Велоэргометр

(19) (11) 4 А 6 1 В 5 / 2 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О АВТО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 15.11.87. Бюл. Р 42 (71) Белорусский научно-исследова тельский институт кардиологии (72) Г.И.Сидоренко, В.В.Кацыгин и А.А.Резников(54) ВЕЛОЭРГОМЕТР (57) Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения - сокращение массы и габаритов, а также повышение точности дозирования нагрузки. Велоэргометр содержит корпус, в котором установлен привод 2 с валом 3, Червяк 4 взаимодействует с червячным колесом 5. Внутри полого ротора 6 установлен полый статор 15. Вал 16 статора 15 установлен в роторе 6 и соединен с измерительным диском 18 со шкалой. Счетчик 22 соединен с выходным валом 23 интегратора 24, вход которого через рычаги 25 соединен с пружинами 21. Наличие двух Я пружин 21 допускает вращение привода 2 в двух направлениях, По счетчику 22 определяют величину физической работы, выполненной пациентом. 1 з,п. Ъф-лы, 2 ил.Фтр Нат1 135157Изобретение относится к медицинской технике и используется для задания физической нагрузки и измерениявыполненной при этом работы.Целью изобретения является сокращение веса и габаритов, а такжеповышение точности дозирования нагрузки.,На Фиг.1 представлена кинематическач схема велоэргометра; на фиг,2 -10измерительный диск со шкалой при калибровке устройства.Велоэргометр содержит корпус 1,в котором установлен привод 2 с валом 3, на котором закреплен червяк 154, вэаимодействуюиий с червячным колесом 5, в котором одним концом установлен полый ротор 6 с воэможностьюосевого перемещения, причем междуполым роторомб и червячным колесом 205 установлена пружина 7 сжатия. Второй конец полого ротора 6 установленна поршне 8 первого гидроцилиндра9, соединенного трубопроводом 10с вторым гидроцилиндром 11, имеющимпоршень 12 с винтовым штоком 13 имаховиком 14, внутри полого ротора 6установлен концентрично полый статор15 с возможностью поворота вокругсвоей оси, причем внутренняя боковая поверхность полого ротора 6 инаружная боковая поверхность статора15 выполнены конусными, а рабочийзазор между ними заполнен вязкойжидкостью 17. Вал 16 статора 15 подвижно и гермегично установлен в роторе 6 и соединен с измерительнымдиском 18 со шкалой 19, на которомзакреплена гибкая нерастяжимая ленга 20, концы которой соединены через пружины 21 с корпусом 1, счетчик 22 выполненной работы соединенс выходным валом 23 интегратора 24,один вход которого кинематическисоединен с валом 3 привода, а другой - 45через рычаги 25 соединен с пружинами 21, Интегратор 24 может быть выполнен по схеме,Велоэргометр работает следующим,образом, 50В зависимости от вида тренируемых конечностей устройство устанавливается и Фиксируется струбцинамина полу или спинке кровати для вращения ногами либо - на подставке 55или стене для вращения руками, Ккорпусу устройства могут быть прикреплены велосипедное сиденье и руль.Задание нагрузки осуществляется пу 9 2тем установки поршня 12 второго гидроцилиндра 11 в определенное положение с помощью маховика 14. Приэтом жидкость из второго гидроцилиндра 11 через трубопровод 10 подаетсяв первый гидроцилиндр 9 и перемещает поршень 8 совместно с установленным на нем полым ротором 6 в положение, определяющее рабочий зазор между внутренней поверхностью пологоротора 6 и наружной боковой поверхностью статора 15, При вращении маховика 14 в обратном направлении пружина 7 сжатия перемещает полый роторб, поршень 8 и жидкость по трубопроводу 10 также в обратном направлении,Таким образом полый ротор 6 имеетвоэможность осевого перемещения,величина которого пропорциональнарабочему ходу поршня 8 в первом гидроцилиндре 9, При этом размер рабочего зазора между внутренней боковойповерхностью полого ротора 6 и наружной боковой поверхностью статора 15изменяется, тем самым меняя величинунагрузки. Пациент располагается в удобном для работы положении и приводит в движение привод 2. Вращательное движение привода 2 через вал 3 привода, червяк 4 и червячное колесо 5 передается полому ротору 6, который за счет сил трения увлекает за собой вязкую жидкость, находящуюся в рабочем зазоре. При этом статор 15 с валом 16 поворачиваются вокруг сво- ей оси на некоторый угол, регистрируемый по шкале 19 измерительного диска 18, Угловое перемещение статора 15 вызывается трением вязкой жидкости, находящейся в рабочею зазоре, при вращении полого ротора 6, Повороту статора 15 препятствует момент силы натяжения пружины 21, пропорциональный величине этого поворота. Требуемая нагрузка создается за счет трения в рабочем зазоре вязкой жидкости, увлекаемой вращающимся полым ротором 6 о статор 15, причем величина нагрузки обратно пропорциональна размеру рабочего зазора, Статор 15 будет поворачиваться до тех пор, пока момент силы натяженйя пружины 21не станет равным моменту силы трения,.