NO854774L - Muskeloevelses- og rehabiliteringsapparat. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen befatter seg generelt med øvelses- og rehabiliteringsapparater og går nærmere bestemt ut på øvelses- og rehabiliteringsapparater som kan drives med isokinetisk, konstantmoment-, nøytral, svingende og eksentrisk funksjon.

Forskjellige øvelsesmaskiner som slike som er betegnet

som "Universal, "Nautilus", "Cybex" og "Kin/Com", er velkjente innen faget.

En av de første av disse maskiner var øvelsesmaskinen "Universal", hvor man gjør bruk av et system av trinser og vekt hvor brukeren kan variere de vekter som tilføyes trinsesystemet. Ved slike apparater har man imidlertid ingen kontroll over måten vektbelastningen overvinnes på, altså farten av brukerens bevegelse og det dreiemoment han utøver. Alt som skal til, er at brukeren anvender en kraft større enn den som vektbelastningen overfører via trinsesystemet. I så måte kan "Universal"-apparatet sammenlignes med et system med fri vekt.

"Nautilus"-apparatet ble utviklet for å avhjelpe noen

av manglene ved "Universal"-maskinen ved å skaffe en fast bevegelsesvei for sine forskjellige armer slik at disse følger hver sin bestemte vei for bedre å isolere muskelens arbeid under trening. Således gjør "Nautilus"-apparatet istedenfor å benytte et system av trinser og vekt bruk av en ny kaman-ordning. Imidlertid kontrollerer "Nautilus"-maskinen i likhet med "Universal"-maskinen ikke hastigheten av bevegelsen eller det dreiemoment armen må overvinne.

"Cybex"-apparatet som eksempelvis beskrevet i US patentskrift 3.465.592, ble utarbeidet i erkjennelsen av at muskelen ikke virker like kraftig i hele sitt bevegelsesområde. "Cybex"-apparatet har en motor som via et utvekslingssystem er koblet for å regulere maskinens øvelsesarm slik at den beveger seg med konstant hastighet og dermed tar hensyn til den varierende styrke av muskelen i forskjellige vinkelstillinger.

Skjønt "Cybex"-apparatet skaffer påtagelige fordeler fremfor de ovennevnte "Universal"- og "Nautilus"-apparater, skaffer det ikke de nødvendige funksjoner for virkelig nøyaktig og korrigert trening og rehabilitering. I så måte kan nevnes at "Cybex"-apparatet gjør bruk av en motor med to mekaniske koblinger. Apparatets arm er fritt bevegelig inntil hastigheten av dens planethjul er nådd, hvoretter brukeren møter en støt-formet motvirkende kraft. Denne støtmotstandskraft er selvsagt uheldig, særlig fra et rehabiliteringssynspunkt.

Videre er der ved "Cybex"-apparatet, skjønt det sørger

for arbeide med konstant hastighet for både utretting og bøyning av en muskel, ikke sørget for å kontrollere både konsentriske og eksentriske bevegelser. Heller ikke skaffer "Cybex"-apparatet bevegelser med konstant hastighet.

US patentskrift 4.235.437 viser en øvelsesrobot med com-puter som tjener til å regulere bevegelsen av en kraftutøvende arm som reaksjon på et program innført i maskinen, og som reaksjon på den kraft som utøves på armen av brukeren, slik den detekteres med en strekklapp ved enden av armen. Ved hjelp av hydrauliske sylindre og solenoid-styrte ventiler kan armen bevegelse reguleres nøyaktig. Imidlertid er det utstyr US patentskrift 4.235.437 gir anvisning på, forholdsvis komplisert og krever kostbar computerutrustning og en innviklet ledd-mekanisme. Videre må brukeren, siden utstyret er computerstyrt, bruke en del tid på å programmere computeren med de ønskede innstillinger forut for treningen. Dette er selvsagt tids-krevende og går på bekostning av treningen.

Det skal påpekes at det ved muskeløvelses- og rehabiliteringsapparater er nødvendig at armens bevegelse er myk i alle funksjonsformer. Et problem ved computerstyrte apparater er at computeren må foreta diverse stikkprøver og beregninger og deretter foreta de korreksjoner som behøves. Skjønt computer-tid i alminnelighet anses som kort, kan det hende at computeren for å gjennomføre slike operasjoner og så styre mekaniske og hydrauliske innretninger ikke fører til myk bevegelse av den utøvende arm, særlig ved små belastninger.

Ennvidere forekommer der ved hydrauliske systemer som

dem der er vist i det nevnte US patentskrift, diverse problemer når det gjelder lekkasje, smuss i servoventilene, strømninger i slanger og rør og varmeavgivelse, som forringer nøyaktigheten av systemet.

Der er også kjent et muskeløvelses- og rehabiliteringsapparat som markedsføres av Chattecx Corporation i Chattanooga,

Tennessee under betegnelsen "Kin/Com", og som arbeider med

et computerstyrt hydraulisk system som overvåker og måler hastigheter, vinkler og krefter under muskelkontraksjoner.

En belastningscelle er innrettet til å måle kraften i angreps-punktet med en nøyaktighet av 0,1 kp. Men siden dette apparat er computerstyrt, er det beheftet med de samme problemer som omtalt ovenfor i forbindelse med US patentskrift 4.235.437. Videre vil det forstås at "Kin/Com"-apparatet er eksentrisk

i bare én bevegelsesform.

Det er således en hensikt ved den foreliggende oppfinnelse å gi anvisning på et nytt, men forholdsvis enkelt muskeløvelses-og rehabiliteringsapparat.

Nærmere bestemt er det en hensikt med oppfinnelsen å

gi anvisning på et muskeløvelses- og rehabiliteringsapparat som kan arbeide med isokinetisk, konstantmoment-, nøytral, svingnings- eller eksentrisk funksjon.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å skaffe et muskel-øvelses- og rehabiliteringsapparat som gir et hastighets-servo-tilbakekoblingssystem i lukket sløyfe i hver av driftsformene for nøyaktig å styre bevegelsen av maskinens arm.

Videre består enda en hensikt med oppfinnelsen i å skaffe et muskeløvelses- og rehabiliteringsapparat som i sine isokinetiske, konstantmoment- og svingende virkemåter vil reagere på alle krefter som utøves på apparatets arm innen området 0-55 kpm.

Enda en hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe et muskeløvelses- og rehabiliteringsapparat som er forholdsvis kompakt, er billig å fremstille og har en sterkt forenklet koblingsanordning.

