DE202005005521U1 - force gauge - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftmessgerät zur Messung von einer auf einen Fuß wirkenden Körperkraft mit mindestens einer unter dem Fuß anbringbaren Kraftmesseinrichtung, wobei die Kraftmesseinrichtung aus mindestens einem in einem sohlenartigen Element angeordneten Biegekörper und mindestens einem auf dem Biegekörper befestigten Dehnungsmess-Streifen, wobei der oder die Dehnungsmess-Streifen mit einer in dem sohlenartigen Element angeordneten Mess-Schaltung verbunden ist bzw. sind und einer mit der Mess-Schaltung verbundenen Auswerteeinheit zur Bestimmung der absoluten Krafteinwirkung.The The present invention relates to a force measuring device for measuring one to act a foot physical strength with at least one under the foot attachable force measuring device, wherein the force measuring device of at least one in a sole-like Element arranged bending body and at least one strain gauge attached to the flexure, wherein the one or more strain gauges with a in the sole-like Element arranged measuring circuit is connected and are and an evaluation unit connected to the measuring circuit for determining the absolute force.
Eine
Vielzahl von Kraftmessgeräten
zur Messung von einer auf einen Fuß wirkenden Körperkraft sind
bekannt. Derartige Kraftmessgeräte
werden insbesondere bei Personen, die Knochenbrüche erlitten haben, im Rahmen
der Rekonvaleszenz verwendet. Dabei sollen die gebrochenen Knochen
zunächst
mit geringen Kräften
und sodann ansteigend bis hin zu den normalerweise aufgenommenen
Körperkräften belaset
werden. Dabei soll zum Beispiel bei einem Beinbruch das verletzte
Bein zunächst
nicht mit dem vollen Körpergewicht,
sondern beispielsweise mit 30 kg (ca. 300 N) belastet werden. Um
dem Patienten anzuzeigen, dass die vorgegebene maximale Belastung überschritten
wird, weisen bekannte Kraftmessgeräte akustische und/oder optische
Signaleinrichtungen auf, die ein entsprechendes Warnsignal abgeben.
Es ist aus der
Nachteilig an den bekannten Kraftmessgeräten ist jedoch, dass diese das tatsächlich wirkende Gesamtgewicht bzw. die tatsächlich wirkende Gesamtkraft bzw. -belastung auf den Fuß nur unzureichend wiedergeben. Aufgrund unterschiedlicher Fußgrößen bzw. der daraus resultierenden Auflageflächen auf die Messvorrichtung ergeben sich bei gleicher Gewichtsbelastung unterschiedliche Messergebnisse. Des Weiteren werden die tatsächlichen Belastungsverhältnisse durch zum Beispiel eine leichte Schrägstellung des Fußes innerhalb des Kraftmessgerätes verfälscht.adversely on the known force measuring devices However, that is what they actually do acting total weight or the actually acting total force or load on the foot only play inadequately. Due to different foot sizes or the resulting bearing surfaces on the measuring device result in the same weight load different measurement results. Furthermore, the actual stress conditions for example, a slight inclination of the foot inside of the force gauge falsified.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kraftmessgerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine auf einen Fuß wirkende Körperkraft bzw. Gesamtbelastung unabhängig von der jeweiligen Fußform oder anderen Auflageflächen möglichst genau wiedergibt.It Therefore, an object of the present invention is a force measuring device of the beginning to provide said type, which acts on a foot physical force or total load independently from the respective foot shape or other contact surfaces as possible exactly reproduces.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein gattungsgemäßes Kraftmessgerät mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.Is solved this task by a generic force gauge with the Characteristics of the independent Claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftmessgerätes sind in den Unteransprüchen beschrieben.advantageous Embodiments of the force measuring device according to the invention are in the subclaims described.
