Устройство для определения физической нагрузки

ОП ИСАНИЕ (,826108ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ихСоциалистическиеРеспублик(23) ПриоритетОпубликовано 30, 10.8 1, Бюллетень Юв 40Дата опубликования описания 01, 11,81 Ъеудеретеенньй квинтет СССР йе делен кзебретеннй н еткрнтнй(53) УДК 615, 47(088.8) 72) Авторы изобретения А. А. Тарасюк и С. В. Ку исследовательскийлем физической куль кий научи 1) Заявитель шщинских пр(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПР Изобретение относится к медицинтехнике и может быть использованодиагностических и экспериментальных ляхПо основному авт. св. М 665892 известно устройство, содержащее блок изме5 рения частоты пульса, реверсивныйсчетчик, блок сравнения, фор миров атель интервала времени следования команп и последовательносоединенные сумматор, дешифратор, блок схемо совпадения и блок раздражителей, причем вход дешифратора, через последовательно вкаоченные блок сравнения и реверсивный счетчик соединен с одним из входов сумматора, другой вход которого соединен с1 выходом блока измерения частоты пульса, а выход формирователя интервала времени следования команд соединен с входом блока схем совпадения 1)Однако известное устройство не обеспечивает возможность выполнения пациентом сложного ритма движений,. Это обусловлено тем, что известное устройство команды выдает равномерно (подобно метЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ роному), лишь изменяя их частоту. Для выполнения же физических упражнений- имеющих сложный;ритм движений, требуются неравномерные интервалы между командными сигналами, соответствующие продолжительности мышечных движений в сложном целостном действии пациента.Известно, что к временным характэ ристйкам мышечных движений относятся их длительность, темп и ритм. Ритм авиьжений является мерой соотношения отдельных фаз, комплексной характеристикой движения, организующей отюльные фазы его в единое целостное действие.Соотношение и последовательность этих фаз известное устройство не учитывает. Кроме гого, это устройство также не уча тывает наличие акцентированных фаз две жениВ в физическом упражнении, что особенно важно при выполнения физических упражнений со сложным ритмом, так как без акцентирования, например, начальной фазы трудно правильно начать сложные по ритму мышечные движения, сосгавля876 1 ющие упражнения, а затем и выполнять эти упражнения.Цель изобретения - обеспечение оптимальной физической нагрузки при различных типах упражнений со сложным ритмом мышечных движений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения физи ческой нагрузки, содержащее последовательно соединенные блок измерения час тоты пульса, сумматор, дешифратор, блок сравнения, реверсивный счетчик, выход которого подключен к счетному входу сумматора, соединенный с выходом дешиф. .ратора своим входом, блок схем совпадв ния, йодключенный к его другому входу своим. выходом формирователь интервала времени следования команд, и соединенный с блоком схем совпадения блок раздражитежй, введены последовательно соединенные блок установки частоты и коэффициента пересчета, двоичный счетчик, дополнительный дешифраторблок установки соотг ношения интервалов времени, состояций , из последовательно соединенных переключателя и элемента ИЛИ, и дополнительная схема совпадения, при этом вход двоич. ного счетчика подключен к выходу блока схем совпадения и ко второму входу дополнительной схемы совпадения, вход которой соединен с входом блока раздражителей, дополнительный вход которого подключен к первому входу дополнительного дешифратора, все выходы которого соединены с выходами блока установки частоты35 и коэффициента пересчета, второй выход которого подключен к входу формирователя интервала времени следования команд.На чертеже изображена структурная схема устройства для опредежния физи 40 ческой нагрузки.Устройство содержит блок 1 измерения частоты пульса, сумматор 2, дешифратор 3, блок 4 сравнения, реверсивный счет чик 5, блок 6 схем совпадения, формирователь 7 интервала времени следования45 команд, двоичный счетчик 8, дешифратор 9, блок 10 установки частоты, и коэффи циента пересчета, блок 11 установки стотношения интервалов времени, схему 12 совпадения, блок 13 раздражителей. Причем блок 11 состоит из последовательно соединенных переключателя и эжмента ИЛИ, При этом блок 1 измерения частоты пульса, сумматор 2, дешифратор 3, блок 4 сравнения и реверсивный счетчик 55 5 включены последовательно. Выход дешифратора 3 также соединен с входом блока 6 схем совпадения, другой вход 084которого связан с выходом формирователя 7 интервала времени следования кманд, а выход подключен к счетному вхду двоичного счетчика 8 и к первому входу схемы 12 совпадения, Другой входсхемы 12 подключен к выходу блока 11,установки соотношения интервалов времени, а выход - к первому входу блока 13раздражителей.