Ifølge oppfinnelsen sett under en første synsvinkel innbefatter et muskeløvelses- og rehabiliteringsapparat

en bevegelig arm som en kraft kan utøves imot,

en servomotor-anordning som er mekanisk tilkoblet armen,

føleorganer til å avføle den kraft som utøves på armen,

og til å frembringe et tilsvarende belastningssignal,

en turtellerinnretning til å frembringe et hastighetssignal svarende til armens hastighet,

og en hastighets-servotilbakekoblingsanordning med lukket sløyfe til å styre motoranordningen som reaksjon på belast-ningssignalet og hastighetssignalet til minst ett til å skaffe et konstant moment for og regulere hastigheten av armen, uansett hvilken kraft der utøves på denne.

Ifølge oppfinnelsen sett under en ytterligere synsvinkel kan apparatet også drives med svingende og med nøytral funksjon.

Apparatet ifølge oppfinnelsen kan også drives og styres uavhengig ved både bøyning og utretting såvel som under konsentriske og eksentriske arbeidsformer.

De ovennevnte og andre hensikter, trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil forstås bedre ved lesning av den følgende beskrivelse og samtidig studium av tegningen som den henviser til. Fig. 1 er et perspektivriss av et muskeløvelses- og rehabiliteringsapparat ifølge én utførelsesform for oppfinnelsen.

Fig. 2 er et grunnriss av styrepanelet ved apparatet

på fig. 1.

Fig. 3 er et koblingsskjerna over strømkretser og elementer i apparatet på fig. 1. Fig. 4 er et detaljert koblingsskjerna over de elektriske strømkretser på fig. 3, og

fig. 5 er et koblingsskjerna over forskjellige styrean-ordninger ved koblingsanordningen på fig. 4.

Av tegningen, i første omgang fig. 1, fremgår det at

et muskeløvelses- og rehabiliteringsapparat 10 ifølge en ut-førelsesform for den foreliggende oppfinnelse innbefatter en arm 12 som har en første, indre ende festet til en aksel 14, og en ytre, fri ende med et håndtak 16 som brukeren utøver en kraft på for muskeltrening og/eller rehabilitering.

Akselen 14 som armen 12 er montert på, har et (ikke vist) drev i inngrep med et tannhjul hos en reduksjonsutveksling 18, f.eks. et drev med et reduksjonsforhold på 60:1, eksempelvis en Winsmith 60:1 tannhjulsboks, som i sin tur drives av utgangsakselen hos en servomotor 20. Som det vil bli forklart mer detaljert senere, styres servomotoren 20 for å regulere bevegelsen av armen 12 via reduksjonsutvekslingen 18.

I samsvar med oppfinnelsen er der anordnet en tilbakekobling hvormed den kraft som utøves av brukeren mot armen 12, blir avfølt, og via egnede koblingsmidler blir servomotoren 20 styrt for i sin tur å styre bevegelsen av armen 12 slik at apparatet arbeider med regulert hastighet eller isokinetisk (konsentrisk eller eksentrisk), konstantmoment-, nøytral eller svingende funksjon, uansett størrelsen av den kraft brukeren utøver på armen 12.

I den isokinetiske driftsform drives servomotoren 20 uansett størrelsen av den av brukeren utøvede kraft med en hastighet som avhenger av denne kraft. Så snart der er nådd en forhåndsbestemt grensehastighet, blir hastigheten av armen

12 hindret i å overskride den innstilte verdi og holdt på

denne verdi. Den isokinetiske driftsform for armen 12 virker i begge retninger for utretting og bøyning under en enkelt øvelse såvel som for konsentriske muskelkontraksjoner hvor armen styres for å bevege seg med en regulert hastighet i retningen for den kraft som utøves av brukeren, og i en annen, eksentrisk driftsform hvor armen styres for å bevege seg med regulert hastighet i retning motsatt den utøvede kraft. I

den konsentriske driftsform kan bevegelseshastigheten av armen 12 innstilles uavhengig for hver retning med fartsinnstillingsknotter 22a og 22b og dermed både under utretting og under bøyning av muskelen. For eksentrisk drift styres armen 12

for utretting og bøyning ved samme verdi innstilt med en inn-stillingsknott 22c.

En tredje mulig driftsform for apparatet ifølge oppfinnelsen er en konstantmoments-form hvor et konstant motmoment virker mot armen 12. Ved denne driftsform må brukeren overvinne et opprinnelig motmoment, hvoretter motmomentet holdes konstant og brukeren kan bevege armen med hvilken som helst kraft og dermed med en fart som er bestemt ved denne kraft. Motmomentet kan varieres selvstendig med momentinnstillingsknapper 24a og 24b som vist på fig. 2 for både utretting og bøyning av muskelen. Momentstyring virker også i den eksentriske driftsform og blir, skjønt den er variabel, i alminnelighet innstilt på fabrikk.

En fjerde driftsform som apparatet ifølge oppfinnelsen

kan brukes for, er en svingefunksjon hvor armen 12 bringes til å svinge frem og tilbake med regulert hastighet uansett den kraft som utøves på den. I denne driftsform blir svinge-signalet styrt av en innstillbar knott 26 på apparatet. Med denne driftsmåte kan apparatet virke for utstrekning og bøyning.

En femte driftsmåte som er mulig i forbindelse med oppfinnelsen, er den nøytrale funksjon hvor armen beveger seg eller svinger lett når brukeren utøver minimal kraft på den.

En femveis velgerbryter 28 benyttes for å velge den ønskede driftsmåte, altså konsentrisk isokinetisk, konstantmoment-eller svingefunksjon, eksentrisk funksjon og nøytral funksjon og vil bli beskrevet mer detaljert senere. Dessuten har apparatet som helhet en AV/PÅ-bryter 30.

De forskjellige utgangsverdier under de forskjellige driftsmåter kan tilkjennegis med vilkårlige midler, f.eks.

en måler 32 med forskjellige skalaer 32a og 32b for de forskjellige driftsmåter. Alternativt kan en utgangsmåleverdi fra innretningen oppnås fra en utvendig klemme 34 til et stolpe-diagram eller annen lignende indikator. F.eks. kan der under drift med konstant moment fås en utgangsverdi for moment utøvet av brukeren, som funksjon av armens fart.

I henhold til oppfinnelsen blir der i hver av de forskjellige driftsmåter gjort bruk av en hastighets-servotilbakekoblingskrets med lukket sløyfe til å danne et sluttet servo-system med lineær respons ved både små og store anvendte belastninger, f.eks. i området 0-55 kpm for dreiemoment utøvet på armen 12, en funksjon som er nøyaktig selv for minimale krefter, f.eks. noen titalls gram, utøvet på armen 12.

