Устройство для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа
Устройство для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа может быть использовано для сдачи нормативов по физической культуре в учебных и оздоровительных учреждениях. Технической задачей изобретения является повышение объективности подсчета количества отжиманий и повышение безопасности устройства. Решение поставленной задачи достигается тем, что дополнительно введены вертикальная стойка, ограничитель, непрозрачная шторка, излучатель, оптико-электронный ключ, блок управления питанием, арифметико-логическое устройство, зуммер, кнопка, генератор и блок питания. Установка электронной части в устройство позволило повысить объективность выполнения упражнения при сдачи нормативов. Дополнительное введение в механическую часть устройства вертикальной стойки и ограничителя повышает безопасность эксплуатации устройства.
Изобретение относится к области приспособлений, предназначенных для объективного подсчета количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа и преимущественно может быть использовано при сдачи нормативов по физической культуре в учебных и оздоровительных учреждениях.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для контроля отжиманий от пола (патент на полезную модель RU 59983 U1), содержащее шарнирно соединенные между собой две площадки с установленной между ними пружиной и электрические клеммы, соединенные со световым табло. Указанное устройство сигнализирует о правильном принятии нижнего положения тела при полном сгибании рук. При этом автоматического подсчета количества отжиманий не производится. Что приводит к неоднозначности результатов подсчета количества отжиманий у выполняемого и контролирующего. Описанное устройство имеет недостаток и с точки зрения безопасности выполнения упражнения. Поскольку на верхней части подвижной площадки имеется шпенек, при падении или быстром опускании на который можно получить травму.
Технической задачей изобретения является повышение объективности подсчета количества отжиманий и повышение безопасности устройства. Решение поставленной задачи достигается тем, что дополнительно введены излучатель, оптико-электронный ключ, блок управления питанием, блок питания, зуммер, генератор, кнопка, арифметико-логическое устройство, ограничитель, непрозрачная шторка и размещенная между неподвижной площадкой и шарниром вертикальная стойка, причем ограничитель размещен на неподвижной площадке, а на подвижной площадке закреплена непрозрачная шторка, попадающая при опускании подвижной площадке в створ между закрепленными на неподвижной площадке излучателем и оптико-электронным ключом, выход которого присоединен к счетному входу арифметико-логического устройства, вход сброса которого соединен с кнопкой, а информационный выход присоединен к информационному входу светового табло, вход питания которого соединен с первым выходом блока управления питанием, второй выход которого подключен к входу питания излучателя, а управляющий вход соединен с управляющим выходом арифметико-логического устройства, вход питания которого соединен с выходом блока питания, с входом питания блока управления питанием и входом генератора, соединенного выходом с тактовым входом арифметико-логического устройства, причем световое табло выполнено в виде цифрового табло, при этом вход зуммера присоединен к звуковому выходу арифметико-логического устройства.
Структурная схема устройства для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа представлена на фиг.1. Устройство содержит неподвижную площадку 1, закрепленную на ней вертикальную площадку 2. На верхнем конце стойки 2 закреплен шарнир 3, соединенный с подвижной площадкой 4. Между подвижной площадкой 4 и неподвижной площадкой 1 на основании неподвижной площадке 1 размещены пружина 5, ограничитель 6, предназначенные для ограничения передвижения подвижной площадки 4, излучатель 8 и оптико-электронный ключ 9. С внутренней стороны подвижной площадки 4 закреплена непрозрачная шторка 7, размещенная таким образом, чтобы при опускании подвижной площадки 4 она попадала в створ между излучателем 8 и оптико-электронным ключом 9. Светочувствительная поверхность оптико-электронного ключа 9 ориентированна в сторону светоизлучающей поверхности излучателя 8. Второй выход блока управления питанием 10 соединен с входом питания излучателя 8. Первый выход блока управления питанием 10 соединен с входом питания светового табло 11, информационный вход которого соединен с информационным выходом арифметико-логического устройства 12. Управляющий выход арифметико-логического устройства 12 соединен с управляющим входом блока управления питанием 10. Световое табло предназначено для отображения текущего значения количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа. Оно может быть выполнено в виде цифрового табло. Звуковой выход арифметико-логического устройства 12 соединен с входом зуммера 13, предназначенного для выработки звукового сигнала. Кнопка «ВКЛ/СБРОС» 14 подключена к входу сброса арифметико-логического устройства 12, счетный вход которого соединен с выходом оптико-электронного ключа 9. Оптико-электронный ключ 9, предназначен для выработки логической единицы при превышении порогового уровня освещения на его светочувствительной поверхности. Тактовый вход арифметико-логического устройства 12 соединен с выходом генератора 15, предназначенного для выработки тактовой последовательности импульсов. Выход блока питания 16 подключен к входу питания блока управления питанием 10, арифметико-логического устройства 12 и генератора 15.