Выход двоичного счетчика 8 соединенс входом дешифратора 9, выходы которогоподключены к входам блока 11 установкисоотношения интервалов времени,и царапжльно - к входам блока 10 установкичастоты и коэффициента пересчета,один выход которого подключен к установочному входу двоичного счетчика 8, адругой - установочному входу формирователя 7 интервала времени следования команд. Второй вход блока 13 раздражителей подключен к первому выходу дешифратора 9.Устройство работает следующим образом.Перед началом выполнения пациентомфизических упражнений в блоке 4 сравнения устанавливают заданное (эталонное)значение частоты пульса.Если избирается при выполнении упражнений сложный ритм движений, то переключатель блока 10 установки частотыи коэффициента пересчета устанавливаютв то положение, которое .соответствуетколичеству ритмических движений в их повторяющемсяцикле и соотношению временных.ин.тервалов в этом сложном ритме. Такимобразом, зараннее задают количество командных сигналов в их цикж, вырабатываемых затем этим устройством при работес ним пациента, а также постоянное дляданного тренировочного занятия соотношениеинтервалов времени между командными,сигналами.Например, если количество командныхсигналов в их цикле равно четырем, асоотношение интервалов времени междуэтими сигналами задают как 1;1;2;1, гов этом .случае переключатель блока 10устанавливают в положение 1+1+2+1 - -5,При этом в блоке 11 установки соотношения интервалов времени переключателя, установжнные в выходных цепях дешифратора 9, устанавливают.в положение,соответствующие избранному соотношению(1;1:2: Ц.В нашем примере включаются тумблерыпервый, второй, третий и пятый. Четвертыйтумблер при этом остается выключенным,так как интервал времени между третьим8761и четвертым комаиаым сигналами аоакенбыть удвоен (например, в случае если бынеобходимо было соблюдать соотношениеинтервалов времени между команднымисигналами квк 1:3:1:1, то для этого нухно было бы включить первый, второй, пятый и вестой тумбжры).При работе пациента с устройством значение частоты его пульса, измеренное блоком 1 измерения частоты .пульса, через 1 оопределенные промежутки. времени записывается в сумматор 2, и код записанного числа подается на рхоа дещифратора3. С выхода дещиратора 3 разрешающийсигнал подается на соответствующий вхо 5блока 6 схем совпадения, на другой входкоторого поступают импульсы временных(масштабных) меток с формирователя 7интервала времени следования команд.В случае, если задается простой ритм 2 одвижений, то переключатель блока 10 установки частоты и коэффициента пересчетаустанавливают в первое положение, и тогда частоты задающего генератора формирователя 7 интервалов времени следования 25команд будет равна исходной частоте, определенной программой работы устройства,а коэффициент пересчета двоичного счетчика 8 при этом будет равен единице. Поступающий на вход двоичного счетчика 8 зоимпульс, проходя одновременно и на первый вход схемы 12 совпадения, на второмвходе которой уже присутствует разрещающий сигнал с нулевого выхода аещифраторв9 (так как двоичный счетчик 8 находилсяв исходном нулевом состоянии), запускаетблок 13 раздражителей и своим срезомзаписывает в двоичном счетчике 8 единицуеТак как переключатель блока 10 установки частоты и коэффициента пересчетанаходится в первом положении, двоичныйсчетчик 8 снова установится в исходноенулевое положение, и при поступлении навход этого счетчика очередного сигналаописанный процесс вновь повторится, Приэтом частота подачи команд блоком 13раздражителей будет определяться программой работы устройства и значением частотыпульса пациента, записанным в сумматоре502 до следующего цикла измерения,Если частота пульса пациента будетсоответствовать записанному в блоке 4сравнения эталонному значению частоты,то в этом случае частота, подачи коман 55дных сигналов блоком 13 раздражителейпациенту будет определяться программой,заложенной в устройстве. Если же частотапульса будет отличаться от эталонного О 8 6значения, то при поступжнии (при очередном измерении) на вход блока 4 сравнения с выхоаа дещифрвторв 3 значения частоты пульса в блоке 4 сравнения будетформироваться сигнал, .поступающий на реверсивный счетчик 5 в режиме сложения,в случае если значение частоты пульсапревышает эталонное,Если же частота пуиса пациента меньше эталонного значения, то в блоке 4 сравнения будет формироваться сигнал, посту-.пающий нв реверсивный счетчик 5 в режиме вычитания. Поступая на счетный входсумматора 2 значение числа, записанногов реверсивном счетчике 5, складЫваетсяс кодом частоты пужса в сумматоре 2,и коа суммы поступает на вход дешифратора 3, изменяя при этом частоту сигнвлов, поступающих с выхода блока 6 схемсовпадения нв вход двоичного счетчика 8.Тем самым изменяется задаваемый блоком13 раздражителей пациенту темп вьзпожения физических упражнений.При превышении частоты пульса падеента эталонного значения задаваемый устройством темп снижается, а при частотепульса ниже эталонной этот темп увеличиввется.