Велоэргометр Советский патент 1983 года по МПК A61B5/00 

Изобретение относится к медицинской технике и преднаэначенй для ис пользования, главным образом,, в лечебно-профилактических и спортивных учреждениях при исследовании работо способности, и функциональных измене ний, возникающих в организме челове ка под воздействием нагрузок различ ных по величине и длительности, а также для тренировок спортсменов и реабилитации больных. Известен велоэргометр, содержащи раму с сидением и рукоятками и нагрузочный узел, включающий педалиц Наиболее близким -к изобретению является велоэргометр, содержащий раму с сидением и рукоятками, нагрузочный узел, включающий корпус, педали, трансмиссию и тормозной диск с электромагнитом, имеющим катушку возбуждения и магнитопровод, а также источник питания 2 . Однако известный велоэргометр ,не обеспечивает постоянства нагрузочного мслиента в широком диапазоне ча тот вращения педалей, необходимом в медицинской практике для исследов ни.я -я реабилитации больных разных возрастных групп, соответствие мо- мента нагрузки заданному на таком велоэргометре возможно только при определенной частоте вращения педалей, т.е. в одной точке диапазона частот. Это снижает точность работы велоэргометра так как строго выдерживать определенную частоту вращения педалей ногами невозможно. Чтобы обеспечить постоянство момента нагрузки на этом велоэргометре необходимо вводить сложную нелинейную обратную связь между током в цепи электромагнита и частотой вращения педалей, что дойтигается значительным усложнением электронной схемы управления. Цель изобретения - повышение точHodTH задания нагрузки путем обеспечения постоянного нагрузочного момента в различном- диапазоне частоты вращения педалей и упрощение конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в велоэргометре, содержащем раму с сидением и рукоятками, нагру 3очный узел, включающий корпус, педали, трансь.лссию и тормозной диск с электромагнитом, имеющим катушку возбуждения и магнитопровод, а также источник питания, тормозной диск состоитиз двух концентрических колец, выполненных из немагнитных металлов сразличным электрическим сопротивлением, электромагнит установлен с возможностью радиального по отношению к диску перемещения и Фиксации, полюсы электромагнита рас положены в зоне стыка колец. На Фиг. 1 изображен велоэргометр без основания, общий вид; на фиг.2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 велоэргометр с основанием, вид сбоку; на фиг. 4.-трафик (нагрузочных моментов в тормозном диске. Велоэргометр содержит раму 1 с сидением 2 и рукоятками 3, нагрузочный узел, включающий корпус 4, в под шипниках 5 которого размещен приводной вал б с шатунами 7 и педалями 8.На валу б закреплено зубчатое коле со 9, связанное с шестерней 10, кото рая через обгонную муфту 11соедикзна с колесом 12. Колесо 12 зацеплено с -шестерней 13, на ступице которой закреплен тормозной диск, состоя.щий из двух металлических колец 14 и 15.Шестерня 13 вместе с диском уст новлена на подшипниках 16, расположенных на валу 6. Внутри корпуса 4 находится электромагнит, состоящий из магнитрпровода 17 и катушки 18 возбуждения.Диск расположен внутри зазора между полюсгши магнитопровода 17. Магнитопровод 17 с корпусом 4 соединен осью 19 и прижимным болтом. 10, расположенным в пазу магнитопровода. Болт 21 предназначен для изменения расстояния от центра диска до центра полюсов элеостромагнита. Пружина 22 соединяет магнитопровод с корпусом 4.Корпус 4 нагрузочного узла шарни1рно закреплен в подшипниках 23 стоек 24, установленных на раме 1. Корпус 4 нагрузочного узла пружиной 25 соединен с задней стойкой рамы 1. На передней стойке рамы 1 установлена стрелка 26, расположен ная против шкалы нагрузок, нанесенной на корпус 4 нагрузочного узла, который закреплен на раме 1 болтами 27. В стойках рамы установлены рукоятки 3 и сидение 2. Устройство работает следующим об разом. Пр1. приведении в действие педалей начинают вращаться вал 6, тестер ни 9,10,12 и 13, а следовательнр, и тормозной диск, состоящий из метс1гл ческих колец 14 и 15. Диск при вращ нии запасает энергию и обеспечивает плавность вращения педалей. При про хождении по катушке 18 возбуждения постоянного тока возникает магнитны поток, который проходит через оба кольцаНагрузочного диска. В каждом кольце при взаимодействии с магнитным потоком возникает тормозной момент, величина, которого зависит от электропроводности и угловой скорости. Тормозные моменты, возникающие в кольцах, суммируются на ступице диска и через привод передаются на педали. Харастеристика момента, возникающего в медном (алюминиевом) диске (фиг. 4) в рабочем 40-90 об/мин. диапазоне частот вращения педалей, представляет собой нисходящую ветвь параболы (кривая L), а в латуни восходящую ветвь параболы (кривая П). Суммарная нагрузка представляет собой арифметическую сумму двух нагрузок (кривая 111). Величина тормозного момента, вносимого каждым кольгом, зависит от того, какая часть магнитного потока проходит через кольцо. Передвижение полюсов электромагнита в зоне стыка относительно центра диска вызывает перераспределение магнитных потоков, чем достигается, например, постоянство тормозного момента в рабочем диапазоне частот вращения педалей. Для проверки нагрузочного момента велоэогометра отсоединяются болты 27 крепления корпуса 4 нагрузочного узла и, после проверки тарировочным рычагом с грузом правильности показаний шкалы, вращают приводные педали и по шкале определяют соответствие нагрузки. В результате испытания на стенде макета предлагаемого велоэргометра установлено, что максимальная погрешность величины тормозного момента в диапазоне частот вращения педалей 40-90 об/мин составляет + 2%.(в известных велоэргометрах постоянство момента с точностью + 2% обеспечивается в диапазоне частот вращения 5762 об/мин). Формула изобретения Велоэргометр, содержаиций раму с сидением и рукоятками, нагрузочный узел, включающий корпус, педали, трансмиссию и тормозной диск с электромагнитом, имеющим катушку возбуждения и магнитопровод, а также источг ник питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности задания нагрузки путем обеспечения постоянного погрузочного WOMeH-. та в различном диапазоне частоты вращения педалей и упрсадения конструкции, тормозной диск СОСТОЙ : из двух концентрических колец, выполненных из немагнитных металлов с различным электрическим сопротивлением, электромагнит установлен с возможностью радиального по отношению к диску перемещения и фиксации, полюсы электромагнита расположены в зоне стыка колец. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Уч З СчЧЧЧЧ

КФиг1

Фиг.1 1.Патент США 3831942, кл.27273, спублик. 1974. 2.Авторское свидетельство СССР I 755278,кя. А 61 Р 5/00, 1978 (прототип). . .