Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. (19) BY (11) 10777
(13) U
(46) 2015.08.30
(51) МПК
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
G 01N 3/40
A 47C 31/12
(2006.01)
(2006.01)
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА ПОВЕРХНОСТИ МАТРАЦА
ИЛИ МЕБЕЛИ ДЛЯ ЛЕЖАНИЯ
(21) Номер заявки: u 20150065
(22) 2015.02.19
(71) Заявитель: Урбан Кирилл Петрович
(BY)
(72) Автор: Урбан Кирилл Петрович (BY)
(73) Патентообладатель: Урбан Кирилл Пет-
рович (BY)
(57)
Устройство для определения воздействия на тело человека поверхности матраца или
мебели для лежания, содержащее измерительные насадки и датчики усилия, отличаю-
щееся тем, что содержит кабель питания, соединительный кабель, корпус, включающий
блок питания, блок обработки сигналов, панель управления и индикации, разъем для под-
ключения кабеля питания, разъем для подключения соединительного кабеля; измеритель-
ные насадки выполнены сменными и представлены набором в количестве трех штук, а
именно в виде области таза, в виде грудного отдела, в виде шеи и головы; масса каждой
сменной измерительной насадки эквивалентна массе соответствующей имитируемой час-
ти тела; каждая сменная измерительная насадка содержит жесткий каркас, мягкую эла-
стичную оболочку, разъем для подключения соединительного кабеля; датчики усилия
расположены в каждой сменной измерительной насадке в количестве трех штук, при этом
датчики усилия расположены на уровне поверхности сменной измерительной насадки;
блок обработки сигналов выполнен многоканальным.
(56)
1. Патент US 4140008, МПК G 01N 3/40.
Фиг. 1
BY10777U2015.08.30

2. BY 10777 U 2015.08.30
2
Полезная модель относится к исследованиям в области производства мебели, а именно
к устройствам для определения воздействия на тело человека поверхности матраца или
мебели для лежания, обусловленного упругой твердостью, конструкцией и иными свойст-
вами исследуемых объектов.
Известна система измерения твердости упругого объекта, такого как матрац [1], где
вдавливающее устройство вгоняется в объект, а созданное давление измеряется. Указан-
ное вдавливающее устройство воздействует на объект с помощью двигателя. При этом
имеется чувствительное к давлению устройство, объединенное с названным вдавливаю-
щим устройством, имеется устройство генерирования электрической энергии, пропорцио-
нальной приложенному давлению, имеется устройство регистрации для отображения
информации о полученной энергии, предусмотрено средство соединения указанного уст-
ройство генерирования с названным устройством регистрации, имеется устройство управ-
ления указанным двигателем, предусмотрено средство соединения указанного устройства
генерирования с названным устройством управления, названное устройство управления
выполнено с возможностью прекратить воздействие вдавливающего устройства на на-
званный объект, когда генерируемая мощность достигает заданного уровня, указанное
вдавливающее устройство содержит плоскую плиту, образующую поверхность воздейст-
вия, расположенную параллельно к поверхности названного объекта.
Названный двигатель содержит обратимый электромотор, поршень, удерживающий
названную плиту, цилиндр для размещения упомянутого поршня с целью возвратно-
поступательного движения поршня в нем.
Названное устройство управления включает переключатель для реверса направления
названного двигателя, запуска и остановки двигателя.
Недостатками этого решения являются: отсутствие возможности измерения воздейст-
вия поверхности матраца или мебели для лежания на тело человека с учетом сложной
формы, массы, взаиморасположения скелета и мягких тканей тела человека, обусловлен-
ное применением для цели воздействия на поверхность исследуемого объекта жесткой
плоской плиты, невозможность одновременного измерения воздействия в нескольких точ-
ках взаимодействия исследуемого объекта, ограниченный диапазон высоты исследуемых
объектов.
Задачей настоящего технического решения является создание устройства, обладающе-
го возможностью измерения воздействия поверхности матраца или мебели для лежания на
тело человека с учетом сложной формы, массы, взаиморасположения скелета и мягких
тканей тела человека путем имитации перечисленных факторов, возможностью одновре-
менного измерения воздействия в нескольких заданных точках воздействия поверхности
матраца или мебели для лежания на тело человека, характеризующегося повышенной
транспортабельностью и эргономичностью.
Поставленная задача решается тем, что устройство содержит кабель питания, соеди-
нительный кабель, корпус, включающий блок питания, блок обработки сигналов, панель
управления и индикации, разъем для подключения кабеля питания, разъем для подключе-
ния соединительного кабеля; измерительные насадки выполнены сменными и представле-
ны набором в количестве трех штук, а именно в виде области таза, в виде грудного отдела,
в виде шеи и головы; масса каждой сменной измерительной насадки эквивалентна массе
соответствующей имитируемой части тела; каждая сменная измерительная насадка со-
держит жесткий каркас, мягкую эластичную оболочку, разъем для подключения соедини-
тельного кабеля; датчики усилия расположены в каждой сменной измерительной насадке
в количестве трех штук, при этом датчики усилия расположены на уровне поверхности
сменной измерительной насадки; блок обработки сигналов выполнен многоканальным.
На фиг. 1 представлена структурная схема устройства. На фиг. 2 представлен про-
дольный разрез сменной измерительной насадки в виде области таза с указанием мест
расположения датчиков усилия. На фиг. 3 представлен продольный разрез сменной изме-

