Устройство для управления режимом работы при трудовой деятельности

Устройство для управления режимом работы при трудовой деятельности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к медицине, конкретнее к гигиене. Цель изобретения - достижение оптимального соотношения между функциональным состоянием организма и величиной физической нагрузки в процессе трудовой деятельности школьника. Устройство содержит датчики 1 установленные на биообъекте 2, блок 3 первичной обработки, блок 4 усреднения и запоминания, коммутатор 5, блок 6 индикации, инструмент 7 со встроенным преобразователем усилий, усилитель 8, блок 9 управления, блок 10 выработки индивидуальной модели соотношения физиологических параметров и нагрузки, блок 11 сигнализации о прекращении работы, блок 12 сигнализации о возобновлении работы. Устройство обеспечивает управление прекращением и возобновлением работы на основе индивидуальной модели соотношения физиологических параметров биообъекта и нагрузки. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1505500 А 1 (5!) 4 А 6! В 5) 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сл

С

Сд

CO

Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4380114 28-14 (22) 18.02.88 (46) 07.0с).8с). Ь>ол..№ 33 (71) Всесок)зиый нау шо-исследоватсльский институт гигиены детей и подростков (72) fl. И. Гуменер, В..А.:I,оскин, А. K. Лыков и А. Il. Карасев (53 ) 615 . 471 (088. 8 ) (56) Авторское свидетельство (..(ХР ,i¹ 7683!)1, кл. А 61 В 5, 00, 1980 (54) У(.ТРОЙс.THO;I,. Iß У(1РАВ 1Е!1ИЯ

РЕЖИМОМ РАЬОТЫ I I ÐÈ ТРУ,10ВОЙ

ДЕЯТЕ. 1ЬНОСТИ (57) Изобретение относится к медицине, конкретнее к гигиене. 11åëь изобретения достижение оптимального соотношения между функциональным состоянием организма

2 и ()(,)ичииой фи >ической н(>графики í Ilp()il(. сс (р довой дсятельности школьника. Устрой тHo содс ржи) датчики 1, l(тановленные

»ii биообъекте 2, блок 3 псрничиой обр,)богки, блок 4 усреднения и заш>мии )сия, коммутатор 5. блок t> иидикации, ин грумент 7 со встроенным цреобразоват«лс и усилий, усилитель 8, блок 9 прав, I(ния. блок 10 вь>работки индиви (уальцои мод(., (и с()()) Hot()(. H>(H физиологич(ски параметров и нагрузки, блок !1 сигнализации о прекращении работы, бл >к 12 сигнализации о возобновлении работы. Устройс)во обесцечивасT уцравление прекращени(м и во>обновлеиием работы на осионе индиви,)уальной модели соотиоц)еиия физиологически.(параметров биообьектd и нагрузки.

3 >,л. 1 табл.

1505500

Изобретение отн<>сит«я к медицине и л(о.Кет использоваться нри гигиенической ре<.!аментации трудовой деятельности школьников путем р«глыментации режима труда и Отдыха по оптимальным крит«риял(, d также llpH проведении исследований по нрoфессионыльнox»ó отбору у làùèхся.

Ц«г!ьк) изо6ретения является достижение

Оптичыльного соотноп)ения между функционыльным состояниеч Организмы и величиной физической нагрлзк«в процессе трудоВой 1«>)т«.)ьности lllh(>.!!>IIIIK3.

Ны фиг. 1 lip«(стilB.!«Н(1 функционы,!ьныя «xaam(»«Tp(»t«rBминания; ны фиг. 3 — функциональная

«xt. чы 6>,lohd I)t>l()il6()TKH индиви t>, 3льной ъ!Олег!и соотнош IIHH физиологических пирачетров и нагрузки.

Устройство для управления режичом ра(н>ты при трудовой деятельности содержит соединенные после 10BÇT(. ëüíî датчики физиологически. !шрам«тров, у«тано!»Г!еннь!е ны

6ИО<н>ъекте 2, 6лок 3 иервичной обработки, блок 4 у«р«днения-запоминания и коччутатор 5, 6лок 6 индикации, со«,<ин tlltl>I« нос)!«доя()те.!<НО инстручеHT 7 с Встроенныл» нреобрызоват««f«xt усилий. усилитель 8, выход

h() ГОРОГО СО(ДИНЕН (. ВТОРЫЧ ВХО.IOXI KO«(XIX—

<втор;) 5> 1» В О1»>)м Hxo 1ovl о.loh3 4

P(.»fI«tIIIH- <Нlн<)>1и1!<)НИ Я, ВЫХОД КОТОРОГО ll():1н)чен к 6л<>ку 6 индикации.

