RU35222U1 - Устройство для индикации движения - Google Patents

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области технических средств представления информации о скрытном движении и может быть широко использована, в частности, для представления ценной информации о препятствиях на пути передвижения инвалидов по зрению; туристов (и любому человеку) при их перемещении в темноте, густом тумане, сильном снегопаде и иных сложнь х погодных условиях; охранным структурам о сфьпном перемещении охраняемых ими объектов; а также в качестве сигнального (сторожевого) устройства, например транспорта, и т.д.

Известны технические средства для аналогичного назначения с разной конструктивной реализацией достижимости техничесжого результата.

Известно устройство для ориентации инвалидов по зрению, основанное на измерении расстояния до препятствия методом отраженной ультразвуковой волны. Одно из первых таких устройство было реализовано с помощью радиоламп и его вес составлял несколько килограмм, что доставляло большие неудобства для пользователя 1.

Известно техническое средство реабилитации инвалидов по зрению 2, которое позволяет им самостоетельно передвигаться в незнакомой для них местности. Изобретение обеспечивает возможность слепому человеку самостоятельно ориентироваться в незнакомой местности, получать информацию о дальности обнаруженного предмета и опознавать его. Это достигается тем, что в устройстве применена оптика с использованием профиля Френеля и лазерного излучателя. Приемник выполнен в виде шесгиплощадочной линейки, совмещена по длине с оптической осью. В устройство введен магнитный компас, шкала которого индицируется звуковыми колебаниями. Ситал от каждой фотоплощадки кодируется своим кодом и заполняется звуковой частотой, определяемой положением матитной стрелки. Логарифмический блок регулирует громкость звуковых ситалов в зависимости от отражательной способности предметов препятствия. Устройство может комплектоваться звуковым шагомером. Однако это устройство не имеет высокой точности индикации движения.

на использовании ультразвука, в частности, ультразвуковые локаторы, BbinycKaeMbte в Новой Зеландии (Pulse Data International Ltd.), в Канаде (Brytech Inc. Canada), США (Nurion Industries USA) и др.

лазерного типа, в частности, выпускаемые в США (Nurion Industries USA) и др.

Все эти устройства имеют вес от 0,2 до 0,5 кг и высокую стоимость (от 775 до 2.500 и выше долл. США).

Известно техническое средство по обеспечению ориентирования слепых в окружающем пространстве, наиболее близкое к предлагаемой полезной модели и прин5чтое в качестве прототипа 3, представляющие собой ультразвуковые локаторы. Для восприятия слуховым анализатором отраженного сипнала его необходимо перевести в область звуковых частот, что осуществляют с помощью выделения низкочастотной огибающей. При этом воспринимается только часть информации, содержащейся в эхо-сигнале. В предлагаемом способе в качестве зоьщирующепэ используется сложный ситал. Отклик согласованной фильтрации в атом случае близок к импульсной характеристике рассеивающего объе1сга. Для согласования частотного и временного диапазонов сигнала со слуховым анализатором производят временное растяжение откликов согласованной фильтрации в каждом канале приема. Восприятие инвалидом по зрению совокупности сипчалов от близлежащих объектов, позволяет ему создать акустическую картину окружающей обстановки.

Недостатком извесшого устройства состоит в невысокой точности индикации, относительно большом весе и высокой стоимости

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является существенное снижение ее стоимости (по сравнению с мировыми аналогами), что обеспечивает доступность заявляемого устройства практически всем слоям населения, а также более высокая надежность работы устройства и точность индикации движения.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для индикации движения, содержащем генератор, соединенный через усилитель тока с ультразвуковым преобразователем, подсоединенным к усилителю отраженного ситала, и преобразователь электрического сипнала в звуковой, в соответствии с прелагаемой полезной моделью, усилитель отраженного сигнала через компаратор и анализатор времени и выдачи звукового сигнала соединен с преобразователем эле1арического сигнала в звуковой, генератор подсоединен к блоку управления, а в качестве преобразователя электрического ситала в звуковой использована микро-ЭВМ, размещенная в анализаторе времени и выдачи звукового ситала, причем генератор, компаратор, блок управления и анализатор времени и выдачи звукового ситала с размещенной в нем микро-ЭВМ, расположены в корпусе устройства для индикации движения.

Генератор (1) соединен через усилитель тока (2) с ультразвуковым преобразователем (3), который подсоединен к комларатору (4) через усилитель отраженного сигнала (5); генератор (1) соединен с блоком управления (6), а компаратор соединен через анализатор времени и выдачи звукового сигнала (7) с преобразователем звукового сигнала (8).

