Электронный эргометр

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВЯДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(6 ) Дополнительное к авт. свиа-ву Ю 957019 (22)Заявлено 07.01,80 (21) 2856501/18-10 с присоелинением заявки РВ(51)М. Кл. 6 01 1. 5/10 Геаудлрстеенный квинтет Опубликовано 15. 03. 83, Бюллетень М 1 0Дата опубликования описания 18. 03. 83 ае делен нзееретеннй н еткрытнй(54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ЭРГОМЕТР 1Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам медицинской диагностики, используемых для измерения работы и мощности движущегося человека, например, при ходьбе или беге. 5 По основному авт. св. Ю 957019 известен электронный эргометр, содержащий сейсмодатчик, блок управления, два мультивибратора, три счет- чика, два вентиля, смеситель, блок установки интервалов таймера, регулируемый таймер, блок установки нуля, блок установки порога мощности, блок установки порога нагрузки, блок устат 5 новки индивидуальных данных человека, три блока сравнения, регистр, один элемент ИЛИ, кнопку, индикатор и блок питания. Известный эргометр позволяет считывать значения мощности со шкалы эргометра путем нажатия кнопки, а в случае достижения порога работы электронный эргометр подает прерывистый 2сигнал и начинает мигать цифровой индикацией.Звуковой сигнал и мигание индикации привлекают внимание человека.Мигающие цифры индицируют значение допустимого порога работы. В случае если достигнут допустимый порог мощности, то электронный эргометр также подает прерывистый звуковой сигнал и мигает индикацией, но индицирует значение проделанной работы 1 11.Однако для считывания значения допустимого порога мощности в данном эргометре необходимо нажать кнопку, что осложняет эксплуатацию прибора и вызывает ряд неудобств в процессе определения какой из порогов превышен.Целью изобретения является обеспечение автоматической индикации цифрового значения допустимого порога мощности.Указанная цель достигается тем, что эргометр снабжен вторым элементом ИЛИ, один из входов которого сое 100473динен с кнопкой, другой - с выходомблока сравнения мощности и одним извходов первого элемента ИЛИ, а выходсоединен с управляющим входом индикатора и с вторым входом вентиля,соединенного с индикатором,На чертеже представлен предлагаемый электронный эргометр.Электронный эргометр состоит изсейсмодатчика 1, блока 2 управления, 10высокочастотного мультивибратора 3,двоичного счетчика 4, счетчика 5,индикатора б, блока 7 установки дбпустимого порога нагрузки, блока 8сравнения, блока 9 установки индивидуЧ 5альных данных человека, низкочастотного мультивибратора 10, смесителя11, регулируемого таймера 12, блока13 установки интервалов таймера, вентиля 14, счетчика 15 мощности, регист ра 16, блока 17 сравнения мощности,блока 18 установки порога мощности,блока 19 сравнения мощности, вентиля20, элемента ИЛИ 21, кнопки 22, элемента ИЛИ 23, блока 24 установки в 25ноль, блока 25 питания.Выход сейсмодатчика 1 подключен квходу блока 2 управления, выход которого соединен с первым входом высокочастотного мультивибратора 3. Диапа-З 0зон частот мультивибратора 3 регулируется блокам 9 установки индивидуальных данных человека, Выход мультивибратора 3 соединен с счетным входом двоичного счетчика 4 и первымвходом смесителя 11, Двоичный счетчик 4 подключен к первому входу венти"ля 14 и к счетномз входу счетчика 5,выходы которого соединены с первымиинформационными входами индикатора 6 40и первыми входами блока 8 сравнения.