SU957019A2 - Электронный эргометр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к приборам медицинской диагностики, используемым дл  измерени  и регистрации работы и мощности движущегос  человека, например при ходьбе или беге. По основному авт. св. № 909599 известен электронный эргометр, используемый главным образом дл  измерени  и регистрации работы движущегос  человека. Электронный эргометр выполнен в виде прибора, содержащего сейсмодатчик, блок управлени , два мультивибратора, блок установки индивидуальных данных человека, двоичного счетчика , счетчика блока индикации, индикатора, блока установки допустимого порога нагрузки , блока сравнени  работы, смесител , блока установки на ноль, блока питани , заключенных в корпус 1. Однако функциональные возможности известного эргометра позвол ют измер ть только параметр работы, совершенной человеком . Но в медицинской практике часто возникает необходимость определ ть параметр мощности человека, так как в экстре|С1альных услови х значение мощности, развиваемой человеком при выполнении физических нагрузок, имеет первостепенное значение , особенно дл  людей с сердечно-сосудистыми заболевани ми. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  измерени  мощности движущегос  человека. Цель достигаетс  тем, что в электронный эргометр введены регулируемый таймер с блоком, установки интервалов, счетчик мощности , регистр, два блока сравнени  мощности , блок установки порога мощности, кнопка, два вентил  и элемент ИЛИ, причем выход двоичного счетчика подключен к одному из входов первого вентил , 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 сравнени  мощности, выход которого подключен к управл ющему входу регистра, а его выходы подключены к вторым входам первого блока сравнени  мощности и к первым входам другого блока сравнени  мощности, вторые входы которого

соединены с блоком установки порога мощности , а выход через ИЛИ с входом первого мультивибратора и управл ющими входами двоичного счетчика и второго мультивибратора , причем выходы регистра подключены к входам второго вентил , вторые входы которого св заны с кнопкой и управл ющим входом блока индикации, а выходы - с информационными входами блока индикации.

На чертеже представлена структурна  схема электронного эргометра.

Электронный эргометр состоит из сейсмодатчика 1, блока 2 управлени , высокочастотного мультивибратора 3, двоичного счетчика 4, счетчика 5, индикатора 6, блока 7 установки допустимого порога нагрузки, блока 8 сравнени , блока 9 установки индивидуальных данных человека, низкочастотного мультивибратора 10, смесител  11, регулируемого таймера 12, блока 13 установки интервалов таймера, вентил  14, счетчика 15 мощности, регистра 16, блока 17 сравнени  мощности, блока 18 установки порога мощности, блока 19 сравнени  .мощности , вентил  20, кнопки 21, эле.мента ИЛИ 22, блока 23 установки на ноль, блока 24 питани .

Выход сейсмодатчика подключен к входу блока 2 управлени , выход которого соединен с первым входом высокочастотного мультивибратора 3. Диапазон частот мультивибратора 3 регулируетс  блоком 9 установки индивидуальных данных человека. Выход мультивибратора 3 соединен со счетным входом двоичного счетчика 4 и первым входом смесител  П. Двоичный счетчик 4 подключен к первому входу вентил  14 и к счетному входу счетчика 5, выходы которого соединены с первыми информапионны.ми входами индикатора 6 и первыми входами блока 8 сравнени . Блок 7 установки допустимого порога нагрузки подключен к вторым входам блока 8 сравнени , выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 22, а выход последнего подключен к второму входу мультивибратора 3 и к управл ющим входам двоичного счетчика 4 и низкочастотного мультивибратора 10, выход которого подключен ко второму входу смесител  11. Выход смесител  11 соединен с сигнальным входом индикатора 6. Ко второму входу, вентил  14 подключен таймер 12, временной интервал которого регулируетс  блоком 13 установки интервала таймера. Выход вентил  14 подключен через счетчик 15 к входу регистра 16 и первым входам блока 17 сравнени , вторые входы которого св заны с первыми входами блока 19 сравнени  и вентил  20 и подключен к выходам регистра 16. Выход блока 17 сравнени  подключен к управл ющему входу регистра 16, выход блока 19 сравнени  - к второму входу элемента ИЛИ 22. Вторые

ВХОДЫ блока 19 сравнени  подключены к выходам блока 18 установки порога мощности . Кнопка 2 подключена к управл ющему входу индикатора 6 и второму входу вентил  20, выходы которого подключены к вторым информационным :;.(:лам индикатора 6. Выход блока 23 ycTaiiOBKH в ноль св зан с установочными входами блоков 4, 5, 6, 15 и 16. Установочный вход счетчика 15 св зан также с выходом таймера 12.

