Устройство для определения мышечной силовой активности

)5 А 61 В 5/2 МИЖЗВйаТВТНО ТЕИьЧ Ч ЗС)Б ЕТЕ ЕЛ 9 ГОСУДАРСТВЕНОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(84) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯМЫШЕЧНОЙ СИЛОВОЙ АКТИВНОСТИ(87) Использование: изобретение относитсяк физической культуре и спорту и медицине,и может быть, в частности, использованодля определения мышечной силовой выносливости человека, опорных реакций, становой силы и веса, а также .пОипротезировании. Существо: устройство дляопределения мышечной силовой активности содержит тензодатчик, электрическиймост, тензоусилитель, переключатель, пиковый детектор, фильтр нижних частот, блокрегистрации, ключ. Тензорукоятка представлена двухэтажным расположением тенИзобретение относится к физической культуре и спорту и медицине и может быть, в частности использовано для определения мышечной силовой выносливости человека, опорных реакций, становой силы и веса, а также при протезировании.Цель изобретения - повышение достоверности результатов исследований путем определения динамики изменения усилийв процессе нарастающего утомления.На фиг. 1 в верхней части показана конструкция устройства, а в правой части показана конструкция тензодатчика, расположенного между основанием и прижимной планкой. В нижней части рисунка 2зодатчиков перпендикулярного действия силы. Устройство содержит также капроновую ленту, стремя, При отключении пиково го детектора с фильтром нижних частотрегистрируется динамика изменения усилия в процессе нарастающего утомления.Возможна регистрация усилия и динамики изменения усилия одной руки или двух рук, При разьединении верхнего и нижнего этажей возможна регистрация веса испытуемого, а также регистрация опорных реакций, причем двух ног и отдельно каждой ноги.Таким образом, предлагаемое устройство обладает повышенной достоверностью результатов исследований за счет определения динамики изменения усилий в процессе нарастающего утомления. Предлагаемое устройство портативно, обладает легким весом и может быть использовано в походных условиях, например, в горной местности для тестирования альпинистов и горных туристов. 12 ил.. показана электрическая часть устройства; на фиг. 2 - конструкция тензодатчика, схема намотки й схема получения двойной бифилярной намотки: на фиг. 3 - электрическая схема тензоусилителя и электрического моста. а также схема преобразования одиночного сигнала в постоянное напряжение в виде пикового детектора и фильтра нижних частот со схемой сброса; на фиг. 4 - схема проведения эксперимента: на фиг, 5 - расположение рук и ног во время эксперимента в горной местности; на фиг, 6 - схема расположения тензодатчиков в виде двухэтажной конструкции; на фиг. 7 - крепление тенэодатчиков на основании путем прикрепле 1816431ния; на фиг, 8 - схема определения опорных реакций при разьеме двухэтажной конструкции на две одинаковые конструкции, каждая из которых показана на фиг. 7; на фиг. 9 - конструкция известного тензодатчика с использованием теизометрического кольца; на фиг. 10 - конструкция прототипа с использованием тяжелого механического динамометра; на фиг, 11 - определение вы. носливости одной и двух рук; иа фиг. 12 - тензограмма прыжка и определение опорных реакций, импульса и градиента силы,Портативное устройство для определения мышечной силовой выносливости содержит (фиг. 1) те из одатчик 1, электрический мост 2, тензоусилитель 3, переключатель 4, пиковый детектор 5, фильтр нижних частот 6, блок регистрации 7, ключ 8, стремя 9, тензорукоятку 10, капроновую ленту 11, основание верхнее 12, тензодатчики 13, прижимную планку 14, каркас 15, константановую проволоку .16, нижнее основание 17, В статическом положении восемь тензодатчиков 13 наклеиваются на верхнее основание 12, Нижнее основание 17 также содержит восемь тензодатчиком 13. Тензодатчик перпендикулярного действия силы 13 (фиг. 1, справа и фиг. 2) состоит из резинового каркаса 15 из плотной резины диаметром 15 мм. По окружности каркаса сделана выемка для намотки трех витков константановой проволоки 16, выполненной двойной бифилярной намоткой. Соединение одиночных тензодатчиков 13 последовательное. На фиг. 2, внизу показано двухрядное расположение теизодатчиков в увеличенном масштабе. В действительности тензодатчики расположены в один ряд. Верхний и нижний ряд тензодатчиков соединяются последовательно и включаются в одно из плеч электрического моста 2 (фиг 1 и фиг. 3), Теизодатчики обозначены в виде ТД.Портативное устройство для определения мышечной силовой выносливости работает следующим образом, Спортсмен или больной с максимальным усилием тянет за теизорукоятку 10. При этом нога вставляется в стремя 9 из капроновой ленты 11. На блоке регистрации 7 регистрируется величина усилия. Если включен переключатель 4 в положении "1", то максимальное усилие фиксируется постоянно. Если переключатель стоит в положении "2", то происходит регистрация динамики изменения усилия в процессе нарастающего утомления. Схемаэксперимента показана на фиг. 4 и 5, Помере утомления мышц рук и спины происходит снижение усилия, которое регистриру-.