электронное устройство для тренировки движения

Формула изобретения

Электронное устройство для тренировки движения, содержащее узел индикации, датчик пульса, усилитель сигналов от датчика пульса, счетчик сердечных сокращений, задатчик тренировочной нагрузки, генератор частоты звуковых импульсов и звуковой излучатель, отличающееся тем, что задатчик тренировочной нагрузки является задатчиком частоты звуковых импульсов, соответствующих частоте шаговых движений человека, а три задатчика-ограничителя тренировочной нагрузки являются задатчиками минимального и максимального допустимого числа сердечных сокращений, нормального числа сердечных сокращений, два задатчика оптимизации параметров звукового импульсного сигнала тренировочной нагрузки являются задатчиками тона и громкости звука, задатчик коррекции тренировочной нагрузки является задатчиком коэффициента отрицательной обратной связи между числом сердечных сокращений и частотой звуковых импульсов, также содержит узел сравнения текущего значения числа сердечных сокращений с минимальным и максимальным допустимым и нормальным числами сердечных сокращений, узел отрицательной обратной связи между текущим значением числа сердечных сокращений и частотой звуковых импульсов, усилитель частоты звуковых импульсов, при этом датчик пульса последовательно соединен с усилителем сигналов от датчика пульса, с счетчиком сердечных сокращений, узлом сравнения, генератором и усилителем частоты звуковых импульсов, звуковым излучателем, узел сравнения соединен с узлом отрицательной обратной связи и задатчиками-ограничителями тренировочной нагрузки, узел отрицательной обратной связи соединен с узлом сравнения, генератором частоты звуковых импульсов и задатчиком коррекции тренировочной нагрузки, при этом с узлом индикации соединены задатчики максимального и минимального допустимого числа сердечных сокращений, задатчик нормального числа сердечных сокращений, счетчик сердечных сокращений, два задатчика оптимизации параметров звукового импульсного сигнала, задатчик коррекции тренировочной нагрузки, задатчик тренировочной нагрузки и усилитель частоты звуковых импульсов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к тренировочным и лечебным устройствам и предназначено для активного развития двигательной системы человека и может быть использовано в медицине для лечения болезни Паркинсона.

Наиболее близким техническим решением является электронное устройство для тренировки дыхания, содержащее узел индикации начала каждого дыхательного цикла, датчик пульса для согласования ритма дыхания с ритмом работы сердца, счетчик сердечных сокращений, задатчик тренировочной нагрузки в виде соотношения один дыхательный цикл- число сердечных сокращений, при этом датчик пульса соединен со счетчиком сердечных сокращений, связанным с задатчиком тренировочной нагрузки, соединенным с узлом индикации - патент РФ №2183130, М. кл. А63В 23/18, 24/00, А61В 5/08.

Недостатками известного устройства являются отсутствие автоматической коррекции тренировочной нагрузки через организацию отрицательной обратной зависимости текущего пульса сердечных сокращений и звуковой частоты - частоты шаговых движений - тренировочной нагрузки, отсутствие установки нормального пульса, индивидуального для человека, от величины которого происходит автоматическая коррекция тренировочной нагрузки, отсутствие автоматического прекращения тренировки при достижении максимального или минимального допустимого пульса, отсутствие возможности оперативной оптимизации параметров звуковых импульсных сигналов тренировочной нагрузки - тона и громкости, позволяющей производить подстройку этих параметров в зависимости от индивидуальных особенностей слуха человека.

Задачей предлагаемого изобретения является создание портативного и автономного электронного устройства для эффективной, безопасной тренировки и лечения двигательной системы человека, а также удобного в использовании за счет наличия возможности оперативного изменения величины тренировочной нагрузки и автоматически реализуемых ограничений тренировочной нагрузки, параметров звукового сигнала тренировочной нагрузки и автоматической коррекции величины тренировочной нагрузки от значения текущего пульса сердечных сокращений.

Поставленная задача достигается тем, что в электронном устройстве для тренировки движения, содержащем узел индикации, датчик пульса, усилитель сигналов от датчика пульса, счетчик сердечных сокращений, задатчик тренировочной нагрузки, генератор частоты звуковых импульсов и звуковой излучатель, новым является то, что задатчик тренировочной нагрузки является задатчиком частоты звуковых импульсов, соответствующих частоте шаговых движений человека, а три задатчика-ограничителя тренировочной нагрузки являются задатчиками минимального и максимального допустимого числа сердечных сокращений, нормального числа сердечных сокращений, два задатчика оптимизации параметров звукового импульсного сигнала тренировочной нагрузки являются задатчиками тона и громкости звука, задатчик коррекции тренировочной нагрузки является задатчиком коэффициента отрицательной обратной связи между числом сердечных сокращений и частотой звуковых импульсов, также содержит узел сравнения текущего значения числа сердечных сокращений с минимальным и максимальным допустимыми и нормальным числами сердечных сокращений, узел отрицательной обратной связи между текущим значением числа сердечных сокращений и частотой звуковых импульсов, усилитель частоты звуковых импульсов, при этом датчик пульса последовательно соединен с усилителем сигналов от датчика пульса, со счетчиком сердечных сокращений, узлом сравнения, генератором и усилителем частоты звуковых импульсов, звуковым излучателем, узел сравнения соединен с узлом отрицательной обратной связи и задатчиками-ограничителями тренировочной нагрузки, узел отрицательной обратной связи соединен с узлом сравнения, генератором частоты звуковых импульсов и задатчиком коррекции тренировочной нагрузки, при этом с узлом индикации соединены задатчики максимального и минимального допустимого числа сердечных сокращений, задатчик нормального числа сердечных сокращений, счетчик сердечных сокращений, два задатчика оптимизации параметров звуковых импульсных сигналов тренировочной нагрузки, задатчик коррекции тренировочной нагрузки, задатчик тренировочной нагрузки и усилитель частоты звуковых импульсов.

