CH620109A5 - - Google Patents

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CH620109A5
CH620109A5 CH1109976A CH1109976A CH620109A5 CH 620109 A5 CH620109 A5 CH 620109A5 CH 1109976 A CH1109976 A CH 1109976A CH 1109976 A CH1109976 A CH 1109976A CH 620109 A5 CH620109 A5 CH 620109A5
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CH
Switzerland
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ergometer
user
computer
training
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CH1109976A
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Inventor
Peter Ulrich Putsch
Original Assignee
Keiper Trainingsysteme Gmbh
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/22Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
    • A61B5/221Ergometry, e.g. by using bicycle type apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S482/00Exercise devices
    • Y10S482/90Ergometer with feedback to load or with feedback comparison
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

Die Erfindung betrifft ein Ergometer mit einer elektronischen Einrichtung zur Ermittlung und Anzeige in digitaler Form wenigstens einer der bei der Benutzung des Ergometers bedeutsamen Grössen.
Bei einem bekannten Ergometer dieser Art (US-PS 3 511 097) wird nur die seit Benutzungsbeginn in Wärme umgesetzte Energie von einem Zähler in digitaler Form angezeigt. Dieser Zähler ist an eine elektronische Schaltung angeschlossen, welche Impulse mit einer Frequenz erzeugt, die der am Belastungswiderstand des Bremsgenerators liegenden Spannung proportional ist. Aufgrund dieser Frequenz erzeugt die elektronische Schaltung eine Folge von Impulsen, von denen jeder einer gewählten Energieeinheit entspricht. Die elektronische Schaltung und der Zähler stellen daher nichts anderes als ein Energieverbrauchsmessgerät dar. Ein zusätzlich zu dem Zähler vorhandenes Zeigerinstrument zeigt die augenblicklich am Belastungswiderstand des Bremsgenerators erzeugte Verlustleistung in Energieeinheiten pro Zeiteinheit an. Dieses Zeigerinstrument bildet zusammen mit der zugehörigen elektronischen Schaltung ein teilweise elektronisch arbeitendes Wattmeter. Nachteilig ist bei diesem Ergometer vor allem,
dass wichtige Grössen, welche über die Belastung und Leistungsfähigkeit des Benutzers oder den Trainingseffekt Auskunft geben, nicht ermittelt werden. Zwar wird bei einem anderen bekannten Ergometer mittels eines Aufnehmers eine der Pulsfrequenz entsprechende Folge von Impulsen und eine der Pulsfrequenz proportionale Spannung erzeugt, die mittels eines Spannungsmessers angezeigt wird. Für die Ermittlung und Anzeige anderer bedeutsamer Grössen ist jedoch die Messeinrichtung nicht verwendbar. Ausserdem ist die Genauigkeit und die Art der Mittelwertbildung nicht in allen Fällen zufriedenstellend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ergometer zu schaffen, das es ermöglicht, alle bei der Benutzung des Ergometers bedeutsamen Grössen mit ausreichender Genauigkeit zu ermitteln und anzuzeigen. Diese Aufgabe ist mit einem Ergometer der eingangs genannten Art gemäss dem kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs dadurch gelöst, dass die Einrichtung einen Digital-Rechner aufweist, dem eine Eingabeeinheit mit Tastatur sowie ein Programmspeicher zugeordnet sind.
Mit Hilfe eines derartigen Rechners können mit der erforderlichen Genauigkeit sowohl technische Grössen, wie beispielsweise die zum Antrieb des Ergometers vom Benutzer aufzubringende Leistung, als auch physiologische Grössen, beispielsweise die Sauerstoffaufnahmefähigkeit des Benutzers pro Kilogramm Körpergewicht und Minute, berechnet und angezeigt werden. Darüber hinaus kann mit Hilfe des Rechners die Belastungseinrichtung des Ergometers gesteuert werden, um vorgegebene Belastungs- oder Trainingsprogramme durchführen zu können.
Insbesondere für die Berechnung physiologischer Grössen ist eine Eingabe persönlicher Daten des Benutzers in den Rechner notwendig. Es sind daher dem Rechner eine Eingabeeinheit mit Tastatur sowie ein Programmspeicher zugeordnet. Nach der Eingabe der für die Berechnungen erforderlichen Werte vermag dann der Rechner mit Hilfe der im Programmspeicher gespeicherten Programme die gewünschten Grössen zu berechnen und anzuzeigen.
