Электронный эргометр

 

()957019

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 909599 (22) Заявлено 30.06.78 (21) 2635500/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 07.09.82 (51) М. Кл з

G01 L5/10

Гоеуддрстееииый комитет

СССР (53) УДК 531.781 (088.8) по делам изобретеиий и открытий (72) Авторы изобретен ия

Г. И. Сидоренко, В. И. Станкевич и М. В. Склема

Белорусский научно-исследовательский институт кардиологии (71) Заявитель

Изобретение относит"я к измерительной технике, в частности к приборам медицинской диагностики, используемым для измерения и регистрации работы и мощности движущегося человека, например при ходьбе

5 или беге.

По основному авт. св. № 909599 известен электронный эргометр, используемый главным образом для измерения и регистрации работы движущегося человека. Электронный эргометр выполнен в виде прибора, содержа- 1о щего сейсмодатчик, блок управления, два мультивибратора, блок установки индивидуальных данных человека, двоичного счетчика, счетчика блока индикации, индикатора, блока установки допустимого порога на15 грузки, блока сравнения работы, смесителя, блока установки на ноль, блока питания, заключенных в корпус (1) .

Однако функциональные возможности известного эргометра позволяют измерять только параметр работы, совершенной чело- 20 веком. Но в медицинской практике часто возникает необходимость определять параметр мощности человека, так как в экстремальных условиях значение мощности, развиваемой человеком при выполнении физических нагрузок, имеет первостепенное значение, особенно для людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения мощности движущегося человека.

Цель достигается тем, что в электронный эргометр введены регулируемый таймер с блоком. установки интервалов, счетчик мощности, регистр, два блока сравнения мощности, блок установки порога мощности, кнопка, два вентиля и элемент ИЛИ, причем выход двоичного счетчика подключен к одному из входов первого вентиля, другой вход которого подключен к выходу регулируемого таймера и к установочному входу счетчика мощности, а выход — через счет-. чик мощности к входам регистра и первым входам одного блока сравнения мощности, выход которого подключен к управляющему входу регистра, а его выходы подключены к вторым входам первого блока сравнения мощности и к первым входам другого блока сравнения мощности, вторые входы которого

957019 соединены с блоком установки порога мощности, а выход через -.- "мент ИЛИ с Входом первого мультивибратора и управляющими входами двоичного счетчика и второго мультивибратора, причем выходы регистра подключены к входам второго вентиля, вторые входы которого связаны с кнопкой и управляющим входом блока индикации, а выходы — с информационными входами блока индикации.

На чертеже представлена структурная схема электронного эргометра.

Электронный эргометр состоит из сейсмодатчика 1, блока 2 управления, высокочастотного мультивибратора 3, двоичного счетчика 4, счетчика 5, индикатора 6, блока 7 установки допустимого порога нагрузки, блока 8 сравнения, блока 9 установки индивидуальных данных человека, низкочастотного мультивибратора 10, смесителя 11, регулируемого таймера 12, блока 13 установки интервалов таймера, вентиля 14, счетчика 15 мощности, регистра 16, блока 17 сравнения мощности, блока 18 установки порога мощности, блока 19 сравнения мощности, вентиля 20, кнопки 21, элемента

ИЛИ 22, блока 23 установки на ноль, блока 24 питания.

Выход сейсмодатчика подключен к входу блока 2 управления, выход которого соединен с первым входом высокочастотного мультивибратора 3. Диапазон частот мультивибратора 3 регулируется блоком 9 уста- зо новки индивидуальных данных человека.

Выход мультивибратора 3 соединен со счетным входом двоичного счетчика 4 и первым входом смесителя 11. Двоичный счетчик 4 подключен к первому входу вентиля 1 и к счетному входу счетчика 5, выходы которого соединены с первыми информационными входами индикатора 6 и первыми входами блока 8 сравнения. Блок 7 установки допустимого порога нагрузки подключен к вторым входам блока 8 сравнения, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 22, а выход последнего подключен к второму входу мультивибратора 3 и к управляющим входам двоичного счетчика 4 и низкочастотного мультивибратора 10, выход которого подключен ко второму входу смесителя 11. Выход, смесителя 11 соединен с сигнальным входом индикатора 6.

Ко второму входу вентиля 14 подклк>чен таймер 12, временной интервал которого регулируется блоком 13 установки интервала таймера. Выход вентиля 14 подключен через счетчик 15 к входу регистра 16 и первым входам блока !7 сравнения, вторые входы которого связаны с первыми входами блока

19 сравнения и вентиля 20 и подключен к выходам регистра 16. Выход блока 17 55 сравнения подключен к управляющему входу. регистра 16, выход блока 19 сравнения к второму входу элемента ИЛИ 22. Вторые

Вхот)ы Олокя 19 сраВнення по)(к тючены к

Выход(ам блока 18 установки порога мощности. Кнопка 21 подключена к управляющему входу индикатора 6 и второму входу

В»1:.тиля 20, выходы которого подключены к вторь!и информационным :-. индиK3òîðà 6. Выход блока 23 установки в ноль связан с установочны ;è входам;,1 блоков 4, 5, 6, 15 и 16. Установочный вход счетчика 15 связан также с выходом таймера 12.