вращающей его, т,е, справедливо равенствоз 13 где М - вращающий момент трения вязтокой жидкости;М - момент силы натяжения пружинатны 21,Момент силы натяжения пружины 21 выражается формулой(2) М нсвт нат где Гнт - сила натяжения пружины 21;К - радиус измерительного дискаФизическая работа, выполняемаяпациентом при вращении привода на иоборотов, описывается формулой(3) А = 2 М и,где и - число оборотов полого ротора 6;= 3,14; М - момент вращения силы трения вязкой жидкости,Подставляяв (2) получим(4) А =2 нй и При уменьшении вращающего момента пациентом статор 15 будет поворачиваться в обратном направлении до равенства моментов силы трения вязкой жидкости и силы натяжения пружины 21. Сила натяжения пружины 21 пропорциональна величине приращения длиныпружины при повороте измерительного диска 18. Изменение длины пружины 21 через рычаг 25 передаетсяна первый вход интегратора 24, ана второй его вход передается вращательное движение с вала 3 привода,При этом число оборотов выходноговала 23 интегратора 24 при поворотеполого ротора на угол д определяется формулой51579 5 10 15 20 25 30 35 40 величины физической работы, определяемой по счетчику 22, Наличие двух пружин 21 допускает вращение привода 2 велоэргометра в двух противоположных направлениях.Калибровка велоэргометра проводится следующим образом. На измерительном диске 18 закрепляют рычаг с образцовым динамометром (фиг.2), Действуя на рычаг с динамометром, вручную поворачивают измерительный диск 18 на некоторый угол, при этом, регистрируя показания образцового динамометра, маркируют соответствующее деление шкалы 19. Увеличивая угол поворота измерительного диска 18, производят градуировку всех делений шкалы 19. Затем, зная радиус измерительного диска, по формуле (4) рассчитывают выполненную работу при вращении вала на определенное число оборотов при силах натяжения пружины 21, соответствующих делениям шкалы 19, При помоши рычага с динамометром вручную поворачивают измерительный диск 18 на одно из делений шкалы 19, прокручивают вал 3 при. вода на определенное число оборотов и регистрируют показание счетчика 22 выполненной работы. При несоответствии рассчитанной по формуле (4) величины выполненной работы с показанием счетчика 22 производят регули - ровку интегратора 24, Периодическая проверка велоэргометра производится на месте его эксплуатации аналогичным образом при помощи рычага с образцовым динамометром.Формула изобретения1. Велоэргометр, содержащий педальный привод, регулируемый тормозной механизм, установленные в корпусе, и индикатор, о т л и ч а ю щ и й(5)50 55 огде Гнс,т - сила натяжения пружины 21;и " число оборотов вала 3 привода;К - коэффициент пропорциональности.Счетчик 22 выполненной работы регистрирует число оборотов выходного вала 23 интегратора 24, которое. соответствует величине выполненной пациентом физической работы, Тренировка на велоэргометре прекращается при выполнении пациентом требуемой с я тем, что, с целью сокращения веса и габаритов, регулируемый тормозной механизм снабжен подпружиненным,конусообразным полым ротором, содержащим внутри конусообразный статор и вязкую жидкость и связанным с первымгидроцилиндром,при этом полый ротор связан через червячную передачу с педальным приводом, статор - с индикатором, первый гидроцилиндр - с вторым гидроцилиндром, включающим регулятор давления.2Велоэргометр по п.1, о т ло ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности дозирования наг13515796вода, и интегратором, входы которогосвязаны с колесом и пружиной, а выход - через счетчик с индикатором,рузки, он снабжен пружиной и диском, установленным на валу статора,колесом, установленным на валу при.г Составитель Ю,Порецедактор М,Бандура Техред Л.Сердюкова орректор С.Ше Заказ 5511 595.рствезобреЖ,е.Проектная,4 Производственно-полиграфическое предприятие, г.уж Тираж ВНИИПИ Госуд по делам 13035, Москва, Подпиного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д.4/5