Som antydet på fig. 3, er der på armen 12 anbragt en strekklapp 36 som avhengig av den kraft brukeren utøver på armen 12, gir et utgangssignal som representerer denne belastning. Dette signal leveres til en lastcelle 38 der som vist på fig. 1 er ideelt plassert på armen 12 like ved strekklappen 36. Som vist på fig. 4, dannes lastcellen 38 av strekklapper G1-G4 anordnet i rhombe- eller brokobling, hvor forbindelsespunktet mellom strekklappene G1 og G4 er koblet til en spenningskilde, f.eks. på +15V, via en motstand R5 og også til den ene ende av en motstand R6 som inngår i et nullpotensiometer. Forbindelsespunktet mellom strekklappene G2 og G3 er koblet

til en negativ strømkilde på f.eks. -15Vvia en motstand R7

og til den annen ende av motstanden R6. Forbindelsespunktet mellom strekklappene G1 og G2 er koblet til en slepekontakt 42 på potensiometeret via en motstand R8. Forbindelsespunktet mellom strekklappene G1 og G2 og forbindelsespunktet mellom strekklappene G3 og G4 danner lastcellens utgangsklemmer og fører til hver sin inngangsklemme til en lineær forsterker 44. Slepekontakten 42 manøvreres for hånd slik at avlesningen på en nullmåler 40 ved utgangen fra den lineære forsterker 44 blir null når utøvet kraft på armen 12 er null. Således blir nullpotensiometeret benyttet til å innstille utgangssignalet fra den lineære forsterker 44 til å bli null ved null kraft på armen.

Som reaksjon på signalene fra lastcellen 38 frembringer den lineære forsterker 44 et signal som f.eks. har et spennings-nivå i området 0-10V, og som blir en lineær funksjon av et moment utøvet på armen 12 innen området 0-55 kpm. Fortrinnsvis er de kondensatorer som benyttes sammen med forsterkeren 44,

av keramisk dyppetype, og forsterkeren 44 kan være av type AD524. Utgangssiganlet fra forsterkeren 44 leveres til en moment-utgangsklemme 46 for avlesning av målt moment utøvet på armen 12.

Utgangssignalet fra forsterkeren 44 blir også levert

til en forsterker 48 som har et forsterkningsforhold 1:1,

og som skaffer et høyimpedans-utgangssignal til en forsterker 50 som har høy forsterkningsfaktor og frembringer et utgangssignal som reaksjon på utgangssignalet fra forsterkeren 44

slik at f.eks. en kraft på 0,227 kpm utøvet på armen 12 blir representert ved 10 volt ved utgangen fra forsterkeren 50,

dvs. at spenningsnivået raskt stiger til 10 volt og forsterkeren 48 så blir mettet så utgangssignalet ved høyere belastninger holder seg på metningsverdien 10 volt. Zener-dioder ZD1 og ZD2 som inngår i forsterkeren 50, kan f.eks. være av type 1N4739A eller tilsvarende.

Utgangssignalet fra forsterkeren 50 leveres til en propor-sjonaltvirkende pendlingsbegrenserkrets 52 konstruert for å forhindre uheldige svingninger eller topper i servokretsen og dermed stabilisere kretsen i servosløyfen. Som vist på

fig. 4, dannes begrenserkretsen 52 av tre kaskadekoblede forsterkere, nemlig en forsterker 54 med høy forsterkningsfaktor, etterfulgt av en integrator 56 og så av en inversjonsforsterker 58.

Utgangssignalet fra pendlingsbegrenserkretsen 52 eller rettere sagt utgangssignalet fra den inverterende forsterker 58 leveres til den ovennevnte femveis-bryter 28. Denne bryters fem posisjoner eller klemmer 28a-28e svarer til henholdsvis konsentrisk isokinetisk, konstantmoment-, nøytral, svingnings-og eksentrisk funksjon og kan få kontakt med den bevegelige arm 28f hos bryteren 28.

Det skal påpekes at bryteren 28 i den anordning som er vist på fig. 4, er plassert i stillinger for isokinetisk driftsmåte, så den konsentriske vinkelhastighet av armen 12 blir regulert.

Utgangssignalet fra bryteren 28 leveres til en myk-start-krets 60 som innbefatter et multiplikasjonsledd 62, f.eks.

en forsterker av type AD534, som gir en rampefunksjon for å forhindre plutselige eller brå endringer forårsaket av transiente inngangssignaler. Nærmere bestemt besørger multiplikasjonskretsen 62 en multiplikasjon av det signal den får tilført, med et rampesignal for å gi en stabil økning av utgangssignalet og derved forhindre plutselige eller voldsomme endringer i dette signal.

En styrekrets 64 for multiplikasjonsleddet styrer spenn-ingsnivå og tidsperiode for den rampefunksjon som skaffes av multiplikasjonskretsen 62, og innbefatter nærmere bestemt en forsterker 66 hvis negative inngang får tilført en spenning som avhenger av et inngangspotensiometer 68 som styrer rampesignalets rampetid. Et annet potensiometer 70 ved utgangen fra forsterkeren 66 styrer rampesignalets rampespenning. I tillegg er en kontakt CR2 koblet i serie med en tilbakekoblings-motstand R32 for forsterkeren 66 og normalt sluttet, men åpner når maskinen starter for å kortslutte kapasiteten C8 og dermed

gi en innledende nullinnstilling.

Multiplikasjonskretsen 62 er et multiplikasjonsledd med forsterkningsfaktor 1:1, så den maksimale spenning som leveres til den fra multiplikasjonsstyrekretsen 64, aldri blir større enn den maksimale spenning som leveres til den fra bryteren 28.

Utgangssignalet fra multiplikasjonskretsen 62 er et lastsignal som er proporsjonalt med den last som ble detektert med strekklappen 36, og tilføres en kraftforsterker 72 som i sin tur styrer servomotoren 20. Fortrinnsvis er kraftforsterkeren 74 en pulsbreddemodulert (PBM) forsterker, f.eks. av type Glentek 3466-2. Servomotoren 20, som kan være en EGG-motor 5350, styrer som tidligere nevnt bevegelsen av armen

12 via reduksjonsutvekslingen 18.