Da die Herzpulsfrequenz des Benutzers eine wesentliche Grösse für die Beurteilung der Belastung des Benutzers und der Leistungsfähigkeit seines Kreislaufes ist, und ausserdem die Herzpulsfrequenz für die Berechnung einer Reihe von physiologischen Grössen benötigt wird, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform an die Eingabeeinheit ein Herzpulsaufnehmer angeschlossen.
Der Aussagewert der Antriebsleistung, die der Benutzer an das Ergometer abgibt, ist zumindest für Laien verhältnismässig gering. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform berechnet daher der Rechner die vom Benutzer verbrauchte Energie, d. h. die Summe aus der vom Ergometer aufgenommenen Energie und der durch den Wirkungsgrad des menschlichen Organismus im Organismus selbst verbrauchten Energie. Diese Energie kann beispielsweise in Kalorien angezeigt werden.
Da ein Trainingseffekt, also eine die Leistungsfähigkeit des Organismus des Benutzers und insbesondere seines Kreislaufes fördernde Belastung, voraussetzt, dass die Pulsfrequenz für eine gewisse Zeit auf einen Idealwert erhöht ist, der von persönlichen Grössen, wie beispielsweise dem Alter des Benutzers, abhängt, kann man mit Hilfe der Einrichtung die Zeit ermitteln, während deren der Benutzer eine ideale, aufgrund des mit der Tastatur eingegebenen Alters des Benutzers berechnete Pulsfrequenz aufweist. Genaueren Aufschluss über den Trainingseffekt gibt jedoch die Trainingsmenge. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird daher die Trainingszeit und die Trainingsintensität ermittelt und hieraus die Trainingsmenge berechnet. Aus der Trainingsmenge ist dann ersichtlich, wie lange zur Erzielung eines gewünschten Trainingseffektes die Benutzung des Ergometers fortgesetzt werden muss.
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Da die Messung der Herzpulsfrequenz einer sich bewegenden Person wegen Störungen des Kontaktes zwischen der Person und dem Aufnehmer mit Schwierigkeiten verbunden ist, wird vorteilhafterweise auch die Herzpulsfrequenz mit Hilfe des Rechners errechnet.
Die entscheidende Grösse für die Beurteilung der Leistungsfähigkeit des Kreislaufes eines Menschen ist die Sauerstoffaufnahmefähigkeit pro Kilogramm Körpergewicht und Minute. Die maximale Belastbarkeit oder Leistungsfähigkeit des Kreislaufes entspricht nämlich dem höchstmöglichen aeroben Energieumsatz im menschlichen Körper, der wiederum dem Volumen der maximalen Sauerstoffaufnahme pro Zeiteinheit proportional ist. Der Rechner des erfindungsgemässen Ergometers ermöglicht es, diese Grössen aufgrund der mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Werte für Alter, Geschlecht, Gewicht, Pulsfrequenz und Leistungsabgabe des Benutzers sowie der eingespeicherten mathematischen Formeln zu errechnen. Zur Vergleichbarkeit werden alle Werte geschlechts-, alters- und gewichtsspezifisch ausgedrückt. Durch einen Korrekturfaktor, der das Alter und das Gewicht des Benutzers berücksichtigt, kann deshalb mit Hilfe des Rechners eine Grösse berechnet werden, welche ein Mass für die Fitness des Benutzers ist.
Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels;
Fig. 2 eine Ansicht von hinten des Ausführungsbeispiels;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Eingabeeinheit und die Anzeigeeinrichtung;
Fig. 4 ein Blockschaltbild des Rechners und der angeschlossenen Einrichtungen.
Ein als Ganzes mit 1 bezeichnetes Ergometer weist ein auf einer Grundplatte 1' stehendes Gehäuse 2 auf, an dessen Oberseite ein Sitz 3 sowie ein abnehmbarer Haltegriff 4 für den Benutzer vorgesehen sind. Der den Sitz 3 und den Haltegriff 4 tragende obere Teil des Gehäuses 2 ist relativ zum unteren Teil höhenverstellbar ausgebildet. Ein Faltenbalg 5 gleicht die unterschiedlichen Abstände zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Gehäuses 2 aus.
