Устройство для преобразования движения головы человека в электрический сигнал

 

Изобретение относится к медицине, а именно к измерительным приборам для проверки движения головы человека, предназначенным для проведения психологических, нейрофизиологических и эргономических экспериментов, а также может быть использовано в системах, предназначенных для визуального поиска и определения координат цели. Цель изобретения - повышение достоверности измерений путем выделения угловых и поступательных перемещений головы. Поставленная цель реализуется введением в состав устройства вычислителя 13, каналов преобразования 8-12 и пульта 14 оператора, а также дополнительных связей с элементами известного устройства. Применение изобретения позволяет получить электрические сигналы, пропорциональные простым движениям головы (двум угловым и одному поступательному), повысить точность измерения и упростить процедуру преобразования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

У z

Оу

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4138369/28-14 (22) 20.10.86 (461 30.04.90. Бюл. № 16 (71) Каунасский политехнический институт им. Аитанаса Снечкуса и Конструкторское бюро точного машиностроения (72) К. С. Крищюнас, В. В. Лаурушка, В.-А. А. Пташинскас, Ч. Д. Черняускас, С. П. Бальчюнас, С. А. Гендлин и И. Я. Мазо (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1124924, кл. А 61 В 5/10, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВА.—.

НИЯ ДВИЖЕНИЯ ГОЛОВЫ ЧЕЛОВЕКА

В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ (57) Изобретение относится к медицине, а именно к измерительным приборам для проверки движения головы человека, пред„„SU„„1560091 А I (51)5 А 61 В 5 103 назначенным для проведения психологических, нейрофизиологических и эргономических экспериментов, а также может быть использовано в системах, предназначенных для визуального поиска и определения координат цели. Цель изобретения — повышение достоверности измерений путем выделения угловых и поступательных перемещений головы. Поставленная цель реализуется введением в состав устройства вычислителя 13, каналов преобразования 8 — 12 и пульта 14 оператора, а также дополнительных связей с элементами известного устройства. Применение изобретения позволяет получить электрические сигналы, пропорциональные простым движениям головы (двум угловым и одному поступательному), повысить точность измерения и упростить процедуру преобразования. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1560091

Изобретение относится к медицине, а именно к измерительным приборам для проверки движения головы человека, предназначенным для проведения психологических, нейрофизиологических и эргономических экспериментов, а также может быть использовано в системах, предназначенных для визуального поиска и определения координат цели.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов измерений путем учета угловых и поступательных составляющих движений головы.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — пример конкретного выполнения канала преобразования; на фиг. 3 — то же, вычислителя.

Устройство для преобразования движения головы человека в электрический сигнал содержит три идентичных индуктивных элемента 1 — 3 возбуждения, индуктивные индикаторные элементы 4 — 6, блок 7 источников сигналов, пять каналов преобразования

8 — 12, вычислительное устройство 13 и пульт

14 оператора.

Канал преобразования (8 — 12) содержит усилитель 15, фазовращатель 16 и последовательно соединенные суммирующий резонансный усилитель 17., логарифмический усилитель 18, второй резонансный усилитель

19 и компаратор 20 нуля, блок 21 установки в исходное положение.

Блок 21 установки в исходное положение содержит первый 22 и второй 23 логические элементы И вЂ” HE, первый 24 и второй

25 триггеры, третий 26, четвертый 27 и пятый 28 логические элементы И вЂ” HE, второй счетчик 29, третью схему 30 сравнения кодов, третий триггер 31, второй блок 32 памяти, второй сумматор 33.

В состав канала преобразования входят также фазовращатель 37, коммутатор 38, фазовый детектор 39, ключ 40, схема 41 управления коммутатором, первый счетчик

42, формирователь 43 импульсов, реверсивный счетчик 44, блок 45 памяти, две схемы 46, 47 сравнения, сумматор 48.

Вычислительное устройство 13 содержит первый сумматор 49, две схемы 50, 51 разности, второй сумматор 52, перемножитель

53, управляемый сумматор 54, первый цифроаналоговый преобразователь 55, два блока

56, 57 памяти, второй цифроаналоговый преобразователь 58, схему 59 управления блоками памяти, третий и четвертый цифроаналоговые преобразователи 60, 61.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в какой-то момент времени голова человека меняет направление движения на обратное. В это время к опорному входу фазового детектора 39 подключен выход фазовращателя 37 с фазой, например, ср;=2л —; на выходах блока 45 памяти имеется код

55 числа Ni, а .на выходах сумматора 48 код числа Ng=N +K (N p+I) . С изменением направления движения головы разность фаз между информационным и опорным сигналами на входах фазового детектора 39 начинает уменьшаться и, следовательн6, код числа Ni на выходах блока 45 памяти также уменьшается. В момент равенства кодов чисел N) и Nimin на входах первой схемы 46 сравнения кодов, вырабатывается импульс, поступающий на входы обратного счета реверсивного счетчика 44 и схемы 41 управления коммутатором. Это означает, что при движении головы катушка возбуждения достигла нижней границы апертуры. Код на выходах реверсивного счетчика 44 уменьN >=Neap+i — 1, одновременно схема 41 управления коммутатором вырабатывает команду коммутатору

