Способ определения давления стопы на опору

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 Ы 174355 А 43 О 1 00 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ СВИ институт текнностиПаршина и И. СССР1,03.89.Я АВЛЕ Д НИЯ к легкой пробувной, и мо- определении Изобретение относится к лекой про- К недостаткам данного способа опреде- й .мышленности, а именно к измерительным ления давления можно отнести невысокую устройствам для обмера ног. точность определения давления, так как изИзвестенспособопределениядавления . мерение производится дискретно по от- - а стопы на опору, заключающийся в установ- дельным точкам, соответствующим фске стопы на первичный преобразователь иэ- выступам на пластине, при этом давление ф мерительный (ПИП) - пластину иэ упругой стопы на опору передается через пластину.р резины,основаниекоторойвыполненовви- которая обладая жесткостью,.вносит суще- ц де пирамидных выступов с основанием 2 х 2 ственную погрешность в измерение.мм и высотой 4 мм. В качестве прототипа выбран способИзмерение давления стопы на опору определения давления стопы на опору. эа производят путем регистрации деформации ключающийся в установке стопы на переда- ПИП, а именно выступов на пластине, осу- ющий элемент, имеющий несколько ществляемой с помощью отражения свето- точечных выступов на нижней поверхности ъ вого луча от деформированного ПИП. для передачи давления фотоупругому элеОдновременно фиксируется величина де- менту, измерении давления стопы на опору формации пирамидальных выступов, кото- путем регистрации аналогового давления - рая является аналогом давления, . изохром и иэоклин, зафиксированных припомощи оптической схемы и расчету дейстльных значений давления,Дд К недостаткам этого способа относится ви то давление передается на измерительЗная величину деформации пирами- вительных выступов, рассчитываются дейсттельные значения стопы на опору, то,ч(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИСТОПЫ НА ОПОРУ(57) Изобретение относитсямышленности, в частности кжет быть использовано при давления стопы на опору. Способ заключается в установке стопы на опору, выполненную в виде первичного измерительного преобразователя (ПИП). ПИП выполнен из прозрачной упругой резины. На опорной поверхности нанесены темные полосы постоянной ширины для измерения давления по линиям деформации растра. Модуль упругости ПИП соответствует условиям взаимодействия стопы с опорной в реальных условиях давления стопы на опорную поверхность низа обуви. При измерении давления, соответствующего летней обуви, модуль упругости 2-50 МПа при толщине низа 5 - 12 мм. 1 3. и, ф-лы, 3 ил.ный фотоупругий элемент через передающий элемент, который обладает собственной жесткостью, требующей перерасчетазначений давления стопы на опору, а такжето, что расчет значений давления по изохромам и изоклинам довольно трудоемок. Всеэто увеличивает время получения конечнойинформации (значение давления) и уменьшает точность измерения. Недостатком является также дискретный характеррегистрации.Цель изобретения - расширение диапазона измерений.Поставленная цель отличается тем, чтосогласно способу определения давлениястопы на опору, заключающемуся в установке стопы на первичный измерительный преобразователь-пластину из прозрачногоупругого материала, измерении давлениястопы на опору путем регистрации величины деформации первичного измерительного преобразователя . стопой,осуществляемой с помощью отражения светового луча от деформированного первичного измерительного преобразователя иодновременным фиксированием значенийаналогов давления с последующим расчетом его значений методом муаровых полос,первичные измерительные преобразователи выполняются с различными модулями упругости, соответствующими упругостиматериалов системы низа обуви, причем измерение производят с использованием набора первичных измерительныхпреобразователей с соответствующими характеристиками: для летней обуви модульупругости бОМПа при толщине низаобуви 2-7 мм, а для зимней обуви модульупругости 2-50 МПа при толщине низа обуви 5 - 12 мм,На фиг. 1 изббражена схема установкидля фиксирования аналогов давления; нафиг, 2 - схема тарировки; на фиг. 3 - картины линий равной деформации при передачедавления стопы на опору для резины различной жесткости.Установка для определения величиныдавления стопы на опору состоит из прозрачной резины 1, на которую нанесенырастры 2 и 2 а, резина установлена на прозрачном стекле 3, стопа 4 устанавливаетсяна отражающее покрытие 5, которое отражает лучи б от источника 7 через полупрозрачное зеркало 8 на камеру (фотоаппаратили экран) 9,Установка работает следующим образом.