Servomotoren 20 leverer et utgangssignal svarende til dens utgangsaksels vinkelhastighet, til en turteller 74 som i sin tur leverer et hastighetssignal til en annen inngang til kraftforsterkeren 72. Derved frembringer kraftforsterkeren 72 et feilsignal som leveres til servomotoren 20 for å styre denne som reaksjon på hastighetssignalet fra turtelleren 74 og last- eller styresignalet fra multiplikasjonskretsen 62. Kraftforsterkeren 72 virker dermed som en hastighets-servo-styreenhet, hvorved lastsignalet virker som et styresignal, hstighetssignalet virker som et tilbakekoblingssignal, og feilsignalet generelt blir proporsjonalt med styresignalet.

Likedan som moment-utgangssignalet ved klemmen 46 blir hastighets-utgangssignalet fra turtelleren 74 levert til en utgangsklemme 76 hvorfra der kan fås en avlesning av målt hastighet av armen 12.

Den ovenfor beskrevne koblingsanordning utgjør den grunn-leggende servostyre-koblingsanordning ifølge oppfinnelsen.

For å styre vinkelhastigheten av armen 12 er der i samsvar med oppfinnelsen koblet en fartstakkrets 78 parallelt med en seriekobling av tilbakekoblingsmotstanden R15 og propor-sjonaltakts-begrenserkretsen 52 og innstiller et tak for fart med urviseren og et tak for fart mot urviseren. Mer spesielt blir utgangssignalet fra inversjonsforsterkeren 58 levert til en fartstakkrets 80 for fart med urviseren og til en fartstakkrets 82 mot urviseren, kretser som begrenser farten av armen 12 i begge retninger for konsentriske og eksentriske bevegelser.

Spenningstak-grensene for kretsene 80 og 82 innstilles ved hjelp av de respektive potensiometre 84 og 86 for konsentrisk isokinetisk drift, og disse blir i sin tur innstilt med fartsinnstillingsknotter henholdsvis 22a og 22b. På samme måte er spenningstakgrensene for kretsene 80 og 82 ved eksentrisk driftsform de samme og innstilles med en eksenter-styrekrets 88 bestående av et potensiometer 90 til å styre spenningen til den negative inngang til forsterkeren 83 hos fartstakkretsen 82 på fart mot urviseren, og også styrer spenningsnivået til den negative inngang til en inversjonsforsterker 92 for eksenterstyrekretsen 88 som i sin tur gir et invertert signal for styring av spenningen til den negative inngang til forsterkeren 81 hos fartstakkretsen 80 for drift med urviseren.

For å sørge for at potensiometrene 84 og 86 kan virke

til å styre fartstakkretsene henholdsvis 80 og 82 bare under den konsentriske isokinetiske driftsform^ er en funksjonsbryter-kontakt MS1 innkoblet mellom potensiometeret 84 og forsterkeren 81 hos fartstakkretsen 80 for drift med urviseren og mellom potensiometeret 86 og forsterkeren 83 for fartstakkretsen 82 for drift mot urviseren. Funksjonsbryterens kontakter MS1 sluttes som reaksjon på at armen 28f hos funksjonsbryteren 28 får kontakt med sin klemme 28a i den konsentriske isokinetiske driftsform, og er ellers alltid åpne.

På samme måte er eksenterstyrekretsen 88 koblet til hver av fartstakkretsene 80 og 82 via en funksjonsbryterkontakt MS5 som sluttes bare når armen 28f får kontakt med klemmen

28e for å bringe systemet i den eksentriske driftsform.

Med den anordning av fartstakkretsen 78 som er vist på fig. 4, vil der når utgangssignalet fra inversjonsforsterkeren 58 blir for stort så det overskrider en fastlagt maksimal hastighet i retning med eller mot urviseren som innstilt av potensiometerne henholdsvis 84 og 86, eller av eksenterstyrekretsen 88 som følge av parallellkoblingen av fartstakkretsen 78 med motstanden R15, inntrer en minskning av forsterkningen hos forsterkeren 50 for å forhindre farten fra å vokse ut over de maksimale innstilte fartsverdier og derved holde bevegelsen av armen 12 på en konstant fart. F.eks. blir der under bevegelse av armen 12 med urviseren i den konsentriske driftsform dersom motstanden R15 hos forsterkeren med stor forsterkningsfaktor har en motstand 100K og motstanden R36

for fartstakkretsen 80 for fart med urviseren har en motstand 4,9K, når belastningen på armen 12 ville føre til en fart av armen 12 ut over den grense som er satt av potensiometeret 84, effektivt tilveiebragt en parallellkobling av motstanden R36 med motstanden R15 for å endre tilbakekoblingsmotstanden av forsterkeren 50 og dermed minske dennes forsterkningsfaktor.

Fortrinnsvis styrer fartstakkretsen 78 vinkelhastigheten av armen 12 i den konsentriske isokinetiske driftsform innen området 0-400 grader/sekund. I den eksentriske driftsform hvor armen bringes til å bevege seg med konstant fart i retning motsatt den kraft som utøves av brukeren, blir fartsområdet selvsagt meget snevrere, f.eks. 0-50 grader/sekund.

For å sørge for at fartstakkretsen 78 bare virker i den konsentriske isokinetiske og den eksentriske driftsform, er en funksjons-kontakt MS1, MS5 innkoblet mellom proporsjonal-pendlingsbegrenserkretsen 52 og fartstakkretsen 78 og sluttes bare når den bevegelige arm 28f hos funksjonsbryteren 28 får kontakt med klemme 28a eller 28e. Dermed blir fartstakkretsen 78 effektivt eliminert fra koblingsanordningen på fig. 4 under moment-, nøytral- og svingnings-dri ftsformene.

Således frembringer lastcellen 38 i den konsentriske isokinetiske driftsform som reaksjon på utgangssignalet fra strekklappen 36 et signal som tilsvarer belastningen på armen 12, og som leveres til den lineære forsterker 44. Denne forsterker 44 leverer i sin tur et inngangssignal til forsterkeren 50, som leverer et høyforsterket signal til den proporsjonale pendlingsbegrenserkrets 52 for å forhindre servofluktuasjoner eller -pendlinger. Dette utgangssignal tilbakekobles til forsterkeren 50 via fartstakkretsen 78, hvorved bevegelsen av armen 12 hindres i å overskride en fastlagt fart innstilt av potensiometrene 84 og 86 ved hjelp av reguleringsknottene henholdsvis 22a og 22b. Utgangssignalet fra begrenserkretsen 52 blir også levert via klemmen 28a og den bevegelige arm 28f hos bryteren 28 til mykstartkretsen 60. Utgangssiganlet fra den sistnevnte krets utgjør et last- eller styresignal som leveres til den ene inngang til kraftforsterkeren 72. En annen inngang til kraftforsterkeren 72 forsynes med hastighets-tilbakekoblingssignalet fra turtelleren 72 for å frembringe et feilsignal som pulsbreddemoduleres og forsterkes i kraftforsterkeren 74. Utgangssignalet fra denne forsterker 72 blir benyttet til å styre servomotoren 20 til å drive armen 12

i samsvar med den kraft som utøves på den, til hastigheter under hastighetstaket og til å begrense bevegelsen av armen 12 til hastighetstaket ved store utøvede krefter på denne. Selvsagt virker styringen i retningen for den av brukeren utøvede kraft både for utretting og for bøyning.