Im unteren Teil des Gehäuses 2 ist eine Tretkurbel 6 gelagert, welche der Benutzer mit seinen Füssen in Umdrehung versetzt. Mit der Tretkurbel 6 ist über ein nicht dargestelltes Getriebe, beispielsweise ein Keilriemengetriebe, ein ebenfalls nicht dargestellter Gleichstromgenerator gekuppelt, der im Ausführungsbeispiel Permanentmagnete zur Erzeugung des Erregerfeldes aufweist. Mit der Tretkurbel 6 steht ausserdem ein Lüfter in Getriebeverbindung, dessen Luftstrom die sich erwärmenden Bauteile kühlt.
An die Ausgangsklemmen des Generators ist ein elektronischer Laststeller angeschlossen, welcher eine regelbare Belastungseinrichtung bildet. Um den Laststrom auf einem vorgegebenen Sollwert zu halten und bei Änderungen des Sollwertes den Laststrom entsprechend zu ändern, enthält der Laststeller einen PI-Regler. Der Sollwert für die von der Belastungseinrichtung aufgenommene Leistung ist, im Ausführungsbeispiel in 26 Stufen zu je 10 Watt, veränderbar.
In das Gehäuse 2 ist ausser der elektronischen Schaltung für die Steuerung oder Regelung des Laststellers eine elektronische Einrichtung eingebaut, die einen als Ganzes mit 7 bezeichneten Digital-Rechner aufweist, an den eine vierstellige digitale Anzeigevorrichtung 8 sowie eine Eingabeeinheit 9 angeschlossen sind. Letztere sowie die Anzeigevorrichtung 8, zusätzliche'Anzeigelampen 10 bis lOd und zwei Steckbuchsen 11 und 12 sind in einer Ausnehmung der Oberseite des Gehäuses 2 nahe dem Haltegriff 4, also im Blickfeld des Benutzers, angeordnet.
Wie Fig. 4 zeigt, weist der Rechner 7 eine Zentraleinheit 13, einen Programmspeicher 14 und einen Eingangs-Aus-gangs-Baustein 15 auf, mit denen er über die erforderlichen Leitungen verbunden ist. Die Zentraleinheit 13 und der Ein-gangs-Ausgangs-Baustein 15 steuern über Verstärker 16 bzw. 17 die Anzeigevorrichtung 8 und die zusätzlichen Anzeigelampen 10a bis lOd. Wie Fig. 4 zeigt, ist ferner der Eingangs-Ausgangs-Baustein 15 über Leitungen 18 mit der Steuerungsvorrichtung für den Laststeller sowie über Leitungen 19 mit der Eingabeeinheit 9 verbunden. Ein weiterer Anschluss ist für einen Herzimpuls-Signalverstärker 20 vorgesehen. Weiterhin weist der Eingangs-Ausgangs-Baustein 15 einen Anschluss 21 für die Auswahl unterschiedlicher Betriebsweisen sowie Anschlüsse 22 für die Verbindung mit einer Fernsteuerung auf.
