Эргометр-тренажер Советский патент 1978 года по МПК A63B23/04 

1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам измерения, или регистрации с диагностическими целями, а также к тренировочным устройствам для упражнения как отдельных частей тела, так и всего организма

Известен эргометр-тренажер, содержащий основание, размещенный в .нем педаЛьный узел со счетчиком оборотов и индикатором работы, стойку с рукоят-. ... .

Однако исследуемый на известном тренажере человек при нагрузке находйт ся в сидячем положении, что не соответствует характеру нагрузки при ходьбе и при беге; круговая траектория движущихся стоп при работе также .является искусственной, не соответствует траектории движения стоп при ходьбе или беге;

. механизм передали усилия ног имеет мертвые точки , которые нарушают равномерность нагрузки. В-четвертых,

положение испытуемого, сидящего на велосипедном седле, является для многих непривычным,; привнося элемент психологической нагрузки в исследование,

Целью изобретения является создание физиологических условий ходьбы при сохранении естественной траектории стоп

в пространстве.

Для этого в предлагаемом эргометретренажере педальный узел выполнен в виде коленчатого вала, установленного в неподвижных опорах, двух рычагов с педалями, связанных с рычагами через шарниры, расположенные на середине их длины, шатунов, закрепленных неподвижно одними концами на основании, и кривошипов, неподвижно установленных на; коленчатом валу, причем длина каждого рычага равна гдвоенной длине шатуна, кривошипы сдвинуты один относительно другОгЪ по фазе на 180°, а расстояние между неподвижными опорами коленчатого вала и неподвижным концом шатуна рав...г,

. где - длина кривошипа; t) - длина шатуна.

На фиг.1 изображен описываемый эргометр-тренажер, общий вид;.на фиг.2траектория.верхнего конца рычага, соответствующего точке укрепления педали .

Эргометр-тренажер состоит из рычага 1, шатуна 2 и кривошипа 3, шарнирно связанных между собой так, что две оси 4 и 5 являются неподвижньпчи, а две оси 6 и 7 - подвижными. Аналогичные механизмы укреплены с двух сторон вертикальной плоскости 8. На верхнем свободном конце рычага 1 укреплена педаль 9, представляющая собой площадку с рифленой поверхностью для .стопы.

Оба рычажных механизма соединены

между собой коленчатым валом 10. При этом педали 9 обеих сторон сдвинуты по фазе на угол IT радиан. На валу 10 укреплены счетчик 11 оборотов и тормозное устройство 12 с регулируемой степенью торможения.

На вертикальной плоскости расположены рукоятки 13 для фиксации рук испытуемого. Рукоятки должны быть электрически изолированы от остальной конструкции. В этих условиях они могут играть роль электродов для .электрокардиографического исследования. Величина выполненной работы или мощность нагрузки определяются с помощью индикатора 14 работы. Длина каждого рычага равна удвоенной длине шатуна 2, кривошипы 3 сдвинуты один относительно другого по фазе на 180 , а расстояние между неподвижными опорами коленчатого вала 10 и неподвижным концом (ось 4) шатуна 2 равно „.

где f - длина кривошипа;

t)- длина шатуна. Испытуемый человек становится на Педали 9, держась руками за рукоятки 13. В начале работы он нажима.ет одной ногой на педаль 9, и., атталкиваясь от нее, начинает бег или ходьбу. При этом .педаль идет назад. .Одно.временно пе- даль второйстороны по верхней части траектории идет вперед. Вторая нога испь1туемого отта.лкиваеТ эту педаль . назад. Темп, движения педалей задаете скоростью бега испытуемого. Так как обе педали -кинематически связаны ва-. лом 1Q, то учет скорости вращения педали с помощью счетчика 11. оборотов и степени торможения в устройстве- 12, позволит охарактеризовать проделанную работу или мощность нагрузки. Эти-показатели выводятся на индикатор 14 для; предъяЕления экспериментатору или обследуемому лицу. Электрокардиографическое исследование в процессе обследования проводится с использованием pyкoятoJ 13 в качествё электродов.

Кинематика устройства иллюстрирована схемой 2, где приведена траектория верхнего конца рыЕчага, соответствующего точке укрепления педали. Из этой схемы в.идно, что нижняя часть раектории является горизонтальной . При синхронной работе двух мехаизмов, сдвинутых по фазе на 1Г радин, исключается мертвая точка,.потому

что рабочие точки не находятся одновременно в крайних положениях.

Отличительные особенности функционирования предложенного устройств.а; нормальные условия бега или ходьбы исследуемого человека, соответствующие вертикальному положению тела.и естественной траектории движения ног, отсутствие мертвой точкй в движении пёдалей. Кроме того, с помощью регулируемого торможения можно воспроизвести нагрузку, соответствующую бегу или . ходьбе вверх по наклонной плоскости, или нагрузку, изменяющуюся по любому

заданному закону. При необходимости можно регулировать диапазон нижней прямолинейной траектории педалей изменением величины кривошипа З.Для этого в кривошипе выполнен вырез, а подвижная ось 7 снабжена резьбой и гайкой с барашком.

Устройство можно использовать для функциональной диагностики и дозированной тренировки сердечно- сосудистой j дыхательной и .других систем человека,: что важно при клинических обследованиях, при профилактических осмотрах, в спортивной, авиационной и космической медицине.

Формула изобретения

. Эргометр-тренажер, содержащий основание, размещенный .в нем педальный узел со счетчиком оборотов и индикатором работы, стойку с рукоятками, отличающи.йся тем, что, -с целью создания физисзлогических условий ходьбы при сохранении естественной траектории стоп в пространстве, педальный узел выполнен в виде коленчатого вала, установленного в непод-, видных опорах, двух рычагов с педалями, связанных с рычагами через шарниры, расположенные на середине их длины, шатунов, закрепленных неподвижно одними концами -на основании, .и кривошипов, неподвижно.установленных на коленчатом валу, причем длина каждого рычага равна удвоенной длине шатуна, кривошипы сдвинуты один относительно другого по фазе на 180° , а расстояние между неподвижными опорами коленчатого вала и неподвижным концом шатуна равно р 2 b ,

где - длина кривошипа; 1} - длина шатуна.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: .

I.Патент США № 3767195,кл.272-70, 1969.

VUi.t