DE2540493B2

DE2540493B2 - Ergometer

Info

Publication number: DE2540493B2
Application number: DE2540493A
Authority: DE
Inventors: Peter Ulrich Dipl.-Ing. 6760 Rockenhausen Putsch
Original assignee: Keiper Trainingsysteme GmbH and Co
Current assignee: Keiper Trainingsysteme GmbH and Co
Priority date: 1975-09-11
Filing date: 1975-09-11
Publication date: 1978-08-31
Also published as: US4112928A; FR2323992A1; SE7609867L; IT1068086B; GB1516564A; SE415231B; BE845543A; DE2540493A1; JPS5245185A; CH620109A5; FR2323992B1; NL7609009A

Description

Die Erfindung betrifft ein Ergometer mit einer elektronischen Einrichtung zur Ermittlung und Anzeige in digitaler Form wenigstens einer der bei der Benutzung des Ergometers bedeutsamen Größen.

Bei einem bekannten Ergometer dieser Art (US-PS 11 097) wird nur die seit Benutzungsbeginn in Wärme umgesetzte Energie von einem Zähler in digitaler Form angezeigt. Dieser Zähler ist an eine elektronische Schaltung angeschlossen, welche Impulse mit einer Frequenz erzeugt, die der am Belastungswiderstand des Bremsgenerators liegenden Spannung proportional ist. Auf Grund dieser Frequenz erzeugt die elektronische Schaltung eine Folge von Impulsen, von denen jeder einer gewählten Energieeinheit entspricht. Die elektronische Schaltung und der Zähler stellen daher nichts

anderes als ein Energieverbrauchsmeßgerät dar. Ein zusätzlich zu dem Zähler vorhandenes Zeigerinstrument zeigt die augenblicklich am Belastungswiderstand des Bremsgenerators erzeugte Verlustleistung in Energieeinheiten pro Zeiteinheit an. Dieses Zeigerinstrument bildet zusammen mit der zugehörigen elektronischen Schaltung ein teilweise elektronisch arbeitendes Wattmeter. Nachteilig ist bei diesem Ergometer vor allem, daß wichtige Größen, welche über die Belastung und Leistungsfähigkeit des Benutzers oder den Trainingseffekt Auskunft geben, nicht ermittelt werden können. Zwar wird bei einem anderen bekannten Ergometer mittels eines Aufnehmers eine der Pulsfrequenz entsprechende Folge von Impulsen und eine der Pulsfrequenz proportionale Spannung erzeugt, die mittels eines Spannungsmessers angezeigt wird. Für die Ermittlung und Anzeige anderer bedeutsamer Größen ist jedoch diese Meßeinrichtung nicht verwendbar. Außerdem ist die Genauigkeit und die Art der Mittelwertbildung nicht in allen Fällen zufriedenstellend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ergometer zu schaffen, das es ermöglicht, alle bei der Benutzung des Ergometers bedeutsamen Größen mit ausreichender Genauigkeit zu ermitteln und anzuzeigen. Diese Aufgabe ist mit einem Ergometer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung einen arithmetischen Rechner aufweist, dem eine Eingabeeinheit mit Tastatur sowie ein Programmspeicher zugeordnet sind.

Mit Hilfe eines derartigen, digital arbeitenden Rechners können alle bedeutsamen Größen mit einer in allen Fällen ausreichenden Genauigkeit berechnet und angezeigt werden. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß der Raumbedarf der den Rechner enthaltenden elektronischen Einrichtung trotz der durch den Einsatz des Rechners erreichten hohen Leistungsfähigkeit so gering ist, daß ein Einbau in ein Heimgerät ohne weiteres möglich ist. Von besonderem Vorteil ist jedoch, daß nicht nur bestimmte physikalische Größen, wie beispielsweise die vom Benutzer an das Ergometer abgegebene Antriebsleistung, berechnet und angezeigt werden können, sondern daß der Rechner mit Tastatur und Programmspeicher es erlaubt, Daten, beispielsweise persönliche Daten des Benutzers oder Daten eines zu absolvierenden Trainingsprogramms, einzugeben, auf Grund deren der Rechner dann mittels eines oder mehrerer gespeicherter oder ebenfalls eingebbarer Programme auch physiologische Größen, beispielsweise

■50 die Sauerstoff auf nahmefähigkeit des Benutzers, berechnen, das Ergometer, beispielsweise zur Durchführung eines Belastungs- oder Trainingsprogrammes steuern und Rechenoperationen, die zur Ermittlung von erforderlichen oder anzuzeigenden Werten durchzuführen sind, zum vorgeschriebenen Zeitpunkt durchführen kann.

