Ультразвуковой локатор для слепых

 

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЛОКАТОР ДЛЯ СЛЕШХ, соде мкащий последовательно соединенные электроакустический преобразователь, приемник, мультивибратор, передатчик и индикаторное устройство; подключенное к выходу мультивибратора, о тл и чаю ще ее я тем, что, с целью повышения точности определения расстояния до препятствия путем выделения ближней и дальней зон, он снабжен блоком масштабного измерения интервалов времени, включенным между приемником и мультивибраторе , а индикаторное устройство выполнено в виде звукового сигнализатора и двух тактильных датчиков, связанных через логическую схему с выходом мультивибратора. 2. Локатор по П.1, о т л и ч а-, ю щ и и .с я тем, что блок масштабного измерения интервалов времени выполнен из последовательно соединенi ных триггера, RC-цепи, порого вой схемы с формирователем импульсов, (Л С -при этом вход триггера подключен .к выходу приемника, а выход пороговой схемы - с входом мультивибратора. in : эо э х

1 (19) (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, PECflYEi JlHH

3(Я) А 61 Р 9 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И ABTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ . (21) 3385531/28-13 (22) 08,01.82 (46) 15.11.83. Бюл. В 42 (72) В ° А.усик, В.В.Елисеев и Е,A.Tèøåíêî (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения (53) 615.471(088.8) (56) 1.Патент Великобритании

У 1379541, кл A 61 F 9/08, 1975.

2. Патент Великобритании

9. 1284027, кл. Н 4 Ю 1969. (54)(57) 1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЛОКАТОР

ДЛЯ СЛЕПЫХ, содержащий поеледовательно соединенные электроакустический преобразователь, приемник, мультивибратор, передатчик и индикаторное устройство, подключенное к выходу мультивибратора, о тл ич ающе е с я тем, что, с целью повышения точности определения расстояния до препятствия путем выделения ближней н дальней зон, он снабжен блоком масштабного измерения интервалов времени, включенным между приемником и мультивибратором, а индикаторное устройство выполнено в виде звукового сигналиэатора и двух тактильных датчик в, связанных через логическую схему с выходом мультивибратора.

2. Локатор по п.1, о т л и ч а-. ю шийся тем, что блок масштабного измерения интервалов времени выполнен иэ последовательно соединен ных триггера, RC-цепи, пороговой схемы с формирователем импульсов, .при этом вход триггера. подключен к выходу приемника, а выход пороговой схемы — с входом мультнвибратора.

1053829

Изобретение относится к медицин= ской технике, а именно R устройствам для ориентации слепых в пространстве.

Известен ультразвуковой локатор для слепых, состоящий из передатчика ультразвуковых импульсов, приемного логического индикаторного устройства jig .

Однако извес-.ный ультразвуковой прибор имеет значительную погреш- 10 ность при определении расстояния до объекта, расположенного в пределах 1-2 м от слепого.

Наиболее близким к предлагаемому является ультраэвуксвой локато- 1.Я для слепых, содержащий последовательно соединенные электроакустический преобразоваталь, приемник, мультивибратор, передатчик и индикаторное устройство, подключен- 20 ное к выходу мультивибратора (21 .

Однако в известном ультразвуко- вом локаторе для слепых частота повторения импульсов передатчика слабо зависит от дальности, что 25 приводит к большим по грешно ст ям при определении малых расстояний до препятствий.

Цель изобретения — повышение точности определения расстояния до препятствия путем выделения ближней и дальней зон.

Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой локатор для слепых, содержащий последовательно соединенные электроакустический пре- образователь, приемник, мультивибратор, передатчик и индикаторное устройство, подключенное к выходу мультивибратора, снабжен блоком масштабного измерения интервалов времени, 49 включенным между приемником и мультивибратором, а индикаторное устройство выполнено в виде звукового сигна лизатора и двух тактильных датчиков, связанных через логическую схему с 45 выходом мультивибратора.

При этом блок масштабного измерения интервалрв времени мох<ет быть вы,, полнен из последовательно соединенных триггера, RC-цепи, пороговой схе-50 мы с формирователем импульсов, причем вход триггера подключен к выходу приемника, а выход пороговой схемы — с входом мультивибратора.

На фиг, 1 изображена фуньциональная схема ультразвукового локатора для слепых; на фиг. 2 — блок-схема индикаторного устройства; на фиг. 3 временные диаграммы, поясняющие работу ультразвукового локатора для 60 слепых; на фиг. 4 — схема блока масштабного измерения интервалов времени на фиг. 5 — временные диаграммы, поясняющие работу блока масштабного измерения интервалов времени.

Ультразвуковой локатор для слепых содержит электроакустический преобразователь 1, приемник 2, блок масштабного измерения интервалов времени 3, мультивибратор 4,передатчик 5 и индикаторное устройство б.

