Устройство для дистанционного контроля эффективности бега

 

Изобретение относится к биорадиотелеметрии , в частности к устройствам для дистанционного контроля и измерения эффективности мышечной работы и физиологических параметров спортсменов в процессе бега. Цель изобретения - повышение точности контроля эффективности бега. Устройство содержит на передающей стороне блок датчиков 1, электроды которого размещаются на испытуемом спортсмене. Выходы блока 1 датчиков по реопневмографической и кардиологической информации соединены с входами передатчика 2, осуществляющего их смешивание , модуляцию и передачу. Принятый суммарный сигнал разделяется в приемнике 3 на сигнал, несущий информацию о частоте сердечных сокращений (ЧСС), и суммарный сигнал, несущий информа1C (Л ,;1Х //,.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.,SU„„1257678 (5Н 4 С 07 С 1/22 " «ВЪвя

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО LlEllAM ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (?1) 3782114/24-24 (22) 13.08.84 (46) 15.09.86. Бюл. 11 - 34 (71) Свердловский инженерно-педагогический Институт (72) А.M.Поводатор (53) 621.398(088 ° 8) (56) Авторское свидетельства СССР

В 7059/8, кл. А 61 В 5/10, 1978 °

Биорадиотелеметрия. /Под ред.

В.В,Розенблата. Материалы четвертого всесоюзного симпозиума. Свердловск, 1976, стр, 174-181, рис. 1, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО

КОНТРОЛЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ БЕГА (57) Изобретение относится к биорадиотелеметрии, в частности к устройствам для дистанционного контроля и измерения эффективности мышечной работы и физиологических параметров спортсменов в процессе бега. Цель изобретения — повышение точности контроля эффективности бега. Устройство содержит на передающей стороне блок датчиков 1, электроды которого размещаются на испытуемом спортсмене.

Выходы блока 1 датчиков по реопневмографическай и кардиологической информации соединены с входами передатчика 2, осуществляющего их смешивание, модуляцию и передачу. Принятый суммарный сигнал разделяется в приемнике 3 на сигнал, несущий информацию о частоте сердечных сокращений (ЧСС), и суммарный сигнал, несущий информа1257678

1О цию о минутном объеме дыхания (МОД), частоте дыхания (ЧД) и частоте ша- гов (ЧШ) спортсмена. Посредством перемножителя 4 сигналов, полосового фильтра 5, дифференциального усилителя 6, формирователей 7 и 8 импульсов, преобразователя 9 напряжение в частоту, блока деления частот им1

Изобретение относится к биорадиотелеметрии, в частности к устройствам для дистанционного контроля и измерения эффективности мышечной работы и физиологических параметров 5 спортсменов в естественных условиях, на тренировках, в процессе бега, спортивной ходьбы, в конном спорте, а также при исследованиях водителей.автотранспортных и тракторных средств, при удалении спортсмена (водителя) от пункта контроля в пределах достигаемости радиоканала связи, Цель изобретения — повышение точ- !5 ности оценки эффективности бега путем учета связи между кардиореспираторными и кинематическими параметрами.

На фиг,1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 — структурная схема блока датчиков; на фиг.З вЂ” диаграммы сигнала на выходе респираторной информации (А) приемника, сигнала, несущего инфомацию о респираторных показателях (Б) и частоте шагов (В), а также сигнала (r) на выходе кардиоинформации приемника.

Устройство содержит на передающей стороне блок 1 датчиков и передатчик

2, на приемной стороне — приемник 3, перемножитель 4 сигналов, полосовой фильтр 5, дифференциальный усилитель

6, первый 7 и второй 8 формирователи импульсов, преобразователь 9 напряжения в частоту, блок 10 деления частот импульсных последовательностей, регистратор 11 и переключатель 12.

Блок 1 датчиков содержит (фиг,2) 40 генераторные 13 и 14 и измерительные

15 и 16 электроды, генератор 17 стапульсных последовательностей 10 и переключателя 12 реализую1ся три режима работы устройства. В первом режиме выходная информапия регистратора 11 пропорциональна величине Г10Д ° я ЧСС /ЧШ, где, например, Х = Y = 1, во втором режиме — МОД/ЧШ и в третьем режиме — ЧД/ЧШ. 3 ил.

2 бильного тока высокой частоты, первый 18 и второй 19 дифференциальные усилители, конденсаторы 20 и 21, синхронный детектор 22 и фильтр 23 нижних частот. Выход. синхронного детектора 22 является выходом блока 1 датчиков по реопневмографической информации, выход второго дифференциального усилителя 19 — выходом по кардиоинформации. Электроды 13-16 размещены на испытуемом объекте 24. На фиг.1 показан также канал 25 связи.

Устройство работает следующим образом.

В процессе бега (ходьбы) испытуемого с помощью измерительных электродов с него снимают сигнал, содержащий информацию о кардио- и реопневмографических показателях, включая информацию о частоте шагов. Кардиоинформация о частоте сердечных сокращений (ЧСС) выделяется с помощью фильтра 23 нижних частот, реопневмографическая о минутном объеме дыхания (МОД) и частоте дыхания (ЧД) и кинематическая информация о частоте шагов (ЧШ) выделяется синхронным детектором 22.