Структурная схема арифметико-логического устройства 12 представлена на фиг.2. В арифметико-логическом устройстве 12 имеется триггер 17, входом запрета переключения соединенным с выходом двоичного счетчика 18, вход сброса которого через второй вход сумматора 19 соединен с входом сброса двоично-десятичного счетчика 20 и через первый вход сумматора 19 соединен с входом двоично-десятичного счетчика 20, выходом триггера 17 и входом зуммера 13. Двоичный счетчик 18 предназначен для подсчета количества импульсов в двоичной системе счисления. Двоично-десятичный счетчик 20 предназначен для подсчета количества импульсов в двоичной системе счисления и перевода их в десятичную. Сумматор 19 предназначен для логической операции сложения входных сигналов. В качестве сумматора 19 можно использовать логический элемент «ИЛИ». Выход двоично-десятичного счетчика 20 служит информационным выходом арифметико-логического устройства 12. Счетным входом арифметико-логического устройства 12 является вход триггера 17. Тактовым входом арифметико-логического устройства 12 служит вход двоичного счетчика 18. Управляющим выходом арифметико-логического устройства 12 служит выход двоичного счетчика 18. Входом сброса арифметико-логического устройства 12 служит вход сброса двоично-десятичного счетчика 20.
Устройство работает следующим образом. Первоначально устройство находится в выключенном состоянии. Для выполнения упражнения, необходимо включить устройство, нажав кнопку «ВКЛ/СБРОС» 14, и принять положение упор лежа, разместив руки по правую и левую сторону от подвижной площадки 4 на неподвижной площадке 1 на ширине плеч. Нажатие кнопки «ВКЛ/СБРОС» 14 изменяет логическое состояние на входе сброса двоично-десятичного счетчика 20 и через сумматор 19, являющимся логическим элементом «ИЛИ», на входе сброса двоичного счетчика 18, сбрасывая их в нулевое состояние. После сброса на выходе двоичного счетчика 18 меняется логическое состояние, которое разрешает переключаться триггеру 17 и разрешает блоку управления питанием 10 подать питание на излучатель 8 и световое табло 11. После чего на световом табло 11 отображаются нулевые показания цифрового индикатора и устройство готово для подсчета.
Далее, сгибая руки, необходимо надавить грудью подвижную площадку 4 до предела. Надавливание подвижной площадки 4 опускает закрепленную на ней непрозрачную шторку 7, которая, в момент касания подвижной площадки 4 ограничителя 6, попадая в створ между излучателем 8 и оптико-электронным ключом 9, перекрывает луч, тем самым меняя логическое состояние на выходе оптико-электронного ключа 9. Изменение логического состояния на выходе оптико-электронного ключа 9 переключает триггер 17 в арифметико-логическом устройстве 12.
После, разгибая руки, принять исходное положение упора лежа. При этом подвижная площадка 4 под действием силы упругости пружины 5 возвращается в исходное положение, раздается звуковой сигнал и на световом табло 11 изменятся показание цифрового индикатора, увеличив предыдущие показание на единицу. При возврате в исходное положение подвижной площадки 4 совместно с непрозрачной шторкой 7, возобновляется облучение излучателем 8 оптико-электронного ключа 9, что изменят логическое состояние на выходе последнего, позволяя триггеру 17 сформировать на выходе импульс, который через сумматор 19, являющийся логическим элементом «ИЛИ», сбрасывает двоичный счетчик 18, переключает двоично-десятичный счетчик 20 и включает зуммер 13. Переключение двоично-десятичного счетчика 20 изменяет показания цифрового индикатора на световом табло 11, увеличивая предыдущее показание на единицу, а сброс двоичного счетчика 18 позволяет отсрочить автоматическое отключение устройства. После этого устройство снова готово для подсчета.
