Устройство для дистанционного контроля эффективности бега Советский патент 1986 года по МПК G07C1/22 

цию о минутном объеме дыхания (МОД), частоте дыхания (ЧД) и частоте ша- гов (ЧШ) спортсмена. Посредством перемножителя 4 сигналов, полосового фильтра 5, дифференциального усилителя 6, формирователей 7 и 8 импульсов, преобразователя 9 напряжение в частоту, блока деления частот имИзобретение относится к биорадиотелеметрии, в частности к устройствам для Дистанционного контроля и измерения эффективности мышечной работы и физиологических параметров спортсменов в естественных условиях, на тренировках, в процессе бега, спортивной ходьбы, в конном спорте, а также при исследованиях водителей автотранспортных и тракторных средств, при удалении спортсмена (водителя) от пункта контроля в пределах достигаемости радиоканала связи.

Цель изобретения - повышение точности оценки эффективности бега путем учета связи между кардиореспи- раторными и кинематическими параметрами .

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема блока датчиков; на фиг.З - диаграммы сигнала на выходе респираторной информации {А) приемника, сигнала, несущего инфомацию о респираторных показателях (Б) и частоте шагов (В), а также сигнала (Г) на вьгходе кардиоинформации приемника .

Устройство содержит на передающей стороне блок 1 датчиков и передатчик 2, на приемной стороне - приемник 3, перемножитель 4 сигналов, полосовой фильтр 5, дифференциальный усилитель 6, первый 7 и второй 8 формирователи импульсов, преобразователь 9 напряжения в частоту, блок 10 деления частот импульсных последовательностей, регистратор 11 и переключатель 12.

Блок 1 датчиков содержит (фиг.2) генераторные 13 и 14 и измерительные 15 и 16 электроды, генератор 17 стапульсных последовательностей 10 и переключателя 12 реализуются три режима работы устройства. В первом режиме выходная информаппя регистратора 1 1 пропорциональна величине , где, например, X Y 1, во втором режиме - МОД/ЧШ и в третьем режиме - ЧД/ЧШ. 3 ил.

бильного тока высокой частоты, первый 18 и второй 19 дифференциальные усилители, конденсаторы 20 и 21, синхронный детектор 22 и фильтр 23 ниж5 них частот. Выход.синхронного детектора 22 является выходом блока 1 датчиков по реопневмографической информации, выход второго дифференциального усилителя 19 - выходом по кардио10 информации. Электроды 13-16 размещены на испытуемом объекте 24. На фиг.1 показан также канал 25 связи.

Устройство работает следующим образом.

5 В процессе бега (ходьбы) испытуе- мого с помощью измерительных электродов с него снимают сигнал, содержащий информацию о кардио- и реопнев- мографических показателях, включая

20 информацию о частоте шагов. Кардио- информация о частоте сердечных сокращений (чес) вьщеЛяется с помощью фильтра 23 нижних частот, реопневмо- графическая о минутном объеме дыха- 25 ния (МОД) и частоте дыхания (ЧД) и кинематическая информация о частоте щагов (ЧШ) выделяется синхронным детектором 22.

С выходов блока 1 датчиков инфор30 нация в виде аналогового сигнала пос- . тупает на входы передатчика 2, модулирует высокочастотные колебания и передается на приемник 3. Аналого- вьш сигнал с информацией о ЧСС с пер35 вого выхода приемника поступает на первый вход перемножителя 4. Аналоговый сигнал (фиг.За) с информацией о МОД (ЧД) и ЧШ с второго выхода приемника поступает на первый вход диф40 ференциального усилителя 6 и вход

полосового фильтра 5. На выходе фильтра 5 действует сигнал (фиг.Зб) с

информацией только о ЧР за счет nojro сы пропускания |1)ильтра 5 от 1,5 до 4 Гц. Сигнал 4W вычитается в дифференциальном усилителе 6 из сигнала МОД+ЧШ, при этом на втором входе пе- ремножителя 4 и контактах II и III переключателя 12 дер1ствует аналоговый сигнал (фиг. 38) с информацией только о МОД (Щ) . С первого выхода приемника на первый вход перемножите ля 4 сигналов поступает сигнал (фиг.Зг) с информацией о ЧСС.

На выходе перемножителя 4 появляX

ется аналоговый сигнал вида МОД ЧСС где, например, X 1, Y 1. На вы- ходе формирователя 7 импульсов (триггера Шмитта) из аналогового сигнала информацией о ЧШ формируется последовательность импульсов с частотой следования, пропорциональной ЧШ, Этот сигнал действует на первом вход блока деления импульсных последовательностей. В первом режиме работы устройства подвижные контакты переключателя 12 находятся в положении 1/l /. При этом на входе преобразователя 9 напряжения в частоту действует аналоговый сигнал МОД ЧСС . На выходе преобразователя 9 имеет место последовательность импульсов с Частотой следования, содержащей информацию о произведении МОД ЧСС , При этом на выходе делителя 10 (например частотомера типа 43-33 в режиме деления частот) действует сиг- нал с информацией вида МОД ЧСС /ЧШ.