Die Eingabeeinheit 9 enthält, wie Fig. 3 zeigt, Drucktasten 23 für die Ziffern 0 bis 9 zur Eingabe von Zahlenwerten. Mit Hilfe der Drucktasten 23 und einer Drucktaste 24 kann das Alter des Benutzers in den Rechner 7 eingegeben werden. In Verbindung mit einer Drucktaste 25 erfolgt die Eingabe des Gewichtes des Benutzers. Mit Hilfe von Drucktasten 26 und 26' wird in den Rechner eingegeben, ob der Benutzer männlichen oder weiblichen Geschlechtes ist. Die Betätigung einer Drucktaste 27 hat zur Folge, dass die für den Antrieb des Ergometers aufzubringende Leistung von der Anzeigevorrichtung 8 angezeigt wird. Die Betätigung einer Drucktaste 28 bewirkt, dass die erforderliche Antriebsleistung um jeweils eine Stufe höher eingestellt wird. Entsprechend bewirkt die Betätigung einer Drucktaste 29 die stufenweise Verringerung der Antriebsleistung. Durch die Betätigung einer Drucktaste 30 wird die mittlere Herzpulsfrequenz, durch Betätigung einer Drucktaste 31 die unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades des Organismus dem Benutzer seit Beginn der Benutzung des Ergometers entzogene Energie in Kalorien von der Anzeigevorrichtung angezeigt. Betätigt der Benutzer eine Drucktaste 32, dann wird von der Anzeigevorrichtung 8 diejenige Zeit angegeben, innerhalb derer während der Benutzung des Ergometers die Herzpulsfrequenz in dem zuvor berechneten idealen Bereich lag. Die Betätigung einer Drucktaste 33 hat zur Folge, dass die Anzeigevorrichtung 8 einen Wert anzeigt, welcher ein Mass für die Fitness des Benutzers ist. Dieser Wert wird aufgrund der Sauerstoffaufnahmefähigkeit des Benutzers pro Kilogramm Körpergewicht und Minute unter Berücksichtigung der Herzpulsfrequenz, des Alters, des Gewichtes und des Geschlechtes berechnet. Schliesslich weist die Eingabeeinheit 9 noch drei Drucktasten 34, 35 und 36 auf, durch deren Betätigung unterschiedliche Trainingsstufen gewählt werden können. Im Ausführungsbeispiel ist der Drucktaste 34 die Trainingsstufe «Aufbau», der Drucktaste 35 die Trainingsstufe «Normal» und der Drucktaste 36 die Trainingsstufe «Sport» zugeordnet. Bei diesen verschiedenen Trainingsstufen werden den Berechnungen unterschiedliche Werte der idealen Herzpulsfrequenz zugrunde gelegt. Bei der Stufe «Aufbau» wird die ideale Herzfrequenz nach der Formel 165 minus Alter, bei der Stufe «Normal» nach der Formel 175 minus Alter und bei der Stufe «Sport» nach der Formel 185 minus Alter berechnet.
Alle Drucktasten sind mit einem Symbol versehen, um die Bedienung zu erleichtern. Dieses Symbol erscheint in der letzten Stelle der Anzeigevorrichtung 8, wenn von dieser die betreffende Grösse angezeigt wird.
Die Energieversorgung erfolgt mittels des Gleichstromgenerators, sobald dieser die Mindestdrehzahl für die Erzeugung einer Spannung in Höhe der Betriebsspannung hat, sowie einer an den Gleichstromgenerator angeschlossenen, wieder aufladbaren Pufferbatterie.
Das Ergometer wird über zwei Kontakte eines fünfpoligen Steckers ein- und ausgeschaltet, der in die Steckbuchse 11 eingesteckt wird. Bei dem Stecker handelt es sich um einen
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Anschlussstecker des Herzpulsfrequenzaufnehmers. Dieser weist im Ausführungsbeispiel nicht dargestellte Elektroden auf, über welche die Herzmuskelströme wie bei der Aufnahme eines Elektrokardiogrammes abgeleitet werden. Den Elektroden sind Filter sowie der Verstärker 20 nachgeschaltet. Dem Eingangs-Ausgangs-Baustein 15 werden daher Rechteck-lm-pulse zugeführt, deren Periodendauer E der Herzpulsperiode entspricht. Sofern die Elektroden ordnungsgemäss angelegt sind, blinkt nach dem Einsetzen des Steckers in die Steckbuchse 11 die klare Anzeigelampe 10a mit der Herzpulsfrequenz. Ausserdem blinkt das Symbol A in der letzten Stelle der Anzeigevorrichtung 8, um den Benutzer daran zu erinnern, dass er den Zahlenwert für sein Alter nun mit Hilfe der Drucktasten 23 eingeben muss. Der eingegebene Zahlenwert wird von der Anzeigevorrichtung 8 zusammen mit dem zugehörigen Symbol angezeigt. Durch Drücken der Taste 24 erfolgt die Übernahme des Wertes in den Programmspeicher 14 und das Erlöschen der Digitalanzeige. Danach blinkt das Symbol G auf der Anzeigevorrichtung 8, und der Zahlenwert des Gewichtes muss nun vom Benutzer in derselben Weise eingegeben werden.
Anschliessend leuchten die Symbole für die Trainingsstufen Aufbau, Normal und Sport abwechselnd in dieser Reihenfolge solange auf, bis der Benutzer eine der Drucktasten gedrückt und damit die gewählte Trainingsstufe in den Programmspeicher eingegeben hat.