Для обнуления значений цифрового индикатора на световом табло 11 необходимо нажать кнопку «ВКЛ/СБРОС» 14. Нажатие кнопки «ВКЛ/СБРОС» 14 изменяет логическое состояние на входе сброса двоично-десятичного счетчика 20 и через сумматор 19 на входе сброса двоичного счетчика 18, сбрасывая их в нулевое состояние. После сброса двоично-десятичного счетчика 20 на световом табло 11 отображаются нулевые показания цифрового индикатора, а сброс двоичного счетчика 18 позволяет отсрочить автоматическое отключение устройства. После этого устройство готово для подсчета. Если при подсчете количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа на световом табло 11 будет достигнуто предельное значение цифрового индикатора, то произойдет его автоматическое обнуление.
Для продления ресурса электроники и экономии электропитания в устройстве предусмотрено автоматическое отключение питания. Генератор 15 подает импульсы с постоянной частотой на вход двоичного счетчика 18, который подсчитывает импульсы до заданного количества. Если за время подсчета на вход сброса двоичного счетчика 18 не подавался сигнал сброса, то двоичный счетчик 18 на выходе формирует несколько импульсов, которые с помощью триггера 17 включают зуммер 13. Затем на выходе двоичного счетчика 18 устанавливается обратное логическое состояние, которое запрещает переключение триггера 17 и позволяет блоку управления питанием 10 отключить питание излучателя 8 и светового табло 11.
Данное устройство позволяет исключить спорный момент между выполняемым и контролирующим при подсчете количества отжиманий и исключить получение травмы при падении на механическую часть устройства.
1. Устройство для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа, содержащее световое табло, шарнир с закрепленной на нем подвижной площадкой, неподвижную площадку, размещенную между подвижной и неподвижной площадками пружину, отличающееся тем, что дополнительно введены излучатель, оптико-электронный ключ, блок управления питанием, блок питания, зуммер, генератор, кнопка, арифметико-логическое устройство, ограничитель, непрозрачная шторка и размещенная между неподвижной площадкой и шарниром вертикальная стойка, причем ограничитель размещен на неподвижной площадке, а на подвижной площадке закреплена непрозрачная шторка, попадающая при опускании подвижной площадки в створ между закрепленными на неподвижной площадке излучателем и оптико-электронным ключом, выход которого присоединен к счетному входу арифметико-логического устройства, вход сброса которого соединен с кнопкой, а информационный выход присоединен к информационному входу светового табло, вход питания которого соединен с первым выходом блока управления питанием, второй выход которого подключен к входу питания излучателя, а управляющий вход соединен с управляющим выходом арифметико-логического устройства, вход питания которого соединен с выходом блока питания, с входом питания блока управления питанием и входом генератора, соединенного выходом с тактовым входом арифметико-логического устройства, причем световое табло выполнено в виде цифрового табло, при этом вход зуммера присоединен к звуковому выходу арифметико-логического устройства.
2. Устройство для контроля количества сгибаний и разгибаний рук в упоре лежа по п.1, отличающееся тем, что арифметико-логическое устройство выполнено в виде триггера, выход которого через первый вход сумматора подключен к входу сброса двоичного счетчика и одновременно подключен к входу двоично-десятичного счетчика, вход сброса которого подключен ко второму входу сумматора и служит входом сброса арифметико-логического устройства, при этом выход двоичного счетчика соединен с входом запрета переключения триггера и служит управляющим выходом арифметико-логического устройства, счетным входом которого служит вход триггера, тактовым входом является вход двоичного счетчика, причем выход триггера служит звуковым выходом арифметико-логического устройства.
