорения между постановками конечности на опору, получаем перемещение точки 01, составляющее длину шага5 = х 2+у 2Способ осуществляется следующим образом.К конечности, совершающей шагательное движение, прикрепляют две пары датчиков ускорения, причем точки закрепления этих пар (О 1 и 02) расположены на постоянном расстоянии друг от друга, Датчики, составляющие пару (01 Х 1 и 01 У 1, 02 Х 2 и Р 2 У 2) ориентированц так, что направления измерения ими ускорения расположены под прямым углом (т. е, 01 Х 1.1. 01 У 1 и 02 Х 2 02 У 2). При этом направления измерения ускорения 01 Х 1 параллельны 02 Х 2, а 01 У 1 - соответственно 02 У 2, При постановке конечности на опору датчики ускорения реализуют импульс пикового характера, по которому фиксируются моменты начала и окончания шага, при появлении пикового импульса начинают последовательное выполнение двойного интегрирования ускорений, измеряемых каждым датчиком (т, е, вычисление перемещений Х 1 и Х 2, У 1 и У 2), вычисление разности перемещений точек 01 и 02 ( Л Х), определение угла поворота конечности по отношению к ее положению в момент постановки на опору и тригонометрических функций (зп О и соз гр), вычисление по приведенным формулам перемещения конечности по вертикали и горизонтали и длины шага,При повторной постановке конечности на опору, сопровождающейся появлением импульса пикового характера, происходит завершение вычислительных операций и начинается новый цикл измерения длины шага. Описанные операции могут быть осуществлены посредством аналоговой или1771691 Составитель Н.Сотск Техред М. Моргентал Корректор А,Долин едактор Т,Иван аказ 3791 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 цифровой ЭВМ по известным программам и алгоритмам.формула изобретенияСпособ определения длины шага, состоящий в определении последовательных 5 постановок конечности на опору и измерении расстояния между ними, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности определения длины шага путем проведения измерений в естественных 10 условиях выполнения локомоторного акта, последовательные постановки конечности на опору определяют по максимальному пиковому значению ускорения дистального сегмента конечности, а расстояние между постановками на опору - путем определения составляющих ускорения для двух точек дистального сегмента конечности, расположенных на фиксированном расстоянии одна от другой, и последовательного определения с помощью двойного интегрирования составляющих перемещения и угла поворота дистального сегмента конечности, определяют длину шага,