Ein zur Eingabe der Herzpulsfrequenz erforderlicher Herzpulsaufnehmer kann direkt an die Eingabeeinheit angeschlossen werden.

M) Der Aussagewert der Antriebsleistung, die der Benutzer an das Ergometer abgibt, ist zumindest für Laien verhältnismäßig gering. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform berechnet daher der Rechner die vom Benutzer verbrauchte Energie, d. h. die Summe der vom Ergometer aufgenommenen Energie und der durch den Wirkungsgrad des menschlichen Organismus im Organismus selbst verbrauchten Energie. Diese Gesamtenergie kann beispielsweise in Joule angezeigt werden.

Da ein Trainingseffekt, also eine die Leistungsfähigkeit des Organismus des Benutzers und insbesondere seines Kreislaufes fördernde Belastung, vorausgesetzt, daß die Pulsfrequenz für eine gewisse Zeit einen Mindestwert erreicht, der von persönlichen Daten, wie beispielsweise dem Alter des Benutzers, abhängt, kann man mit Hilfe des Rechners die Zeit ermitteln, während deren der Benutzer eine ideale, auf Grund des mit der Tastatur eingegebenen Alters des Benutzers berechnete Pulsfrequenz aufweist. Genaueren Aufschluß über den Trainingseffekt gibt jedoch die Trainingsmenge. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird daher die Trainingszeit und die Trainingsintensität ermittelt und hieraus die Trainingsmenge berechnet Aus der Trainingsmenge ist dann ersichtlich, wie lange zur Erzielung eines gewünschten Trainingseffektes die Benutzung des Ergometers fortgesetzt werden muß.

Da die Messung der Herzpulsfrequenz einer sich bewegenden Person wegen Störungen des Kontaktes zwischen der Person und dem Aufnehmer mit Schwierigkeiten verbunden ist, wird vorteilhafterweise mit Hilfe des Rechners ein gleitender Mittelwert der Herzpulsfrequenz berechnet.

Die entscheidende Größe für die Beurteilung der Leistungsfähigkeit des Kreislaufes eines Menschen ist die Sauerstoffaufnahmefähigkeit pro Kilogramm Körpergewicht und Minute. Die maximale Belastbarkeit oder Leistungsfähigkeit des Kreislaufes entspricht nämlich dem höchstmöglichen aeroben Energieumsatz im menschlichen Körper, der wiederum dem Volumen der maximalen Sauerstoffaufnahme pro Zeiteinheit proportional ist. Der Rechner ermöglicht es, diese Größen auf Grund der mittels der Eingabeeinrichtung eingegebenen Werte für Alter, Geschlecht, Gewicht, Pulsfrequenz und Leistungsabgabe des Benutzers sowie der gespeicherten Formeln und Programme zu errechnen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird zusätzlich oder statt der Sauerstoffaufnahmefähigkeit die spezifische Kreislaufleistung berechnet und angezeigt, welche das Alter, das Gewicht und das Geschlecht des Benutzers berücksichtigt und ein Maß für die Fitneß des Benutzers ist. Daher ist die spezifische Kreislaufleistung eine wichtige Größe, da sie auch einem Laien einen unmittelbaren Aufschluß über die Leistungsfähigkeit seines Kreislaufes im Vergleich zu dem für sein Alter, sein Gewicht und sein Geschlecht geltenden Sollwert gibt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 eine Ansicht von hinten des Ausführungsbeispiels,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Eingabeeinheit und die Anzeigeeinrichtung,

Fig.4 ein Blockschaltbild des Rechners und der angeschlossenen Einrichtungen.

Ein als Ganzes mit 1 bezeichnetes Ergometer weist ein auf einer Grundplatte Γ stehendes Gehäuse 2 auf, an dessen Oberseite ein Sitz 3 sowie ein abnehmbarer Haltegriff 4 für den Benutzer vorgesehen sind. Der den Sitz 3 und den Haltegriff 4 tragende obere Teil des Gehäuses 2 ist relativ zum unteren Teil höhenverstellbar ausgebildet. Ein Faltenbalg 5 gleicht die unterschiedlichen Abstände zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Gehäuses 2 aus.