Эргометр работает следующим образом.

Предварительно переключатель блока 9 установки индивидуальных данных устанавливают в положение, соответствующее индивидуальным данным конкретного человека (росту, весу, средней длине тага, темпу движени ). Переключателем блока 7 допустимого порога нагрузки устанавливают допустимое значение работы дл  данного человека. Переключателе.м блока 13 стаНОВК1-: интервалов Tan.viepa устанав-лигзают врем , за которое будет оцениватьс  значение пиковой .мощности, а переключателем блока 18 установки порога мощностк устанавливают ДОПуСТИ.МЫЙ ПОрО MrjlIJJiOCTH

дл  данного (определепкого) человека.

При включении питани  с 11ом{)щью блока; установки в ноль производитс  авто.матическа  в ноль 4, 5, 6, 15 и 16. Электронный эргометр исдготовлен к работе. При этом с выхода блок 8 сравнени  поступает сигнал через элемент ИЛИ 22 на вход гунльтивибратора 3 и управл юпше входы делител  4 часто ы и мультивибратора 10. Вследствие этог(| счстный вход двоичного счетчика 4 окажетс  отк)ьггыч дл  поступлени  импульсов в двоичный счетчик 4 с выхода му.чьтивибратора 3, который но врем  дсйстпин управл ющего иущумьса с выхода блока 2 будет их генерировать; мультивибратор 10 окажетс  заблокированным , с.утеситель 1 1 закрытым по выходу мультивибратора 10.

При ходьбе ИЛИ беге человек соверщает колебатель.ные движени  в вертикальной плоскости. Амплитуда этих колебаний зависит от индивидуальных данных че.ювека (роста, веса ит. д.), но в среднем составл ет 1,5-3 с.м. Сейс.модатчик 1 воспринимает эти колебани  и преобразует их в электрический сигнал, который поступает в блок 2 управлени . На выходе последнего образуютс  импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде колебаний центра т жести человека. Данные импульсы поступают на соответствующий вход мультивибратора 3, который генерирует высокочастотные импульсы во вре.м  действи  импульса с выхода блока 2. Частота генерации мультивибратора 3 опрс дел етс  положением переключател  блока 9. Пачки и.мпу.льсов с выхода мультивибратора 3 поступают на счетный вход двоичного счетчика 4, который представл ет собой многозар дный счетчик

с посто нным коэффициентом делени . С выхода двоичного счетчика 4 импульсы поступают на счетный вход счетчика 5. Код с выхода счетчика 5 поступает одновременно на блок 8 сравнени , 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 переключател  блока 7, на выходе блока 8 сравнени  формируетс  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 управл ющий вход двоичного счетчика 4 и запрещает этим прохождение импульсов с выхода мультивибратора 3 на счетный вход двоичного счетчика 4, а также поступает на управл ющий вход мультивибрато- ра 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 получаютс  пачки импульсов. Частота поступлени  пачек равна частоте мультивибратора 10, а частота заполн ющих 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, показани  Которого будут выражены в индикаторе 6. Кроме того, сигналом с выхода смесител  1 индикатор 6 формирует прерывистый звуковой сигнал и обеспечивает мигание цифр шкалы индикатора , что привлекает внимание человека.

Измерение мощности, производимой человеком во врем  ходьбы или бега, осуществл етс  следующим образом.