Ф Если выполняются мышечные движения со сложным ритмом, топереключатели управжния устройства выставляют в соот ветствии с этим ритмом (примеры описаны).И нашем примере переключатель блока 10 установки устанавливают в положениизвПри этом частота задающего генерато.- ра формирователя 7 интервалов следования команд будет увеличена в пять раз, и, соответственно, при том же значении час тоты пульса с выхода блока 6 схем совпадения будут поступать импульсы с час тотой в пять раз большей. Так как коэфициет пересчета двоичного счетчика 8 в этом случае будет также равно пяти, то этот счетчик будет устанавливаться в исходное состоящие после записи в него ( в этом случае) пятого импульса. При этом импульсы на второй вход схемы 12 совпадания будут поступать в соответствии с записанным в двоичном счетчике 8 числом с первого второго и т.д. до пятого выходов аещифраторв 9 через тумбжры и схему ИЛИ блока 11 установки соотношения интервалов времени.Если тумбжр в соответствующей цепи дешифратора 9 будет включен, импульс проходит на вход схемы 12 совпадения.7 8761Если же этот тумблер отключен, то навход схемы 12 совпадения сигнал не проходит и в результате блок 13 раздражителей.не сработает. В соответствии с принятым в конкретном примере соотношением 5интервалов времени между команднымисигналами для пациента (1;1:2:1) включают тумблеры первый, второйтретий ипятый. Теперь при появжнии первого им, пульса на выходе блока 6 схем совпадения он поступает на первый вход схемы12 совпадения, на втором входе которойприсутсвует разрешающий потенциал с первого выхода дешифратора 9,Блок 13 раздражителей, выдает акценти рованный первый сигнал в их цикле, таккак нв втором его входе присутствует сигнал с первого выхода дешифратора 9.Срезом импульса, поступивше о на входдвоичного счетчика 8, в него записываег- рося единица н на второй вход схемы 12совпадения в результате поступает разрешающий Сигнал со второго выхода дешифратора 9 через второй тумблер и схему ИЛИ, 25При появлении на выходе блока 6 схемсовпадения следующего импульса он опятьпройдет на вход блока 13 раздражитежй,который выдает при этом не вкцентирова-,,ный командный сигнал. Аналогично в двоич-, зоный счетчик 8 запишется еще одна единица и появится разрешающий потенциал натретьем выходе дешифратора 9. Так будетповторяться до поступжния на выход блока 6 схем совпадения четвертого импульса, который на вход блока 13 раздражителей не попадает, так как четвертыйтумблер в нашем случае в соответствиис избранным соотношением 1:1:2:1 не. включен.Следовательно, третий интервал времени будет длиться в два раза дольше, чтои требуется в данном случае при выполнении сложного ритма мышечных движений пациента. Пятый импульс снова по 45падает на вход блока 13 раздражителейподавая этим самым команду пациенту,прекратить предыдущее движение и начатьследу 1 ощее, боже короткое в данном случае.Срезом этого пятого импульса в двоичный счетчик 8 запишется пятая единица н он установится в исходное нужвое 08 ., 8состояние сигналом с блока 10 установ ки частоты и коэффициента пересчета,Далее этот цика будет повторяться.В случае, сложного ритма движениВ темп их выполнения цри этом будет ре гулироввться также, квк и при описвныоВ выше работе. устройства в случае уствнов ки его для выполнения пациентом движений с простым (рввномерным) ритмом, но при этом будет сохраняться постоянным вне зависимости от изменения частоты подачи командных сигналов заранее заданное соотношение интервалов времени между ними. Устройство обеспечивает воэможностьвыполнения физических упражнений сосложным ритмом движений, одновременнообеспечивая при этом оптимальную (в за-висимости от частоты пупса пациента)физическую нагрузку,формула из обре теиия Устройство для опредежния физической нагрузки по авт. св,665892, о т л ич аю шее с ятем, что, с целью обеспечения оптимальной физической нагрузки . при различных типах упражненийсо сажным ритмом мышечных движений, в него вве цены последовательно соединенные блок установки частоты и коэффициента пересчета, двоичный счетчик, дополнительный дешифратор, блок установки соотношения интервалов времени, состоящий иэ последовательно собдиненньх переключателя и элемента ИЛИ, и дополнительная схема совпадения, при этом вход двоичного счетчика подключен к выходу блока схем сов падения и ко второму входу дополнитеа- ной схемы совпадения, выход которой сое. динен с входом блока раздражителей, до полнительный вход которого подключен к первому выходу дополнительного даши ратора, все выходы которого соединены с входами блока установки частоты и коэффициента пересчета, второй выход кото.рого подключен к входу формирователя интервала времени следования команд.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР665892, кл. А 61 В 5 г 10, 1976.Составитель А. Соловьевортная Техред М. Рейвес Корректор У.Пономаренко 113 ал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 20/2 Тираж 69 ВНИИПИ Государств по делам изобре 035 Москва, Ж, енного комтений и оРаушская Подписноеитета СССРкрытийнаб., д. 4/5