Im unteren Teil des Gehäuses 2 ist eine Tretkurbel 6 gelagert, welche der Benutzer mit seinen Füßen in Umdrehung versetzt. Mit der Tretkurbel 6 ist über ein nicht dargestelltes Getriebe, beispielsweise ein Keilriemengetriebe, ein ebenfalls nicht dargestellter Gleichstromgenerator gekuppelt, der im Ausführungsbeispiel Permanentmagnete zur Erzeugung des Erregerfeldes aufweist Mit der Tretkurbel 6 steht außerdem ein Lüfter in Getriebeverbindung, dessen Luftstrom die sich erwärmenden Bauteile kühlt.
An die Ausgangsklemmen des Generators ist ein

ίο elektronischer Laststeller angeschlossen, welcher eine regelbare Belastungseinrichtung bildet Um den Last-Strom auf einem vorgegebenen Sollwert zu halten und bei Änderungen des Sollwertes den Laststrom entsprechend zu ändern, enthält der Laststeller einen PI-Regler.

Der Sollwert für die von der Belastungseinrichtung aufgenommene Leistung ist, im Ausführungsbeispiel in 26 Stufen zu je 10 Watt, veränderbar.

In das' Gehäuse 2 ist außer der elektronischen Schaltung für die Steuerung oder Regelung des

Laststellers eine elektronische Einrichtung eingebaut, die einen als Ganzes mit 7 bezeichneten arithmetischen Rechner aufweist, an den eine vierstellige digitale Anzeigevorrichtung 8 sowie eine Eingabeeinheit 9 angeschlossen sind. Letztere sowie die Anzeigevorrichtung 8, zusätzliche Anzeigelampen 10 bis iOd und zwei Steckbuchser. 11 und 12 sind in einer Ausnehmung der Oberseite des Gehäuses 2 nahe dem Haltegriff 4, also im Blickfeld des Benutzers, angeordnet.

Wie Fig.4 zeigt, weist der Rechner 7 eine

in Zentraleinheit 13, einen Programmspeicher 14 und einen Eingangs-Ausgangs-Baustein 15 auf, mit denen er über die erforderlichen Leitungen verbunden ist. Die Zentraleinheit 13 und der Eingangs-Ausgangs-Baustein 15 steuern über Verstärker 16 bzw. 17, die Anzeigevor-

j5 richtung 8 und die zusätzlichen Anzeigelampen 10a bis 1Od Wie F i g. 4 zeigt, ist ferner der Eingangs-Ausgangs-Baustein 15 über Leitungen 18 mit der Steuerungsvorrichtung für den Laststeller sowie über Leitungen 19 mit der Eingabeeinheit 9 verbunden. Ein weiterer Anschluß ist für einen Herzimpuls-Signalverstärker 20 vorgesehen. Weiterhin weist der Eingangs-Ausgangs-Baustein 15 einen Anschluß 21 für die Auswahl unterschiedlicher Betriebsweisen sowie Anschlüsse 22 für die Verbindung mit einer Fernsteuerung auf.

Die Eingabeeinheit 9 enthält, wie Fig. 3 zeigt, Drucktasten 23 für die Ziffern 0 bis 9 zur Eingabe von Zahlenwerten. Mit Hilfe der Drucktasten 23 und einer Drucktaste 24 kann das Alter des Benutzers in den Rechner 7 eingegeben werden. In Verbindung mit einer Drucktaste 25 erfolgt die Eingabe des Gewichtes des Benutzers. Mit Hilfe von Drucktasten 26 und 26' wird in den Rechner eingegeben, ob der Benutzer männlichen oder weiblichen Geschlechtes ist. Die Betätigung einer Drucktaste 27 hat zur Folge, daß die für den Antrieb des Ergometers aufzubringende Leistung von der Anzeigevorrichtung 8 angezeigt wird. Die Betätigung einer Drucktaste 28 bewirkt, daß die erforderliche Antriebsleistung um jeweils eine Stufe höher eingestellt wird. Entsprechend bewirkt die Betätigung einer Drucktaste

