Путемер Советский патент 1988 года по МПК G01C22/00 

i Изобретение относится к устройствам для измерения пути, пройденного человеком.

Цель изобретения -- повьш1ение надежности«

На чертеже представлена блок-схема ,

З стройство состоит из датчика 1 шаговS формирователя 2 импульсов, RS-триггера 3, первого счетчика 4, элемента ИЛИ 5$ регистра 6,, блока 7 возведения в степень, второго блока 8 деленияз второго блока 9 задания постоянной уставки первого блока. 10 деления, первого блока 11 задания постоякной уставки, второго счетчика iZj индикатора 13, генератора ,цечастоты н олока питания

не показан), Датчик 1 соединен с входом форми- |рователя 2, выход которого соединен с 8 входом RS-триггера Зу первым - ХОДОМ .элемента IfflH 5 н управляющими зходаьш блоков 6 и 10, Прямой выход RS-rpi-irrepa 3 соединен с управляющим входом пер.зого счетчика 4, выход перекоса которого соединен с R-входом .кВтриггера 3 и вторым входом элемента И.ГШ 5, выход которого соединен с Г - зходом первого счетчика 4, а ды счетчика 4 соединены с входами регистра 6,. выходы которого соедине- |ны с инфоркационными входами блока 7 |возведения в степень и входами дели- |теля первого блока 10 деления, Управ- |ляющий вход блока 7 возве/гания в сте- IneHfc соединен с выходом готовности jnepBoro блока 10 деления. Информационные выходы блока 7 соединены с входани делителя второго блока 8 деле- :ния5 управляющий вход которого соеди- иен с выходом готовности блока. 7 воз- ведення в степень. Выход второго блока 9 .1дапия постоянной уставки сое- дииен е входом делимого второго блока 8 деленияд а выход первого блока 1I задания постоянной уставки соединен с входом делимого первого блока

с тактовыми входами первого счетчика 4, первого блока 10 деления, блока 7 возведения в степень и второго блока 8 деления соответственно.

Длина шага определяется по темпу движения из формулы:

1 К-Т,

(1)

где 1. - длина шага (м)j

К коэффидиент отношения длины шага к частоте шагов в минуту или темпу движения (м/ /мин)j

Т.п - темп движения (шаг/мин) . Коэффициент К зависит от темпа движения и может быть определен для каждого человека опы.тным путем и в общем виде представлен следующим уравнением

К а + Ъ

(2)

5

0

где а и b - константы, индивидуальные для каждого пользователя.

Выраз 1в темп движения через период шага Тщ как Тп бО/Тщ, с учетом выражений (1) и (2)

60

т

1 1 .. g -(U1

. 60 ,, -: }

1 ш

ИЛИ

1

А

т,т л

(3)

где Тц, - период шага (с).

Значения а , и b, являются постоянными уставками, вводимыми в прибор и определяемыми индивидуальньми характеристиками человека, поэтому не меняются в процессе ходьбы, что также доказано экспериментально. Коэффициент Ц имеет, знак минус, так как коэффициент К с увеличением темпа убывает.

Перед началом эксгшуатад.и71 .путеме- ра каждому- пользователю следует опре

Изобретение относится к устройствам для измерения пути, проходимого человеком. С целью повышения надежности перед работой в первый 10 и второй 9 блоки постоянной уставки вводятся значения .уставок а и Ъ, предварительно определяемые на известной дистанции. При ходьбе дат;чик 1 фиксирует шаг, соответственно которому формирователь 2 импульсов выдает короткий импульс. С помощью данного импульса с первого счетчика 4 в регистр 6считывается код, соответствующий периоду шага. Этим же импульсом с задержкой на элементе ИЛИ 5 первый счетчик 4 обнуляется, С регистра 6 код поступает в первый блок деления 10, где определяется частное от деления первой уставки а на код периода шага, которое далее поступает на вход сложения второго счетчика 12. В блоке 7осуществляется возведение в квадрат значения периода шага, после чего во втором блоке деления 8 осуществляется деление второй уставки b на квадрат периода шага. Формируемые Е процессе деления импульсЫ поступают на вход вычитания второго счетчика 12. Значение расстояния, сформирован- $ ного вторым счетчиком 12, поступает на индикатор 13. При следующем шаге срабатывает датчик 1 и весь процесс определения длины шага повторяется. 8счетчике 12 суммируются сформированные длины шагов, и на индикатор 13 выводится суммарное значение пройденного пути. 1 ил.