Nun leuchten abwechselnd die Symbole für männliches und weibliches Geschlecht auf, damit der Benutzer veranlasst wird, durch Drücken der Taste 26 oder 26' sein Geschlecht anzugeben.
Als nächstes blinkt das Symbol Lfür die Antriebsleistung. Der Sollwert ist zunächst auf einen bestimmten Wert eingestellt. Betätigt der Benutzer die Drucktaste 28, so wird der Sollwert erhöht. Eine Betätigung der Drucktaste 29 führt zu einer Erniedrigung des Sollwertes. Die gewählte Leistung wird von der Anzeigevorrichtung 8 solange angezeigt, bis die Drucktaste 27 gedrückt wird, wobei auch das Blinken des Symbols beendet wird.
Alle angegebenen Werte können jederzeit nach einem Betätigen der zugehörigen Drucktaste geändert werden.
Sind alle vorstehend genannten Werte eingegeben, dann erscheint in der dritten Stelle der Anzeigevorrichtung 8 die Ziffer Null und in der letzten Stelle das SymboliJfür die Trainingsmenge. Die Masseinheit für die Trainingsmenge ist «vit min», da die Trainingsmenge dem Produkt aus der Trainingsintensität (Masseinheit vit) und der Trainingszeit (Masseinheit min) entspricht. Die Bedeutung der Trainingsmenge liegt darin, dass die erreichbare spezifische Kreislaufleistung mit der durchschnittlichen Trainingsmenge pro Tag steigt, weshalb auch der Trainingseffekt einer bestimmten Trainingsmenge bestimmbar ist.
Die Trainingsintensität ist die spezifische Trainingsleistung, also die jeweilige physische Leistung pro kg Körpergewicht oberhalb eines Schwellenwertes. Ein Trainingseffekt wird nämlich nur dann erzielt, wenn die Trainingsintensität oberhalb eines Schwellenwertes liegt.
Das Aufleuchten des Symbols iJ in der Anzeigevorrichtung 8 bedeutet, dass von nun ab die Trainingsmenge berechnet wird und angezeigt werden kann. Die Berechnung erfolgt nach der Formel
Trainmasintensität (viti = K. (Ll \ ^alt
VG 2) N "
Gleichung 1
Darin bedeuten K] eine Konstante,
K2 den Schwellenwert der Trainingsintensität in Watt/kg,
L die physische Leistung in Watt,
G das Körpergewicht in Kilogramm.
Durch Multiplikation mit der Trainingszeit t in min ergibt sich die Trainingsmenge
■J(viI min) _ K, (§ - kX, Wa^mi".
Gleichung 2
Man kann davon ausgehen, dass 100 vit min täglich ausreichen, um eine gute Fitness zu erreichen und beizubehalten.
Sobald die Drehzahl des Gleichstromgenerators in dem vorgesehenen und zulässigen Drehzahlbereich liegt, leuchtet eine der Anzeigelampen 10b, 10c oder lOd auf. Die gelbleuchtende Anzeigelampe lOd leuchtet, wenn die mittlere Herzpulsfrequenz des Benutzers unterhalb des Idealwertes liegt, also P < D-A ist. Die grüne Anzeigelampe c leuchtet auf, wenn die mittlere Herzpulsfrequenz im Idealbereich liegt, also die Bedingung erfüllt ist
(D—A)<P<,(D—A+\5). Gleichung 3
Die rote Anzeigelampe zeigt eine zu hohe Herzpulsfrequenz an, da sie der Bedingung P> (D-A+15) zugeordnet ist. Dabei bedeuten
P die mittlere Herzpulsfrequenz,
D der Wert der Leistungsstufe, also 165,175 oder 185 und A das Alter des Benutzers in Jahren.