Эргометр работает следующим образом.

Предварительно переключатель блока 9 установки индивидуальных данных устанавлива(от в положение, соответствующее ин jHВидуальным данным конкретного человека (росту, весу, среднеи длине шага, темпу движения) . Персклю (-ателем блока 7 допустимого порога нагрузки устанавливают доп >>сти мое значение p360TBI для(. я нного

-(еловека. Переключателем блока;: 3 устан )BKI"; интерва IQB таймер3 )>»T3!i B. !и 33loT

Bp»ìH, за которое будет оцениваться значе-! (ие пиковой мо!цности, я I;Bp»KЛ:О)„-;теле блока !8 установки порога х(ои()(ост:":;с-.анявливяют допустимь(Й (!opo: .",()I:Tklo(!Ти для данного (определc f!1)ofo!:;..! >Bска.

IlpH включеиии пHT3!iHH с ио",-ои(ьк> блоКа уСТB HOBKH В HO.lь ilpOÈBBO.(HT»H 3 ВТ Ом ЯТИ)!ескяя установка В ноль )>лоно)) 4,:>, 6, ! 5> и 16 Электпоннь!Й эр(х) ((гс I)о,,(«т»В. I(H к раооте. При этом с Выхода блока 8»рав«!ени(я посту>пает »HI н3.1 l)happ "k э,f E )(Bk(T И,. 1И

22 на Bxo>T:>>I j.1bTHBHáp3Top((,5 ?l x k!pkk B.TH oIilHB Входы делител51 4 чЯс оть! и v), I I> H

BH6p3 (op 3 1 О. В(:.(едсTBHB эт,> rо с ((тныи Вхо.f двоично(о счет (ика 4 окажетс.f о крыты для поступ.,(е,(ия HмиульсoB в двоичный с:(ет«НК - 1 с Выхо,i3 м".льтивибра rop3 3>, которь!й

В(> время,(систаин уиравл>пои!»го и.". с Выхода блока 2 будет Нх геи»рироиать: мульт:-(вибратор 10 окая(ется заблокированным, C:)f»»HTeль 1 закрытым ио выходу мультивибратора 10. ! рН ходьбе и.ти б»гс -:åëîâåê совершает

1. олеб(!т»льные движении В В»ртикальной плоскости. Амплитуда ->-их колебаний зависит от индивидуальных данных ч» IOB»K3 (роста, веса и т. д.), но в среднем составляет 1,5 -3 см. Сейсмодатчик Восиринил(а»т эти колебания и преобразует их В электрический сигнал, который поступает в блок 2 управления. На выходе последнего образуются импх>льсы, длительность которых пропорциональна амплитуде колебаний центра тяжести человека. Данные импульсы юступают на соответствующий вход мультивибратора 3, который генерирует Вь)сокочастотные импульсы во время действия импульса с выхода блока 2. частота генерации мультивибратора 3 опр(деляется поло>кеиием переключателя блока 9. Пачки импульсов с выхода мультивибратора 3 поступают на счетнь)й вход двоичного счетчика 4, который представляет собой многозарядный счетчик

957019

4О

55 с постоянным коэффициентом деления. С выхода двоичного счетчика 4 импульсы поступают на счетный вход счетчика 5. Код с выхода счетчика 5 поступает одновременно на блок 8 сравнения, на вентиль 14 и на индикатор 6, который индицирует проделанную работу в соответствующих единицах.

При соответствии кода с выхода счетчика 5 коду допустимого порога нагрузки, установленного с помощью переключателя блока 7, на выходе блока 8 сравнения формируется сигнал «Резерв исчерпан», который поступает через элемент ИЛИ 22 на соответствующий вход мультивибратора 3 и последний начинает генерировать импульсы высокой частоты непрерывно. Сигнал «Резерв исчерпан» одновременно поступает на управляющий вход двоичного счетчика 4 и запрещает этим прохождение импульсов с выхода мультивибратора 3 на счетный вход двоичного счетчика 4, а также поступает на управляющий вход мультивибратора 10 и обеспечивает режим генерации последнего. Низкочастотный сигнал с выхода мультивибратора 10 и высокочастотный сигнал с выхода мультивибратора 3 поступают в смеситель 11, на выходе которого получаются пачки импульсов. Частота поступления пачек равна частоте мультивибратора 10, а частота заполняющих импульсов в пачке — частоте мультивибратора 3. Так как по входу двоичный счетчик 4 закрыт, то на выходе счетчика 5 будет код, равный предварительно установленному допустимому порогу нагрузки, показания Которого будут выражены в индикаторе 6. Кроме того, сигналом с выхода смесителя 11 индикатор 6 формирует прерывистый звуковой сигнал и обеспечивает мигание цифр шкалы индикатора, что привлекает внимание человека.