1ilK+,е < О«.I«II(нньн нос,!едовы l(льни 6л(к

>) >, f1 p;l B,1(НИ Я, 6, 1Oh О Выра6ОТКИ H f1;)H

ВИДУ,),!ЬНОИ ЧОДЕЛИ С(И>ГН<НПЕНИЯ фИЗИОЛО-! lI lf!)«Kp;III»et!(((I ры6оты, Выхо.l к<ггорого подклю ни к третьечу входу комл!л Втор:I 5, 6), H>ê 12 (игна.(и.)(!Нии (> Воз)< >611ofi. н ни и pil6<>1 ы, Вход которОГО | О(>;I Hн(и «н хо I() ч t). I()KB 1 <. И I 1!<1 I lt33111» и

О нрсhp, llll(«ни p;l6<) I I I, а вылн>д с ч«т-!

)(РТЫ М ВХ(>.(О Л) К>) >(Л! Л <П <)P il >, BT(>P(>H ВХОД

6> l(>K<1 10 bhl))<)TKII ftl!дивидуыль ной чод<.-!

И «()(>TH(>Ill(НИЯ фИЗИОЛОГИЧЕСК«Х )!ЫРЫМЕГ ров и I!ill рл зки с(н il»H(н с первыч В,одом

6«)ОКВ 4 ч|. р< IН(< !(If (I-.)3 IIOX» ft f(3 I) II II, Tp(>ÒÈ È)

BX();I K() T<)))() I O СO<. 1 fill(. H С ВТОР!>1 М ВЫХО, )ОЛ!

6,10 К 3 ((i Н р;! и. l «1! H H, Н() фиг 2 нре .н Tilâëåí3 функllHo«3льная схема 6 loK3 4 усреднения-)анол(иныния, содержащего !)+1 интеграторы 13, Вклк)ченН 1>Н Il<>P

Г((! фиг. 3 представлены pyffh I(tot!;Iльная < хема 6 )()h3 10 выработки ин.»ивидуальной модели «(í>òíîøåíèÿ физиологических II 1ð3x(«òð<>t) и нагрузки, который состоит из со6сгв«!if!() чодели 6локы 15 нер«чножения (6111), сучматор;! 16 (У1), блоки 17 нер«чно к«ния (611 2), 6,!О i

Bl>lчисл«ния унры В, )я«могo коэффици«нты чодели (!1!1 3), контактов реле ()x Р), интегратора 19 (У2 ), н ри чеч управление )(, P ирои tft(>,I(IT«>I От 6,1(>h

1Пк(>льflflh (()иообьект 2) начинает выполня!ь трудовлю Операцию инструментом 7 с вс! ро<. ш!ым нр«О6разовател«M x««ëèé (не lloкы.»311). (.Hf f

Анас!Ог!»«ИО с выхода блока 3 первичной о6р36<>тки физиологических параметров фи55 зи >логи нские параметры xl((), х ((),..., х., (() !!О«туп<)к>т на (»ервый вход блока

10 выработки индивидуальной модели соотно!Нения фи |иологических параметров и HdВ резульгыте целой серии исследований ! и) изучению количественной закономерности между состоянием организма и величиной нагрузки эмпирически найдена математическая зависимость, выражающаяся следую-! цим >, равн«нием: x, x - г<. x +... -)- x» х„— !1 лл =, l де x!...x ôèdèoëoãè÷åñêèå параметры организма, выраженные в вольтах; ч,...ч„- коэффициенты физиологичесКНх параметров цри опред«ленных видах трудовой деят«л ьности; коэффици(нт величины нагрузки при определенных видах трл loBHH деятельности; лл величина нагрузки, выраженная В вольтах; ч !

Кли Iины рыс«<илысовыния чеж,iу физиологическим состоя20

«РГÇHI»BM3 H НагP>< 3КОН, выраженная в Вольтах; число физиологич cKHx параЛ(С РОВ.

)лоэ(р<рици«нты R и () рассчитываютсл 1111;(иви,l, ы, 1ьно .Iля каждо<0 IIIKo.)ьника и Вид;! l ру.доной деятельности.