38, согласно которой коммутатор 38 подключает к опорному входу фазового детектора 39 выход фазовращателя 37 с фазой

i — 1

q>; i ††2, после чего разность фаз между сигналами на входах фазового детектора 39 становится 180, на выходах блока 45 памяти появляется код числа N p, а на выходах сумматора 48 — код числа

Nq=N i p+ K(N p+i — 1) . При дальнейшем движении головы разность фаз между сигналами на входах фазового детектора 39 уменьшается, соответственно уменьшается код на выходах блока 45 памяти,и в момент времени, когда Ni — — Л 1;., схема 46 сравнения кодов вырабатывает следую щий импульс. Выходной код реверсивного счетчика

44 становится N> — — N p+i — 2, что аналогично описанному выше. Срабатывает коммутатор

38, который подключает к опорному входу фазового детектора 39 выход фазовращателя

i — 2

37 с фазой ср; =2л

Разность фаз между входными сигналами опять увеличивается до 180, на выходах блока 45 памяти появляется код числа Nqy, а на выходах сумматора 48 — код числа

Ng=Ni p+f((Neap+i — 2) . Последующие циклы работы схемы аналогичны. Когда положение возбуждающей катушки будет соответствовать выбранной точке канала отсчета (q =0), к опорному входу фазового детектора 39 будет подключен выход фазовращателя 37 с фазой ср,=0, на входах блока 45 памяти будет код числа Nip, на выходах реверсивнога счетчика 44 — код числа Nzp, а на выходах сумматора 48 — код числа N — N p+

+К iV p. При дальнейшем движении головы, в следующий момент равенства кодов чисел

Л 1 и МI min, на входах реверсивного счетчика 44 появится код числа Nz=Nzp — 1, к опорному входу фазового детектора 39 будет подключен выход фазовращателя 37 с фазой р,=2л —, на выходах блока 45 памяти по— н

1560091

Формула изобретения

5 явится код числа N>o, а на выходах сумматора 14 — код числа N N

Последующие циклы работы схемы аналогичны. Если необходимо установить в исходное положение схему в другой точке измерительного диапазона движения головы, необходимо нажать и отпустить кнопку на пульте 14 оператора.

Таким образом, на выходах каждого канала преобразования получаются коды чи- 10 сел, пропорциональные движению головьк

Движение головы человека может быть xm угловым, т. е. поворот головы вокруг осей х, у, z — Ф„, Ф„, Ф„так и поступательным. Наиболее естественным поступательным движением является движение головы вперед †наз, т. е. вдоль оси х, которое фиксируется как сложное движение.

1. Устройство для преобразования движения головы человека в электрический сигнал, содержащее первый, второй и третий каналы преобразования, первый и второй индуктивные элемеНты возбуждения, первый, второй и третий индуктивные индикаторные элементы, одни выходы которых соединены с соответствующими входами каналов преобразования, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерений путем учета угловых и З0 поступательных составляющих движений головы, в него введены вычислитель, выходы которого являются выходами устройства, четвертый и пятый каналы преобразования, пульт оператора, причем одни выходы всех б каналов преобразования соединены с одними входами вычислителя, а первый выход пульта оператора — с другим входом вычислителя, блок источников сигналов и третий индуктивный элемент возбуждения, причем первая группа выходов блока источников сигчалов соединена с соответствующими входами индуктивных элементов возбуждения, второй выход пульта оператора соединен с первыми входами всех каналов преобразования, другие выходы которых соединены с группой входов блока источников сигналов, второй вход первого канала преобразования соединен с вторым выходом пер вого индуктивного индикаторного элемента, второй и третий входы второго канала преобразования соединены с четвертым и третьим выходами второго индуктивного индикаторного элемента, второй вход третьего канала преобразования соединен с вторым выходом второго индуктивного индикаторного элемента, второй и третий входы четвертого и пятого каналов. преобразования соединены соответственно с четвертым, третьим, вторым и первым выходами третьего индуктивного индикаторного элемента, четвертые и пятые входы всех каналов преобразования соединены с второй группой выходов блока источников сигналов.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что индуктивные индикаторные элементы выполнены в виде плоских катушек, две из которых состоят из взаимно перпендикулярных двухкардинатных катушек, а третья— однокардинатная, причем каждая из катушек выполнена в виде двух секций, выводы которых являются выходами индуктивных ннди. каторных элементов.

l 560091

Составитель А. Сапко

Реда ктор А. М ако вск ая Техред И. Верее Корректор Т. Палий

Заказ 929 Тираж 555 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О!