Велоэргометр

 

Союз COIBTCKNX

Социалистические

Ресттубями

«»908315

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Доя ол н н тельное к а вт. с вид-ву— (22) Заявлено 01. 02, 80 (21) 2877880/28-13 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (5I)M. Кл.

А 61 В 5/ООФ(А 61 8 5/05

ВьоудеротееыыыМ котеытет

СССР ве делом ызо4ретеыый

ы открытый

Опубликовано 28,02.82 ° Бюллетень Ле 8 (ЬЗ) УДК 615,47 (088. 8) Дата опубликования описания 28.02. 82 (72) Авторы изобретения. И.Д.Кочубиевский и Ю.В.Наумкин

Институт автоматики и процессов управлен я с вычислительным центром Дальневосточно научного центра АН СССР (7l ) Заявитель (54) ВЕЛОЭРГОМЕТР

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для создания нагрузки на организм с целью диагностики и тренировки организма.

Известен велоэргометр, содержащий станину-раму, педальный при вод, блок управления, блок отображения информации, нагрузочное устройство, выполненное в виде машины постоянного тона, датчик частоты вращения педалей и датчик момента сопротивления на педалях (1).

Однако известный велоэргометр не т5 обеспечивает необходимого объема информации о функциональном состояниии чело ве ка и з -э а не возможности управления скоростью вращения педалей, мощностью, развиваемой пациентом, а также невозможности автоматического изменения нагрузки в зависимости от физиологических параметров человека.

Цель изобретения - увеличение объема информации о функциональном состоянии человека, Эта цель достигается тем, что велоэргометр, содержащий станину-раму, педальный привод, блок управления, блок отображения информации, нагрузочное устройство, выполненное в видс машины постоянного тока, датчик частоты вращения педалей и датчик момента сопротивления на педалях, имеет датчик физиологических параметров человека и датчик мощности, развиваемой испытуемым, дифференцирующие элементы, функциональный генератор и тиристорный преобразователь, при этом педальный привод механически соединен с машиной постоянного тока, датчиком частоты врацения педалей и датчиком мощности, развиваемой испы" туемым, машина постоянного тока электрически соединена .с силовым вы ходом тиристорного преобразователя, датчик момента сопротивления на педа3 90831 лях выполнен в виде сопротивления, включенного последовательно в цепь якоря машины постоянного тока и электрически соединенного с датчиком мощности, развиваемой испытуемым, выполненным B виде тахогенератора, выходы всех датчиков соединены непосредственно и через дифференцирующие элементы с входами блока управления, выход функционального генера- >0 тора электрически соединен с соответствующим входом блока управления, информационный выход которого соединен с входом блока отображения информации, а управляющий выход - с 1S управляющим входом тиристорного преобразователя, силовой выход которого соединен с электросетью.

На чертеже изображена структурная схема велоэргометра. 20

Велоэргометр содержит станину "раму (не показана), педальный привод 1, блок 2 управления, блок 3 отображе" ния информации, нагруэочное устройство, выполненное в виде машины 4 посд тоянного тока, датчик 5 частоты вращения педалей, датчик 6 момента сопротивления на педалях, датчик 7 физиологических параметров человека, датчик 8 мощности, развиваемой иcnbl- З0 туемым, дифференцирующие элементы

9-12, функциональный генератор 13 и тиристорный преобразователь 14, при этом педальный привод 1 механически соединен с машиной 4 постоянного тока, датчиком 5 частоты вращения педалей и датчиком 8 мощности,развиваемой испытуемым, машина 4 постоянного тока электрически .соединена с силовым выходом тиристорного преобразователя 40

14, датчик 6 момента сопротивления на педалях выполнен в виде сопротивления, включенного последовательна в цепь якоря машины 4 постоянного тока и электрически соединенного с датчиком 8 мощности, развиваемой испытуемым, выполненнйм в виде тахогенератора, выходы всех датчиков 5-8 соединены непосредственно и через дифференцирующие элементы 10, 11, 12 и 9 соответственно с входами блока 2 управления, выход функционального генератора 13 электрически соединен с соответствующим входом блока 2 управления информационный выход ко1

55 торого соединен с входом блока отобра жения информации, а управляющий выход - с управляющим входом тиристорного преобразователя 14, силовой

5 ф выход которого соединен с электросетью.

Велоэргометр работает следующим образом.

На пульте блока 2 управления устанавливают режим работы. При вращении педалей педальный привод 1 передает вращательное усилие на вал машины 4 постоянного тока, которая вырабатывает электроэнергию постоянного тока, поступающую на тиристорный преобразователь 14 который преобразует ее в энергию переменного тока и отдает в сеть. В режиме обратного привода тиристорный преобразователь 14 работает как выпрямитель. При работе в одном иэ этих режимов в блок 2 управления вводится следующая информация: частота вращения педалей, момент сопротивления на педалях, мощность, развиваемая пациентом, физиологические параметры пациента, производные указанных параметров, задание на установку уровня нагрузки.

