SU1004781A2 - Электронный эргометр - Google Patents

Description

(5) ЭЛЕКТРОННЫЙ ЭРГОМЕТР

Claims (4)

1. Изобретение относитс  к измери- . тельной технике, в частности к приборам медицинской диагностики, используемых дл  измерени  работы и мощности движущегос  человека, например , при ходьбе или беге. По основному авт. св. Vf 957019. из вестен электронный эргометр, содержащий сейсмодатчик, блок управлени , два мультивибратора, три счетчика , два вентил , смеситель, блок установки интервалов таймера, регулируемый таймер, блок установки нул , блок установки порога мощности, блок установки порога нагрузки, блок установки индивидуальных данных человека, три блока сравнени , регистр, один элемент ИЛИ, кнопку, индикатор и блок питани . Известный эргометр позвол ет считывать значени  мощности со шкалы эргометра путем нажати  кнопки, а в случае достижени  порога работы элект ронный эргометр подает прерывистый сигнал и начинает мигать цифровой индикацией . Звуковой сигнал и мигание индикации привлекают внимание человека. Мигающие цифры индицируют значение допустимого порога работы. В случае если достигнут допустимый порог мощности , то электронный эргометр также подает прерывистый звуковой-сигнал и мигает индикацией, но индицирует значение проделанной работы t-O Однако дл  считывани  значени  допустимого порога мощности в данном эргометре необходимо нажать кнопку, что осложн ет эксплуатацию прибора и вызывает р д неудобств в процессе определени  какой из порогов превышен. Целью изобретени   вл етс  обеспечение автоматической индикации цифрового значени  допустимого порога мощности. Указанна  цель достигаетс  тем, ,что эргометр снабжен вторым элементом ИЛИ, один из входов которого сое3 l динен с кнопкой, другой - с выходом блока сравнени  мощности и одним из входов первого элемента ИЛИ, а выход соединен с управл ющим входом индикатора и с вторым входом вентил , соединенного с индикатором. На чертеже представлен предлагаемый Электронный эргометр. Электронный эргометр состоит из сейсмодатчика 1, блока 2 управлени , высокочастотного мультивибратора 3, двоичного счетчика , счетчика 5 индикатора 6, блока 7 установки дбпустимого порога нагрузки, блока 8 сравнени , блока 9 установки индивиду-тз альных данных человека, низкочастотного мультивибратора 10, смесител  11, регулируемого таймера 12, блока 13 установки интервалов таймера, вентил  И, счетчика 15 мощности, регист-20 ра 16, блока 17 сравнени  мощности, блока 18 установки порога мощности, блока 19 сравнени  мощности, вентил  20, элемента ИЛИ 21, кнопки 22, элемента ИЛИ 23, блока 24 установки в ноль, блока 25 питани . Выход сейсмодатчика 1 подключен к входу блока 2 управлени , выход которого соединен с первым входом высокочастотного мультивибратора 3- Диап зон частот мультивибратора 3 регулируетс  блоком 9 установки индивидуальных данных человека. Выход мультивибратора 3 соединен с счетным вхо дом двоичного счетчика 4 и первым входом смесител  11. Двоичный счетчик Ц подключен к первому входу вент л  1 и к c4eTHOMi4 входу счетчика S, выходы которого соединены с первыми информационными входами индикатора 6 и первыми входами блока 8 сравнени . Блок 7 установки допустимого порога нагрузки подключен к вторым входам блока 8 сравнени , выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 23, а выход последнего подключен к второму входу мультивибратора 3 и к управл ющим входам двоичного счетчика k и низкочастотного мультивибратора 10, выход которого подключен ко второму входу смесител  11. Выход смесител  11 соединен с сигнальным входом индикатора 6. Ко второму входу вентил  14 подключен таймер 12 временной интервал которого регулируетс  блоком 13 установки интервала таймера. Выход вентил  14 подключен через счетчик 13 к входам регист ра 16 и первым входам блока 17 срав25 нени , вторые входы которого св заны с первыми входами блока 19 сравнени  и вентил  20 и подключены к выходам регистра 1б. Выход блока 17 сравнени  подключен к управл ющему входу регистра 1б, выход блока 19 сравнени  - к второму входу элемента ИЛИ 23. Вторые входы блока 19 сравнени  подключены