Блок 7 установки допустимого пороганагрузки подключен к вторым входамблока 8 сравнения, выход которогосоединен с первым входом элемента45ИЛИ 23, а выход последнего подключенк второму входу мультивибратора 3 ик управляющим входам двоичного счетчика 4 и низкочастотного мультивибратора 10, выход которого подключен50ко второму входу смесителя 11. Выход смесителя 11 соединен с сигнальным входом индикатора 6. Ко второмувходу вентиля 14 подключен таймер 12,временной интервал которого регулируется блоком 13 установки интервала таймера. Выход вентиля 14 подключен через счетчик 15 к входам регистра 16 и первым входам блока 17 срав 81нения, вторые входы которого связаны с первыми входами блока 19 сравнения и вентиля 20 и подключены к вы" ходам регистра 16. Выход блока 17 сравнения подключен к управляющему входу регистра 16, выход блока 19 сравнения - к второму входу элемента ИЛИ 23. Вторые входы блока 19 срав. нения подключены к выходам блока 18 установки порога мощности, Кнопка 22 подключена к первому входу элемента ИЛИ 21, ко второму входу которого подключен выход блока 19 сравнения и второй вход элемента ИЛИ 23. Выход элемента ИЛИ 21 соединен с управляющим входом индикатора б и вторым входом вентиля 20, выходы которого подключены к вторым информационным входам индикатора 6,. Выход блока 24 установки в ноль связан с установочными входами блоков 4, 5, 6, 15 и 16. Второй установочный вход счетчика 15 связан также с выходом таймера 12 и вторым входом вентиля 14.Эргометр работает следующим образом.Предварительно переключатель бло-, ка 9 установки индивидуальных данных устанавливают в положение, соответствующее индивидуальным данным конкретного человека (весу, росту, средней длине шага, темпу движения)Переключателем блока 7 установки допустимого порога нагрузки устанавливают допустимое значение работы для данного человека, Переключателем блока 13 установки интервалов таймера устанавливают время, за которое оценивается значение пиковой мощности, а переклютелем блока 18 установки порога мощности устанавливают. допустимый порог мощности для данного (определенного) человека.При включении питания с помощью блока 24 установки в ноль производится автоматическая установка в ноль блоков 4, 5, б, 15 и 16. Электронный эргометр подготовлен к работе. При этом с выхода блока 8 сравнения или с выхода блока 19 сравнения поступает сигнал через элемент ИЛИ 23 на вход мультивибратора 3 и управляющие входы двоичного счетчика 4 и мультивибратора 10. Вследствие этого счетный вход двоичного счетчика 4, представляющий собой делитель частоты, оказывается открытым для поступления импульсов в двоичный счетчик 4 с выхода мультивибратора 3, который во4781 6 5 0 15 20 25 30 35 ао 45 50 55 5 100 время действия управляющего импульса с выхода блока 2 управления их генерирует; мультивибратор 10 оказывается заблокированным, смеситель 11 - закрытым по выхдду мультивибратора 1 О.При ходьбе или беге человек совершает колебательные движения в вер.тикальной плоскости. Амплитуда этих колебаний зависит от индивидуальных данных Человека (веса, роста и т.д,), но в среднем составляет 1,5-3 см.Сейсмодатчик 1 воспринимает эти колебания и преобразует их в электрический сигнал, который поступает в блок 2 управления, На выходе последнего образуются импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде колебаний центра тяжести целовека. Эти импульсы поступают на соответствующий вход мультивибратора 3, который генерирует высокочастотные импульсы во время действия импульса с выхода блока 2, Частота генерации мультивибратора 3 определяется положе нием переключателя блока 9. Пачки импульсов с выхода мультивибратора 3 поступают на счетный вход двоичного счетчика 4, который представляет со" бой многоразрядный счетчик с постоянным коэффициентом деления. С выхода двоичного счетчика 4 импульсы поступают на счетный вход счетчика 5 и на первый вход вентиля 14. Код с выхода счетчика 5 поступает одновременно на блок 8 сравнения 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 23 на соответствующий вход мультивибратора 3, и последний начинает генерировать импульсывысокой 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 1, на выходе которого получаются пачки импульсов.Частота поступления пачек равна частоте мультивибратсра 1 О, а частотазаполняющих импульсов в пачке - частоте мультивибратора 3. Так как повходу двоичный счетчик 4 закрыт, тона выходе счетчика 5 будет код, равный предварительно установленномудопустимому порогу нагрузки, показа"ния которого отражаются в индикаторе 6, Кроме того, сигнал с выходасмесителя 11 поступает на сигнальныйвход индикатора 6, по которому онформирует прерывистый звуковой сигнал и обеспечивает мигание цифр шкалыиндикатора, что привлекает вниманиечеловека,Измерение мощности, развиваемойчеловеком во время ходьбы или бега,осуществляется следующим образом.