Велоэргометр Советский патент 1981 года по МПК A61H1/00 A63B69/16 

(54) ВЕЛОЭРГОМЕТР

1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для обеспечения дозированной нагрузки на организм пациента и измерения выполняемой при этом работы.

Известен велоэргометр, содержащий корпус, ручной и ножной привод, нагрузочный диск с осью и тормозным элементом, установленный на оси нагрузочного диска тахометр, блок контрольно-изме{ ительной аппаратуры и узел градуировки 1.

Недостатком известного велоэргометра является то, что он не дает возможности непрерывного определения суммарной работы, производимой пациентом при исследовании.

Цель изобретения - oбecпeчe aиe возможности непрерывного определения суммаркоК работы, производимой пациентом при исследовании.

Поставленная цель достигается тем, что известный велоэргометр, содержащий корпус, ручной и ножной привод, нагрузочный диск с осью и тормозным элементом, установленный на оси нагрузочного Диска тахометр, блок контрольно-измерительной аппаратуры и узел градуировки, дополнительно содержит датчик силы торможения, установленный на оси иагрузочного диска и связанный с тормозным элементом, а блок контрольно-измерительной аппаратуры содержит последовательно соединенные умножитель, интегратор и индикатор суммарной работы, причем вход умножителя соединен с выходами тахометра и датчика силы торможения.

На чертеже схематично изображен предлагае ый велоэргометр,

Велоэргометр содержит нагрузочный диск 1, свободно сидящий на оси 2 и механически связанный с приводом 3, и тормозное устройство в виде подвижной рамки 4 с электромагнитными катушками 5, также свободно сидящей на оси 2. Кроме того, на оси 2 размещен узел 6 градуировки. Датчик 7 силы торможения закреплен на оси 2 и механически связан с подвижной рамкой 4 тормозного устройства (на чертеже датчик 7 условно смещен вниз Тахометр 8 механически связан нагрузочным диском 1. Блок контрольноизмерительной аппаратуры содержит последовательно соединенные между собой умножитель 9,интегратор 10 и индикатор 11 суммарной работы. Выходы датчика 7 силы торможения и

тахометра 8 соединены со входом умножителя 9. Кроме того, в блоке контрольно-измерительной аппаратуры расположены приборы контроля нагрузки 12 и числаоборотов 13, соединенные соответственно с датчиком 7 силы торможения и тахометром 8.

Велоэргометр работает следующим образом.

Пациент-вращает нагрузочный диск 1 при помощи привода 3.

За счет взаимодействия магнитных полей нагрузочного диска и злектромагнитных катушек 5 создается тормозное усиление, величина которого пропорциональна углу отклонения от вертикали подвижной рамки 4. Датчик 7 силы торможения преобразует угол отклонения подвижной рамки 4, пропорциональный силе торможения, в напряжение постоянного тока, которое поступает в умножитель 9 и на прибор 12 контроля нагрузки в блоке контрольноизмерительной аппаратуры. Одновременно с тахометра 8 напряжение, пропорциональное числу оборотов нагрзочного диска 1, поступает также в умножитель 9 и на прибор 13 числа оборотов в блоке контрольно-измерительной аппаратуры. Выходное напряжение умножителя 9, пропорциональное произведению силы торможения на скорость вращения нагрузочного диска 1, поступает на интегратор 10, с выхода которого напряжение, пропорционалное суммарной работе за время исследования, поступает на индикатор 11 суммарной работы.

Мощность, получаемая при работе на велоэргометре, можно подсчитать по формуле

м а5ГйР„ ,

где Р - сила торможения электромагнитного тормоза; R - плечо, на котором прикладывается сила Р; п - число оборотов нагрузочного

диска в единицу времени. Датчик силы торможения преобразует механическую силу в напряжение постоянного тока

,

(2)

где К т коэффициент пропорциональности - величина, постоянная для данного дaтчикa Up - напряжение на выходе датчика.

Датчик числа оборотов преобразует число оборотов нагрузочного диска в напряжение постоянного тока

(3)

коэффициент пропорциональгде к ности - величина, постоянная для данного датчика;

и - напряжение на выходе датчика.

Таким образом, мощность будет определяться выражением

5 ,. (4)

Или, если заменить все постоянны

сомножители коэффициентом К, то

10 - р Суммарная работа определяется

как интеграл от мощности исследования

-t

A SKUpU at,функциональная схема блока контрольно-измерительной аппаратуры соответствует выражению (6).

В любом случае, даже при изменении в процессе исследования величин Up , и. и напряжения питания, величина суммарной работы А, прлученная на индикаторе, будет строго соответствовать реальной работе, произведенной пациентом.

Точность результат&в исследований при использовании предлагаемого велоэргометра повышается в среднем на 20%, а время обработки результатов сокращается с 10-15 мин на каждое исследование практически до нуля, так как информация выдается мгновенно и непрерывно в течение всего времени исследования.

Формула изобретения

Белозргометр, содержащий корпус, 40 ручной и ножной привод, нагрузочный диск с осью и тормозным элементом, установленный на оси нагрузочного диска тахометр, блок контрольно-измерительной аппаратуры и узел градуировки, отличающийся

тем, что, с целью обеспечения возможности непрерывного определения суммарной работы, производимой пациентом при исследовании, он дополнительно содержит датчик силы торможения, установленный на оси нагрузочного диска и связанный с тормозныл} элементом, а блок контрольно-измерительной аппаратуры содержит последовательно соединенные умножитель, инте1;ратор и индикатор суммарной работы, причем вход умножителя соединен с вьаходами тахометра и датчика силы торможения.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2636748/28-13, кл. А 61 Н 1/00, 1978.