На основе этой информации блок 2 управления вырабатывает электрический сигнал, управляющий работой тиристорного преобразователя 12, а также индикаторные сигналы, характеризующие воспроизводимый процесс и задание для пациента. В режиме поддержания постоянного момента сопротивления на педалях, на пульте блока

2 управления устанавливают режим ручного управления нагрузкой и задают момент сопротивления. При этом на управгяющем выходе блока 2 управления вырабатывается электрический сигнал отклонения, равный разности между сигналом задания момента и сигналом, поступающим с датчика 6 момента сопротивления на педалях.

Этот сигнал отклонения поступает на управляющий вход тиристорного преобразователя 14. Если момент сопротив-. ления на педалях соответствует заданному, то величина отклонения, а также момент остаются неизменными, если же момент сопротивления на педалях по какой-либо причине изменится, то сигнал отклонения так we изменится и воздействует на тиристорный преобразователь 14, который воспрепятствует изменению момента.

Таким образом, за счет введения обратной связи по моменту, момент сопротивления на педалях поддерживается постоянным и равным заданной величине. Если необходимо изменение

908315 момента по заранее заданной программе, то на функциональном генераторе

13 набирают программу управления: форму изменения, период, величину изменения, и на блоке 2 управления производят переключение с ручного задания момента на автоматическое.

Теперь на управляющем выходе блока

2 управления вырабатывается электрический разностный сигнал между сиг- >0 налом, поступающим с функционального генератора 13 и сигналом, поступающим с датчика 6 момента сопротивления на педалях, при этом момент сопротивления на педалях изменяется в 15 соответствии с изменением сигнала, поступающего с функционального генератора 13, Для регулирования нагрузки по другим параметрам в цепь обратной связи включают датчики 8 и 5 со- и ответствующих параметров - мощности, развиваемой пациентом, и частоты вращения педалей. На велоэргометре могут быть воспроизведены каждый из указан. ных параметров и его производные, 25 как функция времени следующего вида: параметр поддерживается постоянным, заранее заданным; изменяется по заданной программе; изменяется по произвольной функцииЗо задаваемой врачом;

При этом указанные параметры могут быть воспроизведены как функция физиологических параметров человека, например, частоты пульса, дыхания,дав- 35 ления крови и других. Закон изменения . параметров может быть синусоидальным, трапецеидальным, прямоугольным, треугольным и рядом других и может быть реализован с постоянной составляющей 4р или без нее. Кроме указанных функций, блок 2 управления вносит корректировку во все режимы, учитывающую механические и тепловые потери в ме" ханизме велоэргометра. Функция кор- 45 ректирующего сигнала определяется сопоставлением генераторного и двигательного режимов.

Таким образом, предлагаемый велоэргометр позволяет увеличить объем информации о функциональном состоянии человека, что расширяет область его применения в медицине, при тренировках спортсменов и в научно-исследовательских работах в биологии, физиологии, медицине.

Формула изобретения

Велоэргометр, содержащий станинураму, педальный привод, блок управления, блок отображения информации, нагрузочное устройство, выполненное в виде машины постоянного тока, датчик частоты вращения педалей и датчик момента сопротивления на педалях, отличающийся тем, что, с целью увеличения объема информации о функциональном состоянии человека, он имеет датчик физиологи" ческих параметров человека и датчик мощности, развиваемой испытуемым, дифференцирующие элементы, функциональный генератор и тиристорный преобразователь, при этом педальный привод механически соединен с машиной постоянного тока, датчиком частоты вращения педалей и датчиком мощности, развиваемой испытуемым, машина постоянного тока электрически соединена с силовым выходом тиристорного преобразователя, датчик момента сопротивления на педалях выполнен в виде сопротивления, включенного последовательно в цепь якоря машины постоянного тока и электрически соединенного с датчиком мощности, развиваемой испытуемым, выполненным в виде тахогенератора, выходы всех датчиков соединены непосредственно и через дифференцирующие элементы с входами блока управления, выход функционального генератора электрически соединен с соответствующим входом блока управления, информационный выход которого соединен с входом бло" ка отображения информации, а управляющий выход - с управляющим входом тиристорного преобразователя, силовой выход которого соединен с электросетью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Стражмейстер В. А. и др. Комплексный велоэргометр. — "Теория и практика физической культуры", 1969, 1 9, с, 72-74.

90 315

Составитель О. Алмазов

Редактор П. Макаревич Техред M.Тепер Корректор С. Шекмар

Заказ 675/3 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4