Die Berechnung des Mittelwertes der Herzpulsfrequenz mit Hilfe des Rechners 7 erfolgt nach der Formel o 75000 n ■ -u „
P = Glexchung 4
fi
£=0
i ist dabei die Zahl der Zählimpulse, welche im Ausführungsbeispiel eine Frequenz von 50 Hz haben. E ist die Herzpulspe-riodendauer. Der Berechnung des Wertes P wird im Ausführungsbeispiel die Zahl der Zählimpulse zugrunde gelegt, welche in den Zeitraum von 25 Herzpulsperioden fallen. Die Berechnung dieser Zahl der Zählimpulse i erfolgt nach der Formel
^»25 £=24 £=25
2/— 2/ "~5<-+X/ Gleichung 5
£=0 £=| -0 c«-24
Diese Berechnungsweise ergibt den Vorteil, dass nur zwei Speicherplätze erforderlich sind. Um Störeinflüsse auszuschalten, kann sich der Wert P pro Pulsperiode E nur um eine Einheit nach oben oder unten ändern. Ferner werden diejenigen Herzpulsperioden E nicht berücksichtigt, die ausserhalb des Bereiches zwischen 0,2 Sekunden und 2 Sekunden liegen.
Zwei Zähler speichern den Wert der Trainingsmenge bzw. die Zahl der vom Benutzer verbrauchten Kalorien, wobei die Berechnung der letztgenannten Grösse nach der Gleichung
Ti
C = Ks'X,L-t Gleichung 6
t=o in cal erfolgt. In der Gleichung bedeuten K3 eine Konstante,
L die vom Benutzer abgegebene Antriebsleistung in Watt,
t die Zeit in Minuten.
Die Werte der Trainingsmenge in vit min der verbrauchten Kalorien in cal und der Herzpulsfrequenz in 1/min können wahlweise durch Drücken der Drucktasten 31,32 oder 30 auf
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der Anzeigevorrichtung 8 zur Anzeige gebracht werden, wobei gleichzeitig das zugeordnete Symbol angezeigt wird.
Fällt die Speisung des Gerätes durch den Generator aus, so erlischt die Digitalanzeige auf der Anzeigevorrichtung 8 nach etwa 70 Sekunden. Der Zähler für die Trainingsmenge wird auf Null gesetzt. Die anderen Werte bleiben erhalten. Dasselbe geschieht, wenn die gelbe Anzeigelampe lOd länger als etwa 70 Sekunden leuchtet oder blinkt.
Wenn eine Trainingsmenge von 90 vit min erreicht worden ist, dann blinkt die Digitalanzeige mit einer Frequenz von etwa
10
2 Hz, um den Benutzer auf den kurz bevorstehenden Messzeitpunkt aufmerksam zu machen. Sobald nämlich = 100 vit min erreicht worden ist, wird vom Rechner die spezifische Kreislaufleistung berechnet und zusammen mit dem Symbol von der Anzeigevorrichtung 8 zur Anzeige gebracht.
Die maximale Belastbarkeit des Kreislaufes oder Kreislaufleistung entspricht dem höchstmöglichen aeroben Energieumsatz im menschlichen Körper, der wiederum dem Volumen der maximalen Sauerstoffaufnahme pro Zeiteinheit proportional ist. Für diese Grössen gelten folgende Zusammenhänge:
= Kh T- E„ax
K* ■ K5 —02
Gleichung 7 Gleichung 8 -~-^f{P.Lph) Gleichung 9
d,it = K6 • = K7 • ^-/(/O/W^X,*) Gleichung 10
Dabei bedeuten
^2max
=
Sauerstoffaufnahme pro Minute bei maximaler Kreislaufbeanspruchung,
F
Ijmax
=
Energieumsatz pro Minute bei maximaler Kreislaufbeanspruchung,
l^max
maximale Kreislaufleistung,
dvit
spezifische Kreislaufleistung,
K7
K4 • K5 • K6 = Konstante,
G
=
Körpergewicht,
t
=
Zeit,
A
=
Alter,
S
=
Geschlecht,
P
=
Herzpulsfrequenz,
Lph
=
physische Leistung.
//, - SM
1
fc, ^(/l + Äj)
Gleichung 11
und für weibliche Benutzer nach der Formel
Hi =
1
*4 +
A —
Gleichung 12
~~ ^7
berechnet, in denen
Sm die maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit pro Kilogramm Körpergewicht und Minute für männliche Personen,
Sw die entsprechende Grösse für weibliche Personen,
A das Alter in Jahren und k! bis k7 Konstante bedeuten.
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Infolge der Geschlechts-, Alters- und gewichtsspezifischen Angabe der Kreislaufleistung kann diese auch als Mass für die Fitness bezeichnet werden.