выхода двоичного счетчика 4 импульсы поступают на первый вход. вентиля 14, на второй вход которого поступает разрешающий сигнал с выходатаймера 12. Длительность разрешающего сигнала определяется положениемпереключателя блока 13 установки интервалов таймера. Таким образом, винтервал времени, в течение которого.вентиль 14 открыт, в счетчик 15 поступают импульсы с выхода двоичногосчетчика 4. В счетчике 15 образуетсядвоичный код, соответствующий мощности, развиваемой человеком во времяходьбы или бега за данный отрезоквремени. По истечению заданного интервала времени код с выхода счетчика 15 поступает в блок 17 сравнения,где сравнивается с кодом регистра 16В регистре 16 хранится код, соответствующий мощности, которую развилчеловек во время ходьбы или бега водин из предшествующих отрезков вре"мени. 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 14и осуществляется измерение мощностив очередной интервал времени. В счетцике 15 образуется новый код. Если за какой-то интервал времени код счетчика 15 стает больше по величине .кода регистра 16, то на выходе блока 17 сравнения образуется сигнал, посредством которого код со счетчи 1004ка 15 переписывается в регистр 16. После этого под действием сигнала с таймера 12 счетчик 15 устанавливается в состояние ноль и начинается измерение мощности в последующий интервал времени,Таким образом, в регистре 16 образуется код, соответствующий максимальной мощности, которую развил человек при ходьбе или беге. 1 ОКод регистра 16 сравнивается в блоке 19 сравнения с пороговым значением, установленным предварительно с помощью переключателя блока 18 установки порога пиковой мощности, При 15 достижении порога пиковой мощности на выходе блока 19 сравнения образуется сигнал, который одновременно поступает на элементы ИЛИ 21 и 23. С выхода элемента ИЛИ 23 сигнал по ступает на вход мультивибратора 3 и управляющие входы делителя 4 частоты (двоичного счетчика) и мультивибратора 10. Включаются аналогичным образом звуковая и визуальная инди кация эргометра, Сигнал с выхода элемента ИЛИ 21 открывает вентиль 20 и код с вьхода регистра 16 поступает в индикатор 6. При этом сигнал с элемента ИЛИ 21 запрещает поступление кода с выхода счетчика 5 в индикатор 6. Таким образом, происходит автоматическая индикация цифрового значения порога пиковой мощности в слудае его достижения.Получив сигнал "Резерв исчерпан"в случае достижения допустимого порога рабогы или мощности) человек считывает с индикатора 6 значение по 781 8рога работы или мощности и прекращает движение,При выключении питания электронный эргометр теряет всю накопленную информацию.Мультивибратор 3 выполнен с частотнозадающей цепочкой, в которую включен переключатель блока 9 установки индивидуальных данных человека. При этом частота мультивибратора 3 выбрана в диапазоне звуковых частот с целью использовать частоту мультивибратора 3 непосредственно и для звуковой индикации.Введение в электронный эргометр элемента ИЛИ 21 позволяет автоматически индицировать цифровое значение допустимого порога мощности в случае его достижения.Формула изобретенияЭлектронный эргометр по авт. св.11 957019, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью обеспечения автома.тической индикации цифрового значения допустимого порога мощности, онснабжен вторым элементом ИЛИ, одиниз входов которого соединен с кнопкой, другой - с выходом блока сравнения мощности и одним из входовпервого элемента ИЛИ, а выход соединен с управляющим входом индикатораи с вторым входом вен-иля, соединенного с индикатором,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 957019, кл. С О 15/10, 1978.1 ООЙ 781 Составитель В. Герасимктор М. Бандура Техред Т.Фанта Корректор Н. Коро Тираж 871 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д