Устройство для оценки физической работоспособности

 

Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения - повышение удобства и точности оценки физической работоспособности путем создания естественных условий нагрузки. Устройство содержит регистрирующий блок 1, датчик пульса, совмещенный с телефоном 2, и нагружатель 3 ног, связанные электрически. При этом нагружатель имеет две направляющие пластины с шарнирно закрепленными ножными педалями, закрепленными на ногах крепежными ремнями 10 и 12. Между направляющими пластинами помещен тормозной элемент в виде диска, а вдоль педалей закреплены тензопреобразователи. При перемещении педалей одной относительно другой во время ходьбы пациента на месте создается нагрузка из-за трения тормозного элемента направляющей пластины, которая регистрируется блоком 1. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU„„16094

А1 (g))g А 61 В 5/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ CHHT СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4350521/30-14 (22) 28.12.87 (46) 30,11.90. Бюл. Р 44 (71) Киевский политехнический инсти-. тут им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) И.И.Петрушевский, А.Н.Селецкий, Г.А.Таран и В.Н.Лещенко (53) 615.475 (088.8) (56) Модульный велосипедный эргометр КЕ-40. Проспект фирмы "Hedicor", Будапешт, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ (57) Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения— повышение удобства и точности оценки физической .работоспособности путем

2 создания естественных условий нагрузки, устройство содержит регистрирующий блок 1, датчик пульса, совмещен.ный с телефоном 2, и нагружатель 3 ног, связанные электрически. Нри этом нагружатель имеет две направляющие пластины с шарнирно закрепленными ножными педалями, закрепленными на ногах крепежными ремнями 10 и 12.

Между направляющими пластинами помещен тормозной элемент в виде диска, а вдоль педалей закреплены тенэопреобразователи. При перемещении педалей одной относительно другой во время ходьбы пациента на месте создается нагрузка из.-за трения тормозного элемента направляющей пластины, которая регистрируется блоком 1.

6 ил.

1609470

Изобретение относится к медицинской технике.

Цель изобретения — повышение удоб ства и точности оценки физической работоспособности путем создания естественных, условий нагрузки, На фиг. 1 дано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 нагрузочный механизм, вид сзади; на фиг.3 - то же, вид сбоку; на фиг.4— тормозной элемент нагрузочного механизма с Т-образным зацепом, вид сзади; на фиг.5 — то же, вид сбоку; на фиг.6 — структурная схема электронной части устройства.

Устройство для оценки физической работоспособности состоит иэ задающе-регистрирующего блока. 1 с грурным ремнем датчика пульса„ совмещенного с телефоном 2, нагруэочного механизма 3, связываюг,их эти элементы проводов 4 (к датчику пульса и телефону) и 5 (к педалям нагрузочного механизма).

Нагрузочный механизм содержит две направляющие пластины 6, каждая из которых имеет продольный вырез 7, а снизу - педаль 8, закрепленную на нижнем торце направляющей пластины

6 шарнирно с помощью оси 9 с ограниченным углом поворота, Сверху имеется крепежный ремень 10 голени, прикрепленный к направляющей при помощи проушин 11. Снизу при помощи аналогичных проушин одним концом на направляющей, а другим на педали закреплен второй крепежный ремень 12 стопы. Вдоль основания педали на ее нижней и верхней поверхностях в продольных пазах 13 закреплены тенэопреобразователи (тензодатчики), связанные проводами с блоком. Крепежные . ремни 10 и 12 имеют стыковочные приспособления в виде завязок или пряжек.

Между направляющими пластинами 6 . помещен тормозной элемент, представляющий собой дискообразный корпус (диск) 14, насаженный центральныю .отверстием на ось 15, пропущенную концами через продольные вырезы 7 направляющих пластин 6. -Эта ось с одной стороны имеет ограничивающую щечку 16 (в виде фланца), а с другой стороны — резьбовую часть, на кото-. рую навинчена другая аналогичная щечка 17. Между щечками 16 и 17 и направляющими пластинами 6 на эту же ось 15 насажены две пластинчатые пружины 18 (в виде пружинных шайб) .

