RU191018U1

RU191018U1 - High power electromyostimulator

Info

Publication number: RU191018U1
Application number: RU2019105769U
Authority: RU
Inventors: Павел Сергеевич Мартьянов
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2019-07-18

Abstract

Электромиостимулятор повышенной мощности относиться к радиоэлектронным устройствам для спорта. Технический результат предлагаемого устройства направлен на увеличение мощности воздействия сигнала на нервно-мышечный аппарат спортсмена. Устройство включает в себя преобразователь напряжения повышающий для подачи напряжения питания на транзисторные каскады, усиливающие сформировавшиеся пачки импульсов до заданного значения, преобразователь напряжения понижающий для получения напряжения питания подключенных к нему двух микросхем таймеров, с которых синтезированные ими сигналы поступают на вход микросхем логики «И-НЕ». При этом один таймер вырабатывает импульсы низкой частоты, а второй таймер - импульсы более высокой частоты. Далее полученный сигнал с выхода микросхемы «И-НЕ» также поступает на вход транзисторного каскада, который усиливает пачки импульсов до значения амплитуды от 12В до 60В. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Elektromiostimulyator increased power belong to electronic devices for sports. The technical result of the proposed device is aimed at increasing the power of the signal to the neuromuscular apparatus of the athlete. The device includes a step-up voltage converter for supplying power to the transistor cascades, amplifying the generated bursts of pulses to a predetermined value, a down-converter voltage to obtain the supply voltage of two timers connected to it, from which the signals they synthesize go to the input of the IC chips. NOT". In this case, one timer produces low frequency pulses, and the second timer produces higher frequency pulses. Further, the received signal from the output of the “AND-NOT” microcircuit also goes to the input of the transistor cascade, which amplifies the pulse packets to an amplitude value from 12V to 60V. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Электромиостимулятор повышенной мощности относиться к радиоэлектронным устройствам для спорта. Достаточно широко известно положительное влияние на изменение физических качеств атлетов при использовании методики электромиостимуляции. Отмечается увеличение силовых показателей спортсменов, их гибкости и быстроты за счет искусственной активизации мышц. Стоит также отметить, что электромиостимуляционный сигнал, может иметь различную форму импульсов, частоту, амплитуду, скважность. Причем все эти параметра могут изменяться достаточно широко. Однако наиболее оптимальные значения частоты и скважности примерно определены. Обычная тренировка с использованием электромиостимуляционного воздействия осуществляется в виде искусственной активизации нервно-мышечного аппарата серией последовательных импульсов (пачек), с определенной частотой, длительностью и скважностью.High power electromyostimulator refers to electronic devices for sports. It is widely known that there is a positive effect on the change in the physical qualities of athletes using the method of electromyostimulation. There is an increase in power performance of athletes, their flexibility and speed due to the artificial activation of muscles. It is also worth noting that the electromyostimulation signal may have a different pulse shape, frequency, amplitude, duty cycle. Moreover, all these parameters can vary widely enough. However, the most optimal values of frequency and duty cycle are approximately determined. Regular training using electromyostimulation effects is carried out in the form of an artificial activation of the neuromuscular apparatus by a series of consecutive impulses (packs), with a certain frequency, duration and duty cycle.

На сегодняшний день на рынке спортивных электронных приборов представлены различные модели электромиостимуляторов (ЭМС). Из проведенных исследований других моделей стимуляторов марки ЭСМА, Миоритм 021, 040, а также другие аналоги, недостатком является то, что интенсивность выходного сигнала определяется увеличением длительности воздействия каждого импульса в пачке. Т.е. по мере увеличения длительности воздействия спортсмен чувствует более сильное сокращение мышц.Today, various models of electromyostimulators (EMC) are presented on the market of sports electronic devices. From studies of other models of stimulants of the brand ESMA, Myorhythm 021, 040, as well as other analogues, the disadvantage is that the intensity of the output signal is determined by the increase in the duration of exposure of each pulse in the packet. Those. as the duration of the impact increases, the athlete feels stronger muscle contraction.

Технический результат предлагаемого устройства направлен на увеличение мощности воздействия сигнала на нервно-мышечный аппарат спортсмена.The technical result of the proposed device is aimed at increasing the power of the signal on the neuromuscular apparatus of an athlete.

