СПОРТИВНЫЙ ПУЛЬСОМЕТР

Спортивный пульсометр
Полезная модель относится к медицинской технике и используется для контроля частоты сердечно сосудистой функции людей в процессе физической нагрузки, спортивных тренировок, соревнований, для управления величиной физической нагрузки согласно заданному плану.
Известна система контроля тренированности спортсменов циклических видов спорта, принятая за прототип, включающая датчик пульса и выполненная с возможностью вычисления значения суммарного пульса и оценки динамики изменений этих значений, отличающаяся тем, что содержит блок измерения показаний, функцией которого является оценка динамики изменения значений пульса, содержит тонометр, выполненный с возможностью закрепления на запястье спортсмена, который оснащен дисплеем и устройством беспроводной связи, причем последнее выполнено с возможностью передачи данных о частоте сердечных сокращений в режиме реального времени на блок измерений показаний в момент пересечения спортсменом линии финиша на каждом цикле или выбранного участка дистанции (Патент РФ на полезную модель №116034, МПК А61В 5/00, 23.12.2011).
Известна система позволяет оценить степень тренированности, но не позволяет руководить спортсменом во время тренировки.
Задачей полезной модели является непрерывная подача команд управления спортсмену для руководства спортсменом со стороны спортивного пульсометра во время тренировки, соревнования, по заданному тренером плану на тренировку, соревнование.
Технический результат достигается тем, что спортивный пульсометр, содержащий центральный процессор, соединенные с центральным процессором датчик пульса, акселерометр, блок памяти, часы, блок беспроводной связи с компьютером, кнопку пуска программы тренировки, согласно полезной модели
дополнительно содержит соединенные с центральным процессором блок определения старта тренировки по данным акселерометра, блок определения рекомендуемого пульса при текущем времени тренировки и записанной программе тренировки, блок сравнения текущего пульса с рекомендуемым пульсом, блок определения превышения критических режимов тренировки, блок вибрационной сигнализации и блок звуковой сигнализации, при этом блок вибрационной сигнализации содержит блок вибрационной сигнализации спортсмену необходимости повысить текущий пульс, блок вибрационной сигнализации спортсмену необходимости понизить текущий пульс, блок вибрационной сигнализации спортсмену необходимости окончания тренировки, а блок звуковой сигнализации содержит блок звуковой сигнализации спортсмену необходимости повысить текущий пульс, блок звуковой сигнализации спортсмену необходимости понизить текущий пульс и блок звуковой сигнализации спортсмену необходимости окончания тренировки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображены основные блоки предлагаемого спортивного пульсометра (фиг. 1), и выполнение спортивного пульсометра в виде нагрудного датчика пульса (фиг. 2).
На чертеже цифрами обозначены:
1. Датчик пульса, который непрерывно измеряет сердечный пульс спортсмена,
2. Акселерометр, который непрерывно измеряет линейное ускорение спортсмена,
3. Память, в которую с помощью внешнего компьютера записываются все параметры предстоящей тренировки, включая рекомендованный пульс в каждый момент тренировки, и во время тренировки - фактический пульс в каждый момент тренировки,
4. Часы, выдают текущее время, отсчитывают интервал времени с начала тренировки,
5. Блок беспроводной связи с внешним компьютером, для настройки всех параметров Спортивного пульсометра,
6. Кнопка «Пуск», нажатие на которую запускает программу тренировки,
7. Центральный процессор, управляет всеми блоками Спортивного пульсометра,
8. Блок определения старта тренировки, определяемый по величине линейного ускорения 2 спортсмена,
9. Блок определения рекомендуемого пульса в данный момент времени тренировки,
10. Блок сравнения текущего и рекомендованного пульса,
11. Блок определения критического режима тренировки,
12. Блок вибрационной сигнализации спортсмену необходимости повысить пульс спортсмена во время тренировки,
13. Блок вибрационной сигнализации спортсмену необходимости понизить пульс спортсмена во время тренировки,
14. Блок вибрационной сигнализации спортсмену необходимости окончить тренировку,
15. Блок звуковой сигнализации спортсмену необходимости повысить пульс спортсмена во время тренировки,
16. Блок звуковой сигнализации спортсмену необходимости понизить пульс спортсмена во время тренировки,
17. Блок звуковой сигнализации спортсмену необходимости окончить тренировку,
18. Человек, непосредственно на теле которого располагается спортивный пульсометр,
19. Спортивный пульсометр, выполненный в виде нагрудного датчика пульса,
20, 21. Правый и левый контакт датчика пульса 1, который снимает сигналы кардиограммы человека 18,
22. Расположение блока 12 вибрационной сигнализации спортсмену необходимости повысить пульс спортсмена во время тренировки,
23. Расположение блока 14 вибрационной сигнализации спортсмену необходимости окончить тренировку,
24. Расположение блока 13 вибрационной сигнализации спортсмену необходимости понизить пульс спортсмена во время тренировки,
25. Кабель, соединенный с блоками звуковой сигнализации 15, 16, 17,
26. Наушник (динамик), соединенный с помощью кабеля 25 с блоками звуковой сигнализации 15, 16, 17.