На верхних поверхностях щечек имеются выемы для ключа. В корпусе 14 тормозного элемента эксцентрично расположено другое отверстие 19. с вырезом

20 для помещения в них захвата. Захват выполнен в виде закрепленного шарнирно в кор усе 14 тормозного элемента двуплечего рычага, имеющего с одной стороны T-образный хват 21 с тарельчатыми утолщениями 22 на торцах, а с другой стороны — хвостовик

23, взаимодействующий с наружными выступами 24, имеющимися с внутренней стороны каждой педали 8. Кажпая педаль имеет внутренние выступы 25, которые с зазором 26 установлены по отношению к направляющим пластинам 6, чем и создают люфт педали.

Двуплечий рычаг имеет отверстие, которым он насажен на ось 27, помещен ную в проушину 28, имеющуюся снизу

25 корпуса 14 тормозного элемента. Каждое тарельчатое утолщение 22 хвата

21 расположено напротив выемов 29, имеющихся на внутренних поверхнос- . тях, направляющих пластин 6, Выемы

29 имеют вид окружностей с расширенным дном, т.е. с увеличенными к их дну диаметрами. Наклонные стенки 30 выемов 29 контактируют с утолщениями 22 хвата 21 и обеспечивают попеременное надежное сочленение. хвата .с той или иной направляющей.

Электрическая схема устройства содержит аензодатчик 31, двухполупериодный выпрямитель 32, аналоговый ключ 33, интегрирующее звено 34, индикатор 35, триггер 36, генератор

37.импульсов с телефоном 38, ждущий одновибратор 39, второй ждущий одновибратор 40, компяратор 4 1, цифро-

45 аналоговый преобразователь 42, пульсотахометр 43 с фотодатчиком 44 и индикатором 45, а также кнопку 46 пуска. Тензодатчики 31 помещены в пазах 13 педалей 8, фотодатчики. пульса и телефоны — на ушной ракови.е пациента, а остальные элементы— .в эадающе-регистрирующем блоке 1., Каждый тензодатчик 31 связан своим выходом с входом двухпоЛупе-риодного выпрямителя 32, выход которого соединен с первым входом интегрирующего звеня 34, Выход последнего связан с входом индикатора 35. Второй вход аналогового ключа -33 связан

1609470

10

55 с первым выходом триггера Зб, соединенным с входом генератора 37 (формирующего пачки импульсов), выход которого связан с входом телефона 38.

Второй выход триггера 36 соединен с входом ждущего одновибратора 39, ко-, торый своим выходом связан с вторым входом (входом сброса) интегрирующего звена 34. Один вход триггера Зб связан с выходом второго худущего одновибратора 40, вход которого соединен с выходом компаратора 41, Вход после 1него подключен к выходу цифроаналогового преобразователя 42, вход которого связан с выходом цифрового пульсатахометра 43, входом соединенного с выходом фотодатчика 44 пульса, а выходом — c входом индикатора 45 пульса. Другой вход триггера Зб связан с кнопкой 46 пуска. Управляющий генератор 37 и телефон 38 составляют метроном, Устройство предназначено для регистрации показателей функциональной пробы PMC (с возможностью пересчета в МПК), а также Гарвардского стоп-теста при имитации ходьбы наместе н положении стоя, сидя или лежа °

Устройство работает следующим образом.

Пациент становится на педали 8 и закрепляет их голеностопными ремнями 12,, а верхние части направляющих прикрепляет к голеням ремнями

10 голеней. Он готов работать (в положении сидя или лежа закрепление аналогичное).

