Электронный эргометр

(61) Дополнительное к авт. свид-ву У 957019 2)Заявлено 07.01,80 (21) 2856504/18-10 5) исоедннением заявки М 5 рствеемй квантвтСССРам изобретений фс дн 8)Приоритет публиковано 23.02.83. Бюллетень Дата опубликования описания 23.02(72) Авторы изобретенияЪ" 8 :СМлт о 8. И. Станке Г. И. Сид Белорусский научно-исследовательскии внетих кардиологии 1) Заявитель 54) ЭЛЕКТРОННЫИ ЭРГОМЕТР повышени гается тем вторым двоичй вход которон из входов вен орым входом с таймера, со ика мощности и ичного счетчикся за 1Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам медицинской диагностики, используемым для измерения и регистрации работы и мощности движущегося человека, например, при ходьбе или беге,Известен электронный эргометр по авт. св, 8 957019, содержащий сейсмо датчик, блок управления, два мультивибратора, один двоичный счетчик, счетчик работы, счетчик мощности, смеситель, регулируемый таймер, блок установки интервалов таймера, вентиль, блок установки индивидуальных данных человека, блок установки допустимого порога нагрузок, регистр, блок установки порога мощности, три блока сравнения, блок установки нуля, вентиль, индикатор элемент ИЛИ, кнопку и блок питания к 1 ИИзмерение мощности известным электронным эргометром производит путем подсчета количества работы интервал времени, выбранный при помощи регулируемого таймера. 8 ременной интервал регулируемого таймера может выбираться в широких пределах в зависимости от поставленной задачи иследования, например 1 с,10 с, 1 мин и т.д. Так как с выходаделителя частотыдвоичного счетчика ).поступает электрический импульс,эквивалентный 100 кгм, то за короткие интервалы времени, например 1 с,10 с, человек может и не совершатьтакую работу, мощность может оказаться равной нулю, что не соответствуетдействительности. Цель изобретения точности измерения.Указанная цель дос что эргометр снабжен ным счетчиком, счетны го соединен через оди тиля, соединенного вт выходом регулируемого счетным входом счетч с выходом первого двоустановочный вход соединен с блоком установки нуля и установочнымивходами счетчика работы. индикатора,счетчика мощности, регистра и первого двоичного счетчика, а выход соединен со счетным входом счетчика работы.На чертеже представлена структурная схема электронного эргометра,Электронный эргометр состоит из 0сейсмодатчика 1, блока 2 управления,высокочастотного мультивибратора 3,двоичного счетчика 4, двоичного счетчика 5, счетчика 6, индикатора 7,блока 8 установки допустимого порога нагрузок, блока 9 сравнения, блока 10 установки индивидуальных данных человека, низкочастотного мультивибратора 11, смесителя 12, регулируемого таймера 13, блока 14 установки интервалов таймера, вентиля 15,счетчика 16 мощности, регистра 17,блока 18 сравнения мощности, блока19 установки порога мощности, блока20 сравнения мощности, вентиля 21, 25кнопки 22, элемента ИЛИ 23,блока 24установки на ноль, блока 25 питания,Выход сейсмодатчика 1 подключен ко30 входу блока 2 управления, выход которого соединен с первым входом высокочастотного мультивибратора 3.Диапазон частот мультивибратора 3 регулируйтся блоком 10 установки индивидуальных данных человека. Выходмультивибратора 3 соединен со счетным входом двоичного счетчика 4 и первым входом смесителя 12, Двоичный счетчик 4 подключен к первому входу вентиля 15 и к счетному входу двоич 40 ного счетчика 5, выход которого соединен со счетным входом счетчика 6.Выходы счетчика 6 соединены с первыми информационными входами индикатора 7 и первыми входами блока 9 сравнения. блок 8 установки допустимого порога нагрузки подключен ко вторым входам блока 9 сравнения , выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 23, а выход последнего под ключен ко второму входу мультивибратора 3 и к управляющим входам двоичного счетчика 4 и низкочастотного мультивибратора 11, выход которого подключен ко второму входу смесителя 12. Выход смесителя 12 соединен с сигнальным входом индикатора 7, Ко второму входу вентиля 15 подключен таймер 13, временной интервал которого регулируется блоком 14 установки интервала таймера, Выход вентиля 15 подключен через счетчик 16 ко входамрегистра 17 и первым входам блока 18сравнения, вторые входы которого связаны с первыми входами блока 20 сравнения и вентиля 21 и подключены к выходам регистра 17. Выход блока 18сравнения подключен к управляющемувходу регистра 17, выход блока 20сравнения - ко второму входу элементаИЛИ 23. Вторые входы блока 20 сравнения подключены к выходам блока 19 установки порога мощности. Кнопка 22подключена к управляющему входу индикатора 7 и второму входу вентиля 21,выходы которого подключены ко вторыминФормационным входам индикатора 7,Выход блока 24 установки в нольсвязан с установочными входами блоков4,5,6,7,16 и 17. Второй установочный вход счетчика 16 соединен с выходами таймера 13 и вторым входом вентиля 15.