Технический результат достигается тем, что электромиостимулятор повышенной мощности включает в себя преобразователь напряжения повышающий для подачи напряжения питания на транзисторный каскад, который необходим для усиления пачек импульсов до заданного значения, преобразователь напряжения понижающий нужен для получения напряжения питания подключенных к нему микросхемы логики «И-НЕ» и двух микросхем таймеров, с которых синтезированные ими сигналы поступают на вход микросхем логики «И-НЕ», при этом один таймер вырабатывает импульсы низкой частоты, а второй таймер - импульсы более высокой частоты, далее сформировавшийся сигнал с выхода микросхемы логики поступает на вход транзисторного каскада, который усиливает периодичные пачки импульсов до значения амплитуды от 12В до 60В.The technical result is achieved by the fact that the electromyostimulator of increased power includes a voltage converter that increases the voltage supply to the transistor cascade, which is necessary to amplify pulse packets to a predetermined value, and the voltage converter is needed to obtain the supply voltage of the AND-NOT logic chips connected to it. "And two timer chips from which the signals they synthesize go to the input of the AND-NOT logic chip, with one timer generating pulses low frequency, and the second timer - higher frequency pulses, then the generated signal from the logic chip output is fed to the input of the transistor cascade, which amplifies periodic bursts of pulses to an amplitude value from 12V to 60V.

На фиг. 1 изображена структурная схема заявленного ЭМС, где цифрами обозначены: 1 - преобразователь напряжения понижающий; 2 - преобразователь напряжения повышающий; 3, 4 - микросхемы таймера; 5 - микросхема логики «И-Не»; 6 - усилительный транзисторный каскад.FIG. 1 shows the structural scheme of the claimed EMC, where the numbers denote: 1 - a down converter; 2 - step-up voltage converter; 3, 4 - timer chips; 5 - AND-Not logic chip; 6 - amplifier transistor cascade.

Для реализации предложенного устройства, предлагается использовать некоторые схемотехнические идеи, за счет которых возможно регулировать амплитуду выходного сигнал и, как следствие, повышать мощность. Для этого был использован импульсный повышающий преобразователь напряжения LM2577 (2), его электронная обвязка из пассивных электрорадиоэлементов, которая позволяет регулировать выходное напряжение за счет использования переменного резистора соответствующей мощности и номинала. Вырабатываемое регулируемое напряжение является источником питания усилительного транзисторного каскада (6) состоящего из высоковольтных биполярных транзисторов MJD44H11 и MJD45H11, используемые в качестве усилителей-ключей и формирующие выходной сигнал в виде высоковольтных, регулируемых пачек импульсов, поступающие на выходной канал.To implement the proposed device, it is proposed to use some circuit ideas, due to which it is possible to adjust the amplitude of the output signal and, as a result, increase the power. For this, a pulse-based voltage boosting converter LM2577 (2), its electronic piping from passive radio-radioelements, which allows adjusting the output voltage through the use of an alternating resistor of appropriate power and rating, was used. The adjustable voltage produced is the power source of the amplifying transistor cascade (6) consisting of high-voltage bipolar transistors MJD44H11 and MJD45H11, used as amplifiers-switches and generating an output signal in the form of high-voltage, adjustable pulse packets arriving at the output channel.

Помимо этого в устройстве используются и цифровая часть, состоящая из двух микросхем таймеров NE555 (3, 4) и микросхемы логики «И-Не» SN74AC00 (5), данная часть устройства формирует низковольтные пачки импульсов, а также задает их длительность, скважность и частоту. Далее низковольтные пачки импульсов поступают на вход усилительного каскада (6). Напряжение питания для цифровой части устройства обеспечивает понижающий преобразователь напряжения (1).In addition, the device also uses a digital part consisting of two NE555 timer chips (3, 4) and an I-Not chip SN74AC00 (5), this part of the device forms low-voltage bursts, and also sets their duration, duty cycle and frequency . Next, low-voltage bursts of pulses arrive at the input of the amplifier stage (6). The supply voltage for the digital part of the device provides a buck converter (1).

