Устройство для преобразования движения головы человека в электрический сигнал

(51)5 А 61 В 5 10 СУДАРСТВЕННЫ ИЗОБРЕТЕНИЯМИ ГКНТ СССР МИТЕТТНРЫТИЯМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТ ВТОРСНОМУ СВИДЕ ститут орское ушка,рняуска ОВА. - ВЕКА дл пред(71) Каунасский политехнический иним. Аитанаса Снечкуса и Конструктбюро точного машиностроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ГОЛОВЫ ЧЕЛОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ(57) Изобретение относится к медицименно к измерительным приборапроверки движения головы человека ЯО 1560091 А 1 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 преобразо- Ж вания. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.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 - НЕ, первый 24 и второй 25 триггеры, третий 26, четвертый 27 и пятый 28 логические элементы И - НЕ, второй счетчик 29, третью схему 30 сравнения кодов, третий триггер 31, второй блок 32 памяти, второй сумматор 33,В состав канала преобразования входят также фазоврашатель 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;=2 л - ; на выходах блока 45 памяти имеется код 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 числа Мь а на выходах сумматора 48 код числа Л=Л+К (%го+1). С изменением направления движения головы разность фаз между информационным и опорным сигналами на входах фазового детектора 39 начинает уменьшаться и, следовательнб, код числа М на выходах блока 45 памяти также уменьшается. В момент равенства кодов чисел М 1 и М; 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 уменьшается на единицу, т. е. Мг=йго+ - 1, и одновременно схема 41 управления коммутатором вырабатывает команду коммутатору 38, согласно которой коммутатор 38 подключает к опорному входу фазового детектора 39 выход фазовращателя 37 с фазойс - 11=2 д, после чего разность фаз между сигналами на входах фазового детектора 39 становится 180, на выходах блока 45 памяти появляется код числа Уо, а на выходах сумматора 48 - код числа ЛЪ=М 1 о+К(%го+ - 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 У 1=Л 1 ; схема 46 сравнения кодов вырабатывает следую щий импульс. Выходной код реверсивного счетчика 44 становится Фг=Лго+ - 2, что аналогично описанному выше, Срабатывает коммутатор 38, который подключает к опорному входу фазового детектора 39 выход фазовращателя- 237 с фазой р; г=2 л Разность фаз между входными сигналами опять увеличивается до 180, на выходах блока 45 памяти появляется код числа Лщ а на выходах сумматора 48 - код числа Ъ=Л 1 О+К(Лго+ - 2) . Последующие циклы работы схемы аналогичны. Когда положение возбуждающей катушки будет соответствовать выбранной точке канала отсчета (р=0), к опорному входу фазового детектора 39 будет подключен выход фазовращателя 37 с фазой р,=0, на входах блока 45 памяти будет код числа У 1 О, на выходах реверсивнога счетчика 44 - код числа Иго, а на выходах сумматора 48 - код числа Л=М 1 О+ +К Иго. При дальнейшем движении головы, в следующий момент равенства кодов чисел Л 1 и М т;и, на входах реверсивного счетчика 44 появится код числа Уг=йго - 1, к опорному входу фазового детектора 39 будет подключен выход фазовращателя 37 с фазойр,=2 л - , на выходах блока 45 памяти по - Ю1560091 Формула изобретения 5явится код числа %о, а на выходах сумматора 14 - код числа У=Фа+К(Уо - 1). 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 образомна выходах каждого канала преобразования получаются коды чи сел, пропорциональные движению головьк. Движение головы человека может быть как угловым, т. е, поворот головы вокруг осей х, у, г - Ф, ф, Фтак и поступательным. Наиболее естественным поступательным движением является движение головы вперед в наз, т. е. вдоль оси х, которое фиксируется как сложное движение,201. 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 ЗО поступательных составляющих движений головы, в него введены вычислитель, выходы которого являются выходами устройства, четвертый и пятый каналы преобразования, пульт оператора, причем одни выходы всех бканалов 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 первого 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.560091 Составитель А. СапкоТехред И. ВерееТираж 555 Редактор А. МаковскаяЗаказ 929 орректо одписно алии ытиям при ГКНТ СС д. 4/5Род, ул. Гагарина, 1 О НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и от113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб Производственно-издательский комбинат Патент, г. Уж