to 29 die stufenweise Verringerung der Antriebsleistung. Durch die Betätigung einer Drucktaste 30 wird die mittlere Herzpulsfrequenz, durch Betätigung einer Drucktaste 31 die unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades des Organismus dem Benutzer seit Beginn

der Benutzung des Ergometers entzogene Energie in Joule von der Anzeigevorrichtung angezeigt. Betätigt der Benutzer eine Drucktaste 32, dann wird von der Anzeigevorrichtung 8 diejenige Zeit angegeben, inner-

halb deren während der Benutzung des Ergometers die Herzpulsfrequenz in dem zuvor berechneten idealen Bereich lag. Die Betätigung einer Drucktaste 33 hat zur Folge, daß die Anzeigevorrichtung 8 einen Wert anzeigt, welcher ein Maß für die Fitneß des Benutzers ist. Dieser Wert wird aufgrund der Sauerstoffaufnahmefähigkeit des Benutzers pro Kilogramm Körpergewicht und Minute unter Berücksichtigung der Herzpulsfrequenz, des Alters, des Gewichtes und des Geschlechtes berechnet. Schließlich weist die Eingabeeinheit 9 noch drei Drucktasten 34, 35 und 36 auf, durch deren Betätigung unterschiedliche Trainingsstufen gewählt werden können. Im Ausführungsbeispiel ist der Drucktaste 34 die Trainingsstufe »Aufbau«, der Drucktaste 35 die Trainingsstufe »Normal« und der Drucktaste 36 die Trainingsstufe »Sport« zugeordnet. Bei diesen verschiedenen Trainingsstufen werden den Berechnungen unterschiedliche Werte der idealen Herzpulsfrequenz zugrunde gelegt. Bei der Stufe »Aufbau« wird die ideale Herzfrequenz nach der Formel 165 minus Alter, bei der Stufe »Normal« nach der Formel 175 minus Alter und bei der Stufe »Sport« nach der Formel 185 minus Alter berechnet.

Alle Drucktasten sind mit einem Symbol versehen, um die Bedienung zu erleichtern. Dieses Symbol erscheint in der letzten Stelle der Anzeigevorrichtung 8, wenn von dieser die betreffende Größe angezeigt wird.

Die Energieversorgung erfolgt mittels des Gleichstromgenerators, sobald dieser die Mindestdrehzahl für die Erzeugung einer Spannung in Höhe der Betriebsspannung hat, sowie einer an den Gleichstromgenerator angeschlossenen, wieder aufladbaren Pufferbatterie.

Das Ergometer wird über zwei Kontakte eines fünfpoligen Steckers ein- und ausgeschaltet, der in die Steckbuchse 11 eingesteckt wird. Bei dem Stecker handelt es sich um einen Anschlußstecker des Herzpulsfrequenzaufnehmers. Dieser weist im Ausführungsbeispiel nicht dargestellte Elektroden auf, über welche die Herzmuskelströme wie bei der Aufnahme eines Elektrokardiogramms abgeleitet werden. Den Elektroden sind Filter sowie der Verstärker 20 nachgeschaltet. Dem Eingangs-Ausgangs-Baustein 15 werden daher Rechteck-Impulse zugeführt, deren Periodendauer Eder Herzpulsperiode entspricht.

Sofern die Elektroden ordnungsgemäß angelegt sind, blinkt nach dem Einsetzen des Steckers in die Steckbuchse 11 die klare Anzeigelampe 10a mit der Herzpulsfrequenz. Außerdem blinkt das Symbol A in der letzten Stelle der Anzeigevorrichtung 8, um den Benutzer daran zu erinnern, daß er den Zahlenwert für sein Alter nun mit Hilfe der Drucktasten 23 eingeben muß. Der eingegebene Zahlenwert wird von der Anzeigevorrichtung 8 zusammen mit dem zugehörigen Symbol angezeigt. Durch Drücken der Taste 24 erfolgt die Übernahme des Wertes in den Programmspeicher 14 und das Erlöschen der Digitalanzeige. Danach blinkt das Symbol G auf der Anzeigevorrichtung 8, und der Zahlenwert des Gewichtes muß nun vom Benutzer in derselben Weise eingegeben werden.

