Устройство для тренировки скелетных мышц человека Советский патент 1987 года по МПК A61B5/22 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам, применяемым для тренировки скелетных мышц человека,

-Цель изобретения - сокращение сроков реабилитации больных после травм конечностей путем более точного задания дозированной по нагрузке программы работы мышц.

На фиг. 1 изображено устройство с 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 3. исходного положения, реле 4 задаваемого времени работы мьшц в режиме удержания нагрузки, реле 5 контроля времени работы мышц в режиме удержания нагрузки, реле 6 задаваемого времени отдыха, реле 7 контроля времени отдыха, блок 8 сравнения,информационное табло 9, счетчик 10 циклов и звуковой сигнализатор 11 ошибки.

Датчик 2 задаваемого перемещения содержит,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, электромагнитное реле 17 с двумя группами контактов 18 и 19.

Реле 4 задаваемого времени работы в режиме удержания содержит резисторы 20-22, конденсатор 23, транзистор 24 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

0

реле 48 с контактной группой 49. Входящие в реле 6 и 7 времени резисторы 37 и 43 - переменные и имеют общую рукоятку настройки.

Блок 8 сравнения включает в себя контакты 26 электромагнитного реле 25, контакты 34 электромагнитного реле 33, контакты 42 электромагнитного р1еле 41, контакты 49, электромагнитного реле 48, резисторы 50 и 51, конденсаторы 52 и 53, полупроводниковые диоды 54 и 55, электромагнитное реле 56 с контактами 57, электромагнитное 5 реле 58 с контактами 59 и поляризованное электромагнитное реле 60 с контактами 61. -

Информационное табло 9 состоит из трех электрических лампочек накалива- Q ния 62-64, высвечивающих надписи на транспарантах Работа, Удержание и Отдых.

Счетчик 10 циклов представляет собой электромагнитный счетчик. 5 Звуковой сигнализатор 11 ошибки может быть выполнен в виде зуммера или 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- 5 ческими лроводами необходимой длины,

закрепляют на используемой для тренировки установке так, чтобы какое-либо ее подвижное звено могло нажимать в исходном положении на контакты 16, а

0 в положении заданного перемещения - на контакты 12, вызывая их замыкание. В исходном состоянии контакты 16 датчика 3 исходного положения замкнуты. При включении питания выключателем

5 65 через обмотку электромагнитного реле 17 начинает протекать ток, и реле 17 срабатывает. Его контакты 18 подсоединяют конденсатор 39 к резистору 37, а контакты 19 - конденсатор 46 к

0 резистору 43 и конденсатор начнет медленно заряжаться через резистор.

Контакты 12 датчика 2 задаваемого перемещения разомкнуты и электромагнитное реле 13 обесточено. Через его

5 нормально замкнутую пару контактов 14 и резистор 20 заряжается до напряжения источника питания конденсатор 23. Через нормально замкнутую пару второй группы контактов 15 электромагтечет отрезок времени, на который были настроены реле А времени работы в режиме удержания нагрузки и реле 5 контроля времени работы в режиме удержания 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 ошибки.

В начале возвратного движения подвижных звеньев тренировочной установки освободятся контакты 12 датчика 2 задаваемого перемещения, реле 13 обесточивается, его контакты 14 и 15 подключат конденсаторы 23 и 31 к цепи питания и они начнут заряжаться.

При достижении звеньями тренировочной установки исходного положения замыкаются контакты 16 датчика 3 исходного положения, что вызывает срабатывание электромагнитнЬго 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 б4, высвечивающая транспорант Отдых.

Ток, протекающий через транзистор 40 и обмотку электромагнитного реле 41, уменьшается по мере разрядки конденсатора 39 и, когда он окажется меньше тока удержания реле 41, произойдет отпускание реле и переключение его контактов 42, что вызовет погасание лампы 64 и загорание лампы 62 информационного табло 9.

-Длительность горения лампы 64, высвечивающей транспорант Отдых, указывает пациенту время, в течение которого ему надлежит дать отдых тренируемым мышцам перед началом очередного цикла их нагружения.