ется в виде снижения показаний усилия. В5 10 15 момент тяги за рукоятку 10 возникает сила Р (фиг, 1, справа), которая сжимает тензодатчики 13 (их восемь). Сопротивление константановой проволоки 16 изменяется и происходит разбалансировка одного из плеч электрического моста 2 (фиг, 1 и 3), В диагональ моста 2 включен тензоусилитель 3, выходной сигнал которого подается на блок регистрации 7, В режиме измерения максимального усилия переключатель 4 ставится в положение "1". Для сброса показаний используется ключ 8, После замыкания ключа конденсаторы С 1 и С 2 разряжаются на сопротивление Р 2(фиг, 3, внизу). В режиме измерения динамики изменения усилия при установке переключателя 4 в положение "2" пиковый детектор 5 и фильтр нижних частсг 6 ие используется. 20 Предлагаемое устройство может быть использовано для регистрации веса человека. Для этого последний становится ногамина прижимные планки 14 (фиг, 1 и 8. При этом верхний и нижний этаж тензорукоятки 25 10 разделяется на две части.В этом случаена блоке регистрации 7 регистрируется статический вес. Устройство может быть такжеиспользовано для регистрации опорных реакций. Для этого спортсмен выпрыгивает 30 (фиг. 8) максимально высоко. На ленте блокарегистрации 7 регистрируется тензограмма, показанная на фиг. 11. На тензограмме фиксируется вес, усилие и момент подседа, усилие толчка, импульс силы, время полета, 35 динамическое усилие в момент приземления. На полученной тензограмме можно сравнивать силовые показатели до утомления организма и после утомления и делать соответствующие выводы. Устройство мож .но также использовать для определения силы сжатия кисти. Для этого человек сжимает тензорукоятку одной рукой (левой, правой), а затем сжимает теизорукоятку двумя руками, определяя силу сжатия двух рук. Блок 45 регистрации 12 фиксирует максимальноеусилие 9 фиг, 12). Можно также проследить динамику снижения усилия в процессе нарастающего утомления. Для этого переключатель 4 переводится в положение "2" и на 50 ленте блока регистрации 7 регистрируетсяизменение усилия. При этом можно исследовать утомление отдельно каждой из рук и обоих рук вместеУстройство можно также использовать для определения опорных ре акций отдельно каждой ноги. При этом человек выпрыгивает отдельно иа левой ноге и отдельно на правой ноге и полученная тензограмма сравнивается обычным методом.Следовательно, предлагаемое устройство обладает значительно большими функцио 1816431нальными возможностями и повышенной точностью,ЭфФект от применения предлагаемого устройства состоит в том. что с его помощью можно производить широкий спектр исследований выносливости мышечной системы человека в полевых условиях с повышенной точностью, Например, можно обследовать альпинистов или горных туристов. Известно, что восивость ышеной системы играет важную роль в этих видах спорта, Альпинистам и горным туристам часто приходится преодолевать препятствия по веревкам и поэтому здесь важно иметь выносливые мышцы рук. При затяжных и лродолжительных подьемах на сложныв перевалы с тяжелым рюкзаком в течение нескольких недель .похода важна выносливость мышц ног и опорно-двигательного аппарата. Контролировать выносливость мышц с успехом позволяет предлагаемое устройство. Оно портативное, занимает малые габариты и имеет незначительный ввс. Првдлагавмов устройство может найти применение не только в спортивной медицине, но и в обычной медицине. Так, с его помощью можно проводить исследования работы мышц после операционного лечения, а также припротезировании,5 формула изобретенияУстройство для определения мышечнойсиловой активности, содержащее тензодатчик. электрический мост, усилитель, блок регистрации. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с 10 целью повышения достоверности результатов исследований путем определения динамики изменения усилий в процессе нарастающего утомления, в него введены пиковый детектор, фильтр нижних частот, 15 переключатель и ключ, вывод которого соединен с первыми входами пикового детектора и фильтра нижних частот, выход которого соединен с первым входом блока регистра- ции, второй вход которого соединен с пер вым выводом переключателя, второй выводкоторого соединен с выходом усилителя, вход которого соединен с выходом электри-. ческого моста, вход которого соединен свыходом тенаодатчика, третий вход пере ключателя соединен с вторым входом пикового детектора, выход которого соединен с вторым входом фильтра нижних частот,1816431 Составитель Л. МаксименкоТехред М. Моргентал Корректор О олионо едакт и Заказ 1690Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж-ЗБ, Рауаскэя наб., 4/5 бинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарин оизводственно-.издательски