Anschließend leuchten die Symbole für die Trainingsstufen Aufbau, Normal und Sport abwechselnd in dieser Reihenfolge so lange auf, bis der Benutzer eine der Drucktasten gedrückt und damit die gewählte Trainingsstufe in den Programmspeicher eingegeben hat.

Nun leuchten abwechselnd die Symbole für männliches und weibliches Geschlecht auf, damit der Benutzer veranlaßt wird, durch Drücken der Taste 26 oder 26' sein Geschlecht anzugeben.

Als nächstes blinkt das Symbol L für die Antriebslei stung. Der Sollwert ist zunächst auf einen bestimmter Wert eingestellt. Betätigt der Benutzer die Drucktaste 28, so wird der Sollwert erhöht. Eine Betätigung dei Drucktaste 29 führt zu einer Erniedrigung de! Sollwertes. Die gewählte Leistung wird von dei Anzeigevorrichtung 8 so lange angezeigt, bis die Drucktaste 27 gedrückt wird, wobei auch das Blinker des Symbols beendet wird.

ίο Alle angegebenen Werte können jederzeit nach einem Betätigen der zugehörigen Drucktaste geänden werden.

Sind alle vorstehend genannten Werte eingegeben dann erscheint in der dritten Stelle der Anzeigevorrich tung 8 die Ziffer Null und in der letzten Stelle da; Symbol <_V für die Trainingsmenge. Die Maßeinheit füi die Trainingsmenge ist »vit min«, da die Trainingsmenge dem Produkt aus der Trainingsintensität (Maßeinhei vit) und der Trainingszeit (Maßeinheit min) entspricht Die Bedeutung der Trainingsmenge liegt darin, daß die erreichbare spezifische Kreislaufleistung mit der durch schnittlichen Trainingsmenge pro Tag steigt, weshall auch der Trainingseffekt einer bestimmten Trainings menge bestimmbar ist.

Die Trainingsintensität ist die spezifische Trainings leistung, also die jeweilige physische Leistung prc 9,81 N Körpergewicht oberhalb eines Schwellenwertes Ein Trainingseffekt wird nämlich nur dann erzielt, wenr die Trainingsintensität oberhalb eines Schwellenwerte:

jo liegt.

Das Aufleuchten des Symbols ._/in der Anzeigevor richtung 8 bedeutet, daß von nun ab die Trainingsmenge berechnet wird und angezeigt werden kann. Die Berechnung erfolgt nach der Formel

Trainingsintensität (vit) = K₁ (L₁,. \ ^Watt

U² J Ν"'

Darin bedeuten

K\ eine Konstante,

Ki den Schwellenwert der Trainingsintensität ir Watt/N,

Lph die physische Leistung in Watt,
G das Körpergewicht in Newton.

Durch Multiplikation mit der Trainingszeit t in mir ergibt sich die Trainingsmenge

L_/(vit min)

\n\ K ( ^L *Λ f ^{Watt m}'ⁿ

V O / N

Man kann davon ausgehen, daß 100 vit min täglich ausreichen, um eine gute Fitneß zu erreichen und beizubehalten.

Sobald die Drehzahl des Gleichstromgenerators in

dem vorgesehenen und zulässigen Drehzahlbereich liegt, leuchtet eine der Anzeigelampen 106, 10c oder 1Oo

bo auf. Die gelbleuchtende Anzeigelampe 1Od leuchtet, wenn die mittlere Herzpulsfrequenz des Benutzers unterhalb des Idealwertes liegt, also P< D- A ist. Die grüne Anzeigelampe c leuchtet auf, wenn die mittlere Herzpulsfrequenz im Idealbereich liegt, also die Bedingung erfüllt ist

(D-A)Z P<L (D-A + \5).
Die rote Anzeigelampe zeigt eine zu hohe Herzpuls·

frequenz an, da sie der Bedingung P>(D—A+\5) zugeordnet ist. Dabei bedeuten

P die mittlere Herzpulsfrequenz,

D der Wert der Leistungsstufe, also 165, 175 oder 185 ^r>

und
A das Alter des Benutzers in Jahren.

