ชุดอุปกรณ์ตรวจวัดแรงกดฝ่าเท้าและสมดุลร่างกาย

      นักวิจัย มก. ออกแบบและสร้าง ชุดอุปกรณ์ตรวจวัดแรงกดฝ่าเท้า ในลักษณะแผ่นรองรับแรง (force plate)  ใช้ตรวจวิเคราะห์การกระจายน้ำหนักแรงกดฝ่าเท้าและความสมดุลของร่างกาย เพื่อคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้น มีประสิทธิภาพเทียบชั้นของนำเข้า แต่ต้นทุนต่ำกว่าหลายเท่า

                  ส่วนประกอบภายนอก Force Plate ที่สร้างขึ้น

               ส่วนประกอบภายใน Force Plate ที่สร้างขึ้น

    ภาพผลการทดลองกับบุคคลที่มีน้ำหนัก 90 กิโลกรัมและแสดงตำแหน่งน้ำหนักสูงสุดที่ี

กระทำลงบน Force Plate

      ชุดอุปกรณ์ตรวจวัดแรงกด มีลักษณะเป็นแผ่นรองรับแรง (force plate)  ใช้ตรวจสอบความสมดุลของร่างกาย ใช้ในทางวิทยาศาสตร์กายภาพทางการแพทย์ในเชิงกายภาพบำบัด การฟื้นฟูสมรรถภาพ โดยใช้วัดการกระจายการทิ้งน้ำหนักตัวบนฝ่าเท้าสำหรับผู้ป่วยที่มีปัญหาการทรงตัวในการเดิน การยืน อาจเนื่องมาจากอุบัติเหตุ ความพิการ  หรือการเสื่อมสภาพตามวัยของผู้สูงอายุ หรือ ทางวิทยาศาสตร์การกีฬา ใช้ในการตรวจวิเคราะห์จับภาพการเคลื่อนไหวของการทิ้งและกระจายน้ำหนักบนฝ่าเท้าของนักกีฬา เพื่อพัฒนาการด้านกีฬา  หลายหน่วยงานจำเป็นใช้ แต่มีข้อจำกัดของงบประมาณ เพราะมีราคาแพง ต้องนำเข้าจากต่างประเทศ    บางครั้งการซ่อมบำรุงไม่สามารถหาอะหลั่ยทดแทนได้

  ผศ.ดร.ทวีเดช ศิริธนาพิพัฒน์ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ จึงได้ออกแบบและสร้างต้นแบบชุดอุปกรณ์ตรวจวัดแรงกดฝ่าเท้าและสมดุลร่างกาย   ในราคาต้นทุนที่ต่ำลงกว่าท้องตลาด มีประสิทธิภาพสูง ใช้วัสดุที่มีอยู่ในท้องตลาดในประเทศให้สะดวกต่อการซ่อมบำรุงรักษา ออกแบบเพื่อคนไทยให้ใช้งานได้ง่าย  ขนาดเหมาะสม รูปแบบทันสมัย น้ำหนักเบา มีหูหิ้วเคลื่อนย้ายได้สะดวก เพื่อการนำไปใช้งานภาคสนาม เช่น การตัดวัดทำขาเทียม และยังสามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์พีซี หรือโน้ตบุ๊คก็ได้ มุ่งหวังให้มีการนำไปใช้งานให้เกิดประโยชน์ เพื่อคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้นของคนไทย

ผลงานชุดอุปกรณ์แผ่นรองรับแรงนี้ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ 1) ส่วนทางกล (mechanical) เป็นการออกแบบ วิเคราะห์ และสร้างอุปกรณ์แผ่นรองรับน้ำหนัก ด้านบนสำหรับวางเท้าเป็นแผ่นอะคริลิก  ขนาด 60 x 60  ซม. หนา 2.5 ซม. แผ่นปิดด้านล่างหนา 0.5 ซม.ใช้อลูมิเนียมโพรไฟล์ทำเป็นกรอบ  ยึดติดกับ Bracket ซึ่งเป็นส่วนที่ใช้รับน้ำหนักเมื่อมีการเหยียบลงบนอุปกรณ์ ทำด้วยสแตนเลส 304 ซึ่งแข็งแรงทนทานไม่เป็นสนิม ขนาดกว้าง 5 ซม.ยาว 12 ซม.โดยออกแบบให้สามารถรับน้ำหนักได้ถึง 120 กิโลกรัม และใช้ load cell สำเร็จรูปขนาด 15×4 ซม.วัสดุเป็นอลูมิเนียม เป็นชนิดที่วัดน้ำหนักที่จุดเดียวที่ส่วนปลายและเป็นแบบคาน ซึ่งในขณะรับน้ำหนัก คานจะขยับเปลี่ยนตามน้ำหนักที่มากระทำ 2) ส่วนทางไฟฟ้า (electrical)  เป็นการออกแบบและสร้างวงจรขยายสัญญาณเอาท์พุท (instrument amplifier) วงจรกรองความถี่ต่ำผ่าน (low pass filter) มีการคำนวณค่าตัวต้านทาน และค่าตัวเก็บประจุที่เหมาะสม  และ3) ส่วนเชื่อมต่อกับผู้ใช้งาน (interface)  เป็นการออกแบบโปรแกรมเพื่อรับค่าสัญญาณและแสดงผลออกทางคอมพิวเตอร์  

 ในภาพรวมของผลงานวิจัย พบว่าสามารถรองรับน้ำหนักได้มากกว่า 120 กิโลกรัม และเมื่อเหยียบลงบนแผ่นรองรับน้ำหนัก Force Plate จะสามารถบอกได้ว่าขณะยืน มีการถ่ายน้ำหนักไปที่เท้าข้างไหนหรือที่ตำแหน่งปลายเท้าหรือส้นเท้ามากกว่ากัน โดยจะแสดงผลออกมาในรูปกราฟให้เห็นทิศทางการเอนตัวและการกระจายน้ำหนัก โดยสามารถพัฒนาต่อให้แสดงผลแบบการไล่ลำดับความเข้มของสี เพื่อเพิ่มความน่าสนใจยิ่งขึ้นด้วย

	ที่มาข้อมูล : โครงการวิจัยทุนอุดหนุนวิจัย มก. หัวหน้าโครงการ : ผศ.ดร.ทวีเดช ศิริธนาพิพัฒน์ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์   เรียบเรียง : ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก. โทร. 02 561 1474 e-mail : rdiwan@ku.ac.th
ผศ.ดร.ทวีเดช ศิริธนาพิพัฒน์