Во втором режиме работы подвижные контакты переключателя 12 ставят ся в положение 11(11 ). При этом на входе преобразователя 9 действует сигнал с выхода усилителя 6 с информацией о МОД, а на выходе преобразователя 9 появляется последовательность импульсов с частотой следования, пропорциональной МОД, и попадае на вход делителя 10. На его выходе действует сигнал с информацией вида МОД/ЧШ.

В третьем режиме работы подвижные контакты переключателя 12 ставятся в положение III(IIl ), на входе формирователя 8 импульсов (триггера Шмитта) действует сигнал с и нформацией о МОД, из которого на его выходе фор мируется последовательность импульсов с частотой следования, пропорциональной ЧД, попадает на вход делителя 10 и на его выходе действует сигнал с информацией ЧД/ЧШ,

Возможност.ь извлекать из реопнев- мосигнала, действующего на выходе усилителя 6, информацию как о МОД, так и о ЧД, обусловлена, наличием известной зависимости вида МОД ЧД ДО где ДО - дыхательный объем. Величина МОД пропорциональна суммарной амплитуде экстремумов,(амплитуде ДО), а величина ЧД - частоте следования соответствующих экстремумов аналогового сигнала. Поэтому МОД вьщеляется с помощью преобразователя 9, а ЧД - с помощью формирователя 8 импульсов. Аналогично последнему значения ЧШ определяются частотой следования экстремумов аналогового сигнала, пропорциональных частоте шага испытуемого, и выделяются с помощью формирователя 7 импульсов. Возможность селекции сигналов, пропорциональных ЧД и ЧШ, обусловлена различием в частотах. Обычная частота шага при беге (кроссе, спортивной ходьбе) составляет 1,5-4 Гц, что соответствует полосе частот фильтра 5, а частота дыхания спортсмена составляет меньше 1,5 Гц.

Первый режим работы устройства реализует получение комплексной интегральной оценки эффективности мьш1еч- ной работы испытуемого вида МОД ЧСС /ЧШ, второй режим - комплексной оценки вида МОД/ЧШ и третий режим - комплексной оценки вида ЧД/ЧШ. Указанные три показателя обеспечивают оценку и контроль эффективности мышечной работы испытуемого с учетом конечного результата - скорости бега характеризуемой частотой шага.

Изобретение обеспечивает повышенную точность оценки эффективности мышечной работы испытуемого с учетом конечных результатов (скорости бега) и физиологических возможностей (резервов) кардиореспираторной системы.

Ф Ормула изобретения

Устройство для дистанционного контроля эффективности бега, с одержащее на передающей стороне блок датчиков и передатчик, выход которого соединен с каналом связи, на приемной стороне - приемник, вход которого соединен с каналом связи, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повьщтения точности оценки

512

:ч(|x г:кти1 ll(1cти , п у трс йствс на переданчцгй стороне uepnbiii и пторой выходы Гхпока датчикок сп(ми1нены соот BeTCTBf HHo с перпым и яторым входами передатчика, на ripneMHoii ciopone в устройство введены по.иосоьой фильтр, прремножитель сигг1алов, дифференциальный усилитель, формирователи импульсов, преобразователь напряжения в частоту, блок деления частот им пульсньгх после.довател1 ностей и переключатель, первый выход приемника соединен с первым входом перемножителя сигналов, выход которого соединен с первым входом переключателя, второй выход приемника соединен с объединенными первыми входами дифференциального усилит еля и полосового

з

0

5

786

фильтра, выход пологовогс фильтра соеди}1е-н непосредственно с вторым входом дифференциального усилителя и через первР)1Й формирователь импульсов с первым входом блока деления частот импульсных последовательностей, выход дифференциального усилителя соединен с вторым входом перемножителя сигналов и с вторым и третьим входами переключателя, первый и второй выходы которого соединены соответственно через преобразователь напряжения в частоту и второй формирователь импульсов с вторым входом блока деления частот импульсных последовательностей, выход которого соединен с входом регистратора.

Изобретение относится к биорадиотелеметрии, в частности к устройствам для дистанционного контроля и измерения эффективности мышечной работы и физиологических параметров спортсменов в процессе бега. Цель изобретения - повышение точности контроля эффективности бега. Устройство содержит на передающей стороне блок датчиков 1, электроды которого размещаются на испытуемом спортсмене. Выходы блока 1 датчиков по реопнев- мографической и кардиологической информации соединены с входами передатчика 2, осуществляющего их смешивание, модуляцию и передачу. Принятый суммарный сигнал разделяется в приемнике 3 на сигнал, несущий информацию о частоте сердечных сокращений (ЧСС), и суммарный сигнал, несущий информа1C (Л ,;1Х //,.

7

Фае2

Составитель В.Федотов Редактор Е.Копча Техред М.Ходанич Корректор В.Синицкая

Заказ 4960/49 Тираж 466Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета СССР

гю ;1,1;: лам изобретений и открытий Г130Т), Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/S

Производстврико -П1 1лиг-Г1афическое прелприяти{ , г . Ул 1мр1 Д, v. i. i пая ,

ЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛ

ДДШШШ-