Die Berechnung des Mittelwertes der Herzpulsfrequenz mit Hilfe des Rechners 7 erfolgt nach der Formel ι ο

75000

£ = 25 "

Σ/

/ ist dabei die Zahl der Zählimpulse, welche im Ausführungsbeispiel eine Frequenz von 50 Hz haben. E ist die Herzpulsperiodendauer. Der Berechnung des Wertes P wird im Ausführungsbeispiel die Zahl der Zählimpulse zugrunde gelegt, welche in den Zeitraum von 25 Herzpulsperioden fallen. Die Berechnung dieser Zahl der Zählimpulse /erfolgt nach der Formel

In - Σ/

£ = 0 E=I

£=25

£="24

25

30

Diese Berechnungsweise ergibt den Vorteil, daß nur zwei Speicherplätze erforderlich sind. Um Störeinflüsse auszuschalten, kann sich der Wert P pro Pulsperiode E nur um eine Einheit nach oben oder unten ändern. Ferner werden diejenigen Herzpulsperioden E nicht berücksichtigt, die außerhalb des Bereiches zwischen 0,2 Sekunden und 2 Sekunden liegen.

Zwei Zähler speichern den Wert der Trainingsmenge bzw die Zahl der vom Benutzer verbrauchten Joule, wobei die Berechnung der letztgenannten Größe nach der Gleichung

C= K₃-JT₁L-I

in Joule erfolgt. In der Gleichung bedeuten

Ki eine Konstante,

L die vom Benutzer abgegebene Antriebsleistung in

Watt,
t die Zeit in Minuten.

Die Werte der Trainingsmenge in vit min der verbrauchten Kalorien in cal und der Herzpulsfrequenz in l/min können wahlweise durch Drücken der Drucktasten 31,32 oder 30 auf der Anzeigevorrichtung 8 zur Anzeige gebracht werden, wobei gleichzeitig das zugeordnete Symbol angezeigt wird.

Fällt die Speisung des Gerätes durch den Generator aus, so erlischt die Digitalanzeige auf der Anzeigevorrichtung 8 nach etwa 70 Sekunden. Der Zähler für die Trainingsmenge wird auf Null gesetzt. Die anderen Werte bleiben erhalten. Dasselbe geschieht, wenn die gelbe Anzeigelampe 10c/ länger als etwa 70 Sekunden leuchtet oder blinkt.

Wenn eine Trainingsmenge von 90 vit min erreicht worden ist, dann blinkt die Digitalanzeige mit einer Frequenz von ca. 2 Hz, um den Benutzer auf den kurz bevorstehenden Meßzeitpunkt aufmerksam zu machen. Sobald nämlich <_/= 100 vit min erreicht worden ist, wird vom Rechner die spezifische Kreislaufleistung berechnet und zusammen mit dem Symbol cz/von der Anzeigevorrichtung 8 zur Anzeige gebracht.

Die maximale Belastbarkeit des Kreislaufes oder Kreislaufleistung entspricht dem höchstmöglichen aeroben Energieumsatz im menschlichen Körper, der wiederum dem Volumen der maximalen Sauerstoffaufnahme pro Zeiteinheit proportional ist. Für diese Größen gelten folgende Zusammenhänge:

■"V min J ⁴ t ^lmax ⁵ r ·' ^v ^ph

L_m(l;c(Watt) = K₆

■ E_m„, = X₄ ■ K₅ ■ j -phl

d_vi, = K₆ ■ L_mix ■ 1 -f(A) /(S) = K₁ -~f(A)f(S)f(P,L_rh)

Dabei bedeuten Infolge der Geschlechts-, Alters- und gewichtsspezifi-

55 sehen Angabe der Kreislaufleistung kann diese auch als Qmax — Sauerstoffaufnahme pro Minute bei maxima- Maß für die Fitneß bezeichnet werden.

ler Kreislaufbeanspruchung, Maßeinheit für die vom Rechner ermittelte spezifi-

Emax = Energieumsatz pro Minute bei maximaler sehe Kreislaufleistung, die auch als maximale Belastbar-

Kreislaufbeanspruchung, keit oder Leistungsfähigkeit des Kreislaufes unter

Lmax = maximale Kreislaufleistung, 60 Berücksichtigung des Geschlechts, Alters und Gewich-

dvn = spezifische Kreislaufleistung, tes bezeichnet werden kann, ist »DYNAVIT«.