I>h!ок Выработки индивиду3льной модели <()oTII()lll«ния физиологических пыраметр() B и нагрузки р«ал изует предложенную ч О;)ел ь. Б, l и я и не трудовой деятел ьности

30 на Ор! 31)llзч )нкольников адекватно оценивает«я на <>сlloB(учета показателей сомаI ll !««ких и Веl «тытивных функций и пока.)ыт(лей нагрузки. Минимальный набор фи.<н<>г!О! Ич«ск(»х параметров, нозволяк)щий и:)уча гь и.(м If(ние функционального состоя35 ния Орг;!ни <»;I школьников это частота

< ер,i««111>lx «<>hp;)!It(f)HH, частота дыхания и

6Hoэ,!«Ктрич« кыя активность мышц.

У«rp<>ft« I ьн> работает с.!едл ющич образом. ! !ервыи BT;Iff. Определение индивидуаль4 р н ь! х к О э ф ф и ц и <. и т 0 В и 3 и а ч (. н и и и 0 р О Г 0 В ы х

I f 3 ГР > ЗО К. (505500

Ь (1) х (1)„.„ х„(1) „„„ х,(1) „„

Ы (1)„

Ы (11)„„„ х„(1).

X„(II) „„„ х (1)„ х „(11) Х,> (1) макс

X 1 (1- 1 ) ис»>

11

W (II)„

1 (111)„„„ х„(11) „„, Х (111)»„

X (11)„„

X,(111)м..

Х, (1 1 ) м a x.c.

X „(III)мчи

Х (111)„, х,(lv) „„„...

К (111), » (I > ) м>.»>

X„(111)„ », x„(1v)„„, (I I I) макс.

x, (Iv)

IV

x, (Iv)„ (1 ) макс

X„(1V) „à,ê„ñ..

Х„(IV) макс

Ф

X„(II) грузки и на первый вход блока 4 усреднения-запоминания, где усредняются за каждые 30 с из мин, запоминаются, а затем поступают на блок 6 индикации.

По этим данным составляется таблица.

Информация, посту пающая на второй вход коммутатора 5 и первый вход блока 10 выработки индивидуальной модели соотношения физиологических параметров и нагрузки, на первом этапе не используется. Информация, поступающая на первый и второй входы блока 4 усреднения-запоминания, используется только на первом и втором этапах, а на остальны«этапа не используется. Этот этап длится 44 мин (длиКвартир ь ((омер Х, п/и

I lo этой табл и це оп редел я ются м и н имальные и максимальные значения каждого физиологического параметра и нагрузки, находя шиеся во 11 и 111 квартилях, исходя из предложения, что эти значения близки к оптимальным. Из этой же таблицы находим коэффициенты изменения физиологических показателей ((«), характеризуюшие функциональное состояние организма школьника до возникновения его ухудшения

Х> (111)макс X (11)м>»>

К х „(11) „„„

Х (111) -Х, (11)„„„

Х (1 1,!мин

К

Хм (111)макс Х» (11)моч

Вычисляется сумма всех коэффициентов

S=Ki+K+...+K„.

Вычисляем коэффициенты а|, я>,...,я, определяющие вклад каждого физиологичестельность урока за вычетом минутного инструктажа) . В таблицу заносятся данные об изменении нагружаемых физиологических параметров, т. е, тех физиологических параметров, которые изменяются в зависимости от данного вида трудовой деятельности.

Затем в этой таблице каждый .физиологический параметр и величина нагрузки располагаются в порядке возрастания.

10 (1отом каждый ряд этих показателен разбивается на квартили, где величины все«физиологических параметров и нагрузки, попавшие во II и 111 квартили, рассматриваются в качестве статистической

15 нормы кого параметра в общее физиологическое

40 с 5 состояние я =, а2= —,..., я= —. к, м, " к„

Затем, зная коэффициенты я1, n», n и значения xi (1)", «(1). х„(1)

««(1)., из таблицы и принимая величи45 ну =О, находим коэффициент (3 . (3 — коэффициент величины нагр«зки

F при определенных видах трудовой деятельности и минимальных значениях физиологических параметров и нагрузки. Он необходим для определения порогoBhl«величин (сi и Г

2i«i (1)м»»+я>х>(1)»>>+ +

+а„«„(()": — (3F «« (1 )"» =О; ,в-z,«i(1) +я «(1). + (-я «„(1)„„„, S мин

Затем на. одим величины 1 и

,=-я х)(111) .. +я с«(Ill ),. +...+

+я»х»(111) ., — (3F««(111)...,;

>=яI ((11)«+я>х (((),+ +

+я„х» (11) — (3F и (11) 1,5505500

25. l < t,1 »(f1 I !, И f и о (1) о рлlу г!с 1 = — С -, гле коэффициент (.- может быть вы6рын

ИРО!«ЗВОЛЬНО, О:Ill

l 1=0,1 (1) ; (==0,5()-.

