Устройство для тренировки скелетных мышц человека

(19) О 35258 0 4 А 61 В 5/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЙЫоеа Фернан ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Авторское свидетельство СССР В 659155, кл. А 63 В 5/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ЧЕЛОВЕКА(57) Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения сокращение сроков реабилитации больных после травм конечностей. Устройство содержит нагрузочный механизм, датчик 2 задаваемого перемещения, датчик 3 исходного положения, реле 4 задаваемого времени работы мьппц в режиме удержания нагрузки, реле 5 контроля времени работы мышц в режиме удержания нагрузки, реле 6 задаваемого времени отдыха, блок 8 сравнения, информационное табло 9, счетчик 10 циклов, звуковой сигнализатор 11 ошибки. Датчик 2 содержит разомкнутые электрические контакты 12, электромагнитное реле 13, имеющее две группы контактов 14 и 15 на переключение. Реле 6 содержит резисторы 36-38,конденсатор 39, транзистор 40 и электромагнитное реле 41 с контактной группой 42. Устройство обеспечивает оперативный контроль за точным соблюдением заданного условиями тренировки времени удержания нагрузки после вы- й полнения заданного объема движения и времени отдыха. 3 ил.С:113Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам, применяемым для тренировки скелетных мьппц человека.Цель изобретения - сокращение сроков реабилитации больных после травмконечностей путем более точного задания дозированной по нагрузке программы работы мьппц.На Фиг. 1 изображено устройствос пружинным нагрузочным механизмом;на фиг, 2 - Функциональная схема устройства; на Фиг. 3 - его принципиальная схема,Устройство для тренировки скелетных мышц человека содержит нагрузочный механизм 1, например пружину,датчик 2 задаваемого перемещения,датчик З.исходного положения, реле 4 задаваемого времени работы мьппц в режиме удержания нагрузки, реле 5 контроля времени работы мышц в режимеудержания нагрузки, реле 6 задаваемого времени отдыха, реле 7 контролявремени отдыха, блок 8 сравнения,информационное табло 9, счетчик 10 циклов и звуковой сигнализатор 11 ошибки.Датчик 2 задаваемого перемещениясодержит нормально разомкнутые электрические контакты 12, электромагнитное реле 13, имеющее две группы контактов 14 и 15 на переключение.Датчик 3 исходного положения содержит нормально разомкнутые электрические контакты 16, электромагнитноереле 17 с двумя группами контактов18 и 19.Реле 4 задаваемого времени работыв режиме удержания содержит резисторы 20-22, конденсатор 23, транзистор24 и электромагнитное реле 25 с контактами 26 и 27. Реле 5 контроля времени работы в режиме удержания содержит резисторы 28-30, конденсатор 31, транзистор 32 и электромагнитное реле 33 с контактами 34 и 35. Входящие в реле 4 и 5 времени резисторы 21 и 29 - переменные и имеют общую рукоятку настройки,Реле 6 задаваемого времени отдыха содержит резисторы 36-38, конденсатор 39, транзистор 40 и электромагнитное реле 41 с контактной группой 42.Реле 7 контроля времени отдыха содержит резисторы 43-45, конденсатор 46, транзистор 47 и электромагнитное 35258 2реле 48 с контактной группой 49, Входящие в реле 6 и 7 времени резисторы37 и 43 - переменные и имеют общую рукоятку настройки.Блок 8 сравнения включает в себяконтакты 26 электромагнитного реле25, контакты 34 электромагнитного реле 33, контакты 42 электромагнитного10 реле 41, контакты 49, электромагнитного реле 48, резисторы 50 и 51, конденсаторы 52 и 53, полупроводниковыедиоды 54 и 55, электромагнитное реле56 с контактами 57, электромагнитное15 реле 58 с контактами 59 и поляризованное электромагнитное реле 60 сконтактами 61.Информационное табло 9 состоит изтрех электрических лампочек накаливания 62-64, высвечивающих надписи натранспарантах "Работа", "Удержание"и "Отдых",Счетчик 10 циклов представляетсобой электромагнитный счетчик.25 Звуковой сигнализатор 11 ошибкиможет быть выполнен в виде зуммераили электрического звонка.Выключатели 65-67 служат для выключения питания всего устройства,счетчика 10 циклов и звукового сигнализатора 11 ошибки соответственно.Устройство работает следующим образом.Контакты 12 и 16, связанные с.остальной схемой устройства электри 35 ческими проводами необходимой длины,закрепляют на используемой для тренировки установке так, чтобы какое-либоее подвижное звено могло нажимать висходном положении на контакты 16, а40 в положении заданного перемещенияна контакты 12, вызывая их замыкание.В исходном состоянии контакты 16 датчика 3 исходного положения замкнуты.При включении питания выключателем45 65 через обмотку электромагнитного реле 17 начинает протекать ток, и реле17 срабатывает. Его контакты 18 подсоединяют конденсатор 39 к резистору37, а контакты 19 - конденсатор 46 кВ 0 резистору 43 и конденсатор начнет медленно заряжаться через резистор.