Спортивный тренажер

 

ОПИСАНИЕ

H30BP .-TEHHH „„971372

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 061180 (21) 3002319/18-12 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 071182. бюллетень ¹ 41

}51} М. Кл.

А 63 В 69/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

}53}УДК 681.13 (088. 8) Дата опубликования описания 07.11.82

Л.A. Калинкин, М.П. Галичаев, В.Г. Волошин, с.(у,. (. /;, .

A.Â. Береговкин, Г.П. Кириллов и О.Н. Рыба4@(о г... . . и,, -: (72) Авторы изобретения

Ростовский государственный медицинский институт" -.. (71) Зая витель (54) СПОРТИВНЫИ ТРЕНАЖЕР

Изобретение относится к спортивным тренажерам и может быть использовано в спортивных играх.

Известен спортивный тренажер, содержащий кинезометрический блок, соединенный .с блоком преобразования сигналов, и блок отображения информации (1 ).

Недостатком этого тренажера является невысокая эффективность проведения спортивных игр.

Целью настоящего изобретения является повьхаение эффективности проведения спортивных игр.

Поставленная цель достигается тем, что спортивный тренажер, содержащий кинезометрический блок, соединенный с блоком преобразования сигналов, и блок отображению информации, согласно изобретения имеет блок датчиков биоинформации, преобразователь биоинформации, блок ввода информации, узел управления, блок считывания информации и вычислитель; при этом выход блока датчиков биоинформации через преобразователь биоинформации подключен к первому входу блока ввода информации, второй вход которого связан с выходом блок считывания информации, а третий вход — с выходом блока преобразования сигналов, четвертый вход и выход бЛока ввода информации связаны, соответственно, с первым входом и первым выходом узла управления, вторые вход и выход которого связаны с входом и выходом вычислителя, третий выход узла управления соединен со входом блока отображения информации, который подсоединен к управляющим входу и выходу вычислителя, причем четвертые выходы узла управления связаны с соответствующими входами кинезометрического блока

На чертеже приведена блок-схема спортивного тренажера.

Тренажер содержит кинезометрический блок 1, блок 2 преобразования сигналов с датчиков кинезометрических параметров, блок датчиков биоинформации 3, преобразователь биоинформации 4, блок ввода информации 5, блок считывания информации 6, пульт управления 7, блок управления 8, вычислитель 9, блок отображения информации 10.

Узел управления включает в себя пульт.7 управления и блок 8 управле-„

З0 ния, при этом выход блока датчиков

971372 биоинформации через преобразователь биоинформации подключен к первому входу блока информации, второй вход которого связан с выходом блока считывания информации, а третий вход—

I с выходом блока преобразования сигна- 5 лон, четвертый вход и выход блока нвода информации связаны, соотв .тственно, с первым входом и первым выходом узла управления, вторые вход и выход которого связаны с входом и 0 выходом вычислителя, третий выход узла управления соединен со входом блока отображения информации, который подсоединен к управляющим входу и выходу вычислителя, причем четвертые выходы узла управления связаны с соответствующими входами кинезометрического блока.

Спортивный тренажер работает следующим образом.

При подготовке к работе в схему вводят программу игровой деятельности через блок считывания информации

6, с выхода которого она в виде закодированных электрических сигналов поступает на третий вхоц блока ввода информации 5, где эти сигналы преобразуются в нид, необхоцимый ,цля дальнейшего ввода в блок оперативной памяти вычислителя 9. При этом электрические сигналы с выхода З0 блока ввода информации 5 поступают на первый вход блока управления 8, с третьего выхода которого поступают на второй вход вычислителя 9, где запоминаются в блоке оператив- 35 ной памяти.

При этом блок управления 8 введен с целью расширения функциональных возможностей тренажера и уменьшения функций, выполняемых вычислителем 9. Это позволяет применить микроЭВМ, состоящую из арифметического устройства, устройства оперативной памяти, собственного устройства управления и микропрограммного устройства.

Вычислитель 9 выполняет следующие функции: воспринимает и хранит программу игровой деятельности и обрабатывает всю информацию с датчиков биологических блока 3 кинезоэргометрических параметров; формирует на экране блока отображения информации

10 изображение точки игрового состояния и цифровой информации; анализирует изменение положения точки игрового состояния, изменение контролируемых датчиками параметров и в соответствии с программой игровой деятельности управляет работой кинезометрического блока 1. 60

Все сигналы управления проходят через блок управления 8, выполняющий функции как согласования микроЭВМ с кинезометрическим блоком 1, так и автономного управления работой вы- 5 числителя 9, блока отображения информации 10 и кинезометрического блока 1 с пульта управления 7.