Г,1(. f 1 И f ИорОГOB(>IE Ве.1ИЧИИЫ зН lчений f, вырыж(. Нны» в ш>льтах.

Второй эгып. Оирсд»л lift(нарым«т(н>в

)f 0Л»Л И. (llкольник " ii<3 (?????????? bbiiio?????????? ??????.h)????k) ???????????????? ??????l px??f??????oxl 7 (???????????????????? ????????6??it.??013(i ????,ie ?? ????????????. ?????? ???????? ???????????????????? of> усилия и<>ступает ч(рез усилитель 8 н,i второй вход 6лока 4 усре.(нен ия-за IIO i fill

i3xo)3 6,10кы 1 0 1«ы ры 601 ки и иди Виду <«.1 ь ной м Ол(, I lt (. ООТ I I 0 II I(. H 11 ß <() И.3 È 0)1 0 (И Ч»(. K H X II I с;1<« 1 ЧИКОВ 1 ф Из ИО, 101 H— чесKltx нарым TpOB н(>»туll;iK)T на 6чок 3 первичной ос>р;36<> гки физиологически f1

H llервый вx0.1 (xlîKB !О выработки иll ливилуыл ьной л(Ол<. л и с(н) гношения физ ио,(огич (ких llrfp;fxlE ГpOB If н«грузки.

Влок 10 выры6отки индивидуальной модеIH соотношения физио 101 è÷åñêèõ нараметР0В и и<3 ГPX .(KII Вь(чис,1)1»Г коэффини»)нт It«хОлЯ Из X»!IOI«ff Й х1 И н И ма.l ы(ОГО f)I»T0,3OM н(«искорейи(»(0 сиу K<1 ilз уравн»ния

=- (х(+...+а х„(>(х. Вычисг!ение иар txf»гры (3 и рои xO,Lll г;)втом;)тически в Т<."1»ние первых 2 xlfffI. !< р»3 2 мин ры6оты блок 9 управ.l»íè)3 вы «ыет»èãíàë и вычисленное зна ц ни< (3 < Охры!«яется на интеграторе и !Н).«ыегся на блок перемножения (не ш>к;«з tll). Одновременно из 6.10ка 9 управления в блок 4 усреднениязыпоминыния f«l>l (ы»тся сигнал и в нем

«ыпомина»т< я s ср<. 111 lilt«H велич,(на усилий зы 2 мин р(36<п!!.

Третий эт

Работы ос) !ц»ствляется при условии, что 0,5 =f (f.! (0(лысно уравнению xfxl+

+ex+... )-ч„. „(3лл =".

При этом в бгц>ке 10 !31,!рыбо! к!3 индивидуальной модели соотношения физиологически. нарым»гров и нагрузки сOxраняется вычисленный на втором э Гы(ц коэффициент f> и на еl0 входы но(ын>тся значения фи «ио.(огичесKHx нарыл(»г f)013 и нагрузки.

Четвертый эг iif (lрекращение ра6о(ы

Прекращение ры6оты происходит ири условии 0,5 =1:=f . !!ри превышении величиной 1> значения f i включается блок (2 сигнализации о возобновлении работы, школьник 2 и р»Kp

6 !OKd 1 сигнализации о прекращении

pB60Tf>l ио.(ы(. тся ны KOмл(хтатор 5, KQTopf>IH иодклк> (а»т к 6).н>ку 10 выработки индиви (уальной модели соотношения физиологич»ских параметр ш и нагрузки вместо гекущиx «B,(ч»ний хл (() зllà÷åHHP s>v . Вo время отлыхы н(кольника 2 модель работы»T B (хн>гнет»твин с выражением

a

llpII )) <..!Овин, f I <> 0.0> -= — 1- ) f

Пягый эт;(и. Возо6новление работы.