Контакты 12 датчика 2 задаваемогоперемещения разомкнуты и электромагнитное реле 13 обесточено, Через егоВ 5 нормально замкнутую пару контактов14 и резистор 20 заряжается до напряжения источника питания конденсатор23. Через нормально замкнутую парувторой группы контактов 15 электромаг58бток, протекающий через транзистор 47и обмотку электромагнитного реле 48.Если величина тока достигнет значения, необходимого для срабатыванияреле 48, его контакты 49, замыкаясь,включают в цепь питания звуковой сигналиэатор 11 ошибки, и подается звуковой сигнал, Это произойдет в томслучае, когда Фактическое время отдыха превысит заданное, указанное длительностью свечения транспоранта "Отдых" инФормационного табло 9,Таким образом, обеспечивается оперативный контроль эа точным соблюдением заданного условиями тренировкивременем удержания нагрузки после выполнения заданного объема движенияи времени отдыха.Если в контактной группе 26 реле25 замкнуты правые по схеме контакты(а это произойдет, когда сработаетреле 4 времени удержания), конденсатор 52 эарядится. В момент переключения контактов 26 отрицательный импульс напряжения с диФФеренцирующейцепочки, образованной конденсатором52 и резистором 50, через полупроводниковый диод 54 поступит на одну изобмоток поляризованного реле 60 и.вызовет переключение его контактов 61таким образом, что к правому по схемеконтакту контактной группы 26 окажется подсоединенным звуковой сигнапиэатор 11 ошибки,5 13352 течет отрезок времени, на который были настроены реле 4 времени работы в режиме удержания нагрузки и реле 5 контроля времени работы в режиме удер5 жания нагрузки и электромагнитное реле 33, а за ним и реле 25 обеспечат переключение их контактов 26, 27, 34 и 35. Тогда обесточиваются и электромагнитные реле 56 и 58, а их контакты 57 и 59 вернутся в исходное состояние, оставляя разорванной цепь питания звукового сигнализатора 11 ошиб ки.В начале возвратного движения под вижных звеньев тренировочной установки освободятся контакты 12 датчика 2 задаваемого перемещения, реле 13 обесточивается, его контакты 14 и 15 подключат конденсаторы 23 и 31 к це.20 пи питания и они начнут заряжаться,При достижении звеньями тренировочной установки исходного положения замыкаются контакты 16 датчика 3 исходного положения, что вызывает срабатывание электромагнитного реле 17 ,Его контакты 18, переключаясь, присоединят заряженный конденсатор 39 к цепи базы транзистора 40 и реле 6 задаваемого времени отдыха, что вызывает срабатывание электромагнитного реле 41 и переключение его контактов 42. При этом погаснет лампа 62, высвечивающая транспарант "Работа", и загорится лампа 64, высвечивающая транспорант ОтдыхТок, протекающий через транзистор 40 и обмотку электромагнитного реле 41, уменьшается по мере разрядки конденсатора 39 и, когда он окажется меньше тока удержания реле 41, про 40 изойдет отпускание реле и переключение его контактов 42, что вызовет погасание лампы 64 и загорание лампы 62 инФормационного табло 9.45Длительность горения лампы 64, высвечивающей транспорант иОтдых, указывает пациенту время, в течение которого ему надлежит дать отдых тренируемым мышцам перед началом очеред ного цикла их нагружения.Длительность отдыха устанавливают путем изменения величины сопротивления резистора 37.Контакты 19 при срабатывании реле 17 подключат через резистор 43 к цепи питания конденсатор 46 реле 7 времени отдыха и он начнет заряжаться, По мере его зарядки увеличивается Если произойдет повторное переключение контактной группы 26, раздается звуковой сигнал, сигнализирующий о том, что звенья тренировочной установки не возвращены в исходное положение после выполнения движения в заданном объеме,Правый по схеме контакт контактной группы 42 электромагнитного реле 41 реле 6 задаваемого времени отдыха сое. динен с дифФеренцирующей цепочкой, состоящей из конденсатора 53 и резистора 51В момент замыкания этого и среднего контакта контактной группы 42 (а зто произойдет при возвращении подвижных звеньев тренировочной установки в исходное положение) заряжается конденсатор 53, а в момент переключения отрицательный импульс напряжения с дифференцирующей цепочки через полупроводниковый диод 55 поступает на вторую обмотку поляризованного реле 60.33525нитно 1 о Реле3, 11 ОРмаль 11 О1111111 Утчюпару контактОН 35 электрома 111111 ИО 1 Ореле 33 и резистор 28 к источнику питания подключается конденсатор 31 и1также заряжается до напряжения источника питания, Через нормально замкнутые пары контактов 26 и 42 электромагнитных реле 25 и 33 на лампу 62подается напряжение, и она высвечивает на информационном табло 9 надпись11 Работа 1 у указывающую пациенту на необходимость начать движение. Посленачала движения подвижное звено тренировочнои установки ОтхОдит От кОКтактов 16 датчика 3 исходного положения,и они, размыкаясь, обесточивают электромагнитное реле 17, Контакты 18 реле 17 подключают конденсатор39 через резистор 36 к источнику питания и он заряжается. Контакты 19,размыкаясь, прекращают процесс зарядки конденсатора 46, Надпись "Работа"на информационном табло 9 продолжаетвысвечиваться в течение всего полногообъема движения подвижного звена тренировочной установки.