3. BY 10777 U 2015.08.30
3
рительной насадки в виде грудного отдела с указанием мест расположения датчиков уси-
лия. На фиг. 4 представлен продольный разрез сменной измерительной насадки в виде
шеи и головы с указанием мест расположения датчиков усилия.
Устройство состоит из корпуса, кабеля питания, соединительного кабеля, набора из
трех сменных измерительных насадок.
Корпус содержит блок питания, блок обработки сигналов, панель управления и инди-
кации, разъем для подключения кабеля питания, разъем для подключения соединительно-
го кабеля.
Каждая сменная измерительная насадка имитирует часть тела человека и состоит из
жесткого каркаса, имитирующего скелет человеческого тела, мягкой эластичной оболоч-
ки, имитирующей мягкие ткани человеческого тела, трех датчиков усилия, разъема для
подключения соединительного кабеля. Имеются следующие сменные измерительные
насадки в виде области таза, в виде грудного отдела, в виде шеи и головы, причем масса
каждой сменной измерительной насадки эквивалентна массе соответствующей имитируе-
мой части тела. Датчики усилия расположены на уровне поверхности соответствующей
сменной измерительной насадки.
Кабель питания служит для подключения блока питания устройства к внешнему ис-
точнику питания. Кабель питания одной стороной подключается к разъему для подключе-
ния кабеля питания, расположенному на корпусе, другой стороной - к внешнему
источнику электрического питания.
Соединительный кабель предназначен для обеспечения датчиков усилия электриче-
ским питанием и передачи аналогового сигнала от каждого из датчиков усилия к блоку
обработки сигналов. Соединительный кабель одной стороной подключается к разъему для
подключения соединительного кабеля, расположенному на корпусе, другой стороной - к
разъему для подключения соединительного кабеля, расположенному на сменной измери-
тельной насадке.
Блок обработки сигналов является многоканальным и содержит три усилителя анало-
гового сигнала (по одному для каждого датчика усилия), аналого-цифровой преобразова-
тель, схему дешифрации, микропроцессор, блок регистров.
На панели управления и индикации расположены кнопка для включения/выключения
устройства, кнопка для установки нулевых показаний датчиков усилия, три индикатора
показаний датчиков усилия (по одному для каждого датчика усилия).
Жесткий каркас сменной измерительной насадки может быть изготовлен из полиме-
ров, а мягкая эластичная оболочка - на основе технического желатина.
Устройство работает следующим образом. При помощи кабеля питания устройство
подключается к внешнему источнику питания. Сменная измерительная насадка подклю-
чается к устройству при помощи соединительного кабеля и размещается на поверхности
исследуемого матраца или мебели для лежания. Устройство включается нажатием кнопки
для включения/выключения устройства, после чего калибруется нажатием кнопки для ус-
тановки нулевых показаний датчиков усилия. Аналоговый сигнал, поступающий от каж-
дого датчика усилия, расположенного на сменной измерительной насадке, поступает в
блок обработки сигналов, где усиливается, преобразуется в дискретный сигнал, который
обрабатывается, а после чего выводится на соответствующем индикаторе в виде числово-
го значения. Полученные показания датчиков усилия снимаются с соответствующих ин-
дикаторов и фиксируются для дальнейшего анализа.
Возможность измерения воздействия поверхности матраца или мебели для лежания на
тело человека с учетом сложной формы, массы, взаиморасположения скелета и мягких
тканей тела человека путем имитации перечисленных факторов достигается при помощи
того, что устройство содержит кабель питания, соединительный кабель, корпус, вклю-
чающий блок питания, блок обработки сигналов, панель управления и индикации, разъем
для подключения кабеля питания, разъем для подключения соединительного кабеля; из-

4. BY 10777 U 2015.08.30
4
мерительные насадки выполнены сменными и представлены набором в количестве трех
штук, а именно в виде области таза, в виде грудного отдела, в виде шеи и головы; масса
каждой сменной измерительной насадки эквивалентна массе соответствующей имитируе-
мой части тела; каждая сменная измерительная насадка содержит жесткий каркас, мягкую
эластичную оболочку, разъем для подключения соединительного кабеля; датчики усилия
расположены в каждой сменной измерительной насадке в количестве трех штук, при этом
датчики усилия расположены на уровне поверхности сменной измерительной насадки.
Возможность одновременного измерения воздействия в нескольких заданных точках
воздействия поверхности матраца или мебели для лежания на тело человека достигается
за счет того, что датчики усилия расположены в каждой сменной измерительной насадке в
количестве трех штук, при этом датчики усилия расположены на уровне поверхности
сменной измерительной насадки; блок обработки сигналов выполнен многоканальным.
Повышенные транспортабельность и эргономичность обеспечиваются за счет того,
что блок питания, блок обработки сигналов, панель управления и индикации, разъем для
подключения кабеля питания, разъем для подключения соединительного кабеля объеди-
нены в один корпус; измерительные насадки выполнены сменными и представлены набо-
ром в количестве трех штук, а именно в виде области таза, в виде грудного отдела, в виде
шеи и головы.
Фиг. 2 Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.