10 деления. Информационный; выход вто-50 Делить индивидуальные значения уставок а 1 .и Ь.,. Для этого необходимо пройти одну и ту же заранее известную дистанцию L (например, 200 н) несколько раз с различными темпами Tf, ходьбы, подсчитывая число N шагов,; требующихся для прохождения этой дистанции. Темпы ходьбы должны быть также известны и задаваться метрономны- :ми устройствами. Для каждого прохода

рого блока 8 деления соединен с входом вычитания второ.го счетчика 12, а икформациокный выход первого блока 10 деления соединен с входом сложе- мия второго счетчика 12, вьпшды которого соединены с входами индикатора 13. Выход генератора 14 соединен с входом делителя 15 частоты, первый - четвертьш выходы которого соединены

Делить индивидуальные значения уставок а 1 .и Ь.,. Для этого необходимо пройти одну и ту же заранее известную дистанцию L (например, 200 н) несколько раз с различными темпами Tf, ходьбы, подсчитывая число N шагов,; требующихся для прохождения этой дистанции. Темпы ходьбы должны быть также известны и задаваться метрономны- :ми устройствами. Для каждого прохода

определяется средняя длина 1 L/N и коэффициент К 1/Т. В результате после всех проходов (желательно, чтобы их бьшо не менее трех) получают совокупность пар значений К - Т-, по которым графически или методами регрессионного анализа (например, с помощью микрокалькулятора) можно установить линейную зависимость (2), преобразовать ее в зависимость (3) и определить необходимые коэффидиен- ты а, и Ь, задающие последнюю.

Устрой-ство работает следующим образом.

Перед работой в устройство вводят постоянные уставки: а , - в, блок 11, Ь - в блок 9 задания постоянной уставки при помощи переключателей соответствующего блока. Устройство фиксируют на поясе человека в вертикальном положе 1ии так, чтобы датчик 1 воспринимал колебания ОЦМ. которые обусловливаются ходьбой. После включения прибора счетчик 1, второй счетчик 12

и индикатор 13 обнуляются. Ходьба человека сопровождается вертикальными колебаниями при каждом шаге. Колебания ОЦМ воспринимаются датчиком 1, и .при помощи формирователя 2 импульсов формируется короткий импульс на каждый шаг. Импульс с формирователя 2 переписывает код первого счетчика 4, соответствующий периоду Тщ шага, в регистр 6 и через время, равное задержке на элементе ИЛИ 5, обнуляет первый счетчик 4. По импульсу с формирователя 2 с использованием значения кода, хранящегося в регистре 6, блоком 10 определяется частное от деления первой уставки а на код периода шага. Полученное частное поступает на вход сложения счетчика 12.

Блоки 8 и 10 деления реализованы- так, что при значении периода шага, равном нулю, например, после включе-, ния прибора, на выходах блоков 8 и 10.деления импульсы отсутствуют.

По окончании деления блок 10 выдает команду готовности блоку 7 возведения в степень. Елок 7 возводит в квадрат значение периода Т шага.

Блок 8 деления по команде го тов- ности с блока 7 делит вторую постоянную уставку Ь, на код TJ;. Деление происходит так жк, как и в блоке 10. В процессе деления блоком 8 на его выходе появляются импульсы, которые

поступают на вход вычитания счетчика 12. Таким образом, из числа импульсов, подсчитанных счетчиком 12 за

время деления блока 10, вычитается число импульсов, полученных при делении в блоке 8. Значение кода, образовавшегося в счетчике 12, соответствует пройденному пути, что отображается индикатором 13.

Следующий шаг заставляет сработать датчик 1, он активирует формирователь 2, импульс с которого переписывает код предыдущего шага из первого счетчика 4 в регистр 6 и дает команду блоку 10 начать деление этого кода. Затем обнуляется счетчик 4. которьй начинает считать значение nepii- ода текущего шага. И весь процесс

определения длины пре.дьщущего шага повторяется, а счетчик 12 суммирует эти значения. На индикаторе 13 отображается суммарное значенне про: Ъ, кого пути. Это происходит д-о тех .гюр,

пока человек не остановите.;.

Формула изобретение

Путемер, содержащий генератор датчик, первый счетчик, регистр,первый блок задания постоянной уставки, соединенный с вторым входом первого блока деления, и индикатор, о т л н чающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности, он снабжен формирователем импульсов, RS-триггером, элементом РШИ, делителем частоты, блоком возведения в степень, вторьм блоком задания постоянной уставки, вторьп блоком деле1гкя и вторым счетчиком, датчик выполнен в виде датчика шагов, выход которого через формирователь импульсов соединен с первыт-га входами элемента i-UlH, регистра, пер- вого блока деления и RS-триггера, выход которого соединен с первьм входом первого счетчика, первьй выход которого соединен с вторьл входом регистра, второй выход .соединен с вто- . рыми входами элемента ИЛИ и RS-триг- гера, а второй вход соединен с выходом элемента ИЛИ, выход регистра соединен с третьим входом первого блока деления и первы 1 входом блока возведения в степень, второй вход которого соединен с nepBbLM выходок первого Ьлока деления, а первый и второй вы- коды соединены соответственно с первым и вторьш входами второго блока

514342596

деления, третий вход которого соеди-генератора соединен с входом делитеяси с ,xoij,o.f второго блока задания .ля частоты, первый, второй, третий

постоянной уставки, выход второгои четвертый выходы которого соответсчв.гчика соединен с входом индикато-ственно соединены с третьим входом

ра, а первый и второй входы соедипе-пе рвого счетчикаs четвертым входом

пы соотБетственпо с вторым выходомпервого блока деления, третьим вхоперБого блока деления и выходом блока возведения в степень и четрого блока деления, причем выходвертым входом второго блока деления о