Эргометр работает следующим оразом.Предварительно переключатель блока 10 установки индивидуальных данных устанавливают в положение, соответствующее индивидуальным даннымконкретного человека (весу, росту,средней длине шага, темпу движения).Переключателем блока 8 допустимогопорога нагрузок устанавливают допустимое значение работы для данногочеловека. Переключателем блока 14 установки интервалов таймера устанавливают время, за,которое будет оцениваться значение пиковой мощности,а переключателем блока 19 установкипорога мощности устанавливают допустимь 1 й порог мощности для данногоопределенного) человека,При включении питания с помощью блока 24 установки в ноль производится автоматическая установка в ноль блоков 4,5,6,7,16 и 17, Электронный эргометр подготовлен к работе. При этом с выхода блока 9 сравнения или с выхода блока 20 сравнения поступает сигнал через элемент ИЛИ 23 на вход мультивибратора 3 и управляющие входы двоичного счетчика 4 и мультивибратора 11. Вследствие этого счетный вход двоичного счетчика 4, представляющими собой делитель частоты, окажется открытымдляпоступления импульсов в двоичный счетчик 4 с выхода мультивибратора 3,который во время действия управляющего импульса с выхода блока 2 управления будет их генерировать, мультивибратор 11 окажется заблокированным, смеситель 12 - закрыть 1 м по выходу мультивибратора 11,При ходьбе или беге человек совер.шает колебательное движение в вертикальной плоскости. Амплитуда этих колебаний зависит от индивидуальныхданных человека (веса, роста и т.п.),но в среднем составляет 1,5-3 см, Сейсмодатчик 1 воспринимает эти колебания и преобразует их в электрический сигнал, который поступает в блок2 управления. На выходе последнего.образуются импульсы, длительностькоторых пропорциональна амплитуде ко лебаний центра тяжести человека. Этиимпульсы поступают на соответствующий вход мультивибратора 3, которыйгенерирует высокочастотные импульсыво время действия управляющего им-25пульса. Частота генерации мультивибратора 3 определяется положениемпереключателя блока 10. Пачки импульсов с выхода мультивибратора 3поступают на счетный вход двоичного З 0счетчика 4, который представляетсобой многоразрядный счетчик с постоянным коэффициентом деления (делитель частоты). С выхода двоичногосчетчика 4 импульсы, эквивалентные351 кгм, поступают на счетный вход двоичного счетчика 5, второго делителячастоты, а также на первый вход вентиля 15. С выхода двоичного счетчика5 импульсы, эквивалентные 10 кгм, поступают на счетный вход счетчика 6.Двоичный код с выхода счетчика 6 одновременно поступает на блок 9 сравнения и на индикатор 7, который индицирует значение проделанной работы 45в соответствующих единицах.При соответствии кода с выходовсчетчика 6 коду допустимого пороганагрузки, установленного с помощьюпереключателя блока 8, на выходе50блока 9 сравнения формируется сигнал Резерв исчерпан", который пос.тупает через элемент ИЛИ 23 на соответствующий вход мультивибратора 3, ипоследний начинает генерировать им.пульсы высокой частоты непрерывно,55Сигнал "Резерв исчерпан" одновременно поступает на управляющий входдвоичного счетчика 4 и запрещает этим прохождение импульсов с выхода мультивибратора 3 на счетныйвход двоичного счетчика 4, а такжепоступает на управляющий вход мультивибратора 11 и обеспечивает режимгенерации последнего. Низкочастотный сигнал с выхода мультийибратора11 и высокочастотный сигнал с выходамультивибратора 3 поступает в смеситель 12, на выходе которого получаются пачки импульсов, Частотапоступления пачек импульсов равначастоте мультивибратора 11, а часто-.та запопняющих импульсов в пачкечастоте мультивибратора 3. Так какпо выходу двоичный счетчик закрыт,то на выходе счетчика 6 будет код,равный предварительно установленному допустимому порогу нагрузки,значение которого будет индицироваться цифровым табло индикатора 7,Кроме того, сигнал с выхода смесителя 12 поступает на индикатор 7,чем обеспечивается подача прерывистого звукового сигнала и миганиецифр шкалы индикатора 7, что привлекает внимание человека.