При достижении заданного уровня перемещения подвижного звена тренировочной установки оно нажимает на контакты 12 датчика 2 задаваемого перемещения и замыкает их, Срабатывает электромагнитное реле 13, его контакты14 и 15 переключаются и подсоединяютконденсаторы 23 и 31 к цепям баз транзисторов 24 и 32, Так как конденсаторы 23 и 31 к этому моменту заряженыдо напряжения источника питания, транзисторы 24 и 32 открываются, электромагнитные реле 25 и 33 срабатывают,их контактные группы 26, 27, 34 и 35переключаются. При этом лампа 62, подсвечивающая транспарант "Работа",гаснет, а лампа 63, подсвечивающаятранспарант Удержание" загорается,указывая больному на необходимостьудержания нагрузки в этом положении,конденсатор 46 реле 7 контроля времени отдыха полностью разряжается, аконденсатор 31 реле 5 контроля времени работы в режиме удержания нагрузки подключается к резистору 29 в обход контактов 15 электромагнитногореле 13 датчика 2 задаваемого перемещения.,55Таким образом, конденсатор 31 остается подключенным к базе транзистора 32 даже в том случае, если в результатепреждевременного начала дви 8же 1111)1 зне 11 ье 11 тренировочн 011 ус 1 анОВ- ки в сторону исходного положения кон такты 12 датчика 2 задаваемого перемещения Окажутся разомкнутыми раньше, чем погаснет надпись транспоранта "Удержание" информационного табло 9. Время его свечения зависит от величины сопротивления резистора 29 и устанавливается врачом или методистом.Контакты 26 и 34 электромагнитных реле 25 и 33, помимо описанных функций, при переключении подают напряжение питания на Обмотки электромагнитных реле 56 и 58, на дифференцирующую цепочку, состоящую из конденсатора 52 и резистора 50, входящих в состав бло ка 8 сравнения, и на счетчик 10 цикловПри срабатывании электромагнитных реле 56 и 58 происходит переключение их контактов 57 и 59, включенных в цепь питания звукового сигнализатора 11 ошибки, однако эта цепь остается разорванной. Счетчик 10 циклов засчитывает факт выполнения движения в заданном условиями тренировки объеме.Если по каким-либо причинам больной не станет удерживать нагрузку в течение времени, указываемого ему длительностью свечения транспаранта "Удержание", и начнет осуществлять движение подвижных звеньев тренировочной установки в сторону исходного положения, произойдет размыкание контактов 12 датчика 2 задаваемого перемещения и переключение контактов 14 и 15, конденсатор 23 окажется отключенным от базы транзистора 24, что вызовет переключение контактов 26 и 27, На функциональное состояние реле 5 контроля времени работы в режиме удержания нагрузки размыкание контактов 12 датчика 2 задаваемого перемещения влияния не окажет, поскольку конденсатор 31 подключен к базе транзистора 32 через контакты 35Переключение контактов 26 реле 25 вызовет обесточивание реле 56 и переключение его контактов 57, которые при этом замкнут цепь питания звукового сигнализатора 11 ошибки и будет подан звуковой сигнал о нарушении заданной программы тренировки, поскольку контакты 59 реле 58 останутс 1. замкнутыми. Погасание транспоранта Удержание и загорание транспоранта "Работа" произойдет только после того, как ис 133Произойдет переключение его контактов 61 таким образом, что звуковой сигналиэатор 11 ошибки окажется присоединенным к правому по схеме контакту контактной группы 42.В случае повторного переключения контактов 42 раздастся звуковой. сигнал, свидетельствующий-о том, что подвижные звенья тренировочной установки возвращены в исходное положение, не достигнув заданной программой тренировки величины перемещения.Таким образом, осуществляется оперативный контроль за правильностью выполнения порядка и объема движений, заданных программой тренировки.формула изобретенияУстройство для тренировки скелетных мышц человека, содержащее нагруэочный механизм, датчики исходного положения и задаваемого перемещения,5258информационное табло и регистратор,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью сокращения сроков реабилитации5больных после травм конечностей путемболее точного задания дозированнойпо нагрузке программы работы мышц,оно содержит сгруппированные попарночетыре регулируемых реле времени,каждая пара иэ которых имеет общий эле"мент регулировки, причем входные цепи реле задаваемого времени работымышц в режиме удержания нагрузки иреле контроля времени работы мьппц врежиме удержания нагрузки соединеныс датчиком задаваемого перемещения,авходные цепи реле задаваемого времени оТдыха и реле контроля времениотдыха соединены с датчиком исходно 20го положения, и блок сравнения, входкоторого соединен с выходами всех четырех реле, а выход - со счетчикомциклов и звуковым сигнализаторомошибки, ддрианм А Рариаюп Е1335258 Составитель Н.ГаламагаРедактор Н.Рогулич Техред Х.Дидык Корректор А,Знмокосов акаэ 399 д. - 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 594 ВНИИПИ Государствен по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Подписноекомитета СССР,открытийская наб.,