Кроме того, программа может вводиться произвольно с пульта 7 управления. В этом случае информация о программе игровой деятельности, а также тренажа поступает со второго выхода пульта управления 7 на один из в;;,îäîâ блока ввода информации 5.

Перед началом работы тренажа на пульте управления 7 соответствующим тумблером выбирается нид игровой деятельности, хранящийся в оперативной памяти вычислителя 9 в виде одной из программ.

Устройство включается при помещении игроков на каждое из кинезометрических нагрузочных устройств блока 1 пороговым устройством, работающим от электрического сигнала, поступающего от датчика, реагирующего на вес игрока. При этом по сигналу управления, поступающему по каналу связи третьего выхода блока управления 8 со вторым входом вычислителя 9, подготавливается к работе выбранная программа игровой деятельности. Информация о ней поступает со второго выхода вычислителя 9 на первый вход блока отображения информации 10, и на его экране формируется изображение игрового поля — единого для всех игроков на основании сигналов управления работой блока отображения информации 10, поступающих на его второй вход со второго выхода блока упранления 8.

В качестве блока отображения информации взят цветной дисплей.

Игровое поле занимает левую половину экрана дисплея. Программа игровой деятельности высвечивается в виде расположенных попарно на горизонтальных уровнях игрового поля фигур-меток, изображающих игроков-соперников, окрашенных, например, в синий цвет, и высвеченного в верхней части поля створа ворот, в которые надо забить гол. В нижнем левом углу игрового поля для каждого игрока высвечивается . окрашенная.в условный цвет метка-мяч. Правую половину экрана занимает информационное поле, на котором высвечиваются текущие значения параметров: количество голов, время, значения биологических пара метров и значения эргометрических затрат. Окраска значений параметров, соответствующих каждому играющему, идентична окраске его мяча-метки.

Кинезометрический блок 1 представляет собой, например, горизонтальную площадку, снабженную системой датчиков для измерения кинезоэргометрических параметров (усилий, механической работы, темпа бега) и био971372 логических параметров (частоты пульса сердечных сокращений и др.), В дальнейшем тренажер работает в автоматическом режиме.

В одном из вариантов игра происходит следующим образом.

Игрокам дается задание таким образом осуществлять свои функции на кинеэометрическом блоке 1, чтобы с минимальными эргометрическйми затратами обеспечить перемещение своего мяча-метки, например последовательно между игроками-соперниками, расположенными на горизонтальных уровнях игрового поля, и забить гол в ворота.

Горизонтальное положение мячаметки играющего на игровом поле соответствует соотношению кинезоэргометрических параметров его движения, например частоты шагов, и суммарных эргометрических параметров, отнесенных к единице массы тела игрока, например, дж/кг.

Регулируя это соотношение своим двигательным режимом, игрок произвольно управляет горизонтальным положением точки игрового состояния, в то время как скорость его вертикального перемещения определяется скоростью прироста суммарной удельной пульсометрии. Таким образом, скорость роста физиологической стоимости работы будет лимитировать время тактического изменения режима двигательной деятельности при обеспечении благополучного прохождения (обведе,ния) игроков-соперников на игровом поле и все в большей степени по мере приближения мяча-метки к верхнему краю игрового поля, так как будет развиваться усталость.

При этом сигналы с датчиков кинезометрического блока 1 поступают с его выхода на вход блока преобразования сигналов с датчиков кинезоэргометрических параметров 2, а с выхода блока датчиков биоинформации

3 — на вход преобразователя биоинформации 4. С выходов блоков 2 и 3 импульсы поступают на первый и второй входы блока ввода информации 5 соответственно, с выхода которого они попадают на первый вход блока управления 8. Затем с одного из выходов блока 8 эта информация поступает на второй вход вычислителя 9, в котором она обрабатывается в соответствии с подпрограммой обработки данных, хранящейся в блоке оперативной памяти. Результаты обработки данных кодируются и поступают со второго выхода вычислителя 9 на пер-. вый вход блока отображения информации 10, где формируется изображение текущего положения мяча-метки.

Игрок может наказываться при столкновении его мяча-метки с игроками-соперниками. При этом его мячметка отбрасывается на предыдущий уровень, и соответствующим образом изменяется режим работы кинезометрического блока по каналу технической обратной связи, например, появляются колебания двигательной площадки в горизонтальной плоскости.

Этим создаются дополнительные помехи движению игрока. ð Таким образом, двигательная деятельность каждого игрока в кинезометрическом блоке осуществлется на основе визуального контроля за перемещением мяча-метки на игровом поле и на основе отработки технической обратной связи, сигнал которой вырабатывается блоком управления 8 и поступает с его первого выхода на второй вход кинезометрического блока 1. Сигнал обратной связи формируется на основе оценки в вычислителе 9 движения мяча-метки по каналу связи первого входа вычислителя 9 с выходом блока отображения информации 10 и поступает с первого выхода вычислителя 9 на третий вход блока управления 8, с первого выхода которого поступает на второй вход;., кинезометрического блока 1.

