Устройство для контроля уровней физических нагрузок

 

Изобретение предназначено для контроля уровней физических нагрузок по относительной величине физических затрат на их выполнение и позволяет повысить точность контроля дозированной физической нагрузки. Устройство содержит датчик 1 формирователи 2, 4 и 11, элементы 3 и 10 сравнения , генераторы 5, 7, 8 и 9, триггер 12, элемент 13 задержки и звуковой преобразователь 6. После начала движения датчик 1 воспринимает колебания и по темпу движения на элементах 3 и 10 сравнения формируется перепад напряжений, знак которого определяет высоту звукового сигнала, предупреждающего пациента об отклонениях от заданного темпа, который задается генераторами 7 и 9. При низком темпе отрицательный перепад напряжений запускает формирователь 4 и низкочастотный звуковой генератор 5. При высоком темпе движения формирователь 11 разрешает работу высокочастотного звукового генератора 8. Устройство позволяет разграничить нижний и верхний уровень физических нагрузок, что повьшает точность дозирования нагрузки, повьпаает безопасность мероприятий реабилитации и профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. 2 ил. (Л |С 00 со 4: СП СО фи.1

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1289453 А1 (51)4 А 61 В S/0S А 63 В 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3835155/28-14 (22) 03.01.85 (46) 15.02.87 Бюл. Ф 6 (71) Белорусский научно-исследова— тельский институт кардиологии и Минский завод "Калибр" (7?) Г.И. Сидоренко, В.И. Станкевич, И.А. Рипс и О.А. Казанцев (53) 615.47 (088.8) (56) Патент США У 3797010, кл. G 08 В 23/00, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УРОВНЕЙ

ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК (57) Изобретение предназначено для контроля уровней физических нагрузок по относительной величине физических затрат на их выполнение и позволяет повысить точность контроля дозированной физической нагрузки. Устройство содержит датчик 1 формирователи 2, 4 и 11, элементы 3 и 10 сравнения, генераторы 5, 7, 8 и 9, триггер 12, элемент 13 задержки и звуковой преобразователь 6. После начала движения датчик 1 воспринимает колебания и по темпу движения на элементах 3 и 10 сравнения формируется перепад напряжений, знак которого определяет высоту звукового сигнала, предупреждающего пациента об отклонениях от заданного темпа, который задается генераторами 7 и 9. При низком темпе отрицательный перепад напряжений запускает формирователь 4 и низкочастотный звуковой генератор

5. При высоком темпе движения формирователь 11 разрешает работу высокочастотного звукового генератора 8.

Устройство позволяет разграничить нижний и верхний уровень физических нагрузок, что повышает точность дозирования нагрузки, повышает безопасность мероприятий реабилитации и профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. 2 ил.

Перед началом пользования врач определяет оптимальный уровень физической активности, т.е. такой уровень физической нагрузки, который оказывает хороший тренирующий эффект и не является опасным для данного больного. Например, больному может быть рекомендована ходьба с темпом

100-120 шаг/мин. Для здоровых людей или спортсменов желаемый темп движения выбирается тренером или самим человеком. После определения нижнего и верхнего уровня оптимальной физической нагрузки эти значения устанавливаются в соответствующих регулируемых задающих генераторах

7 и 9. Для указанного примера нижний

55! 2894

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для контроля уровней физических нагрузок по относительной величине физических затрат на их выполнение. 5

Цель изобретения — повышение точности контроля дозированной физической нагрузки.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для контроля уровней физических нагрузок содержит последовательно соединенные датчик 1, первый формирователь 2 импульсов, первый элемент 3 сравнения, второй формирователь 4 импульсов, низкочастотный звуковой генератор 5 и звуковой преобразователь 6, регулируемый задающий генератор 7 нижнего уровня, соединенный с вторым входом элемента 3 сравнения, высокочастотный звуковой генератор 8, соединенный с преобразователем 6, регулируемый задающий генератор 9 верхнего уровня, второй элемент 10 сравнения, третий формирователь 11 импульсов, триггер 12, элемент 13 задержки, вход которого соединен с первыми входами элемента 10 сравнения, элемента 3 сравнения и формирователя 11 импульСов, а выход — с первым входом триггера 12 включенного между элементом 10 сравнения и формирователем

11 импульсов. Датчик выполнен в виде сейсмодатчика.

Устройство работает следующим образом.

53 2 уровень у<-.тачавлинзн>т <10 щаг/мин, верхний — !20 щаг/мин.

Вследствие того, что элементы 3 и

lO сравнения выполнены с использованием двоичных счетчиков с большим коэффициентом деления, например, К 561 ИЕ 16, то задающие генераторы генерируют частоты с периодом Т

=Т /2" ; Т = Т„ /2 . Если выходом

Ь элементов 3 и 10 сравнения является и-и выход двоичного счетчика, то положительный перепад на нем появляется в момент времени, равный Т8, =

Т, .2; Tq)= T .2 . Таким образом, для нижнего уровня, равного

100 шаг/мин, период следования импульсов с задающего генератора 7 равен Т =0 6/2 73,2 мкс (при исполь з

14 зовании выхода счетчика в 2 ). При верхнем уровне 120 шаг/мин (Т

= 0,5 c ) период следования имйульсов задающего генератора 9 равен

Т = 0,5/2 = 61 мкс.