к выходам блока 18 установки порога мощности. Кнопка 22 подключена к первому входу элемента ИЛИ 21, ко второму входу которого подключен выход блока 19 сравнени  и второй вход элемента ИЛИ 23- Выход элемента ИЛИ 21 соединен с управл ющим входом индикатора 6 и вторым входом вентил  20, выходы которого подключены к вторым информационным входам индикатора 6.. Выход блока 2k установки в ноль св зан с установочными входами блоков k, 5 6, 15 и 16. Второй установочный вход счетчика 15 св зан также с выходом таймера 12 и вторым входом вентил  1. Эргометр работает следующим образом . Предварительно переключатель блог ка 9 установки индивидуальных данных устанавливают в положение, соответствующее индивидуальным данным конкретного человека (весу, росту, средней длине шага, темпу движени ). Переключателем блока 7 установки допустимого порога нагрузки устанавливают допустимое значение работы дл  данного человека. Переключателем блока 13 установки интервалов таймера устанавливают врем , за которое оцениваетс  значение пиковой мощности, а переклютелем блока 18 установки порога мощности устанавливают допустимый порог мощности дл  данного (определенного) человека. При включении питани  с помощью блока 24 установки в ноль производитс  автоматическа  установка в ноль блоков 4, 5, 6, 15 и 16. Электронный эргометр подготовлен к работе. При этом с выхода блока 8 сравнени  или с выхода блока 19 сравнени  поступает сигнал через элемент ИЛИ 23 на вход мультивибратора 3 и управл ющие входы двоичного счетчика 4 и мультивибратора 10. Вследствие этого счетный вход двоичного счетчика 4, представл ющий собой делитель частоты, оказываетс  открытым дл  поступлени  импульсов в двоичный счетчик 4 с выхода мультивибратора 3, который во врем  действи  управл ющего импульса с выхода блока 2 управлени  их генерирует; мультивибратор 10 оказываетс заблокированным, смеситель 11 - закрытым по выхбду мультивибратора 10. При ходьбе или беге человек совершает колебательные движени  в вер тикальной плоскости. Амплитуда этих колебаний зависит от индивидуальных данных Человека (веса, роста и т.д.) но в среднем составл ет 1,5-3 см. Сейсмодатчик 1 воспринимает эти колебани  и преобразует их в электрический сигнал, который поступает в блок 2 управлени . На выходе последнего образуютс  импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде колебаний центра т жести человека . Эти импульсы поступают на соответствующий вход мультивибратора 3, который генерирует высокочастотные импульсы во врем  действи  импульса с выхода блока
2. 2. Частота генерации мультивибратора 3 определ етс  полож нием переключател  блока 9. Пачки импульсов с выхода мультивибратора 3 поступают на счетный вход двоичного счетчика k, который представл ет собой многоразр дный счетчик с посто н ным коэффициентом делени . С выхода двоичного счетчика Ц импульсы поступают на счетный вход счетчика 5 и на первый вход вентил  14. Код с выхода счетчика 5 поступает одновременно на блок 8 сравнени  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 переключател  блока 7 на выходе блока 8 сравнени  формируетс  сигнал Резерв исчергГан, который поступает через элемент ИЛИ 23 на соответствующий вход мультивибратора 3 и послед ний начинает генерировать импульсы высокой частоты непрерывно. Сигнал Резерв исчерпан одновременно посту пает на управл ющий вход двоичного счетчика и запрещает этим прохожде ние импульсов с выхода мультивибрато ра 3 на счетный вход двоичного счетчика k, а также поступает на управл ющий вход мультивибратора 10 и обеспечивает режим генерации последнего . Низкочастотный сигнал с выхода мультивибратора 10 и высокочастотный сигнал с выхода мультивибратора 3 по ступают в смеситель 11, на выходе ко торого получаютс  пачки импульсов. Частота поступлени  пачек равна частоте мультивибратора 10, а частота заполн ющих импульсов в пачке - частоте мультивибратора