При увеличении или уменьшении двигательной нагрузки соответственно увеличивается или уменьшается частота сердечных сокращений относительно установленной величины нормального числа сердечных сокращений, индивидуального для каждого человека, а именно обратно интегрально-пропорционально разнице между текущим интегрированным и нормальным числами сердечных сокращений изменяется частота звукового импульсного сигнала тренировочной нагрузки, в результате в процессе тренировки величина двигательной нагрузки автоматически стабилизируется. Устройство позволяет оперативно в процессе одной тренировки либо одного тренировочного цикла дозировать величину тренировочной нагрузки в соответствии с индивидуальными особенностями каждого человека. Имеются возможности оперативного изменения ограничений в работе устройства относительно максимального и минимального допустимого пульсов, при достижении которых устройство отключается, а также возможности оперативного изменения громкости и тона звукового сигнала тренировочной нагрузки, которые предназначены для учета индивидуальных особенностей человека и тем самым направлены на оптимизацию тренировки и лечения его двигательной системы. Тренировочная нагрузка задается в виде звукового импульсного сигнала, частоте которого соответствует частота шаговых движений человека.

На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит датчик пульса 1, усилитель сигналов датчика пульса 2, счетчик сердечных сокращений 3, узел сравнения 4, генератор частоты звуковых импульсов 5, усилитель частоты звуковых импульсов 6, звуковой излучатель 7, узел отрицательной обратной связи между текущим значением числа сердечных сокращений и частотой звуковых импульсов 8, задатчик нормального числа сердечных сокращений 9, задатчик минимального допустимого числа сердечных сокращений 10, задатчик максимального допустимого числа сердечных сокращений 11, задатчик коррекции тренировочной нагрузки 12, задатчик тренировочной нагрузки 13, задатчик тона звука 14, задатчик громкости звука 15, узел индикации 16.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Последовательность звуковых импульсов, вырабатываемых генератором частоты звуковых импульсов 5, частотой, задаваемой задатчиком тренировочной нагрузки 13 в диапазоне частот 0.2-2.0 Гц, тона звуковых сигналов, частотой, задаваемой задатчиком тона звуковых частот 14, в диапазоне частот тона 0.5-10 кГц, громкости звуковых сигналов, задаваемой задатчиком громкости звуковых частот 15 в диапазоне амплитуды громкости 5-25 дБ, поступает в усилитель частоты звуковых импульсов 6 и далее в звуковой излучатель 7, помещенный на уши человека, и он частоту своих шаговых движений приводит в соответствие с частотой звуковых импульсов. Одновременно датчик пульса 1, помещенный на теле человека, вырабатывает электрический сигнал, частота которого соответствует частоте сердечных сокращений; сигнал датчика пульса 1 поступает в усилитель сигналов от датчика пульса 2, усиленный сигнал далее поступает в счетчик сердечных сокращений 3, который вырабатывает и выдает сигнал текущего значения числа сердечных сокращений в узел сравнения 4, в котором происходит сравнение этого числа с нормальным, с максимальным и минимальным допустимыми числами сердечных сокращений, задаваемыми соответственно задатчиками нормального 9, максимального 10 и минимального 11 допустимыми числами сердечных сокращений. При достижении текущего значения числа сердечных сокращений максимальному или минимальному допустимым числам сердечных сокращений происходит автоматическое отключение предлагаемого устройства. При отличии текущего значения числа сердечных сокращений от нормального числа сердечных сокращений происходит автоматическое обратно интегрально-пропорциональное изменение частоты звуковых импульсов, которые вырабатывает генератор частоты звуковых импульсов. Величина изменения частоты звуковых импульсов в зависимости от величины отклонения текущего числа сердечных сокращений от нормального числа сердечных сокращений задается через узел отрицательной обратной связи 8 задатчиком коррекции тренировочной нагрузки 12 посредством задания коэффициента отрицательной обратной связи. Показания счетчика сердечных сокращений и задатчиков тренировочной нагрузки, оптимизации параметров звукового импульсного сигнала тренировочной нагрузки, нормального, максимального и минимального допустимых чисел сердечных сокращений и усилителя частоты звуковых импульсов поступают для визуального контроля в узел индикации 16.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обеспечить эффективность тренировки движения при ее безопасности и при максимальном учете индивидуальных особенностей тренируемого, а также при удобстве пользования за счет использования:

- задатчиков тренировочной нагрузки, оптимизации параметров звукового импульсного сигнала тренировочной нагрузки, нормального, минимального и максимального чисел сердечных сокращений, коррекции тренировочной нагрузки в виде задания коэффициента отрицательной обратной связи между числом сердечных сокращений и частотой звуковых импульсов;

- узла сравнения текущего значения числа сердечных сокращений с нормальным, минимальным и максимальным допустимыми числами сердечных сокращений, узла отрицательной обратной связи между текущим значением числа сердечных сокращений и частотой звуковых импульсов и узла индикации;

- автономности и портативности, которые обеспечивают электронное исполнение устройства.