Электронный эргометр Советский патент 1982 года по МПК G01L5/00 A61B5/05 

(54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ЭРГОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике, в том числе к ме.дицинской диагностике, и представляет собой устройство, предназначенное для измерения работы движущегося человека, например при ходьбе и беге .

По основному авт.св. №628756 известен электронный эргометр, предназначенный для измерения работы человека при ходьбе и беге, содержащий корпус, в котором расположен задемпфированный сёйсмодатчик, связанный с блоком управления, два мультивибратора, подключенные выходами через смеситель к первому выходу блока индикации, блок установки допустимого порога нагрузки, подключеИный к первым входам блока сравнения, вторые входы которого подключеHtJ к информационным выходам блока индикации, а выход - к первому входу двоичного счетчика, к первому входу высокочастотного мультивибратора, ко входу низкочастотного мультивибратора, а второй вход высокочастотного мультивибратора связан с выходом блока -управления П .

Недостатком известного эргометра является относительно высокая погрешность измерения работы, выполняемой человеком при ходьбе и беге.

Известно, что на выполнение одного шага при ходьбе затрачивается работа, равная 8-30 кгм, в зависимости от индивидуальных данных человека (веса, роста, темпа ходьбы, средней длины шага. При этом в известном эргометре за один шаг формирует10ся примерно 5 импульсов на выходе высокочастотного мультивибратора, т.е. цена одного импульса находится в пределах 1,6 - 6,0 кгм/импульс, что дает методическую погрешность

15 около 20% на один шаг при возникновении помех, обусловленных резкими движениями тела человека, нехарактерными для ходьбы или бега.

20

Снижение методической погрешности в известном эргометре путем увеличения частоты высокочастотного мультивибратора приводит к увеличению разрядности счетчика, что влечет

25 усложнение регулируемого деитфратора и увеличение его габаритов.

Цель-изобретения - повы1иение точности измерения проделанной работы за счет уменьшения методической по30грешности . Указанная цель достигается тем, что в электронный эргометр введен блок установки индивидуальных данных человека, включенный в частотно задающую цепь высокочастотного муль тивибратора, выход которого подключен ко второму .входу двоичного счет чика. На чертеже представлена схема эр гометра . Эргометр состоит из сейсмодатчика 1, блока 2 управления, высокочас тотного мультивибратора 3, двоичного счетчика 4, счетчика 5 блока индикации, индикатора 6, блока 7 уста новки допустимого порога нагрузки, блока 8 сравнения; низкочастотного мультивибратора 9, смесителя 10, бл ка 11 установки индивидуальных дан- ных человека, блока 12 установки на О. Выход сейсмодатчика 1 подключен через блок 2 управления к первому входу мультивибратора 3, выход которого связан со счетным входом двоичного счетчика 4 и первым входо смесителя 10, второй вход которого подключен к выходу мультивибратора Выход двоичного счетчика подключен к счетчику 5, связанному выходами с информативнЕЛми входами индикатора б и первыми входами блока 8 сравнения, вторые входы которого подключе ны к выходам блока 7 установки, а выход - ко входу разрешения двоичного счетчика 4, второму входу муль тивибратора 3 и входу мультивибрато ра 9. Выход смесителя 20 связан с сигнальным входом индикатора 6. Блок 11 установки включен в частотно-задающую цепь мультивибратора 3. Выход блока 12 установки на О поключен к установочньм входам двои ного счетчика 4 и счетчика 5. Эргометр работает следующим образом. При ходьбе или беге человек сове шает колебательные движения в верти кальной плоскости. Амплитуда этих колебаний зависит от индивидуальных данных человека (роста, веса и т.д. но в среднем составляет 1,5-3 см. Сейсмодатчик 1 воспринимает эти колебания и преобразует их в электричес кий сигнал,который поступает в блок 2 управления. На выходе послед него образуются импульсы, длительность которых пропорциональна ампли ±уде колебаний центра тяжести челове Ла. Данные импульсыпоступают на со ответствующий вход мультивибратора 3, который генерирует высокочастотны импульсы во время действия импульсов с выхода блока 2. Частота генерации мультивибратора 3 определена положением переключателя .блока 11 ус тановки. Импульсы с мультивибратора 3 поступают на счетный вход двоичного счетчика 4, который представляет собой многоразрядный счетчик с постоянным коэффициентом деления, вход счетчика 5 блока индикации. Код с выхода счетчика 5 поступает одновременно на блок 8 сравнения и на ,, индикатор 6, который индицирует проделанную работу в соответствующих единицах. При соответствии кода с выхода счетчика 5 коду допустимого порога нагрузки, установленного с помощью переключателя блока 7, блок 8 сравнения вырабатывает сигнал Резерв исчерпан. При поступлении сигнала Резерв исчерпан на соответствующий вход мультивибратора 3 последний начинает генерировать импульсы высокой частоты непрерывно. Сигнал Резерв исчерпан одновременно запрещает прохождение импульсов с выхода мультивибратора 3 на счетный вход двоичного счетчика 4, а также разрешает работу мультивибратора 9. Низкочастотный сигнал с выхода мультивибратора 9 и высокочастотный сигнал с выхода мультивибратора 3 поступают в смеситель 10, на выходе которого получаются пачки импульсов.Частота поступления пачек импульсов равна частоте мультивибратора 9, а частота заполнякхцих импульсов в пачке частоте мультивибратора 3. Так как счетный вход двоичного счетчика 4 закрыт сигналом Резерв исчерпан, то на вход счетчика 5 больше не поступают импульсы и индикатор индицирует проделанную человеком работу, равную предварительно установленному допустимому порогу нагрузки. Поскольку на индикатор 6 теперь уже поступает сигнал со смесителя 10, то индикатор 6 издает прерывистый звуковой сигнал, а индикация проделанной работы осуществляется миганием цифр, что привлекает внимание человека. При нажатии блока 12 установки на О делитель 4 и счетчик 5 обнуляются и электрическая схема эргометра возвращается в исходное состояние. Мультивибратор 3 выполнен с частотно-задающей цепью, в которую включен блок 11 установки индивидуальных данных челрвека. При этом частота мультивибратора 3 выбрана в диапазоне звуковых частот с целью использования ее непосредственно для звуковой индикации. В зависимости от индивидуальных данных человека работа за один шаг колеблется в пределах 8-30 кгм. С учетом этого частота мультивибратора 3 регулируется ступенчато переключателем блока 11 установки, который может быть установлен в одно из нескольких, например двенадцати, положений в зависимости от индивидуальных данных человека (роста, веса и т.д. ).

Двоичный счетчик 4 может быть выполнен в виде многоразрядного, например двенадцатиразрядного, счетчика с большим коэффициентом деления (4096). Это позволяет уменьшить методическую погрешность, которая в данном случае составляет 0,079% /для 30 кгм за один шаг) и 0, 8 кгм за один шаг) с учетом, что частота мультивибратора 3 соответственно равна 12,6 и 3,36 кГц. Цена одного импульса для всех вариантов работы в предлагаемом эргометре постоянна и равна 0,0238 кгм/импульс

Использование предлагаемого эргометра позволяет значительно снизить методическую погрешность при измерении проделанной человеком работы в

процессе тренировки.или соревнований, а также в практике лечебной физкультуры и санаторно-курортной службы.

формула изобретения

Электронный эргометр по авт.св. 628756, отличающийся тем,-что, с целью повышения точности измерения, в него введен блок установки индивидуальных данных человека, включенный в частотно-задающую цепь высокочастотного мультивибратора, выход которого подключен ко второму входу двоичного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 628756, кл. G 01 L 5/00, 1977.