Стенд для исследования функций вестибулярногоаппарата

Стенд для исследования функций вестибулярногоаппарата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

220429

ОЛ ИСАЫ И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик мацу сеоо

Э ему Ото,э

Ео. ffa5

Кл. 30а, 4661;4

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 21.IX.1965 (¹ 1028878/31-16) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 28.VI.1968. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 12.1Х.1968

МПК А 61b

УДК 615.47:612.886-07 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

A. П. Сибрин

Заявитель

СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИЙ ВЕСТИБУЛЯРНОГО

АППАРАТА

Известны стенды для исследования функций вестибулярного аппарата, содержащие вращающиеся на осях основную и вспомогательную платформы и кресло.

Предлагаемый стенд отличается от извест. ных тем, что в нем ось кресла установлена на периферии вспомогательной вращающейся платформы, ось которой расположена на периферии основной вращающейся платформы.

Расстояния от оси кресла до оси вспомогательной платформы и между осями обеих платформ равны. Вспомогательная платформа оснащена шестеренчатой передачей, а кресло снабжено устройством жесткой фиксации к вспомогательной платформе, которая содержит устройство, жестко фиксирующее се относительно основной платформы. На кресле закреплен гибкий трос, дистальный конец которого соединен с подвижными контактами коллекторного устройства.

Такое выполнение стенда обеспечивает получение одновременно или раздельно линейной или угловой скорости и ускорения, действующих в горизонтальной плоскости; прямолинейного или мгновенно поступательного движения и линейных ускорений; переменного характера действующих на испытуемого возмущений; уменьшения помех при передаче исследуемых параметров к стационарным объектам.

При горизонтальном расположении осей вращения платформ и кресла, если эти оси соединены с валами двигателей, можно получать возмущения, действующие в вертикаль5 ной плоскости.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого стенда; на фиг, 2 — системы координат, используемые для математического описания движения кресла.

10 Предлагаемый стенд содержит основную 1 и вспомогательную 2 платформы и кресло 3 для испытуемого. Кресло установлено на оси

4, закрепленной в подшипнике 5, расположенном на периферии вспомогательной платфор15 мы 2.

Ось б платформы 2 закреплена в подшипнике 7, установленном на периферии платформы 1. Расстояние между осью 4 и осью б равно расстоянию между осью б и осью 8

20 платформы 1.

Платформа 1 получает вращение через редуктор 9 от двигателя 10, закон движения которого задается с пульта управления 11.

25 На платформу 2 вращение передается с помощью шестеренчатых передач 12 и 18, имеющих передаточное отношение соответственно

1: 1 и 1: 2. Переключение с одной передачи на другую осуществляется электромагнитной

30 муфтой 14.

220429

Посредством электромагнитной муфты lа можно (при отключении муфты 14) жестко закреплять в любом положении платформу 2 по отношению к платформе 1.

Вращение на кресло передается с оси 6 платформы 2 с помощью шестеренчатой передачи 16, имеющей передаточное отношение 2: 1. Посредством электромагнитной муфты 17 ось кресла можно жестко фиксировать к платформе 2. (Кроме того предусмотрены механические фиксаторы).

Для снятия биопотенциалов, характеризующих поведение испытуемого организма, предусмотрен гибкий трос 18, одним концом прикрепленный к креслу, а другим — к подвижным контактам коллекторного устройства 19, к которому крепятся провода, отводящие биопотенциалы.

Нетрудно получить закон движения испытуемого, выраженный в координатной форме (см. фиг. 2).

Пусть начало неподвижной системы координат (х, у) — -очка Π— соответствует оси 8 пла формы I, а начало подвижной системы координат (х, у ) — точка Л1 — соответствует оси 6 платформы 2. Точка N соответствуег оси 4 кресла. Тогда ОМ=MN. Вращение платформы I относительно своей оси 8 пусть происходит с угловой скоростью о, а вращение платформы 2 относительно своеи оси 6— с угловой скоростью î . Тогда, если Ч вЂ” угол поворота платформы 1, а — угол поворота платформы 2 вокруг своей оси, то координаты точки N в неподвижной системе отсчета таковы:

Хл =R(cOs(p+cos(Q+q))), Ун =R(sincp+sin(g+y)).

Уравнения (1) определяют закон движения оси 4 кресла при произвольных скоростях вращения платформ.

Когда скорости вращения платформ равны и противоположны, а ось кресла жестко закреплена на платформе 2, т. е, о — — — ю ==

Ч=® ч = ® для равноускоренных вращений

st2 е 2 з = — — ь

2 2 где в — угловое ускорение.

Следовательно, из уравнений (1) при равномерных вращениях следует закон движения оси кресла

Х,у =R (cos

X — R cos +1, У вЂ” R sin

Уравнение траектории движения закрепленного кресла в этом случае будет иметь вид (X R)à + У2 Rà

5 то есть все точки тела, находящегося на оси 4, проходящей через точку М, движутся по окружности с центром, расположенным на оси х и отстоящим от центра платформы 1

10 на величину R, равную расстоянию между осями платформ.