Спортивный пульсометр (фиг. 1) содержит датчик пульса 1, акселерометр 2, блок памяти 3, часы 4, блок беспроводной связи с внешним компьютером 5, кнопку «Пуск» 6, Центральный процессор 7, который связан со всеми блоками спортивного пульсометра.
Отличием предлагаемого спортивного пульсометра является то, что добавлен блок определения старта тренировки 8, блок определения рекомендуемого пульса 9, блок сравнения текущего и рекомендованного пульса 10, блок определения критического режима тренировки 11. Кроме того добавлены блоки вибрационной сигнализации 12, 13, 14, и блоки звуковой сигнализации 15, 16, 17.
Работа спортивного пульсометра происходит следующим образом.
Центральный процессор 7 координирует и управляет работой всех остальных блоков, которые поставляют для центрального процессора данные (пульса 1, ускорения 2, текущего времени 4, сигнал пуска 6, сигнал старта тренировки 8), хранят данные (блок 3), производят предварительную обработку данных (блоки 9, 10, 11), обеспечивают связь с внешним компьютером (блок 5), формируют сигналы для спортсмена (блоки 12, 13, 14, 15, 16, 17).
На тело спортсмена навешивается датчик пульса 1, который непрерывно измеряет значение пульса Р. К телу спортсмена присоединяются блоки вибрационной сигнализации 12, 13, 14, которые колебаниями различного вида
подают на кожу спортсмена различную информацию. Блоки звуковой сигнализации 15,16,17 работают таким образом, чтобы звуковые сигналы данных блоков были различимы спортсменом.
Перед тренировкой (или спортивными соревнованиями) с помощью внешнего компьютера, соединенного со спортивным пульсометром с помощью блок беспроводной связи с внешним компьютером 5, в блок памяти 3 заносится план тренировки: для каждого момента времени t тренировки заносится рекомендуемый для этого момента пульс Pp(t) спортсмена.
Перед самым началом тренировки спортсмен нажимает кнопку «Пуск» 6, при этом запускается в работу блок определения старта тренировки 8, который по превышению ускорения А спортсмена (которая замеряется акселерометр 2) заданного значения Астарт (то есть при А>Астарт) определяет старт тренировки и запускает на часах 4 отсчет интервала времени t с начала тренировки.
Во время тренировки часы отсчитывают интервал времени t с начала тренировки, датчик пульса 1 непрерывно измеряет значение пульса P(t), блок 9 определяет рекомендуемый Pp(t) пульс в данный момент времени тренировки t, центральный процессор 7 записывает в память 3 фактический пульс P(t).
Блок 10 непрерывно сравнивает текущий P и рекомендованный Pp пульс. При P<Pp блок 10 выдает сигнал повышения пульса (на блок 12 и блок 15), при P>Pp блок 10 выдает сигнал понижения пульса (на блок 13 и блок 16).