I driftsformen med konstant moment får den bevegelige

arm 28f hos bryteren 28 kontakt med klemmen 28b, hvorved fartstakkretsen 78 effektivt elimineres fra koblingsanordningen, nemlig fordi funksjonsbryterne MS1, MS3 og MS5 er åpne ved inngangen til fartstakkretsen 78.

For å skaffe et konstant dreiemoment er der ved inngangen til forsterkeren 48 med forsterkningsfaktor 1:1 anordnet en momentstyrekrets 94 som styrer armen 12 til å bevege seg med et konstant motvirkende moment. Momentstyrekretsen innbefatter en nivåkrets 96 for moment med urviseren til å kontrollere momentet under konsentrisk bevegelse av armen 12 med urviseren, og som innbefatter en forsterker 98 som ved sin ene inngang forsynes med utgangssignalet fra den lineære forsterker 44

og ved sin annen inngang får tilført en spenning styrt av et potensiometer 100. På samme måte styrer en nivåkrets 102 for moment mot urviseren momentet under konsentrisk bevegelse av armen 12 mot urviseren og innbefatter en forsterker 104

som ved sin ene inngang forsynes med utgangssignalet fra den lineære forsterker 44 og ved sin annen inngang med en spenning styrt av et potensiometer 106. Forsterkerne 98 og 104 kan være av typen 311.

Utgangene fra forsterkerne 98 og 104 styrer manøvreringen av kontakter henholdsvis CR98 og CR104 som er koblet i serie mellom jord og den positive inngang til forsterkeren 48. En funksjonsbryter-kontakt MS2 (MS5) er også koblet i serie med kontakter CR98 og CR104 og sluttes som reaksjon på aktivering av bryteren 28 under momentdri ftsformen og den eksentriske driftsform, men er ellers alltid åpen.

Som utredet tidligere må brukeren under konstantmoment-drift overvinne en terskelverdi av motvirkende moment, hvoretter det motvirkende moment holdes konstant og brukeren kan bevege armen med hvilken som helst utøvet kraft og derved med en fart som er bestemt ved denne kraft. Blir terskelverdien ikke overskredet, forblir kontaktene CR98 og CR104 sluttet. Dermed går hele signalet fra den lineære forsterker 44 direkte til jord, hvorved armen hindres i å bevege seg. Når terskelverdien overskrides, f.eks. for konsentrisk bevegelse med urviseren, frembringer forsterkeren 98 et signal for åpning av kontakt CR98. Som følge av dette blir utgangssignalet fra den lineære forsterker 44 direkte via forsterkeren 48 (med faktor 1:1) tilført forsterkeren 50 (med høy forsterkningsfaktor), hvorved det tillates armen å bevege seg fritt så lenge der vedlikeholdes en kraft tilstrekkelig til å overvinne terskelverdien. På

denne måte oppnås styring ved konstant moment.

Under den eksentriske driftsform blir også noen momentstyring utført. Men da armen beveger seg i retning motsatt den kraft som utøves av brukeren, foreligger der bare en minimal verdi for innstillingen av momentstyringen, eksempelvis 0,14 kpm, i motsetning til det større område for driftsformen med konsentrisk moment. Skjønt denne minimumsverdi kan endres, blir den i alminnelighet innstilt på fabrikken. Således blir der anordnet en nivåkrets 108 for eksentrisk moment med en forsterker 110 hvis negative inngang forsynes med en spenning styrt med et potensiometer 112. Spenningen fra potensiometeret 112 leveres til den ene inngang til forsterkeren 104, og utgangssignalet fra forsterkeren 110 leveres til den ene inngang til forsterkeren 98. Momentstyring i den eksentriske driftsform innføres på samme måte som beskrevet ovenfor for den konsentriske driftsform. Således går signalet så lenge den minimalt innstilte kraft overvinnes, fra den lineære forsterker 44 til forsterkeren 50 med høy forsterkning.

For å sondre mellom funksjonen av momentstyrekretsen

94 i driftsformene med konsentrisk moment og med eksentrisk moment er der innkoblet en funksjonsbryterkontakt MS2 mellom potensiometeret 100 og forsterkeren 98 og mellom potensiometeret 106 og forsterkeren 104. En funksjonsbryterkontakt MS5 er også innkoblet mellom potensiometeret 112 og forsterkeren 104 og mellom utgangen fra forsterkeren 110 og inngangen til forsterkeren 98. Når bryteren 28 kobles til klemmen 28b i driftsformen med konsentrisk moment, blir følgelig funksjonsbryterkontaktene MS2 sluttet og funksjonsbryterkontaktene MS5 åpnet, hvorved potensiometrene 100 og 106 styrer momentfunksjonen. På den annen side skjer der når bryteren 28 kobles til klemmen 28e i den eksentriske driftsform, slutning av bryterkontaktene MS5, og bryterkontaktene MS2 er åpne, hvorved potensiometeret 112 styrer momentfunksjonen. Det vil huskes at også fartstakkretsen 78 virker på det sistnevnte tidspunkt.

I driftsformen med konsentrisk moment innstiller således styreknottene 24a og 24b potensiometrene 100 og 106, som derved styrer servomotoren 20 slik at armen 12 møter et konstant motvirkende moment i retning henholdsvis med urviseren og mot urviseren uansett hvilken kraft brukeren utøver, etter at terskelen i den respektive retning er overvunnet. På denne måte blir det motvirkende moment på armen 12 styrt under driftsformen med konstant moment. Likedan som ved isokinetiske driftsform funksjonerer momentdri ftsformen for utøvet last i området 0-55 kpm.

Som utredet tidligere beveger armen 12 seg under den eksentriske driftsform i retning motsatt den kraft som utøves av brukeren. Følgelig er der mellom proporsjonal-begrenserkretsen 52 og bryterklemmen 28e innskutt et inversjonsledd som inverterer signalet fra begrenserkretsen 52 i den eksentriske driftsform for å skaffe den ovennevnte virkemåte.