Ein erfindungsgemäßes Kraftmessgerät zur Messung von einer auf einen Fuß wirkenden Körperkraft weist mindestens eine unter dem Fuß anbringbare Kraftmesseinrichtung auf, wobei die Kraftmesseinrichtung aus mindestens einem in einem sohlenartigen Element angeordneten Biegekörper und mindestens einem auf dem Biegekörper befestigten Dehnungsmess-Streifen besteht. Dabei ist der oder die Dehnungsmess-Streifen mit einer in dem sohlenartigen Element angeordneten Mess-Schaltung verbunden, wobei die Mess-Schaltung mit einer Auswerteeinheit zur Bestimmung der absoluten Krafteinwirkung verbunden ist. Erfindungsgemäß weist das sohlenartige Element einen zumindest zweiteiligen Aufbau bestehend aus einem Sohlenkörper und mindestens einer Aufnahmeöffnung für den Biegekörper sowie einem bodenseitig angeordneten Auftrittelement auf, wobei der Biegekörper mittels erster und zweiter Befestigungsvorrichtung einerseits mit dem Auftrittelement und andererseits mit dem Sohlenkörper verbunden ist. Durch die Verbindung des Biegekörpers einerseits mit dem bodenseitigen Auftrittelement und andererseits mit dem Sohlenkörper wird bei einer Belastung des Kraftmessgerätes durch eine auf den Fuß wirkende Körperkraft die relative Dehnung des Biegekörpers zwischen dem Auftrittelement und dem Sohlenkörper mittels der Dehnungsmess-Streifen gemessen. Dadurch ist gewährleistet, dass unabhängig von der Fußform oder einer anderen Auflagefläche auf die Kraftmesseinrichtung, wie zum Beispiel einen den Fuß umgebenden Gips, immer eine Messung der Gesamtbelastung über die gesamte Fläche des Auftrittelements relativ zur gesamten Fläche des Sohlenkörpers erfolgt. Dadurch wird erfindungsgemäß vermieden, dass es nur zu einer punktuellen oder Teilflächen-Messung von Kraftverhältnissen – wie dies durch die bekannten Kraftmessgeräte erfolgt – kommt. Vielmehr wird durch die zweiteilige Ausführung des sohlenartigen Elementes immer die auftretende Gesamtbelastung bzw. das Gesamtgewicht und die tatsächlich wirkende Körperkraft gemessen.A force measuring device according to the invention for measuring a physical force acting on a foot has at least one force measuring device that can be attached under the foot, wherein the force measuring device consists of at least one bending body arranged in a sole-like element and at least one strain gauge strip fastened on the bending body. In this case, the strain gauge or strips is connected to a arranged in the sole-like element measuring circuit, wherein the measuring circuit is connected to an evaluation unit for determining the absolute force. According to the invention, the sole-like element has an at least two-part construction consisting of a sole body and at least one receiving opening for the bending body and a bottom side arranged appearance element, wherein the bending body is connected by means of first and second fastening device on the one hand with the appearance element and on the other hand with the sole body. By the connection of the bending body on the one hand with the bottom-side entrance element and On the other hand, with the sole body, when the force measuring device is loaded by a physical force acting on the foot, the relative elongation of the bending body between the appearance element and the sole body is measured by means of the strain gauges. This ensures that, regardless of the shape of the foot or another bearing surface on the force measuring device, such as a gypsum surrounding the foot, a measurement of the total load over the entire surface of the coating element is always carried out relative to the entire surface of the sole body. As a result, according to the invention, it is avoided that force measurements only occur at one point or part surface measurement, as is done by the known force measuring devices. Rather, by the two-part design of the sole-like element always the total load occurring or the total weight and the actual physical strength is measured.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Auftrittelement zweigeteilt ausgebildet, wobei ein fersenseitig angeordnetes erstes Teilelement und ein ballenseitig angeordnetes zweites Teilelement jeweils mittels der ersten Befestigungsvorrichtung mit dem Biegekörper verbunden sind. Diese Ausgestaltungsform ist insbesondere bei Patienten mit einem Gipsfuß vorteilhaft, da in diesem Fall der Fuß nicht abgewinkelt werden kann und die Belastung des Fußes hier über eine große Fläche erfolgt und dementsprechend gemessen werden muss.In an advantageous embodiment of the invention is the appearance element formed in two parts, wherein a heel side arranged first Sub-element and a ball side arranged second sub-element each connected by means of the first fastening device with the bending body are. This embodiment is particularly in patients with a gypsum foot advantageous, because in this case the foot is not can be angled and takes place the burden of the foot here over a large area and must be measured accordingly.