Измерение мощности,. развиваемойчеловеком во время ходьбы или бега,осуществляется следующим образом.С выхода двоичного счетчика 4 импульсы поступают на первый вход вентиля 15, на второй вход которого поступает разрешающий сигнал с выходатаймера 13. Коэффициент деления двоичного счетчика 4 выбран таким, что призаданной частоте мультивибратора 3(в зависимости от индивидуальных дан"ных человека) импульс с выходаэтого счетчика эквивалентен 1 кгм вывыполненной человеком работы заодин шаг. Длительность разрешающего сигнала с выхода таймера 13определяется положением переключателяблока 14 установки интервалов таймера. Таким образом, в интервал времени, в течение которого вентиль 15открыт, в счетчик 16 поступают импульсы с выхода двоичного счетчика4. В счетчике 16 образуется двоичныйкод, соответствующий мощности, развиваемой человеком во время ходьбыили бега за данный отрезок времени,По истечении заданного интервала времени код с выхода счетчика 16 поступает в блок 18 сравнения, где сравнивается с кодом регистра 17, В регистре 17 хранится код, соответствующий мощности, которую развил чепо7 9988 век во время ходьбы или бега в одиниз предшествующих отрезков времени.Если же код счетчика 16 оказывается по величине меньше кода регистрай17, то код в регистре 17 сохраняет-. зся, а при образовании на выходе таймера 13 очередного разрешающего сигнала счетчик 16 устанавливается в состояние ноль, открывается вентиль15 и осуществляется измерение мощности в очередной интервал времени,В счетчике 16 образуется новый код.Если за какой-то интервал времейи код счетчика 16 станет больше повеличине кода регистра 17, то на выходе блока 18 сравнения образуется сигнал, посредством которого кодсо счетчика 16 перепишется в регистр17. После этого под действием сигнала с таймера 13 счетчик 16 установится в состояние ноль и начнетсяизмерение мощности в последующий интервал времени,Таким образом, в регистре 17 сохранится код, соответствующий максимальной мощности, которую развил человек при ходьбе или беге,1(од регистра 17 сравнивается вблоке 20 сравнения с пороговым значением,установленным предварительно с ЗОпомощью переключателя блока 19 установки порога пиковой мощности, Придостижении порога пиковой мощностина,. выходе блока 20 сравнения образуется сигнал, который поступит черезэлемент ИЛИ 23 на вход мультивибратора 3 и управляющие входы делителячастоты (двоичного счетчика ч) имультивибратора 11. Включится аналогичным образом знаковая и визу Оальная индикация индикатора 7,Величину пиковой мощности визуально можно считывать в индикатореДля этого необходимо нажатькнопку 22. Вследствие этого откроется вентиль 21 и код с выходов регистра 17 поступит я индикатор 7. Приэтом сигнал кнопки 22 запретит поступление кода с выхода счетчика 6 виндикатор 7. 79 8При включении питания электронный эргометр теряет всю накопленную информацию.Мультивибратор 3 выполнен с частотнозадающей цепочкой, в которую включен переключатель блока 10 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 второго двоичного счетчика 5 (делителя частоты) позволяет повысить точность при измерении мощности, что делает возможным применение электронного эргометра как в практике лечебной физкультуры и санаторно- курортной службы, так и при различных исследованиях человеческого организма в экстремальных условиях, при интенсивных спортивных тренировках или в космических полетах.Формула изобретенияЭлектронный эргометр по авт. св. У 957019, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен вторым двоичным счетчиком, счетный вход которого соединен через один из входов вентиля, соединенного вторым входом с выходом регулируемого таймера, со счетным входом счетчика мощности и с выходом первого двоичного счетчика, установочный вход соединен с блоком установки нуля и установочными входами счетчика работы, индикатора, счетчика мощности, регистра и первого двоичного счетчика, а выход соединен со счетным входом счетчика работы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 957019, кл, С 0 1 1 5/10, 30,06,78,998879 130/63 Тираж 871 НИИПИ Государственного комите по делам изобретений и от 13035, Москва. Ж, РаущскаяЗак одписное та СССРкрытий наб., д, 4/5 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект Составитель ВГерасимоваедактор В.Лазаренко Техред Ж. Кастелевич Корректор И. Шарощи