Masseinheit für die vom Rechner ermittelte spezifische Kreislaufleistung, die auch als maximale Belastbarkeit oder Leistungsfähigkeit des Kreislaufes unter Berücksichtigung des Geschlechts, Alters und Gewichtes bezeichnet werden kann, ist «DYNAVIT».
Im Ausführungsbeispiel wird die spezifische Kreislaufleistung dvit für männliche Benutzer nach der Formel
45
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Die maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit pro Kilogramm Körpergewicht und Minute wird für männliche Benutzer nach der Formel
* KIO
Gleichung 13
für weibliche Benutzer nach der Formel
!5 S.. = M{l"r + k")lknL+ku)
P-k
Ift
Gleichung 14
berechnet, wobei
• A + km
40 M =
1000
k^iA+k22 Gewicht (9,81 N)
Gleichung 15
ist und k8 bis k22 Konstante bedeuten.
Die beiden Zähler für die Zahl der Kalorien und die Grösse der Trainingsmenge zählen unterdessen weiter. Der Zählerstand kann durch eine Betätigung der entsprechenden Drucktasten anschliessend wieder zur Anzeige gebracht werden. Nach Erreichen des Wertes i_/= 100 vit min erfolgt kein Löschen des zugehörigen Zählers mehr, wenn die Anzeigelampe lOd länger als etwa 70 Sekunden leuchtet oder blinkt.
Während des Drückens der Drucktasten 24, 25, 27, 30 oder 33 werden die entsprechenden, gespeicherten Werte und ihre Symbole von der Anzeigevorrichtung 8 zur Anzeige ge-55 bracht. Danach erscheint wieder die Trainingsmenge mit dem Symbol d, die Zahl der verbrauchten Kalorien C oder die Pulsfrequenz P.
Durch Ziehen des Steckers des Herzpulsfrequenzaufnehmers werden das Ergometer und die Batterie abgeschaltet.
Alle anderen Anzeigen erlöschen.
Soll das Ergometer ohne angelegte Elektroden des Herzpulsfrequenzaufnehmers betrieben werden, dann wird nur die Zahl der vom Benutzer verbrauchten Kalorien und die Trainingsmenge ermittelt.
2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

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1. Ergometer mit einer elektronischen Einrichtung zur Ermittlung und Anzeige in digitaler Form wenigstens einer der bei der Benutzung des Ergometers bedeutsamen Grössen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Digital-Rechner (7) aufweist, dem eine Eingabeeinheit (9) mit Tastatur (23-36) sowie ein Programmspeicher (14) zugeordnet sind.
2. Ergometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Eingabeeinheit (9) ein Herzpulsaufnehmer (20) angeschlossen ist.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichtung (7, 8) die vom Benutzer verbrauchte Energie ermittelt und anzeigt.
4. Ergometer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichtung (7, 8) die Zeit ermittelt und anzeigt, während deren der Benutzer eine ideale, auf Grund des mittels der Tastatur (23 bis 36) eingegebenen Alters des Benutzers berechnete Pulsfrequenz aufweist.
5. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichtung (7, 8) auf Grund der physischen Leistung und des Körpergewichtes die Trainingsintensität und unter Berücksichtigung der Trainingszeit die Trainingsmenge berechnet und anzeigt.
6. Ergometer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (7) einen gleitenden Mittelwert (P) der Herzpulsfrequenz berechnet und anzeigt.
7. Ergometer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (7) auf Grund von mittels der Eingabeeinrichtung (9) eingegebener Werte für Alter, Geschlecht und Gewicht sowie der Werte der Pulsfrequenz und der Leistungsabgabe des Benutzers physiologische Grössen, vorzugsweise zu einem vorgegebenen Zeitpunkt, berechnet.
8. Ergometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (7) die spezifische Kreislaufleistung berechnet und anzeigt.
9. Ergometer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (7) die maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit pro Kilogramm Körpergewicht und Minute berechnet.
CH1109976A 1975-09-11 1976-09-01 CH620109A5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2540493A DE2540493B2 (de) 1975-09-11 1975-09-11 Ergometer

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CH620109A5 true CH620109A5 (de) 1980-11-14

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CH1109976A CH620109A5 (de) 1975-09-11 1976-09-01

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DE (1) DE2540493B2 (de)
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GB (1) GB1516564A (de)
IT (1) IT1068086B (de)
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