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten und zweiten Befestigungsvorrichtungen jeweils an den jeweiligen Dehnungsmess-Streifen gegenüberliegenden Enden des Biegekörpers angeordnet. Durch diese Anordnung der Befestigungsvorrichtungen ist gewährleistet, dass die auftretenden Kraftverhältnisse sehr exakt wiedergegeben werden, da der Biegekörper mehr oder weniger „frei schwingend" zwischen dem Auftrittselement und dem Sohlenkörper befestigt ist. Dabei können die ersten und zweiten Befestigungsvorrichtungen schrauben- oder bolzenartig ausgebildet sein.In a further advantageous embodiment of the invention are the first and second fastening devices respectively to the respective Strain gauges opposite Ends of the bending body arranged. By this arrangement of the fastening devices is guaranteed that the occurring force conditions be reproduced very accurately, since the bending body more or less "free swinging" between the tread element and the sole body is attached. It can the first and second fasteners screw or be formed bolt-like.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Mess-Schaltung und/oder die Auswerteeinheit mit einem akustischen und/oder optischen Signalgeber verbunden. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Belastungsgrenze kann vorteilhafterweise dem Patienten ein Warnsignal übermittelt werden. Zudem ist es möglich, dass die Auswerteeinheit mit einer Anzeigeeinheit zur Anzeige der tatsächlichen Gewichtsbelastung bzw. zur Darstellung der absoluten Kraftwerte verbunden sein. Die Mess-Schaltung und/oder die Auswerteeinheit kann zudem eine Einstellvorrichtung zur Einstellung des gewünschten Belastungsbereichs aufweisen.In a further advantageous embodiment of the invention is the Measuring circuit and / or the evaluation unit with an acoustic and / or optical signal transmitter connected. When exceeding a predetermined Load limit may advantageously be transmitted to the patient a warning signal become. It is also possible the evaluation unit is provided with a display unit for displaying the actual Weight load or to represent the absolute force values be connected. The measuring circuit and / or the evaluation unit In addition, an adjustment for adjusting the desired Have load range.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Mess-Schaltung auf einer in dem sohlenartigen Element angeordneten Leiterplatte angeordnet. Dabei kann auf der Leiterplatte die Mess-Schaltung, die Einstellvorrichtung, der akustische und/oder optische Signalgeber sowie eine Stromversorgungseinheit angeordnet sein.In a further advantageous embodiment of the invention is the Measuring circuit arranged on a in the sole-like element PCB arranged. In this case, on the circuit board, the measuring circuit, the adjustment device, the acoustic and / or visual signal generator and a power supply unit may be arranged.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Mess-Schaltung und/oder die Auswerteeinheit einen Sender und/oder Empfänger zur drahtlosen Übertragung von Messdaten oder anderen Daten auf. Zudem können die von der Kraftmesseinrichtung gelieferten Messdaten einem Datenspeicher zuführbar sein. Dadurch ist es einerseits möglich, die gemessenen Daten auf einem tragbaren Display anzuzeigen. Andererseits können durch die Speicherung der Messdaten Therapieverläufe und Therapieerfolge wie auch entsprechende Misserfolge nachvollzogen werden.In a further advantageous embodiment of the invention, the Measuring circuit and / or the evaluation unit a transmitter and / or Receiver to wireless transmission from measurement data or other data. In addition, those of the force measuring device be delivered measured data to a data memory. That's it on the one hand possible, to display the measured data on a portable display. on the other hand can by the storage of the measured data therapy courses and therapy success like also appropriate failures are understood.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftgerätes weist der Biegekörper im Bereich unter dem oder den Dehnungs-Messstreifen einen Hohlraum auf. Der Hohlraum kann dabei als eine durch den Biegekörper verlaufende Bohrung ausgebildet sein. Durch die Ausbildung des Hohlraums ist gewährleistet, dass auch bei kleinen Verbiegungen bzw. Verformungen des Biegekörpers eine entsprechende Widerstandsveränderung im Dehnungsmess-Streifen erfolgt. Damit können auch geringe Krafteinwirkungen züverlässig gemessen werden.In a further advantageous embodiment of the force device according to the invention has the bending body in the area under the strain gauges or a cavity on. The cavity can as a running through the bending body Be formed bore. By the formation of the cavity is guaranteed that even with small bends or deformations of the bending body a corresponding resistance change takes place in the strain gauge strip. This also allows low force effects reliably measured become.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgend beschriebenen und zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:Further Details, features and advantages of the invention are given in the following described and illustrated embodiments explained in more detail. It demonstrate:
Des
Weiteren erkennt man, dass das sohlenartige Element in dem dargestellten
ersten Ausführungsbeispiel
einen dreiteiligen Aufbau, bestehend aus einem Sohlenkörper
Des
Weiteren erkennt man, dass der Biegekörper
In
der in
Claims (16)
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