С выходов блока 1 датчиков информация в виде аналогового сигнала поступает на входы передатчика 2, модулирует высокочастотные колебания и передается на приемник 3. Аналоговый сигнал с информацией о ЧСС с первого выхода приемника поступает на первый вход перемножителя 4. Аналоговый сигнал (фиг,За) с информацией о

МОД (ЧД) и ЧШ с второго выхода при— емника поступает на первый вход дифференциального усилителя 6 и вход полосового фильтра 5. На выходе фильтра 5 действует сигнал (фиг.З о) с

1257678

25

40

50 информацией только о lll! за счет полосы ироиускания фильтра 5 ат 1,5 до

4 Гц. Сигнал !!!! вычитается в дифференциальном усилителе 6 из сигнала

МОД+ЧШ, при этом на втором входе пе1 ремножителя 4 и контактах II u III переключателя 12 действует аналоговый сигнал (фиг.35) с информацией только о МОД (ЧД). С первого выхода приемника на первый вход перемножите-!0 ля 4 сигналов поступает сигнал (фиг.3 г) с информацией о ЧСС.

На выходе перемножителя 4 появля— х v ется аналоговый сигнал вида МОД ЧСС, где, например, Х = 1, Y = 1, На вы- !5 ходе формирователя 7 импульсов (триггера Шмитта) из аналогового сигнала информацией о ЧШ формируется последовательность импульсов с частотой следования, пропорциональной ЧШ.

Этот сигнал действует на первом входе блока деления импульсных последовательностей, В первом режиме работы устройства подвижные контакты переключателя 12 находятся в положении

1/1 /. При этом на входе преобразователя 9 напряжения в частоту дейх ствует аналоговый сигнал МОД ЧСС

На выходе преобразователя 9 имеет место последовательность импульсов с частотой следования, содержащей инх Y формацию о произведении МОД .ЧСС

При этом на выходе делителя 10 (например частотомера типа ЧЗ-33 в режиме деления частот) действует сигх у нал с информацией вида МОД ЧСС /ЧШ.

Ва втором режиме работы подвижные контакты переключателя 12 ставятся в положенче II(II ). При этом на входе преобразователя 9 действует сигнал с выхода усилителя 6 с информацией о МОД, а на выходе преобразователя 9 появляется последовательность импульсов с частотой следования, пропорциональной МОД, и попадает45 на вход делителя 10. На его выходе действует сигнал с информацией вида

МОД/ЧШ.

В третьем режиме работы подвижные контакты переключателя 12 ставятся в положение III(III ), на входе формирователя 8 импульсов (триггера Шмит— та) действует сигнал с информацией о МОД, из которого на его выходе фор- мируется последовательность импульсов с частотой следования, пропорциональной ЧД, попадает на вход делителя 10 и на его вьв-оде действует сигнал с информацией ЧД/ЧЕ!.

Возможность извлекать из реопневмосигнала, действующего на выходе усилителя 6, информаиию как о МОД, так и о ЧД, обусловлена. наличием известной зависимости вида МОД = ЧД ДО, где ДΠ— дыхательный объем. Величина

МОД пропорциональна суммарной амплитуде экстремумов,(амплитуде ДО), а величина ЧД вЂ” частоте следования соответствующих экстремумов аналогового сигнала. Поэтому МОД выделяется с помощью преобразователя 9, а ЧД вЂ” с помощью формирователя 8 импульсов.

Аналогично последнему значения ЧШ определяются частотой следования экстремумов аналогового сигнала, пропорциональных частоте шага испытуемого, и выделяются с помощью формирователя

7 импульсов. Возможность селекции сигналов, пропорциональных ЧД и ЧШ, обусловлена различием в частотах.

Обычная частота шага при беге (кроссе, спортивной ходьбе) составляет

1,5-4 Гц, что соответствует полосе частот фильтра 5, а частота дыхания спортсмена составляет меньше 1,5 Гц.

Первый режим работы устройства реализует получение комплексной интег— ральной оценки эффективности мышечl ной работы испытуемого вида МОД ЧСС /ЧШ, второй режим — комплексной оценки вида Г1ОД/ЧШ и третий режим— комплексной оценки вида ЧД/ЧШ. Указанные три показателя обеспечивают оценку и контроль эффективности мышечной работы испытуемого с учетом конечного результата — скорости бега, характеризуемой частотой шага.

Изобретение обеспечивает повышенную точность оценки эффективности мышечной работы испытуемого с учетом конечных результатов (скорости бега) и физиологических возможностей (резервов) кардиореспираторной системы.

Формула изобретения

Устройство для дистанционного контроля эффективности бега, содержащее на передающей стороне блок датчиков и передатчик, выход которого соединен с каналом связи, на приемной стороне — приемник, вход которого соединен с каналом связи, и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности оценки

12>76

10 вессс 7

Составитель В.Федотов

Редактор Е.Конча Техред М.Хогганич Корректор В,Синицкая

Заказ 4960/49 Тираж 466 Подписное

БЕ1ГГГШИ Г с сударственного комитета СССР

r1o;It лам изобретений и открытий

11 !111, Москва, Ж35, Раушская наб., п. 4/ >

Г1Г1оизно71ств"н((о -I . н! .3(1!II (е(. кое прел»пинт!1(, r .Усг г,1рс.л, t I,l!f, ск1»ая, з(гф(<1(т II I(II <>t тl\ б E. I л, il ", с тр Ойств е »с!

II(гсС

78 в фильтра, вь(хол 11()JJo< Оног< фильтра соединен неп<1(р(!(ствен»о с втор!(м входом дифференциального усилителя и через первыи формирователь импульс ов с первым входом блока 7(еления частот импульсных последовательностей, выход дифференциального усилителя соединен с вторым входом перемножителя сигналов и с вторым и третьим входами переключателя, первый и второй выходы которого соединены соответственно через преобразователь напряжения в частоту и второй фор- мирователь импульсов с вторым входом блока деления частот импульсных последовательностей, выход которого соедине» с входом регистратора.