For den svingende driftsform blir en oscillator 116 tilkoblet bryterklemmen 28d for å levere et ønsket svingningssignal til denne. Svingningssignalet styres ved hjelp av en innstillbar knott 26 på styrepanelet. Svingningsdriftsformen er særlig anvendelig ved rehabilitering, hvor det ønskes å bevirke en vedvarende bøyning og utretting av et lem for å oppøve dette uten at brukeren anvender noen kraft.

Utgangen fra oscillatoren 116 er sammenkoblet med en utgang fra en vinkelbegrenserkrets 118 som vil bli omtalt mer detaljert senere, for å binde oscillatorens nullstilling til nullstilling av armen 12. I så måte virker utgangssignalet fra vinkelbegrenserkretsen 118 som et posisjonsservosignal.

Vinkelbegrenserkretsen 118 tjener til å styre vinkelområdet for bevegelsen av armen 12. Til formålet bringer vinkelbevegelse av armen 12 et tilknyttet potensiometer 120 til å frembringe en spenning svarende til armens vinkelstilling.

Vinkelbegrenserkretsen 118 innbefatter en grensekrets

122 for bevegelse med urviseren, omfattende en forsterker 124 som forsynes med signalet fra potensiometer 120 via en forsterker 126 med forsterkning 1:1 ved sin ene inngang, og hvis annen inngang forsynes med en spenning fra et potensiometer 128 som setter en grense for bevegelse med urviseren og innstilles med en styreknott 25a på styrepanelet. På lignende måte omfatter en grensekrets 130 for bevegelse mot urviseren en forsterker 132 som ved sin ene inngang forsynes med utgangssignalet fra forsterkeren 126, og hvis annen inngang får en spenning fra et grensepotensiometer 134 for bevegelse med urviseren, innstilt ved hjelp av en styreknott 25b. Potensiometrene 128 og 134 er anordnet for å styre vinkelbevegelsen av armen 12. Forsterkerne 124 og 132 kan være av type 311.

Alle andre forsterkere som ikke er nærmere spesifisert, kan være av type 741.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse får PBM-forsterkeren 72 en begrenserinngang 136 for bevegelse med urviseren forsynt med utgangssignaler fra forsterkeren 124

via en kontakt CR124. Når vinkelbevegelsen av armen 12 i retning med urviseren nås, sluttes kontakten CR124 og leverer et logisk "1"-nivåsignal til en (ikke vist) begrenserinngang for bevegelse med urviseren til PBM-forsterken 72 slik at servomotoren hindrer armen 12 i å overskride grensen for sin bevegelse med urviseren, dvs. at PBM-forsterkeren 72 blir gjort uvirksom. På lignende

måte får PBM-forsterkeren 72 en begrenserinngang (ikke vist)

for bevegelse mot urviseren forsynt med utgangssignalet fra

forsterkeren 132 via en kontakt CR132. Når vinkelbevegelsen av armen 12 nås i retning mot urviseren, sluttes kontakt CR132, og et logisk "1"-nivåsignal leveres til begrenserinngangen 138 for bevegelse mot urviseren til PBM-forsterkeren 72, slik at servomotoren hindrer armen 12 i å overskride grensen for sin bevegelse mot urviseren.

Signalet fra potensiometeret 120 blir også via forsterkeren 126 med forsterkningsfaktor 1:1 levert til en posisjons-servo-forsterker 140 hvis utgang er sammenkoblet med utgangen fra oscillatoren 116 slik at svingningssignalets nullstilling blir bundet til nullstillingen av armen 12 som omtalt foran.

Utgangssignalet fra forsterkeren 126 blir også levert

til en utgangsklemme 127 som kan føre til en vilkårlig egnet indikatorinnretning for målt bevegelsesvinkel-område.

Der henvises nå til fig. 5, hvor der ses en spenningskilde 150 til å levere spenninger på +15 og -15 volt til koblingsanordningen på fig. 4 i det ovenfor beskrevne apparat. Som vist på fig. 5, blir spenningskilden 150 tilkoblet denne koblingsanordning når AV/PÅ-bryteren 30 aktiveres. Nærmere bestemt fører påvirkning av bryteren 30, som er en impulsbryter, til stilling PÅ, til at kontakten CR1 sluttes og holder bryteren 30 i PÅ-stilling. Samtidig sluttes også den kontakt CR1 som er tilsluttet forsyningsspenningskilden 150.

Som vist på fig. 5, er der til å starte apparatets drift anordnet en START-bryter 152 med en tilknyttet kontakt CR2

som sluttes når apparatet startes. En kontakt CR2 tilknyttet kretsen 64 er da også virksom som nevnt ovenfor.

PBM-forsterkeren 72 forsynes med 110 volt, 60 perioder over sine klemmer L- og L2når de dermed forbundne kontakter CR1 og CR2 sluttes. En transformator 154 trer da også i funksjon og leverer et passende signal over klemmene X. og x2på PBM-forsterkeren 72. Likeledes arbeider en vifte 156 bare når PBM-forsterken 72 er i drift.

Følgelig kan det muskeløvelses- og rehabiliteringsapparat 10 som den foreliggende oppfinnelse gir anvisning på, til forskjell fra tidligere kjente apparater til formålet benyttes i en isokinetisk, konstantmoment-, nøytral, svingnings- eller eksentrisk driftsform hvor enten hastigheten eller det motvirkende moment reguleres mykt i begge retninger under drift. Videre fås en sann hastighets-servodri ft ved hjelp av den benyttede tilbakekobling for begge retninger for bøyning og utretting såvel som for konsentriske og eksentriske muskelkontraksjoner, en drift som kan styres nøyaktig og lettvint. Ennvidere er det nye apparat sterkt forenklet like overfor apparater ifølge eldre teknikk og skaffer en kompakt, billig og ny anordning sammenholdt med de kjente.

For mer fullstendig å anskueliggjøre et eksempel på en utformning i samsvar med oppfinnelsen skal det nevnes at man kan benytte følgende verdier for motstandene og kapasitetene på fig. 4:

Etter at der nå er beskrevet en spesiell foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen med henvisning til tegningen, vil det stadig forstås at den foreliggende oppfinnelse ikke er begrenset til akkurat denne utførelsesform, idet fagfolk tvertimot uten videre vil kunne foreta adskillige endringer og modifikasjoner i utformningen uten å avvike fra oppfinnelsens hovedtanke og rekkevidde, slik den er angitt i patentkravene.