Измерение мощности, производимой человеком во время ходьбы или бега, осуществляется следующим образом.

С выхода двоичного счетчика 4 импульсы поступают на первый вход вентиля 14, на второй вход которого поступает разрешающий сигнал с выхода таймера 12. Длительность разрешающего сигнала определяется положением переключателя блока 13 установки интервалов таймера. Таким образом, в интервал времени, в течение которого вентиль 14 открыт, в счетчик 15 поступают импульсы с выхода двоичного счетчика 4.

В счетчике 15 образуется код, соответствующий мощности, развиваемой человеком во время ходьбы или бега за данный отрезок времени. По истечении заданного интервала времени код с выхода счетчика 15 поступает в блок 17 сравнения, где сравнивается с кодом регистра 16. В регистре 16 хранится код, соответствующий мощности, которую развил человек во время ходьбы или бега в один из предшествующих отрезков времени.

1О

I5

25 зо

Если код счетчика 15 оказывается по величине меньше кода регистра 16, то код в регистре 16 сохраняется, а при образовании на выходе таймера 12 очередного разрешающего сигнала счетчик 15 устанавливается в состояние ноль, открывается вентиль 14 и осуществляется измерение мощности в очередной интервал времени. В счетчике 15 образуется новый код.

Если за какой-то интервал времени код счетчика 15 станет больше по величине кода регистра 16, то на выходе блока 17 сравнения образуется сигнал, посредством которого код со счетчика 15 перепишется в регистр 16.

После этого под действием сигнала с таймера 12 счетчик 15 установиФся в состояние ноль и начнется измерение мощности в последующий интервал времени.

Таким образом, в регистре !6 образуется код, соответствующий максимальной мощности, которую развил человек при ходьбе или беге.

Код регистра 16 сравнивается в блоке 19 сравнения с пороговым значением, установленным предварительно с помощью переключателя блока 18 установки порога пиковой мощности. При превышении порога пиковой мощности на выходе блока 19 сравнения образуется сигнал, который поступит через элемент ИЛИ 22 на вход мультивибратора 3 и управляющие входы делителя 4 частоты и мультивибратора 10. Включится аналогичным образом сигнализация индикатора 6.

Величину пиковой мощности визуально можно отсчитывать в индикаторе 6. Для этого необходимо нажать кнопку 21. Вследствие этого откроется вентиль 20 и код с выхода регистра 16 поступит в индикатор 6.

При этом сигнал кнопки 21 запретит поступление кода с выхода счетчика 5 в индикатор 6.

При выключении питания электронный эргометр теряет всю накопленную информациюю.

Мультивибратор 3 выполнен с частотнозадающей цепью, в которую включен переключатель .блока 9 установки индивидуальных данных человека. При этом частота мультивибратора выбрана в диапазоне звуковых частот с целью использовать частоту мультивибратора 3 непосредственно и для звуковой индикации.

Введение в электронный эргометр блоков

12 — 22 позволяет расширить его функциональные возможности, т. е. регистрировать как пиковую, так и среднюю мощность, развиваемую человеком во время ходьбы или бега, дополнительно к измерению и регистрации работы.

Электронный эргометр позволяет расширить двигательный режим под контролем установленных величин допустимого порога

957019

Составитель Н. Вовчук

Редактор С. Патрушева ТехредЛ. Бойкас Корректор H. Король

Заказ 6583/28 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий!!3035, Москва, Ж вЂ” 35, .Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нагрузки и допустимого порога мощности для больных сердечно-сосудистыми заболеваниями в практике лечебной физкультуры и санаторно- курортной службы.

Формула изобретения

Электронный эргометр по авт, св. № 909599, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет измерения параметра мощности движущегося человека, в него введены регулируемый таймер с блоком установки интервалов, счетчик мощности, регистр, два блока сравнения мощности, блок установки порога мощности, кнопка, два вентиля и элемент ИЛИ, причем выход двоичного счетчика подключен к одному из входов первого вентиля, другой вход которого подключен к выходу регулируемого таймера и к установочному входу счетчика мощности, а выход — через счетчик мощности к входам регистра и первым входам одного блока сравнения мощности, выход которого подключен к управляющему входу регистра, а его выходы подключены к вторым входам первого блока сравнения мощности и к первым входам другого блока сравнения мощности, вторые входы которого соединены с блоком установки порога мощности, а выход через элемент ИЛИ с входом первого мультивибратора и управляющими входами двоичного счетчика и второго мультивибратора, причем выходы регистра подключены к входам второго вентиля, вторые входы которого связаны с кнопкой и управляющим входом блока индикации, а выходы — с информационными входами блока индикации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 909599, кл. G 01 L 5/10, 1978.