Блок 11 определения критического режима тренировки непрерывно контролирует текущий пульс P спортсмена и по заданному алгоритму определяет критические, угрожающие здоровью спортсмена, режимы тренировки, и при обнаружении таких критических режимов выдает сигнал остановки тренировки (на блок 14 и блок 17). Алгоритмы определения критических режимов могут быть разные:
- по превышению пульса P абсолютно максимального значения Рмакс,
- по превышению работы максимального значения (при P>Рм в течении времени Т).
По окончании времени тренировки пульсометр выдает на сигнал остановки тренировки (на блок 15 и блок 17).
После окончания тренировки тренер анализирует рекомендуемый Pp(t) пульс и фактический пульс P(t) в каждый момент времени t тренировки (которые записаны в память 3), и вносит корректировки в план тренировки.
Пример выполнения спортивного пульсометра в виде нагрудного датчика пульса изображен на фиг. 2. Выполненный в виде нагрудного датчика пульса спортивный пульсометр 19 закрепляется непосредственно на груди человека 18, охватывая грудь замкнутым кольцом. Правый 20 и левый 21 контакты датчика пульса 1, который снимает сигналы пульса (сигналы кардиограммы человека 18), прижимаются непосредственно к коже человека 18. Вибрационная 22, 23, 24 и звуковая 26 сигнализация позволяет непрерывно подавать команды управления человеку (спортсмену) 18. Блок 12 вибрационной сигнализации спортсмену необходимости повысить пульс располагается 22 с правой стороны груди человека 18. Блок 13 вибрационной сигнализации спортсмену необходимости понизить пульс располагается 24 с левой стороны груди человека 18. Блок 14 вибрационной сигнализации спортсмену необходимости окончить тренировку располагается 23 по центру груди человека 18. Такое размещение 22, 23, 24 блоков вибрационной сигнализации 12, 13, 14 позволяет человеку 18 легко различать вибрационные команды различными участками кожи груди. Для упрощения распознавания вибрационных сигналов блоки 12 и 13 создают длительные (5 сек) непрерывные сигналы, блок 14 создает пульсирующий (0,5 сек включение, 0,5 сек пауза, с повторением 5 раз) сигналы. Блоки вибрационной сигнализации 12, 13, 14 выполняются аналогично вибрационной сигнализации в сотовых телефонах, например в виде динамиков, способных воспроизводить частоты порядка 10 Гц. Блоки звуковой сигнализации 15, 16, 17 создают легко различимы звуковые сигналы, например: блок 15 звуковой сигнализации
спортсмену необходимости повысить пульс генерирует непрерывные (5 сек) сигналы с высокой частотой 3000 Гц, блок 16 генерирует непрерывные (5 сек) сигналы с низкой частотой 300 Гц, блок 17 генерирует пульсирующие (0,5 сек включение, 0,5 сек пауза, с повторением 5 раз) сигналы со средней частотой 1000 Гц. Блоки звуковой сигнализации 15, 16, 17 с помощью кабеля 25 создают в наушнике (динамике) 26 звуковые сигналы, легко различимые человеком 18 как по частоте (3000, 1000, 300 Гц), так и по звучанию (непрерывные или пульсирующие). Дублирование команд управления человеку 18 со стороны спортивного пульсометра 19 вибрационной (12, 13, 14) и звуковой (15, 16, 17) сигнализацией позволяет повысить надежность своевременного распознавания команд в различных условиях тренировки, соревнования.
Таким образом спортивный пульсометр позволяет непрерывно подавать команды управления спортсмену для руководства спортсменом со стороны спортивного пульсометра во время тренировки, соревнования, по заданному тренером плану на тренировку, соревнование и позволяет спортсмену поддерживать рекомендованный тренером пульс в каждый момент времени тренировки, определяет критические, угрожающие здоровью спортсмена режимы тренировки. Все это позволяет спортсмену безопасно для здоровья проявлять все возможности организма, достигая максимальных спортивных результатов. Для любителей спортивный пульсометр позволит проводить тренировки в заданных врачами режимах.