После начала движения датчик 1 воспринимает колебения ОЦМ и человека, причем геркон замыкается на каждый шаг пользователя. Формирователь 2 формирует импульсы типа ло— гической "1" постоянной длительности на каждое замыкание геркона, Эти импульсы подаются на первые входы (R-входы) элементов 3 и 10 сравнения, на один из входов элемента 2ИНЕ формирователя !1 и на вход элемента 13 задержки.

При движении человека могут быть следующие соотношения темпа движения с заданным оптимальным уровнем физической нагрузки: темп движения меньше заданного нижнего уровня (человек стоит или минимальный темп движения); темп движения в пределах оптимального (Т„„а Т, Т, ); темп движения выше верхнего уровня (максимальный темп движения).

В первом случае оба элемента 3 и !О сравнения успевают сформировать на выходе положительный перепад напряжений Т > Т„„ Т „ (фиг. 2). При поступлений импульса формирователя

2 на R-вход счетчиков элемента 3 сравнения на выходе последнего формируется отрицательный перепад напряжения. Этот перепад запускает формирователь 4, который формирует управляющий импульс постоянной длительности (т,„ = 0,2 с), разрешающий работу низкочастотного звукового ге3 !289453 нератора 5. Звуковой преобразователь

6 подает звуковые сигналы низкой частоты по каждому шагу, предупреждая пользователя, что темп движения ниже заданного нижнего уровня оптимального темпа (физической нагрузки).

В это же время, импульсы с выхода элемента 10 сравнения поступают на вход сброса (R) триггера 12 и устанавливают его в состояние "0" своим !О передним фронтом (положительным перепадом) . Приход импульса с формирова— теля 2 обнуляет счетчик элемента 10 сравнения и запускает элемент 13 задержки. По окончании импульса с фор 15 мирователя 2 элемент 13 задержки формирует импульс, переключающий триг— гер 12 в состояние "1" на прямом выходе (фиг. 2), чередование импульсов на входах триггера 12 присутствует в 20 случае, если Т > Тв . Последователь— ный приход подряд нескольких импуль— сов на один и тот же вход триггера

12 оставляет его в предыдущем состоянии. На вход R триггера 12 импульсы могут поступать подряд, если

Т » Т „или, если Т = со (человек стоит) . На вход 5 -триггера 12 импульсы могут поступать подряд, если

Тр < Т . В первом случае триггер 12 30 р- вуостается в состоянии "0, во втором— в состоянии "1".

Прямой выход триггера 12 соединен с одним из входов элемента 2И-HE формирователя ll. На второй вход 35 поступают импульсы с формирователя

2. Вследствие того, что триггер 12 переключается в состояние "1" с задержкой, равной длительности импульса с формирователя 2, то на входах 40 формирователя 11 "I" присутствует одновременно только при темпе движения, выше заданного верхнего уровня (фиг.2, диаграммы 2, 12, 13) во всех остальных случаях импульс с формиро- 4> вателя 2 поступает на один из входов формирователя 11 в момент, когда на втором пристуствует "0".

Таким образом, при темпе движе- 50 ния вьппе заданного верхнего уровня формирователь 11 формирует управляющий импульс постоянной длительности (t = 0,2 с), разрешающий работу высокочастотного звукового генератора 8. Звуковой преобразователь 6 подает звуковые сигналы высокой час- тоты на каждый шаг пользователя, предупреждая его о том, что темп движения выше заданного верхнего уров— ня.

Если темп движения находится между заданными уровнями, то на выходах формирователей 4 и Il импульсы отсутствуют, так как T g Т Т „. В этом случае на выходе элемента 3 сравнения не успевает сформироваться импульс, запускающий формирователь 4, а на входах формирователя Il происходит чередование "1". Генератор 8 и генератор звукового сигнала "заторможены и устройство не подает звуковык сигналов.

Предлагаемое устройство позволяет разграничить нижний и верхний уровень физических нагрузок, что повышает точность дозирования физической активности человека, повышает безопасность мероприятий реабилитации и профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. Устройство удобно в эксплуатации, так как не беспокоит пользователя в случае соответствия темпа движения заданным границам.

Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для контроля уровней физических нагрузок, содержащее последовательно соединенные датчик, первый формирователь импульсов, первый элемент сравнения, второй формирователь импульсов, низкочастотный звуковой генератор и звуковой преобразователь, регулируемый задающий генератор нижнего уровня, соединенный с вторым входом первого элемента сравнения, высокочастотный звуковой генератор, соединенный с звуковым преобразователем, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля дозированой физической нагрузки, оно содержит регулируемый задающий генератор верхнего уровня, второй элемент сравнения, третий формирователь импульсов, триггер и элемент задержки, причем выход первого формирователя импульсов также соединен с первыми входами второго элемента сравнения и третьего формирователя импульсов и с входом элемента задержки, регулируемый задающий генератор верхнего уровня соединен с вторым входом второго элемента сравнения, выход которого соединен с входом сброса триг гера, установленный вход которого

1289453,7ОХ ОРг вар

re a

Составитель А. Дмитриева

Техред Л.Олейник Корректор В. Бутяга

Редактор С, Лисина

Тираж 617 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 7834/3

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 соединен с выходом элемента задержки, а прямой выход триггера соединен с вторым входом третьего формирователя импульсов, выход которо о соединен с высокочастотным звуковым генератором.