С выхода двоичного счетчика 4 импульсы поступают на первый вход вентил  14, на второй вход которого поступает разрешающий сигнал с выхода таймера 12. Длительность разрешающего сигнала определ етс  положением переключател  блока 13 установки интервалов таймера. Таким образом, в интервал времени, в течение которого вентиль 14 открыт, в счетчик 15 поступают импульсы с вь1хода двоичного счетчика 4. В счетчике 15 образуетс  код, соответствующий мощности, развиваемой человеком во врем  ходьбы или бега за данный отрезок времени. По истечении заданного интервала времени код с выхода счетчика 15 поступает в блок 17 сравнени , где сравниваетс  с кодом регистра 16. В регистре 16 хранитс  код, соответствующий мощности, которую развил человек во врем  ходьбы или бега в один из предшествующих отрезков времени.

Если код счетчика 15 оказываетс  по величине меньше кода регистра .16, то код в регистре 16 сохран етс , а при образовании на выходе таймера 12 очередного разрешающего сигнала счетчик 15 устанавливаетс  в состо ние ноль, открываетс  вентиль 14 и осуществл етс  измерение мощности в очередной интервал времени. В счетчике 15 образуетс  новый код.

Если за какой-то интервал времени код счетчика 15 станет больше по величине кода регистра 16, то на выходе блока 17 сравнени  образуетс  сигнал, посредством которого код со счетчика 15 перепишетс  в регистр 16. После этого под действием сигнала с таймера 12 счетчик 15 установи1 с  в состо ние 5 ноль и начнетс  измерение мощности в последующий интервал времени.

Таким образом, в регистре 16 образуетс  код, соответствующий максимальной мощности , которую развил человек при ходьбе или беге.

Код регистра 16 сравниваетс  в блоке 19 сравнени  с пороговым значением, установленным предварительно с помощью переключател  блока 18 установки порога пиковой мощности. При превышении порога пиковой мощности на выходе блока 19 сравнени  образуетс  сигнал, который поступит через элемент ИЛИ 22 на вход мультивибратора 3 и управл ющие входы делител  4 частоты и мультивибратора 10. Включитс  аналогичным образом сигнализаци  индикатора 6.

Величину пиковой мощности визуально можно отсчитывать в индикаторе 6. Дл  этого необходимо нажать кнопку 21. Вследствие этого откроетс  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 питани  электронный 0 эргометр тер ет всю накопленную информацию .

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

Введение в электронный эргометр блоков 0 12-22 позвол ет расширить его функциональные возможности, т. е. регистрировать как пиковую, так и среднюю мощность, развиваемую человеком во врем  ходьбы или бега, дополнительно к измерению и регистрации работы.

Claims (1)

1. 5 Электронный эргометр позвол ет расщирить двигательный режим под контролем установленных величин допустимого порога нагрузки и допустимого порога мощности дл  больных сердечно-сосудистыми заболевани ми в практике лечебной физкультуры и санаторно-курортной службы. Формула изобретени  Электронный эргометр по авт, св. № 909599, отличающийс  тем, что, с целью расширени  его функциональных возможностей за счет измерени  параметра мощности движущегос  человека, в него введены nUL. J И ДОИ /П у lU,Ci WU J.L4 , JJ -J iJt-r- fJ - , оегулируемьш таймер с блоком установки интервалов счетчик мощности, регистр, два блока сравнени  мощности, блок установки порога мощности, кнопка, два вентил  и элемент ИЛИ, причем выход двоичного счетчика подключен к одному из входов первого вентил , другой вход которого подключен к выходу регулируемого таймеру и к установочному входу счетчика мощности, а выход - через счетчик мощности к входам регистра и первым входам одного блока сравнени  мощности, выход которого подключен к управл ющему входу регистра, а его выходы подключены к вторым входам первого блока сравнени  мощности и к первым входам другого блока сравнени  мощности , вторые входы которого соединены с блоком установки порога .мощности, а выход через элемент ИЛИ с входом первого мультивибратора и управл ющими входами двоичного счетчика и второго мультивибра-тора , причем выходы регистра подключены к входам второго вентил , вторые входы которого св заны с кнопкой и управл ющим входом блока индикации, а выходы - с информационными входами блока индикадии , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 909599, кл. G 01 L 5/10, 1978.