Разработанный макет электромиостимулятора может характеризоваться наличием двух выходных каналов, первый канал может работать в автоматическом режиме, что позволяет самостоятельно регулировать такие параметры: частоту выходного сигнала, амплитуду, длительность пачки импульсов, скважность. Второй выходной канал полуавтоматический и длительность пачек импульсов можно выбирать любую, это необходимо для тренировки в фазе движения уступающей или преодолевающей.The designed model of an electromyostimulator can be characterized by the presence of two output channels, the first channel can operate in automatic mode, which allows you to independently adjust the following parameters: output frequency, amplitude, burst duration, duty cycle. The second output channel is semi-automatic and the duration of the pulse packets can be chosen any, it is necessary for training in the phase of movement that is inferior or overcoming.

В предлагаемом электромиостимуляторе интенсивность выходного сигнала увеличивается по мере роста амплитуды сигнала без увеличения длительности импульсов. Данный способ является более эффективным для роста силовых показателей и больше подходит для спортсменов высокой квалификации. Кроме того, сокращение длительности импульсов в пачке позволит совершать ЭМС воздействие непосредственно в движении, поскольку длительность определенных фаз движения спортсменов в различных видах спорта измеряется секундами и миллисекундами. Помимо этого, второй выходной канал устройства может работать в полуавтоматическом режиме, т.е. при нажатии кнопки на корпусе формируются пачки импульсов с теми же регулировками амплитуды и частоты, что и на первом выходном канале. Данная функция необходима для более согласованного вовлечения мышц при использовании устройства в процессе выполнения упражнения.In the proposed electromyostimulator, the intensity of the output signal increases as the amplitude of the signal increases without increasing the duration of the pulses. This method is more effective for the growth of power indicators and is more suitable for highly qualified athletes. In addition, reducing the duration of the pulses in a pack will allow you to make an EMC effect directly in motion, since the duration of certain phases of the movement of athletes in various sports is measured in seconds and milliseconds. In addition, the second output channel of the device can operate in semi-automatic mode, i.e. when a button is pressed on the body, pulse bursts are formed with the same amplitude and frequency adjustments as on the first output channel. This function is necessary for a more consistent involvement of the muscles when using the device during exercise.

За возможность работы устройства в полуавтоматическом режиме отвечает другая часть устройства, которая формирует импульсный сигнал с той же амплитудой и частотой с той разницей, что сигнал подается на выход второго канал при нажатии тактовой кнопки, поэтому использование второго таймера и умножителя не нужно. Если кнопка не нажата, на втором выходе сигнала нет. Данная идея реализована, чтобы иметь возможность регулировать длительность пачки импульса сигнала в зависимости от требований предъявляемым к режимам работы спортсменам, особенно если она выполняется в динамическом режиме.For the possibility of operating the device in semi-automatic mode, another part of the device is responsible, which generates a pulse signal with the same amplitude and frequency with the difference that the signal is output to the second channel when the clock button is pressed, so the use of the second timer and multiplier is not necessary. If the button is not pressed, there is no signal at the second output. This idea is implemented in order to be able to adjust the duration of a pulse signal burst depending on the requirements imposed on the athletes' modes of operation, especially if it is performed in a dynamic mode.

Стоит также отметить, что в цепях 1 и 2 канала могут стоять цифровые вольтметры, которые показывают выходную амплитуду сигнала в целях лучшего контроля за нагрузкой спортсмена.It is also worth noting that digital voltmeters can be used in circuits 1 and 2 of the channel, which show the output amplitude of the signal in order to better control the athlete's load.

Claims

1. The electromyostimulator of high power includes a voltage converter that increases the voltage supply to the transistor cascade to amplify the formed bursts of pulses to a predetermined value, the voltage converter down to obtain the supply voltage of the two timers connected to it, from which the signals they synthesize enter the microchips logic "AND-NOT", with one timer produces low frequency pulses, and the second timer - higher frequency pulses, then half enny signal output circuit "NAND" is also supplied to the input of a transistor stage, which amplifies the burst amplitude to a value of 12 V to 60 V.

2. Electromyostimulator increased power under item 1, characterized in that the digital voltmeter is installed at the output of the step-up voltage converter.