Устройство для определения физической нагрузки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Совхоз Советск их

Социалистические

Республик

„„876108 (6l ) Дополиительмое к авт. свнд-ву N 665892 (ы)м. к. .

А 61 В 5/10 (22) Заявлено 12. 12.79 (21) 2869117/28-13 с присоединением заявки ¹

{23) Приоритет

Опубликовано 30. 10.8 1. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 01, 11,81

3Ъеудеретевеный кемктвт

СССР ае аелеи изобретений к еткритна (53) УДК 615. ..47(088.8)

t (72) Авторы мзобретения

А. А. Тарасюк и С. В. Ку

C

"1

< ( й

Киевский научно»исследовательский мевщинских проблем физической ку (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в диагностических и экспериментальных цеЛЯХе

По основному авт. св. N 665892 известно устройство, содержащее блок изме

5 рения частоты пульса, реверсивныйсчетчик, блок сравнения, фор миров атель интервала времени следования команп и последовательно соединенные сумматор, дешифратор, блок схем

1О совпадения и блок раздражителей, причем вход дешифратора, через последовательно вкаоченные блок сравнения и реверсивный счетчик соединен с одним из входов сумматора, другой вход которого соединен с

15 выходом блока измерения частоты пульса, а выход формирователя интервала времени следования команд соединен с входом блока схем совпадения (1) .

Однако известное устройство не обеспечивает возможность выполнения пациентом сложного ритма движений,. Это обусловлено тем, что известное устройство команды выдает равномерно (подобно мет

2 роному), лишь изменяя их частоту. Для выполнения же физических упражненийимеюших сложный;ритм движений, требуются неравномерные интервалы между командными сигналами, соответствующие продолжительности мышечных движений в сложном целостном действии пациента.

Известно, что к временным характэ ристйкам мышечных движений относятся их длительность, темп и ритм. Ритм дви жений является мерой соотношения отдельных фаз, комплексной характеристикой движения, организующей отюльные фазы

его в единое целостное действие.

Соотношение и последовательность этих фаз известное устройство не учитывает.

Кроме гого, это устройство также не ую тывает наличие акцентированных фаз две» жений в физическом упражнении, что особенно важно при выполнения физических упражнений со сложным ритмом, так как без акцентирования, например, начальной фазы трудно правильно начать сложные по ритму мышечные движения, сосгавля

876 1 юшие упражнения, а затем и выполнять эти упражнения.

Цель изобретения — обеспечение оптимальной физической нагрузки при различных типах упражнений со сложным ритмом мышечных движений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения физи ческой нагрузки, содержащее последовательно соединенные блок измерения час- 10 тоты пульса, сумматор, дешифратор, блок сравнения, реверсивный счетчик, выход которого подключен к счетному входу сумматора, соединенный с выходом дешиф.ратора своим входом, блок схем совпаде- 15 ния, йодключенный к его другому входу своим. выходом формирователь интервала времени следования команд, и соединенный с блоком схем coâïàäåíèÿ блок раздражитежй, введены последовательно соединенные блок установки частоты и коэффициента пересчета, двоичный счетчик, дополнительный дешифратор„блок установки соотг ношения интервалов времени, состожций, из последовательно соединенных переклю.чателя и элемента ИЛИ, и дополнительная схема совпадения, при этом вход двоич. ного счетчика подключен к выходу блока схем совпадения и ко второму входу дополнительной схемы совпапения, вход которой соединен с входом блока раздражителей, дополнительный вход которого подключен к первому входу дополнительного дешифратора, все выходы которого соединены с выходами блока установки частоты

35 и коэффициента пересчета, второй выход

1 которого подключен к входу формирователя интервала времени следования команд.

На чертеже изображена. с груктурная схема устройства для определения физи40 ческой нагрузки.

Устройство содержит блок 1 измерения частоты пульса, сумматор 2, дешифратор

3, блок 4 сравнения, реверсивный счет чик 5, блок 6 схем совпадения, формирователь 7 интервала времени следования

45 команд, двоичный счетчик 8, дешифратор

9, блок 10 установки частоты. и коэффициента пересчета, блок 11 установки соотношения интервалов времени, схему 12 совпадения, блок 13 раздражителей. Причем блок 11 состоит из последовательно соединенных переключателя и эжмента

ИЛИ, При этом блок 1 измерения частоты пульса, сумматор 2, дешифратор 3, блок 4 сравнения и реверсивный счетчик 55

5 включены последовательно. Выход пешифратора 3 также соединен с вхопом блока 6 схем совпадения, другой вход

08

4 которого связан с выходом формирователя 7 интервала времени следования кс манд, а выход подключен к счетному вх . пу двоичного счетчика 8 и к первому входу схемы 12 совпадения. Другой вход схемы 12 подключен к выходу блока 11 .установки соотношения интервалов времени, а выход - к первому входу блока 13 раздражителей..