3. 3. Так как по входу двоичный счетчик закрыт, то на выходе счетчика 5 будет код, равный предварительно установленному допустимому порогу нагрузки, показани  которого отра : аютс  в индикаторе 6. Кроме того, сигнал с выхода смесител  11 поступает на сигнальный вход индикатора 6, по которому он формирует прерывистый звуковой си1- нал и обеспечивает мигание цифр шкалы индикатора, что привлекает внимание человека. Измерение мощности, развиваемой человеком во врем  ходьбы или бега, осуществл етс  следующим образом. С выхода двоичного счетчика k импульсы поступают на первый вход вентил  14, на второй вход которого поступает разрешающий сигнал с выхода таймера 12. Длительность разрешающего сигнала определ етс  положением переключател  блока 13 установки интервалов таймера. Таким образом, в интервал времени, в течение которого, вентиль 14 открыт, в счетчик 15 поступают импульсы с выхода двоичного счетчика
4. 4. В счетчике 15 образуетс  двоичный код, соответствующий мощности , развиваемой человеком во врем  ходьбы или бега за данный отрезок времени. По истечению заданного интервала времени код с выхода счетчика 15 поступает в блок 17 сравнени , где сравниваетс  с кодом регистра 16, В регистре 16 хранитс  код, соответствующий мощности, которую развил человек во врем  ходьбы или бега в один из предшествующих отрезков времени . Если код счетчика 15 оказываетс  по величине меньше кода регистра 16, то код в регистре 16 сохран етс , а при образовании на выходе таймера 12 очередного разрешающего си(- нала счетчик 15 устанавливаетс  в состо ние ноль, открываетс  вентиль 14 и осуществл етс  измерение мощности в очередной интервал времени. В счетчике 15 образуетс  новый код. Если за какой-то интервал времени код счетчика 15 стает больше по величине кода регистра 16, то на выходе блока 17 сравнени  образуетс  сигнал, посредством которого код со счетчика Т5 переписываетс  в регистр 16, После этого под действием сигнала с таймера 12 счетчик 15 устанавливаетс в состо ние ноль и начинаетс  измерение мощности в последующий интервал времени. Таким образом, в регистре 16 обра зуетс  код, соответствующий максимальной мощности, которую развил чел век при ходьбе или беге. Код регистра 16 сравниваетс  в бл ке 19 сравнени  с пороговым значением , установленным предварительно с помощью переключател  блока 18 установки порога пиковой мощности. При достижении порога пиковой мощности на выходе блока 19 сравнени  образуетс  сигнал, который одновременно поступает на элементы ИЛИ 21 и 23. С выхода элемента ИЛИ 23 сигнал поступает на вход мультивибратора 3 и управл ющие входы делител  часто ты (двоичного счетчика) и мультивибратора 10. Включаютс  аналогичным образом звукова  и визуальна  индикаци  эргометра. Сигнал с выхода эле мента ИЛИ 2) открывает вентиль 20 и код с выхода регистра 16 поступает в индикатор 6. При этом сигнал с эле мента ИЛИ 21 запрещает поступление кода с выхода счетчика 5 в индикатор 6. Таким образом, происходит автоматическа  индикаци  цифрового зна чени  порога пиковой мощности в его достин ени . Получив сигнал Резерв исчерпан ( в случае достижени  допустимого порога работы или мощности) человек считывает с индикатора 6 значение по l Sl . 8 рога работы или мощности и прекращает движение. При выключении питани  электронный эргометр тер ет всю накопленную информацию. Мультивибратор 3 выполнен с частотнозадающей цепочкой, в которую включен переключатель блока 9 установки индивидуальных данных человека. При этом частота мультивибратора 3 выбрана в диапазоне звуковых частот с целью использовать частоту мультивибратора 3 непосредственно и дл  звуковой индикации. Введение в электронный эргометр элемента ИЛИ 21 позвол ет автоматически индицировать цифровое значение допустимого порога мощности в случае его достижени . Формула изобретени  Электронный эргометр по авт. св. №957013, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  автоматической индикации цифрового значени  допустимого порога мощности, он снабжен вторым элементом ИЛИ, один из входов которого соединен с кнопкой , другой - с выходом блока сравнени  мощности и одним из входов первого элемента ИЛИ, а выход соединен с управл ющим входом индикатора и с вторым входом , соединенного с индикатором. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 957019, кл. G 01 L 5/10, 1978.