Работа предлагаемого устройства поясняется фиг.1 и 2. На фиг. 2 изображено в координатах напряжение («U) и время («t) преобразование электрических сигналов в звуковые. На фиг. 2А - сигнал, поступивший с ультразвукового преобразователя (3); на фиг. 2Б - усиленный ситал и опорное напряжение, поступившее с блока управления (5); на фиг2В - сигнал из компаратора, где он возникает в результате сравнения опорного сигнала и принятого отраженного сипнала (компоратор имеет два входа - опорный сигнал от блока управления и отраженный сигнал) (4), сипнал поступает в анализатор времени и выдачи звукового ситала (6).

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Генератор (1) вырабатывает электрический сигнал, который представляет собой радиоимпульс заданной частоты и длительности и подает напряжение через усилитель на ультразвуковой преобразователь (3), который работает в двух режимах: как в качестве излучателя ультразвука, так и в качестве приемника отраженного от объекта (лрепятствия) ультразвукового сипчала. Отраженный от объекта ультразвуковой сигнал попадает в ультразвуковой преобразователь (3), где происходит его преобразование в электрический сигнал (фиг. 2 А), который усиливается в усилителе отраженного сигнала (5) как это видно из фиг. 2Б, и поступает на компаратор (4), в котором как показано на фиг. 2 (Б и В) происходит формирование ситала, который образуется путем сравнения опорного и отраженного сигналов.

С помощью имеющегося в анализаторе времени и выдачи звукового сигнала (7) микро-ЭВМ, управляемой специально заданной программой, осуществляется генерация ультразвукового ситала, обработка принятого отраженного ситала, его анализ и определение с точностью 0,3 метра расстояния до объекта (препятствия).

В зависимости от дальности до объекта (препятствия) анализатор времени и выдачи звукового ситала посылает сигнал определенной тональности и частоты который тем выше и чаще, чем ближе расстояние до объекта (препятствия) в преобразователь звукового ситала (8), в котором, в свою очередь, происходит преобразование электрического ситала, поступившего из анализатора (7) в звуковой (В).

Кроме того, блок управления (6) осуществляет запуск генератора (1), что на фиг.1 представлено в виде соединения 1 и 6. Управление запуском генератора происходит сразу после выхода звукового ситала с преобразователя звукового ситала (8), что обеспечивает определенную периодичность звукового ситала и ее частоту. Тональность формируется блоком управления и подчиняется следующему выражению;

Предлагаемая полезная модель опробована в лабораторном варианте в Санкт-Петербургском государственном университете. Она представляет собой компактное, миниатюрное устройство для индикации движения, которое смонтировано в пластмассовом футляре шириной 5,5 см., длиной 12 см. и высотой 2,8 см., которое свободно размещается в руке и весит не более 200 фамм.

Дальность его действия, также как вес и удобство пользования потребителями за счет его компактности, сопоставимы с мировыми аналогами, упомянутыми выше в данном описании, и составляет 4-5 метров. Точность индикации высока: не хуже 0,3 метра. Измерение расстояния от объекта (препятствия) может начинаться с расстояния 0,7 метров.

Кроме этого, большим преимуществом предложенной полезной модели являются высокая степень надежности и низкая стоимость по сравнению с западными анапо1ами: стоимость лабораторного образца не выше 15 долл. США (в Новой Зеландии - 775, в Канаде - 950, в США -от 870 до 2.250 долл. США соответственно).

В России в настоящее время подобные устройства не производятся.

Использованные источники 1.Бергман Л. «Ультразвук и его применение 1956, с. 726. 2.Патент РФ № 2068678. 3.Патент РФ № 2053746 (прототип). Представитель Заявителя по доверенности (в деле)Л/ в науке и технике, Москва, ИЛ, //уХ/Т.И.Матвеева

Claims (1)

1. Устройство для индикации движения, содержащее генератор, соединенный через усилитель с ультразвуковым преобразователем, который подсоединен к усилителю отраженного сигнала, и преобразователь электрического сигнала в звуковой, отличающееся тем, что усилитель отраженного сигнала через компаратор и анализатор времени и выдачи звукового сигнала соединен с преобразователем электрического сигнала в звуковой, генератор подсоединен к блоку управления, а в качестве преобразователя электрического сигнала в звуковой использована микро-ЭВМ, размещенная в анализаторе времени и выдачи звукового сигнала, причем генератор, компаратор, блок управления и анализатор времени и выдачи звукового сигнала с размещенной в нем микро-ЭВМ, расположены в корпусе устройства для индикации движения.