Длительность отдыха устанавливают путем изменения величины сопротивления резистора 37.

Контакты 19 при срабатьшании реле 17 подключат через резистор 43 к цепи питания конденсатор 46 реле 7 времени отдыха и он начнет заряжаться, По мере его зарядки увеличивается

0

ток, 11ротекак)Щ1п 1 через Т1 )а 1зистор 47 и обмотку электромагнитного риле 48.

Если величина тока достигнет значения, необходимого для срабатывания реле 48, его контакты 49, замыкаясь, включают в цепь питания звуковой сигнализатор 11 ошибки, и подается звуковой сигнал. Это произойдет в том случае, когда фактическое время отдыха превысит заданное, указанное длительностью свечения транспоранта Отдых информационного табло 9.

Таким образом, обеспечивается опе- g ративный контроль за точным соблюдением заданного условиями тренировки временем удержания нагрузки после выполнения заданного объема движения и времени отдыха.

Если в контактной группе 26 реле 25 замкнуты правые по схеме контакты (а это произойдет, когда сработает реле 4 времени удержания), конденсатор 52 зарядится. В момент переключе- 5 ния контактов 26 отрицательный импульс напряжения с дифференцирующей цепочки, образованной конденсатором 52 и резистором 50, через полупроводниковый диод 54 поступит на одну из обмоток поляризованного реле 60 и.вызовет переключение его контактов 61 таким образом, что к правому по схеме контакту контактной группы 26 окажется подсоединенным звуковой сигна- пизатор I1 ошибки. 5

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 5 группы 42 электромагнитного реле 41 реле 6 задаваемого времени отдыха соединен с дифференцирующей цепочкой, состоящей из конденсатора 53 и резистора 51. В момент замыкания этого и Q среднего контакта контактной группы 42 (а это произойдет при возвращении подвижных звеньев тренировочной установки в исходное положение) заряжается конденсатор 53, а в момент 5 переключения отрицательный импульс напряжения с дифференцирующей цепочки через полупроводниковый диод 55 поступает на вторую обмотку поляризованного реле 60.

0

0

HHTfioro pt,4t; 13, нормально мг-и .нутую пару контактов 35 э: ектромагн1 тнаго реле 33 и резистор 28 к нг.точпику гш- тания подключается конденсатор 31 н также заряжается до напряжения источника питания. Через нормально замкнутые пары контактов 26 и 42 электромагнитных реле 25 и 33 на лампу 62

подается напряжение, и она высвечива- Q навливается врачом или методистом.

ет на информационном табло 9 надпись Работа, указывающую пациенту на необходимость начать движение. После начала движения подвижное звено тренировочной установки отходит от контактов 16 датчика 3 исходного положения, и они, размыкаясь, обесточивают элекфромагнитное реле 17. Контакты 18 реле 17 подключают конденсатор 39 через резистор 36 к источнику питания и он заряжается. Контакты 19, размыкаясь, прекращают процесс зарядки конденсатора 46, Надпись Работа на информационном табло 9 продолжает

20

Контакты 26 и 34 электромагнитных реле 25 и 33, помимо описанных функций, при переключении подают напряжение питания на обмотки электромагнит- 15 ных реле 56 и 58, на дифференцирующую цепочку, состоящую из конденсатора 52 и резистора 50, входящих в состав блока 8 сравнения, и на счетчик 10 циклов.

При 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 высвечиваться в течение всего полного js разорванной. Счетчик 10 циклов за- объема движения подвижного звена тре- считывает факт выполнения движения в нировочной установки.