Кроме того, наличие биологической обратной связи позволяет в соответствии с заложенной в тренажер программой на основании информации с датчиков биологических параметров облегчить режим двигательной актив35 ности игрока при достижении его параметров предельной величины, управляя режимом работы кинезометрического блока, например, уменьшая его горизонтальные колебания или уменьшая удельную скорость вертикального перемещения точки игрового состояния. Это будет лимитировать игрока в меньшей мере. Кроме того, обеспечивается сигнализация играющим

45 о приближении его параметров к око лопредельным значениям. Например, при достижении частоты пульса у играющего значения 130 уд./мин ус ловная часть информационного поля окрашивается в зеленый цвет, при

150 уд. /мин — в желтый цвет, при

180 уд./мин — в красный и при

200 уд./мин игра останавливается.

Режим работы кинезометрического блока управляется следующим образом.

Сигналы с выхода блока датчиков биоинформации 3 поступают на вход блока преобразователя биоинформации 4, с выхода которого поступают на второй вход блока ввода информации 5, а оттуда на первый вход блока управления 8. Этот блок вырабатывает сигнал управления на основе обработки поступающей на его третий вход информации с первого выхода вычислителя 9, 65 предварительно посыпая поступающую

971372 с блока ввода 5 информацию со своего третьего выхода на второй вход вычислителя 9. Сигнал управления затем поступает с первого выхода блока управления на второй вхоц кинезометрического блока 1.

Управление скоростью перемещения точки игрового состояния и предупреждения о достижении значений биологических параметров околопредельной и предельной величины осуществляется сигналами, поступающими со второго выхода вычислителя 9 на первый вход блока отображения информации 10 на основании сигналов с блока датчиков биологической информации 3 °

Технический канал управления работой кинезометрического блока и блока отображения информации аналогичен каналам биологической обратной связи, только исходная информация поступает с датчиков кинезоэргометрических параметров кинезометрического блока 1.

При необходимости можно усложнять задачу игровой деятельности с пульта управления, заставляя игроков-соперников перемещаться с определенной скоростью по игровому полю. В этом случае сигнал с третьего выхода пульта управления 7 поступает на второй вход блока управления 8, с третьего выхода которого поступает на второй вход вычислителя 9„ где в программу игровой деятельности вносятся изменения и отображаются затем на экране блока отображения информации.10 на основании сигнала, поступающего на

его первый вход со второго выхода вычислителя 9.

Возможно и оперативное управление работой кинезометрического блока 1 с пульта управления 7 сигналом, поступающим с его первого выхода на первый вход кинезометрического блока 1.

При достижении игроком конечной цели (он забил свой мяч в ворота соперника или закончилось установленное время) игра останавливается.

Блок управления 8 выключает соответствующее кинезометрическое устройстI во блока 1 по каналу связи с ним.

На информационном поле высвечиваЮтся конечные значения параметров: количество голов и значения эрго5 метрических затрат. Выигравшим счи,тается игрок, который с наименьшими эргометрическими затратами забил свои голы в ворота за установленное время.

Использование изобретения позво- .

Ю ляет повысить эффективность проведения спортивных игр.

Формула изобретения

Спортивный тренажер, содержащий кинеэометрический блок, соединенный с блоком преобразования сигналов, 2р и блок отображения информации, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности проведения спортивных игр, он имеет блок датчиков биоинформации, преобразова25 тель биоинформации, блок ввода информации, узел управления, блок считывания информации и вычислитель, при этом выход блока датчиков биоинформации через преобразователь биоинформации подключен к первому входу блока ввода информации, второй вход. которого связан с выходом блока считывания информации, а третий вход— с выходом блока преобразования сигнаЗ5,лов, четвертый вход и выход блока ввода информации связаны соответственно с первым входом и первым выходом узла управления, вторые вход и выход которого связаны с входом и выходом вычислителя, третий выход узла управления соединен с входом блока отображения информации, который подсоединен к управляющим входу и выходу вычислителя, причем четвертые выходы узла управления связаны с соответствующими входами кинезометрического блока.

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

5р Р 624646, кл. A 63 В 69/00, 1976.

971372

Составитель С. Алексанов, Редактор Б. Федотов Техред С.Мигунова

Корректор С. Иекмар

Подписное

Филиал IIIIII "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8775/13 Тираж .400

BHHIIIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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