Стопа 4 деформирует прозрачную резину 1, а следовательно, и верхний растр 2,который в совокупности с нижним недефоо 10 40 55 если изготовить резину 1 такой жесткости,как и реальный низ обуви, и рекомендовать к использованию такие материалы для низа обуви, которые позволяют распределять 15 20 25 30 45 50.мированным растром 2 а 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, отражаются от него и передаются на фиксатор 9. Преломляясь в деформированной стопой резине 1, лучи 8 вследствие разности фаз передают, картину деформированного состояния резины 1. Величина деформации резины пропорциональна значению давления стопы, поэтому линии равной деформации являются аналогом давления, которое можно рассчитывать по их количеству в рассматриваемой зоне,Тарирование измерительной резины с растром проводится следующим образом.Опорная плантарная часть стопы разбивается на участки, которые могут быть смоделированны обьемными штампами с формой, имитирующей форму участка. стопы, например пяточная часть 10 может быть смоделирована усеченным шаром 11 с радиусом Ямм, что соответствует радиусу пяточной части нормальной стопы: переменная часть 12 моделируется параллелепипедом 13 со скругленными ребрами 14, причем ширина а=30 мм, что также соответствует ширине опоры переймы нормальной стопы и т. д, (фиг, 2 а). Необходимые штампы устанавливаются на резйну 1 с растрами 2 и нагружаются весом Р последовательно от 100 г до 3 кг, Для каждой нагрузки получают свою картину линий 15 равной деформации (фиг, 26). Затем строится тарировочный график зависимости нагрузки Р от числа и линий равной деформации (фиг. 2 в), По тарировочному графику можно определить, какая нагрузка приходится на рассматриваемый участок стопы, Например, для полученной на фиг, 2 г картины давления стопы на пяточную часть приходится 20 кг нагрузки, так как число полос п равно 8.По картине полос можно определить не только количественную величину нагрузки, но и на опорной поверхности распределение нагрузки. Чем чаще полосы, и чем меньше зона их распределения, тем более жесткрй будет опорная поверхность, что вызовет концентрацию давления в зоне контакта стопы, а это, в свою очередь,болезненные ощущения и дискомфорт, что может привести к потере трудоспособности человека. Эту оценку можно использовать,давление по большей площади. На фиг, 3 даны картины распределения давления резины с модулем упругости 60 МПа (фиг. За) и 10 МПа (фиг, Зб). С применением менее жесткой резины получаем более обширную картину распределения с меньшей концентрацией давления, 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 заключается в следующем: повышение точности измерения за счет использования метода муаровых полос, непрерывность картины распределения, возможность оценки упругих свойств опорной поверхности,Преимущества предлагаемого способа перед применяемой в настоящее время в лабораторных и производственных.условиях измерений плантографией состоят в следующем: возможность получения численных значений напряжений, возможность получения не только отпечатка, но и значений давления в любой точке контакта стопы с опорой, возможность оценки упругих свойств опорной поверхности. Формула изобретения 1, Способ определения давления стопына опору, заключающийся в установке стопы на первичный измерительный преобра зователь-пластину из прозрачного упругогоматериала, измерении давления стопы. на опору путем регистрации величины деформации первичного измерительного преобразователя стопой, осуществляемой с 10 помощью отражения светового луча от деформированного первичного измерительного преобразователя и одновременным фиксированием значений .аналогов давления с последующим расчетом действитель ных его значений методом муаровых полос,о т л и ч а ю щ и й,с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, первичные измерительные преобразователи выполняютт с различными модулями упругости, 20 соответствующими упругости материаловсистемы низа обуви.2, Способ поп. 1,отл и ча ющи йс ятем, что измерение производят с использованием набора первичных измерительных 25 преобразователей с соответствующими ха-.рактеристиками: для летней обуви модуль упругости 60-100 МПа при толщине низа обуви 2 - 7 мм, а для зимней обуви модуль упругости 2 - 50 МПа при толщине низа обу ви 5-12 мм.) 143557 Составитель С.АлександровТехред М,Моргентал Корректор А.Воров Редактор Н.Швыдка Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Га аказ 2141 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва. ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССаушская наб.,4/5