Если на предлагаемом стенде, при равенстве расстояний между осями 6 и 8 вращения платформ 1 и 2 и осями 4 и 6, обеспе15 чить противоположные скорости вращения с такой величиной, чтобы относительная скорость вращения платформы 2 была в два раза больше, чем скорость вращения платформы I„

-. е. при равномерных вращениях

20 ср=qot; ф= — 2cot, а при равноускоренных вращениях гг 1 1

2 (2) 25 то из уравнений (1) получается: для равномерных вращений

Хд =2R cos03t. Ул =О, для равноускоренных вращений

Ху — 2Я соз (3), Уд — О. (3) 21 и соответственно для равноускоренного движения

45 а,„„= — 2R (=-t )cos + sin 1 . (5)

z г>

Абсолютное движение тела, расположенного на оси в точке N, в этом случае будет мгновенным вращением с угловой скоростью

50 ю А = w — 2w = — ч вокруг мгновеннои оси, параллельной данной и проходящей через точку N. В этом случае, кроме линейного ускорения ад,„„, благодаря вращению на тело

55 воздействует также вращающее ускорение, нормальная и тангенциальная составляющие которого определяются соответственно выражениями: (6) ап ш 2R а-. р R

Для компенсации вращения испытуемого вокруг своей оси кресло должно совершать вращение вокруг своей оси со скоростью, равной скорости вращения платформы 1 в ту же

65 сторону, что и эта платформа, Прп данных условиях траекторией движе35 ния испытуемого в кресле (ось которого находится в точке У) будет прямая, а величина линейного ускорения ау,„„, действующего на испытуемого, по величине изменяется по следующим законам:

40 для равномерных вращений N,„g = — 2R а cos u>t, (4) Движение по прямой линии получается прп равенстве расстояний от оси 8 до оси б и or оси б до оси 4, при обеспечении скоростей вращения платформы 1 и кресла, равных (вг и одинаково направленных, скорости о вращения платформы 2, равной удвоенному значению скоросги вращения платформы 1 и противоположно i аправленной, т. е. кг — — — 2<оп

При этом испытуемый подвергается линейному ускорени о, величина которого определяется уравнениями (4) и (5).

При соблюдении равенства скорости вращения платформы 2 удвоенной и противоположно направленной скорости вращения платформы 1 и равенства расстояний между осями 4, 6 и 8 и жесткой фиксации посредством электромагнитной муфты 17 оси 4 кресла 8 к платформе 2 получается движение испытуемого по прямой линии с одновременным вращением вокруг своей оси. При этом испытуемый подвергается линейному ускорению, величина которого определяется из уравнений (4) и (5), и одновременно вращательному ускорению, нормальная и тангенциальная составляющие которого определяются уравнением (6).

При соблюдении равенства угловых скоростей платформ 1 и 2 и противоположного их направления, т. е. ог —— — в (что можно обеспечить изменением передаточного числа редуктора, связывающего ось платформы 1 с осью платформы 2 посредством переключающей электромагнитной муфты 14), и жестком закреплении оси 4 кресла 8 на платформе 2, получается мгновенное поступательное движение испытуемого по окружности.

При установке платформы 2 так, чтобы ось

4 кресла совпадала с осью платформы 1, и жесткой фиксации соответственно кресла 8 к платформе 2 и платформы 2 к платформе 1 получается обычное вращение испытуемого вокруг своей оси.

Наконец, при жестком закреплении плат. формы 1 к платформе 2, на которой также жестко закреплено кресло, получается движение вращения испытуемого при эксцентричном его положении, т. е. центрифуга. Радиус центрифуги может изменяться от О до 2Р.

При вертикальном расположении платформ можно получигь вертикальные ускорения, равные и даже большие ускорения свободного падения.

Предмет изобретения

1. Стенд для исследования функций вестибулярного аппарата, содержащий вращающиеся на осях основную и вспомогательную платформы и кресло, от.гичающийся тем, что, с целью получения одновременно или раздельно линейной или угловой скорости и ускорения, действующих в горизонтальной плоскости, ось кресла установлена на периферии вспомогательной вращающейся платформы, ось которой расположена на периферии основной вращающейся платформы.

2. Стенд по и. 1, отличающийся тем, что, с целью получения прямолинейного или мгновенно поступательного движения и линейных ускорений, оси кресла и вспомогательной платформы, а также оси платформ установлены на равных расстояниях, вспомогательная платформа оснащена шестеренчатой передачей, а кресло снабжено устройством жесткой фиксации к вспомогательной платформе, которая содержит устройство, жестко фиксирующее ее относительно основной платформы.

3. Стенд по пп. 1 и 2, от гичающийся тем. что, с целью уменьшения помех при передаче исследуемых параметров к стационарным объектам, применен гибкий трос, дистальный конец которого соединен с подвижными контактами коллекторного устройства.

4. Стенд по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что, с целью получения возмущений, действую40 щих в вертикальной плоскости, а также регулирования различных возмущающих воздействий, оси вращения платформ и кресла расположены горизонтально и соединены с валами двигателей.

220429

6 иг. 1

Составитель E. Ланцбург

Торопова Техред А. А. Камышникова

Корректор Л. В. Юшина

Заказ 2610112 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2