K7 = Ka-K5·Ki- Konstante, Im Ausführungsbeispiel wird die spezifische Kreis-

G = Körpergewicht, laufleistung d_vn für männliche Benutzer nach der Formel t = Zeit,

A - Alter, 65 1

5 - Geschlecht, "' ~ ^Ä"·' A-, -Zc₂(/I + A·,)

P = Herzpulsfrequenz,

Lph - physische Leistung und für weibliche Benutzer nach der Formel

^A ~

berechnet, in denen ₅

S_n, die maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit pro 9,81 N Körpergewicht und Minute für männliche Personen,

Sw die entsprechende Größe für weibliche Personen, ι ο A das Alter in Jahren und

k\ bis ki Konstante bedeuten.

Die maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit pro 9,81 N Körpergewicht und Minute wird für männliche 15 Benutzer nach der Formel

M(Zc₈P+ Zc₉) ₂

^Sm = ρ T («11 ^L + A₁₂L + A₁₃)

für weibliche Benutzer nach der Formel M(Zc₁₄P

20

25

^₁₅)

W^L + ^KIHI

10

berechnet, wobei

M =

Zc₁₉ · /1 + Zc₂₀ 1000

' fc₂₁ /1 + fc₂ Gewicht (9,81 Nj

ist und As bis £22 Konstante bedeuten.

Die beiden Zähler für die Zahl der Joule und die Größe der Trainingsmenge zählen unterdessen weiter. Der Zählerstand kann durch eine Betätigung der entsprechenden Drucktasten anschließend wieder zur Anzeige gebracht werden. Nach Erreichen des Wertes lJ= 100 vit min erfolgt kein Löschen des zugehörigen Zählers mehr, wenn die Anzeigelampe 1Od länger als etwa 70 Sekunden leuchtet oder blinkt.

Während des Drückens der Drucktasten 24,25,27,30 oder 33 werden die entsprechenden, gespeicherten Werte und ihre Symbole von der Anzeigevorrichtung 8 zur Anzeige gebracht. Danach erscheint wieder die Trainingsmenge mit dem Symbol <_7, die Zahl der verbrauchten Joule Coder die Pulsfrequenz P.

Durch Ziehen des Steckers des Herzpulsfrequenzaufnehmers werden das Ergometer und die Batterie abgeschaltet. Alle anderen Anzeigen erlöschen.

Soll das Ergometer ohne angelegte Elektroden des Herzpulsfrequenzaufnehmers betrieben werden, dann wird nur die Zahl der vom Benutzer verbrauchten Joule und die Trainingsmenge ermittelt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ergometer mit einer elektronischen Einrichtung zur Ermittlung und Anzeige in digitaler Form wenigstens einer der bei der Benutzung des Ergometers bedeutsamen Größen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen arithmetischen Rechner (7) aufweist, dem eine Eingabeeinheit (9) mit Tastatur (23—36) sowie ein Programmspeicher (14) zugeordnet sind.

2. Ergometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Eingabeeinheit (9) ein Herzpulsaufnehmer (20) angeschlossen ist

3. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einrichtung (7, 8) die vom Benutzer verbrauchte Energie ermittelt und anzeigt

4. Ergometer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einrichtung (7, 8) die Zeit ermittelt und anzeigt, während deren der Benutzer eine ideale, auf Grund des mittels der Tastatur (23 bis 36) eingegebenen Alters des Benutzers berechnete Pulsfrequenz aufweist.

5. Ergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Einrichtung (7,8) auf Grund der physischen Leistung und des Körpergewichtes die Trainingsintensität und unter Berücksichtigung der Trainingszeit die Trainingsmenge berechnet und anzeigt.

6. Ergometer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (7) einen gleitenden Mittelwert (P) der Herzpulsfrequenz berechnet und anzeigt

7. Ergometer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (7) auf Grund von mittels der Eingabeeinrichtung (9) eingegebener Werte für Alter, Geschlecht und Gewicht sowie der Werte der Pulsfrequenz und der Leistungsabgabe des Benutzers physiologische Größen (S, H), vorzugsweise zu einem vorgegebenen Zeitpunkt, berechnet.

8. Ergometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (7) die spezifische Kreislaufleistung berechnet und anzeigt.

9. Ergometer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (7) die maximale Sauerstoff auf nahmefähigkeit pro 9,81 N Körpergewicht und Minute berechnet.