Индикаторное устройство состоит из двух тактильных датчиков 7 и 8,звукового датчика 9 и логической схемы, состоящей иэ схемы сравнения 10,триг. гера 17, коммутатора 12, мулвтивибратора зоны 13, тонального генератора 14. Блок масштабного измерения интервалов времени состоит из триггера 15, RC-цели, включающей резисторы 16 и 17, диод 18 и конденсатор

19, пороговой схемы, состоящей иэ элемента И-НЕ 20, диода 21, резис- тора 22, с формирователем выходчых импульсов, включающим дифференцирующую цепочку иэ конденсатора 23 и резистора 24 и усилительного каскада на транзисторе 25.

Ультразвуковой локатор для слепых работает следующим образом.

При отсутствиями препятствий мультивибратор 4 находится в автоколебательном режиме с частотой повторения 4 примерно 1,5 Гц и вырабатывает короткие импульсы, запускающие передатчик 5. При наличии препятствий ультразвуковые .импульсы, отраженные от них, . преобразованные электроакустическим преобразователем 1 в электрические и усиленные приемником 2, попадают на блок 3 масштабного измерения интервалов времени. В блоке 3 временное расстояние между зондирующим импульсом передатчика 5 и отраженным импульсом на выходе приемника 2 преобразовывается в масштабный коэффициент К. Импульс с выхода блока 3 запускает мультивибратор 4, который при наличии отраженных сигналов ухте работает как ждущий, так как период его собственных колебаний больше -2 ТП,,<. Импуль<: мультивибратора 4 запускает передатчик 5 и цикл повторяется, Таким образом, локатор работает как генератор импульсов, частота которых зависит от дальности. Частота мультивибрато ра 4, как и передатчика 5, несет информацию о дальности до ближайшего препятствия и выражается формулой 1

2Tk

Выражая время через дальность D и скорость распространения ультра.4 звука 1, .окончательно получим

4-- — °

9 91<

Работа блока 3 масштабного измерения интервалов времени поясняется эпюрами напряжений (фиг. 5), Импульсы с мультивибратора 4, запускающие передатчик 5, обнуляют тригl053S29 гер 15. Конденсатор 19 начинает разряжаться по цепочке — открытый диод 18, сопротивление 16. Первый отраженный импульс, приходящий с приемника 2, переключает триггер 15, и конденсатор 19 начинает заряжаться по цепочке 1б,17,19. Другие импульсы с выхода приемника 2 в этом периоде зондирования изменить состояние триггера 15 не могут. Отраженные импульсы, попадающие в следующий период зондирования, лежат ниже порога срабатывания приемника 2, так как К подбирается таким образом, чтобы удовлетворялось неравенство Т К > T „, где Т вЂ” минимальный временной интервал, изме ряемый локатором, определяющийся длительностью импульсов передатчика 5. Кроме того, система временной регулировки усиления приемника 2 дополнительно подавляет зти импульсы. Таким образом, ультразвуковой локатор обеспечивает работу только по первому отраженному импульсу.

При достижении на конденсаторе 19 напряжения отпирания схемы 20 на выходе блока 3 формируется положительный импульс, Цепочка 21, 22 служит для удержания на заряженном конденсаторе 19 напряжения близкого к пороговому.

Расстояние, .измеряемое локатором, разбито на две зоны: ближнюю до 1 мм, т.е. предупреждающую о непбсредственном контакте с препятствием, и всю остальную, Два

;пальца слепого постоянно находятся на тактильных датчиках 7 и 8, в каждой зоне работает свой датчик, а звуковой датчик 9 при переходе йэ одной зоны в другую меняет тональ ность излучаемых импульсоВ.

Индикаторное устройство 6 работает следующим образом.

Импульсы с мультивибратора 4 подаются на мультивибратор 13 зоны, Вырабатывающий импульс длительностью, соответствующей дальности 1 м, который подается на схему 10 сравнения, туда же поступает импульс с прием1О ника 2. Напряжение с выхода схемы 10 сравнения управляет состоянием триггера 11 а последний управляет коммутатором 12. Коммутатор 12 подключает импульсный сигнал смультивибрато15 ра 4 либо к одному, либо к другому. тактильным датчикам 7 и 8 в зависимости от дальности. Триггер 11 также в зависимости от дальности управляет частотой тонального генератора 14, I который модулируется импульсами с мультивибратора 4, Импульсы звуковой частоты с выхода тонального генератора 14 подаются на звуковой датчик 9.

Таким образом, введение блока масштабного измерения,интервалов времени исключает в ультразвуковом локаторе постоянную задержку, равную времени прохождения ультразвукового импульса от локатора до препятствия, расположенного на максима.,;ьной дальности и обратно, при этом определение расстояния до близко расположенных объектов производится с большой точностью.

Изобретение обеспечивает, повыше(ние точности определения расстояния

,до объекта эа счет введения двух ;зон по дальности, кроме того, эа, счет введения токовой модуляции до40 полняется сенсорное восприятие сле-!, по го, ) 1053829

1053829 с

lI l !

Составитель О.левин

Редактор B,ÊîITóí Тещэед M.Òåïåð Корректор A.Дзятко

Закаэ. 8961/4 . Тираж 713 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035р Москва, Ж-35, Раушская наб:.t д, 4/5

Филиал ППП Патент™, г. Ужгород, ул. Проектная, 4