При достижении заданного уровня перемещения подвижного звена тренировочной установки оно нажимает на кон- „ такты 12 датчика 2 задаваемого перемещения и замыкает их. Срабатывает электромагнитное реле 13, его контакты 14 и 15 переключаются и подсоединяют конденсаторы 23 и 31 к цепям баз транзисторов 24 и 32., Так как конденслто- - контактов 12 датчика 2 задаваемого ры 23 и 31 к этому моменту заряжены перемещения и переключение контактов до напряжения источника питания, транзисторы 24 и 32 открываются, электромагнитные реле 25 и 33 срабатывают, их контактные группы 26, 27, 34 и 35 переключаются. При этом лампа 62, подсвечивающая транспарант Работа,

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

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, по- скольку конденсатор 31 подключен к базе транзистора 32 через контакты 35 Переключение контактов 26 реле 25 вызовет обесточивание реле 56 и переключение его контактов 57, котогаснет, а лампа -63, подсвечивающая транспарант Удержание загорается, указывая больному на необходимость удержания нагрузки в этом положении, конденсатор 46 реле 7 контроля времени отдыха полностью разряжается, а конденсатор 31 реле 5 контроля вре-

14 и 15, конденсатор 23 окажется отключенным от базы транзистора 24 что вызовет переключение контактов 26 и 27. На функциональное состоян реле 5 контроля времени работы в р жиме удержания нагрузки размыкание контактов 12 датчика 2 задаваемого перемещения влияния не окажет, по- скольку конденсатор 31 подключен к базе транзистора 32 через контакты Переключение контактов 26 реле 25 вызовет обесточивание реле 56 и переключение его контактов 57, кот

мени работы в режиме удержания нагруз- 0 рые при этом замкнут цепь питания

ки подключается к резистору 29 в обход контактов 15 электромагнитного реле 13 датчика 2 задаваемого перемещения..

Таким образом, конденсатор 31 остается подключенным к .базе транзистора 32 даже в том случае, если в результате преждевременного начала движемия з} еньен тренировочнои установки р cTopoEiy исходного положения контакты 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 уста20

js

При 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 за- считывает факт выполнения движения в

контактов 12 датчика 2 задаваемого перемещения и переключение контактов

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, по- скольку конденсатор 31 подключен к базе транзистора 32 через контакты 35 Переключение контактов 26 реле 25 вызовет обесточивание реле 56 и переключение его контактов 57, кото 0 рые при этом замкнут цепь питания

звукового сигнализатора 11 ошибки и будет подан звуковой сигнал о нарушении заданной программы тренировки, поскольку контакты 59 реле 58 останутсй 55 замкнутыми.

Погасание транспоранта Удержание и загорание транспоранта Работа произойдет только после того, как исПроизойдет переключение его контактов 61 таким образом, что звуковой сигнализатор 11 ошибки окажется присоединенным к правому по схеме контакту контактной группы 42.

В случае повторного переключения контактов 42 раздастся звуковой- сигнал, свидетельствуниций-о том, что подвижные звенья тренировочной установки возвращены в исходное положение, не достигнув заданной программо тренировки величины перемещения.

Таким образом,осзгществляется оперативный контроль за правильностью выполнения порядка и объема движений заданных программой тренировки.

Формула изобретения

Устройство для тренировки скелетных мышц человека, содержащее нагру- 3очный механизм, датчики исходного положения и задаваемого перемещения.

Вариант А

5

0

информационное табло и регистратор, отличающееся тем, что, с целью сокращения сроков реабилитации больных после травм конечностей путем более точного задания дозированной по нагрузке программы работы мьшц, оно содержит сгруппированные попарно четьфе регулируемых реле времени,каждая пара из которых имеет общий элемент регулировки, причем входные цепи реле задаваемого времени работы мышц в режиме удержания нагрузки и репе контроля времени работы мьшщ в режиме удержания нагрузки соединены с датчиком задаваемого перемещения,а входные цепи реле задаваемого времени о гдыха и реле контроля времени отдыха соединены с датчиком исходного положения, и блок сравнения, вход которого соединен с выходами всех че- тьфех реле, а выход - со счетчиком циклов и звуковым сигнализатором ошибки.

Вариант 6

Фиг f

Редактор Н.Рогулич

Составитель Н.Галанага Техред М.Дидьк

3996/7

Тираж 59 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР.

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.- 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная.

Корректор А.Зимокосов

Изобретение относится к меди- цинской 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 мьшц 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 И 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 выполнения заданного объема движения и времени отдыха. 3 ил. i (/ Omduix