Для работч нажж ают кнопку 46 пуска, а затем, придерживаясь ритма, задаваемого сигналами телефона 38, поступающими с генератора 37, пациент начинает ходьбу на месте, поднимая то правую, то левую ногу (до предела), а затем возвращая их в исходное положение. При подлы анни пРаной ноги (левая нога при этом фиксирует левую педаль 8, а через нее и левую направляющую пластину б на полу в исходном положении) вверх поднимается и ее педаль 8, проворачиваясь на оси 9, и ее внешний выс туп 24 подается влево, в результате влево подается и хвостовик 23 Т-обi разного хвата 21. Верхняя часть хвата 21 вследствие поворота на оси

27 падается вправо и правое тарельчатое утолщение 22 .попадает в выем

29, имеющийся на правой направляющей пластине 6. Края утолщения 22 входят в зацепление со скосом стенки 30, в результате чего корпус 14 тормозного элемента оказывается сочлененным с правой направляющей пластиной 6, которая вместе с ногой и тормозным элементом движется вверх до предела.

Таким пределом является верхний

Край прорези 7, в который упирается ось 15 тормозного элемента. Движению ноги вверх препятствует тормозной элемент, который скользит по направляющей б и создает нагрузку на ногу. Нагрузка возникает вследствие трения при скольжении корпуса 14 тормозного элемента по внутренней плоскости лезой (зафиксированной в исходном положении) направляющей пластины 6. Левая пластинчатая пружина 18 обеспечивает мягкость движения и исключает заедание тормозного элемента. После того, как правая нога достигнет верхнего положения, начинается ее обратное движение вниз.

При этом правая педаль 8 опять проворачивается на оси 9, но уже в, обратную сторону, так как нагрузка ногой направлена вниз. Внутренний выступ 24 педали хотя и отходит вправо, но это не выводит хват из заце пле кия. Таре льч атае утолщение

22 остается в выеме 29 правой направляющей пластины, только захват переходит к evo верхней части — на нижний скос 30 его стенки. В результате и при движении ноги вниз педаль и направляющая влекут за собой тор« мозной элемент, но уже не вверх, а вниз. Следовательно, и в этом случае правая нога испытывает нагрузку — нагрузку нажима на педаль вниз, которая возникает в результате трения корпуса 14 тормозного элемента о плоскость той же левой направляю-, щей пластины 6. При возвращении правой педали- в исходное положение хвостовчк 23 хвата 21 набегает м на скос внутреннего выступа 24 левай педали 8, что заставляет его занять исходное центральное положение, при котором происходят расстыковка и освобождение от хвата 21 правой направляющей 6. Левая педаль при таге левой чогой функционирует аналогично. В этом случае происходит . стыковка левой направляющей с тормозным элементом и нагрузка на ле3 609470

Вую ногу Возникает в результате скольжения и трения корпуса 14 тормозного элемента по плоскости правой направляющей пластины 6. Внеш5 нне выступы 25, игчеющиеся на педалях, ограничивают ход проворачивания педалей на осях 9 при подъемах ног вверх. Аналогичные выступы с другой стороны педалей (не показаны) явля- 10 ются ограничителями проворота (небольшого люфта) педалей в другую сторону при движении ног вниз. Так обеспечивается 4 йэическая нагрузка на ноги. В положении сидя нли лежа уст. ройство работает аналогично. Проворот педалей на,осях 9 ограничен выступами в пазах педалей, в которых помещены направляющие пластины,т. е. Этгг шарниры имеют установленный (определенньгй) люфт, обеспечивающий как срабатывание захвата, так и ограничение движений педалей в безокорном положении (сидя или лежа).

Регулировку нагрузки осуществляют путем навинчивания или свинчивания щечки-гайки 17 с помощью ключа., т.е. путем поджатия или ослабления пластинчатых пружин 18.

Регистрация нагрузки и частоты З0 сердечных сокращений (ЧСС) осуществляется следующим образом.

Когда нога поднимается вверх, à с нею и педаль, корпус педали под воздействием натяжения крепежного ремня 12 деформируется, что обусловлиЗр вает срабатывание тензодатчика 31.