В» «>6 н<>!3.)1»Hite p<«60Tt)1 и рои с ходит iipfi линии 0,5 — l (! . При условии f (f-z

13K. I 10 111(I < Я t),lок 1 > < I I f1

I30 306 И()В, ((и и и ры601 ы, llf K011>ltик 2 ВО «06но!3.1)1» . ры6оту, сигi);«л с блока (2 сигна.(и „>il,ии <> !«о:306Н >(;г!< lilt!i p<160гl)l 10,fif(T(>3

IIЫ К() Л1 M X Тd ГОP ), K<)(ОPЬ! И ПOjlкЧ ЫЕT к 6!1 оку 1 0 fst>l p<3601 kit ii ii, 1?? ?? ????)) ???? ????<) ?? ??????<,(?? ??<:.>(Нои(ения физиоло! иче»KHx параметров и (;)! ру «ки («л)ес(о значения хл, текуill((. 3HB÷< II!1(. )((1 ) . 1 1601",l Осу(цествлЯ»тся

»OI,(ысно уравн»ник) xf xf+K ix >+... +к„х„ ()м -=" при условии 0,5" -= — ()(1>0,1ыг!ее

II0 x0,Ls sK»иерим»н1ы e l H эт()и!1 чере, (уются.

Устрой "I BO 06» II<. (ивы T формирование

»èãiIB Ii3 о !(р»крыш»ни и и !«Озо6новл»н!3!3 работl>l if0LIIOill»IIHHI физиологич»(ких параметров био<и) I)< кт<1 и иы! ру «ки.

Рор.чули (c:f<)<>t>ñ гс нпч

У Tройство лля управления режимом ры60 ГI)1 lipÈ Гру;LOI3(>H,лен((Л Ы(0 TH, »0!1(рж ыI I I Е < С О <), 1 И Н Е) Н I l Ы (I l о (, <. ДО Н <3 ?? ??. 1 ?? 11 ?? (?? ?? ?? ?? ?????????????????? !????kltx ????????????????????, ???????? ????????????????!! of)p,??6????????, 6.10?? ?? p(????????????-???????????????????? ?? ????????) <??1 ????, 6.(???? tiff 1hk(if(h ff, ????????13??????????(!???????????????????????????? ???????????????????? ?? ??????p0e !ill i>I xl и реобр«зовытеле м усилий, ус ил иГель, B IxoJ, которого со(линен с вторым входом коммутатора и вторым входом блока усреднения-запоминания, выход которого подключен к блоку инликации, отли<и>ои)»i

0fl I èxlBëüH0ã0 соотнои((ния между функционалы!ым состоянием организма и величиной фи slfче< кой нагрузки В процессе труловой ,1(яте,(ьно Tli, B H»LO BBpä»íû соединенны» иосле.ioB«телыц> 6лок управления, блок !

«!.!р;160(ки индивилуальной модели соотноllf(ния физиологических параметров и нагрузки, 6,10К сигнализации о прекращении pa601i l, выход KOTopol0 подключен к третьему Bx<);lx кол«л(ут поры, блок сигнализа;(ни О )и> и>61(ов 1» нии работы, вход которого »0»лицеи с Входом блока сигнали (ы((ии о прекращении работы, «выход с четвертым нхолом коммутатора, вгорой вход блока Bl>lp«60TKH индивидуальной модели соотш>(п flHH физиологических

II,3p;tv< Тр0В и нагрузки соединен с пер-!

sf I» входом 6локы уср» illettffH-çBïîìèíàíèÿ, т1>(гий вход которого со»линен с вторым

1sblx0 l0I блока х нравл< ния.!

Оа блока 9 упраблениа

Фиг. 1

Фиг .Я (.<>СT;IB ><т<< I I 1), Ф Hl < р>IH

Р<.„> л< >р (. 1!< лн рн 1

1нл;) > й>2!>,3 .3 1ир» к ()43 11<) (ии< н<к

13111) 111111 Г<)B< ((B f)IHT H.I<>бр< I < HHH<> H <>тл 1>IHTIIH (.(.(.1

11ЗОЗГ) M<>< I BB, Ж Зб), Ри гн< к >н ннб., т 4)

lI1)<)HBH<> (BTB< llH<>-изд>)т<лт>,<кий ко<(бнн<)т <11<) >< от», г Ункгоро(, i ë Гн»;рии,l. 1>)1