Claims (30)

1. Muskeløvelses- og rehabiliteringsapparat, karakterisert ved at det omfatter: en bevegelig arm som en kraft kan utøves på, en servomotor sammenkoblet med armen, et føleorgan til å avføle den på armen utøvede kraft og frembringe et tilsvarende lastsignal, en turtelleranordning til å frembringe et hastighetssignal svarende til armens hastighet og en hastighets-servotilbakekoblingsanordning med lukket sløyfe til å regulere motoren som reaksjon på lastsignalet og hastighetssignalet til minst ett til å skaffe et konstant moment til å regulere hastigheten av armen, uansett hvilken kraft som utøves på denne.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at føleorganet innbefatter strekklapper montert på armen for å detektere bøyning av denne.

3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at føleorganet ennvidere innbefatter en lastcellean-ordning til å frembringe det nevnte lastsignal svarende til den på armen virkende belastning som reaksjon på strekklapp-organet.

4. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at tilbakekoblingsanordningen innbefatter forsterkerinnretninger til å forsterke lastsignalet for å frembringe et styresignal, en momentstyreinnretning som kan reagere på styresignalet for å endre dette til å frembringe et modifisert styresignal når armen blir utsatt for den nevnte konstante kraft, fartstakinnretninger som kan reagere på styresignalet for å endre dette til å frembringe et modifisert styresignal når armen får sin hastighet regulert, en forsterkeranordning til å frembringe et feilsignal som reaksjon på hastighetssignalet og det modifiserte styresignal for å styre motoren til minst én tilstand for å utvøve det nevnte konstante moment på armen og regulere dennes hastighet.

5. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert ved at forsterkeranordningen innbefatter et lineært for-sterkerorgan til å frembringe et lineært forsterket signal som reaksjon på lastsignalet, og en forsterkerinnretning med høy forsterkning til å frembringe et høyforsterket signal som nevnte styresignal som reaksjon på det lineært forsterkede signal fra den lineære forsterkerinnretning.

6. Apparat som angitt i krav 5, karakterisert ved at forsterkerinnretningen med høy forsterkning innbefatter en motstandskraft-tilbakekoblingsanordning, og at fartstakinnretningen er koblet parallelt med den for å endre høy-forsterknings-forsterkeren når farten av armens bevegelse blir minst lik en forhåndsbestemt fartsinnstilling satt av fartstakorganet, for å begrense bevegelse av armen til en fastlagt fart.

7. Apparat som angitt i krav 6, karakterisert ved at fartstakinnretningen innbefatter første og andre spenningstilførselsorganer til bruk under konsentrisk drift, en første forsterkeranordning som forsynes med det nevnte høy-forsterkede signal og et signal fra det nevnte første spenningsforsyningsorgan, til å levere et første utgangssignal til forsterkerinnretningen med høy forsterkningsfaktor under konsentrisk drift for å regulere hastigheten av armen i en første retning, samt en annen forsterkeranordning som forsynes med det høyforsterkede signal og et signal fra et annet variabel-spenningsforsyningsorgan, til å levere et annet utgangssignal til høyforsterkerinnretningen under konsentrisk drift for å regulere armens hastighet i en annen retning motsatt den første retning.

8. Apparat som angitt i krav 7, karakterisert ved at fartstakinnretningen innbefatter en tredje forsyn-ingskilde for variabel spenning, at nevnte første forsterkeranordning regulerer armens hastighet under eksentrisk drift i en første retning som reaksjon på det høyforsterkede signal og et signal fra den nevnte tredje spenningsforsyningsinn-retning, og at nevnte annen forsterkeranordning regulerer armens hastighet under eksentrisk drift i nevnte annen retning som reaksjon på det høyforsterkede signal og et signal fra den nevnte tredje spenningsforsyningskilde.

9. Apparat som angitt i krav 6, karakterisert ved at det ytterligere innbefatter omkoblingsorganer som er innkoblet mellom høyforsterknings-forsterkeren og fartstak-anordningen for å levere det høyforsterkede signal til fartstak-anordningen når det ønskes at servomotoren skal regulere armens hastighet.

10. Apparat som angitt i krav 5, karakterisert ved at momentstyreinnretningen innbefatter en kontaktan-ordning som er tilkoblet høyforsterknings-forsterkeren for å jorde det nevnte lineært forsterkede signal, og en forsterkeranordning som forsynes med det lineært forsterkede signal for å styre kontaktanordningen til å jorde det lineært forsterkede signal når lasten som virker på armen, er mindre enn en fastlagt terskelverdi bestemt ved momentstyreanordningen.

11. Apparat som angitt i krav 10, karakterisert ved at momentstyreanordningen innbefatter en forsynings-innretning for variabel spenning for innstilling av det fast-lagte terskelnivå.

12. Apparat som angitt i krav 11, karakterisert ved at kontaktanordningen innbefatter en første kontakt og en annen kontakt, begge innkoblet mellom jord og høyforsterk-ningsforsterkeren, at den nevnte innretning til å levere variabel forsynings-spenning innbefatter en første variabel spenningsforsyning og en annen variabel spenningsforsyning til bruk under konsentrisk drift, at nevnte forsterkeranordning hos momentstyreanordningen innbefatter en første forsterker som forsynes med det nevnte lineært forsterkede signal og et signal fra første variable spenningsforsyningskilde for å styre nevnte første kontakt under konsentrisk drift til å jorde det nevnte lineært forsterkede signal bare når lasten som virker på armen i en første retning, er mindre enn et første fastlagt terskelnivå innstilt av første variable spenningskilde og en annen forsterker forsynt med nevnte lineært forsterkede signal og et signal fra nevnte annen variable spenningskilde, til å styre nevnte annen kontakt under konsentrisk drift til å jorde det nevnte lineært forsterkede signal bare når den last som virker på armen i en annen retning motsatt første retning, er mindre enn et annet fastlagt terskelnivå innstilt av den annen variable spenningsforsyningskilde.

13. Apparat som angitt i krav 12, karakterisert ved at den variable spenningsforsyningskilde omfatter en tredje variabel spenningskilde, og at nevnte første forsterker styrer nevnte første og andre kontakter under eksentrisk drift til å jorde nevnte forsterkede signal bare når den last som virker på armen, er mindre enn et fastlagt terskelnivå innstilt av tredje variable spenningskilde, som reaksjon på det nevnte lineært forsterkede signal og et signal fra nevnte tredje variable spenningskilde.

14. Apparat som angitt i krav 12, karakterisert ved at momentstyreanordningen ytterligere innbefatter en tredje kontakt som er innkoblet mellom jord og den nevnte høyforsterknings-forsterker slik at momentstyreinnretningen bare blir virksom når det ønskes at servomotoren skal levere et konstant moment til armen.