Выход двоичного счетчика 8 соединен с входом дешифратора 9, выходы которого подключены к входам блока 11 установки соотношения интервалов времени,и нарапжльно - к входам блока 10 установки ча тоты и коэффициента пересчета, один выход которого подключен к установочному входу двоичного счетчика 8, а другой - установочному вхопу формирова« теля 7 интервала времени следования команд. Второй вход блока 13 раздражителей подключен к первому выходу дешифратора 9.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом выполнения пациентом физических упражнений в блоке 4 сравнения устанавливают заданное (эталонное) зйачение частоты пульса.

Если избирается при выполнении упражнений сложный ритм движений, то переключатель блока 10 установки частоты и коэффициента пересчета устанавливают в то положение, которое .соответству т количеству ритмических движений в их повторяющемсяцикле и соотношению временных.ин.тервалов в этом сложном ритме. Таким образом, зараннее задают количество командных сигналов в их цикж, вырабатываемых затем этим устройством при работе с ним пациента, а также постоянное для данного тренировочного занятия соотношение интервалов времени между командными, сигналами.

Например, если количество командных сигналов в их цикле равно четырем, а соотношение интервалов времени между этими сигналами задают как 1:1;2:1, го в этом. случае переключатель блока 10 устанавливают в положение 1+1+2+1-5.

При этом в блоке 11 установки соотношения интервалов времени переключателя, установжнные в выходных цепях дешифратора 9, устанавливают.в положение, соответствующие избранному соотношению (1:1:2:1).

B нашем примере включаются тумблеры первый, второй, третий и пятый. Четвертый тумблер при этом остается выключенным, так как интервал времени между третьим

876) и четвертым комаца ым сигналами довкен быть удвоен (например, в случае если бы необходимо было соблюдать соотношение интервалов времени между командными сигналами как 1:3:1: l, то для этого нуж но было бы включить первый, второй, пя» тый и шестой тумбжры).

При работе пациента с устройством значение частоты его пульса, измеренное блоком 1 измерения частоты .пульса, через о определенные промежутки. времени записывается в сумматор 2, и код записанного числа подается íà рход дешифратора

3. С выхода деши ратора 3 разрешающий сигнал подается на соответствующий вхой блока 6 схем совпадения, HB apyroa вход которого поступают импульсы временных (масштабных) меток с формирователя 7 интервала времени следования команд.

В случае, если задается простой ритм 20 движений, то переключатель блока 10 установки частоты и коэффициента пересчета устанавливают в первое положение, и тогда частоты задающего генератора формирс>вателя 7 интервалов времени следования 25 команд будет равна исходной частоте, определенной программой работы устройства, а коэффициент пересчета двоичного счетчика 8 при этом будет равен единице. По ступающий на вход двоичного счетчика 8 за импульс, проходя одновременно и на первый вход схемы 12 совпадения, на втором входе которой уже присутствует разрешаюб ший сигнал с нулевого выхода дешифратора

9 (так как двоичный счетчик 8 находился в исходном нулевом состоянии), запускает блок 13 раздражителей и своим срезом записывает в двоичном счетчике 8 единицуе

1Так как переключатель блока 10 уста- 4„ новки частоты и коэффициента пересчета находится в первом положении, двоичный счетчик 8 снова установится в исходное нулевое положение, и при поступлении на вход этого счетчика очередного сигнала описанный процесс вновь повторится, При этом частота подачи команд блоком 13 раздражителей будет определяться программой работы устройства и значением частоты пульса пациента, записанным в сумматоре

2 до следующего цикла измерения.

Если частота пульса пациента будет соответствовать записанному в блоке 4 сравнения эталонному значению частоты, то в этом случае частота, подачи коман55 дных сигналов блоком 13 раздражителей пациенту будет определяться программой, заложенной в устройстве. Если же частота пульса будет отличаться от эталонного

О8 6 значения, то при поступжнии (при очередном измерении) на вход блока 4 сравнения с выхода дешифратора 3 значения частоты пульса в блоке 4 сравнения будет формироваться сигнал, .поступающий на реверсивный счетчик 5 в режиме сложения, в случае если значение частоты пульса превышает эталонное.

Если же частота пульса пациента меньше эталонного значения, то в блоке 4 сравнения будет формироваться сигнал, посту-. пающий на реверсивный счетчик 5 в режиме вычитания. Поступая на счетный вход сумматора 2 значение числа, записанного

s реверсивном счетчике 5, складывается с кодом частоты пужса в сумматоре 2, и код суммы поступает на вход дешифратора 3, изменяя при этом частоту сигна лов, поступающих с выхода блока 6 схем совпааэния аа вход двоичного счетчика 8.

Тем самым изменяется задаваемый блоком

l3 раздражителей пациенту темп вътоже ния физических упражнений.

При превышении частоты пул са цац8 ента эталонного значения задаваемый уст ройством темп снижается, а при частоте пул са ниже эталонной этот темп увеличива ется.

