SU1367940A2 - Способ измерени упругих инерционных параметров двигательного аппарата человека - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к медицине , может быть использовано при измерени х механических параметров двигательного аппарата человека при диагностических исследовани х, и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт.св. № 1176888.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и сокращение времени измерени .

Способ осуществл ют следующим образом.

Фиксируют биомеханическое звено например руку человека, на жесткой опоре под заданным углом и с помощь упругих элементов, например калибрванных пружин, дают статическую нагрузку, котора  может измен тьс  диапазоне 10 - 10 Н/м.

На биомеханическом звене укрепл ют дополнительную массу до 40 кг с помощью манжеты.

Частоту автоколебаний биомеханического звена под нагрузкой измер ют , например, с помощью частотомера подключенного к укрепленному на звне тензодатчику.

Дополнительную массу измен ют, укрепл   другую известную массу, п этом измен ют жесткость упругого элемента, например, замен   калиброванную пружину так, чтобы суммарна  нагрузка оставалась посто нной

Дополнительную массу выбирают . при этом таким образом, чтобы получить заметное изменение частоты, например, в 2-2,5 раза, и после изменени  также измер ют частоту автоколебаний.

До измерени  возбуждают устойчивую генерацию механических колебний исследуемого биомеханического звена человека путем воздействи  н него статической нагрузкой, создав мой упругими элементами с суммарной жесткостью, не превьшающей 200 Н/м, измер ют частоту максимум спектра этих колебаний и величину статической нагрузки, по результатам этих измерений оценивают момен инерции биомеханического звена, а

также частоты U). механических колебаний системы при последующем повторении измерений, во врем  проведе- ни  которых вьтолн ют динамическое стимулирующее воздействие на двигательный аппарат человека с частотой стимулирующих импульсов, наход щей0

0

5

5

с  в простом рациональном отношении с частотой колебаний биомеханичес- , кой системы ш , синхронизируют стимулирующие импульсы с колебани ми исследуемого, биомеханического звена, фильтруют и регулируют фазу, обеспечива  режим максимальной амплитуды и монохроматичности колебаний биомеханического звена , и измен   амплитуду стимулирующих воздействий , а также уменьша  полосу пропускани  фильтра, устанавливают заданную величину монохроматичности 5 колебательного процесса, момент инерции и средн   частота пропускани  фильтра определ етс  из соотношени 

fn,- М

Q

5

40

с J 1 - 41

где f - частота колебаний биомеханического звена, Гц; М - момент сил статического воздействи , Нм, создаваемого упругими элементами с суммарной жесткостью не более 200 Н/м;

максимальна  частота колебаний биомеханического звена при воздействии на него статической нагрузкой создаваемой упругими элементами с жесткостью, не превьшающей 200 Н/м;

I - момент инерции биомеханического звена, кГ М. Цо другому варианту реализации способа измен ют сначала жесткость упругого элемента и замен ют дополнительную массу согласно условию посто нства нагрузки.

Окончательное определение момента инерции и жесткости осуществл етс  по формулам

1 41(- -4™

Ш, -W,,

- -а,- I.);

45

50 Х ю Д1,+ I,) Ij),

если сначала измен ют дополнительную массу, и по формулам

51 1 1

-2-(х1-э;, )

W, + U)i

, . -(X,-,).

Ю - U)

U), и

.Ij и z, если измен ют жесткость упругого элемента.

Здесь 1 и о искомые момент

инерции и жест- кость;

измерение частоты до и после изменени  массы и жесткости; соответственно моменты инерции и жесткости дополнительных масс и упругих элементов в каждом измерении.

Проведение измерений при различных положени х испытуемого и раз- личных углах в суставах исследуе- мого биомеханического звена позвол ет исследовать свойства двигательного аппарата человека.

Claims (1)

1. Формула изобретени

   Способ измерени  упругих инерционных параметров двигательного аппарата человека по авт.св. , № 1176888, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности и сокращени  времени измерени , до измерени  возбуждают устойчивую генерацио механических колебаний исследуемого биомеханического звена человека путем воздействи  на него статической нагрузкой, создаваемой упругими элементами с суммарной жесткостью, не превышающей 200 Н/м, измер ют частоту максимума спектра этих колебаний и величину статической нагрузки, по результатам этих измерений оценивают момент инерции биомеханического звена, а также частоты UJ. механических колебаний

   системы при последующем повторении измерений, во врем  проведени  которых выполн ют динамическое стимулирующее воздействие на двигательный аппарат человека с частотой стимулирующих импульсов, наход щейс  в простом рациональном отношении с частотой колебаний биомеханической системы Ы( , синхронизируют стимулирующие импульсы с колебани ми исследуемого биомеханического звена, фильтруют и регулируют фазу, обеспечива  режим максимальной амплитуды и монохроматичности колебаний биомеханического звена, и, измен   амплитуду стимулирующих воздействий , а также уменьша  полосу пропускани  фильтра, устанавливают заданную величину монохроматичности колебательного процесса, момент инерции и средн   частота пропускани  фильтра определ етс  из соотношени 

   f Ь„М , 41

   М

   где f - частота колебаний биомеханического звена, Гц; момент сил статического воздействи , Нм, создаваемого упругими элементами с суммарной жесткостью не более 200 Н/м;

   -максимальна  частота колебаний биомеханического звена при воздействии на него статической нагрузкой, создаваемой упругими элементами с жесткостью, не превышающей 200 Н/м;

   -момент инерции биомеханического звена, кг-м .