То же происходит и при движении ноги вниз. Сигналы тензодатчика 31, формируемые пропорционально нагрузке, знаками соответствуют направлениям прилагаемого усилия, поступают на вход двухполулериодного выпрямителя. 32, где выделяется его абсолютное значение. С выхода двухполупернодного выпрямителя 32 сигнал через аналоговый ключ 33 поступает на вход интегрирующего звена 34, íà sbn|:ope которого формируется сигнал, пропорциональный объему выполненой работы.

Сигнал с выхода интегрирующего звена 34 поступает на индикатор 35, на котором можно наблюдать и считывать объем выполненной работы,а при учете времени ходьбы пациента и ее мощ55 ность

Сброс показаний рсуществляется сигналом ждущего одновибратора 39, подаваемым на соответствующий вхоц сброса интегрирующего звена 34.

Ждущий одновибратор 39 срабатывает при переходе триггера 36 и единичное состояние, что осуществляется подачей на его первый вход сигнала

"Пуск" прн очередном нажатии на кнопку 46. Остановка подсчета объема выполненной работы осуществля»тся подачей на второй вход триггера "6 сигнала «Останов, формируемого цепочкой, состоящей из последовательно соединенных пульсотахометра 4:, цифроаналогового преобразователя 4?, компаратора 41 и второго одновнбратора 40, Требуемый ритм ходьбы па— циента задается. генератором 37,, сигналы которого пер едаютс н па тел ефон 38, закрепленный на ушной раковине пациента. Частота сердечных сокращений (ЧСС} регистрируе »ся фотодатчиком 44 пульса, закрепл=-".— ным на ушной раковине пациен..а, виде сигналов, регистрируемых пульсотахометром 43 н отражаемых на его индикаторе 45.

Пациент или экспериментатор ме.:;:ет следить как за изменением Ч.".С на. индикаторе 4з г:;ульеа, так н ..а oCъемом работы на индг саторе 35 „ ".:.гп да

ЧСС на индикаторе 45 две ."Нга» . в=л.-чины 170 уд,/мнн (или 150.,,;: : 130 и стабилизггруется на »t» урс>вне, пациент (экспернмен TGTG1» ) счит1-.:в н ет показатели объема .»абогы с ггн,r., кагора Зз и определяет мощность. 2то г:. является величиной ЯР > 70 (г:ли i 5 3, 130} . Ритм:ьг темп движений г„-!цнента, задаваемый " метронома., уетанав..нвается стандартным с воэможностыг постепенного изменения частоты шагов в процессе текущей пробы от::явкой к более высокой.

Формул а н э о б р е т е н и я

Устройство для оценки фи= -:÷åñêoé работоспособности, содержащее нагрузочный.механизм е ножным.г ггсдалями, регулятор нагруэк:-г и регистратор, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения удобства и точности оценки физической работоспссебнe".т г путем создания еcòåственньг.; :::!!о нй нагрузки, ножные педали шари рно закреплены на наггравгтяющих н!=-:T":."-ах, между которыми помещен пад. вЂ,р. ;-:;:B-"нный к ним подвижной терм"-- í»!. насаженныи HB Ось п«оп уг (e-:- нуlu рез продольные нырe-.-.:. а» равля.::.;-г:. .

9 f 609470 10 пластин, диск содержит помещенный скошенные края, а нижняя часть имеет в его вырезе и шарнирно закрепленный хвостовик, взаимодействующий с внутв его проушине Т-образный захват, ренними выступами педалей, причем навыполненный в виде двуплечего рыча- правляющие пластины и педали снабжены га, верхняя часть которого имеет . ремнями крепления к ногам к ногам, а в пазах торцовые зацепы, примыкающие к вы- " педалей помещены тензодатчики, свя-емкам направляющих пластин, имеюшнм занные с регистратором.

Составитель М.Галамага

Редактор А, Лежнина -Техред Л.Сердюкова, Корректор М.Пожо

Заказ 3689 Тираж 554 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101