Если выполняются мышечные движения со сложным ритмом, то переключатели управжния устройства выставляют в соот ветствии с этим ритмом (примеры описаны).

И нашем примере переключатель блока

10 установки устанавливают в положении

° ga

При этом частота задаюшего генерато;ра формирователя 7 интервалов следования команд будет увеличена в пять раз, и, соответственно, при том же значении час тоты пульса с выхода блока 6 схем совпадения будут поступать импульсы с час тотой в пять раз большей. Так как коэф ициет пересчета двоичного счетчика 8 в этом случае будет также равно пяти, то этот счетчик будет устанавливаться в ис ходн ое состо жие после записи в него (в этом случае) пятого импульса. При этом импульсы на второй вход схемы 12 совпадания будут поступать в соответствии с записанным в двоичном счетчике 8 числом с первого второго и т.д. до пятого выходов дешифратора 9 через тумбжры и схему ИЛИ блока 11 установки соотношения интервалов времени.

Если тумбжр в соответствующей цепи дешифратора 9 будет включен, импул с проходит на вход схемы 12 совпадения.

Устройство для определения физической нагрузки по авт. св, N 665892, о т л ич аю шее с ятем, что, с целью обеспечения оптимальной физической нагрузки . при различных типах упражнений со слсркным ритмом мышечных движений, в него вве доны последовательно соединенные блок установки частоты и коэффициента пересчета, двоичный счетчик, дополнительный дешифратор, блок установки соотношения интервалов времени, состоящий иэ последовательно соединеннь|х переключателя и элемента ИЛИ, и дополнительная схема совпадения, при этом вход двоичного счетчика подключен к выходу блока схем сов падения и ко второму входу дополнител ной схемы совпадения, выход которой. соединен с входом блока раздражителей, до полнительный вход которого подключен к первому выходу дополнител ного деши ратора, все выходы которого соединены с входами блока установки частоты и ко-. эффициента пересчета, второй выход кото.рого подключен к входу формирователя интервала времени следования команд.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 665892, кл. А 61 В 5i 10, 1976.

7 8761

Если же этот тумбжр отключен, то на вход схемы 12 совпадения сигнал не проходит и в результате блок 13 раздражителей.не сработает. В соответствии с принятым в конкретном примере соотношением интервалов времени между командными сигналами для пациента (1:1:2:1) включают тумблеры первый, второй„третий и пятый. Теперь при появлении первого им. пульса на выходе блока 6 схем совпаде- 10 ния он поступает на первый вход схемы

12 совпадения, на втором входе которой присутсвует разрешающий потенциал с первого выхода деши ратора 9, Блок 13 раздражителей, выдает акценти-15 рованный первый сигнал в их цикле, так как на втором его входе присутствует сигнал с первого выхода дешифратора 9.

Срезом импульса, поступивше о на вход двоичного счетчика 8, в него записывает ся единица и на второй вход схемы 12 совладения в результате поступает разрешающий сигнал со второго выхода дешифратора 9 через второй тумблер и схе« му ИЛИ. 25

При появлении на выходе блока 6 схем совпадения следующего импульса он опять пройдет на вход блока 13 раздражитежй, который выдает при этом не акцентирова,ный командный сигнал Аналогично в двоич-, 30 ный счетчик 8 запишется еще одна единица и появится разрешающий потенциал на третьем выходе дешифратора 9. Так будет повторяться до поступжния на выход бло ка 6 схем совпадения четвертого импуль- 35 са, который на вход блока 13 раздражителей не попадает, так как.четвертый тумблер в нашем случае в соответствии с избранным соотношением 1:1:2:1 не . вк лючен.

Следовательно, третий интервал времени будет длиться в два раза дольше, что и требуется в данном случае при выполнении сложного ритма мышечных движений пациента. Пятый импульс снова по45 падает на вход блока 13 РаздРажителей подавая этим самым команду пациенту ,прекратить предыдущее движение и начать следуЮщее, боже короткое в данном случае.

Срезом этого пятого импульса в двоичный счетчик 8 запишется пятая единица и он установится в исходное нужвое

О8 . 8 состояние сигналом с блока 10 установ ки частоты и коэффициента пересчета, Далее этот цика будет повторяться.

B случае, сложного ритма движений темп их выполнения цри этом будет ре гулироваться также, как и при описанной выше работе. устройства в случае установ ки его для выполнения пациентом движений с простым (равномерным) ритмом, но при этом будет сохраняться постоянным вне зависимости от изменения частоты подачи командных сигналов заранее заданное соотношение интервалов времени между ними.

Устройство обеспечивает возможность выполнения физических упражнений со сложным ритмом движений, одновременно обеспечивая при этом оптимальную (в за- висимости от частоты пуп са пациента) физическую нагрузку. формула из обре тения

876108

Составитель А. Соловьев

Редактор Т, Портная Техред М. Рейвес Корректор У.Пономаренко

Заказ 9420/2 .Тираж 690 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4