15. Apparat som angitt i krav 5, karakterisert ved at tilbakekoblingsanordningen videre innbefatter en multiplikasjonsinnretning til å multiplisere det modifiserte styresignal med et rampesignal for å forhindre brå endringer i styringen av armen under transiente tilstander i styresignalet .

16. Apparat som angitt i krav 5, karakterisert ved at tilbakekoblingsanordningen innbefatter en propor-sjonalpendlingsbegrenserinnretning innkoblet mellom høyfor-sterknings-forsterkeren og servomotoren for å forhindre ugun-stige svingninger i motoren.

17. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert ved at forsterkeranordningen til å frembringe feilsignaler innbefatter en pulsbreddemodulert forsterker.

18. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at servomotoren har en utgangsaksel og der mellom denne og armen er innkoblet en tannhjulsreduksjonsutveksling for driften av armen.

19. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en bevegelsesområde-styre-anordning til å styre armens posisjon, innbefattende stillings-følende organer til å avføle armens stilling og frembringe et posisjonssignal som reaksjon på dette, samt en stillings-styreinnretning til å styre armens posisjon som reaksjons på posisjonssignalet.

20. Apparat som angitt i krav 19, karakterisert ved at posisjonsstyresignalet innbefatter første og andre spenningsforsyningskilder, en første forsterkeranordning til å begrense bevegelse av armen til en første grense i en første retning som reaksjon på et signal fra første variable spenningsforsyningskilde og nevnte posisjonssignal, og en annen forsterkerinnretning til å begrense bevegelse av armen til en annen grense i en annen retning motsatt den første som reaksjon på et signal fra nevnte annen variable spenningsforsyningskilde og posisjonssignalet.

21. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at det ytterligere innbefatter et inversjonsledd til å invertere det lastsignal som tilføres tilbakekoblingsanordningen, under eksentrisk drift.

22. Muskeløvelses- og rehabiliteringsapparat, karakterisert ved at det omfatter: en bevegelig arm som en kraft kan utøves på, en servomotor sammenkoblet med armen, en turtelleranordning til å frembringe et hastighetssignal svarende til armens hastighet, en oscillatorinnretning til å frembringe et svingningssignal og en hastighets-servotilbakekoblingsanordning med lukket sløye til å styre motoren som reaksjon på svingningssignalet og hastighetssignalet til å regulere hastigheten av armen under svingning frem og tilbake.

23. Apparat som angitt i krav 22, karakterisert ved at det ytterligere omfatter en bevegelsesområde-styre-innretning til å styre armens posisjon, innbefattende en posi-sjonsføleinnretning til å avføle armens posisjon og frembringe et posisjonssignal som reaksjon på dette, samt en posisjons-styreinnretning til å styre armens posisjon som reaksjon på posisjonssignalet.

24. Apparat som angitt i krav 23, karakterisert ved at posisjonsstyreinnretningen innbefatter første og andre forsyningskilder for variabel spenning, første forsterkerinnretninger til å begrense armens bevegelse til en første grensestilling i en første retning som reaksjon på et signal fra første variable spenningsforsyningskilde og posisjonssign-nalene, og andre forsterkerinnretninger til å begrense bevegelse av armen til en annen grensestilling i en annen retning motsatt den første som reaksjon på et signal fra annen spenningsforsyningskilde og posisjonssignalet.

25. Apparat som angitt i krav 23, karakterisert ved at bevegelsesområde-styreinnretningen innbefatter en posisjonsservoinnretning til å binde en nullstilling av svingningssignalet til en nullstilling av armen som reaksjon på posisjonssignalet.

26. Muskeløvelses- og rehabiliteringsapparat, karakterisert ved at det omfatter: en bevegelig arm som en kraft kan utøves på, en servomotor sammenkoblet med armen, en føleanordning til å avføle den på armen utøvede kraft og til å frembringe et tilsvarende lastsignal, en turtellerinnretning til å frembringe et hastighetssignal svarende til armens hastighet, en oscillatoranordning til å frembringe et svingesignal og en hastighets-servotilbakekoblings-anordning med lukket sløyfe til å styre motoren som reaksjon på hastighetssignalet og det ene av last- og svingningssignalet til minst ett signal til å gi et konstantmoment til og regulere hastigheten av armen, uansett hvilken kraft som utøves på armen.

27. Apparat som angitt i krav 26, karakterisert ved at tilbakekoblingsanordningen innbefatter en forsterkerinnretning til å forsterke lastsignalet for å frembringe et styresignal, en momentstyreinnretning som kan reagere på styresignalet for å endre styresignalet til å frembringe et modifisert styresignal når armen blir utsatt for det nevnte konstante moment, en hastighetstakinnretning som kan reagere på styresignalet for å endre styresignalet til å frembringe et modifisert styresignal når armen får sin hastighet regulert i en isokinetisk dri ftsform, en forsterkerinnretning til å frembringe et feilsignal som reaksjon på det nevnte hastighetssignal og det ene av det modifiserte styresignal og svingningssignalet for å styre motoren til en tilstand for å skaffe et konstant moment til og regulere hastigheten av armen, uansett hvilken kraft der utøves på armen, og en omkoblingsinnretning til å levere det ene av nevnte modifiserte styre- og nevnte svingningssignal til den nevnte forsterkerinnretning som frembringer feilsignalet.

28. Apparat som angitt i krav 27, karakterisert ved at det ytterligere omfatter kontaktorganer som kan reagere på omkoblingsinnretningen for å aktivere hastighets-takinnretningen bare når det ønskes å få armens hastighet regulert i isokinetisk driftsform, og til å aktivere momentstyreinnretningen bare når det ønskes å la nevnte konstante moment utøves på armen.

29. Apparat som angitt i krav 27, karakterisert ved at omkoblingsinnretningen leverer styresignalet til den nevnte forsterkerinnretning som frembringer feilsignalet, og at apparatet ytterligere omfatter kontaktorganer som styres av omkoblingsinnretningen når denne leverer styresignalet til forsterkerinnretningen, for å forhindre momentstyrekretsen og fartstakkretsen fra å modifisere styresignalet, for å gi en nøytral driftsform.

30. Apparat som angitt i krav 27, karakterisert ved at tilbakekoblingsanordningen omfatter en multiplikasjonsinnretning som er innkoblet mellom omkoblingsinnretningen og den nevnte forsterkerinnretning som frembringer feilsignalet, for å multiplisere det signal som leveres til nevnte forsterkerinnretning av omkoblingsinnretningen, med et rampesignal for å forhindre brå endringer i styringen av armen forårsaket av transienter i styresignalet.