Устройство для ручного ввода данных

СОЮЗ С 08 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 30 ОПИСАНИ Н АВТОРСКОМУ ТЕНИЯ ВИДЕТВЪСТ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Особое конструкторское бюро биологической и медицинской киберне. тики Ленинградского электротехнического института нм. В.И, Ульянова(56) 1. Венда В.ф, Инженерная психо:логия и синтез систем отображения информации. Я., "Машиностроением, 1975, с; 334.2. Авторское свидетельство СССРВ 541148, кл. 6 05 В 23/00,1976(прототип.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РУЧНОГО ВВОДА ДАННЫХ, содержащее блок сигнализации, датчик положения оператора, выход которого подключен к входу вычислительного блока, выход которого соединен с первьщ входом первого элемента запрета, второй вход которо го подключен к первому выходу блока ручного управления, а выход - к .входам первого и второго коммутаторов, выходы которых подключены к входам блоков исполнительных элементов и .индикации соответственно, о т л ич а,ю щ е е с.я тем, что, с целью повышения надежности , в него введены второй элемент запрета , ключ, дешифратор, сигнализатор переднего фронта, первый и второй сигнализато ры заднего фронта, первый и второй блоки элементов И, первый и второй блоки элементов ИЛИ, элемент И и элемент ИЛ, блок памяти и блок пороговых элементов, входы которого являются соответствующими входами устройства, а выходы подключены к соответствующим входам сигнализатора переднего фронта, первого сигнализатора заднего фронта и к группе вхо.дов первогоблока элементов И, второй вход которого соединен с выходом второго сигнализатора заднего Фронта, а выходы подключены к соответствующим входам первой группы первого блока элементов ИЛИ, входы второй группы которого подключены к соот- ветствукицим выходам сигнализатора переднего Фронта, а выходы соединены с входами первой группы блока памяти входы первой и второй групп второго блока элементов ИЛИ соединены с группами выходов дешифратора и первогосигнализатора заднего Фронта соответственно, группа выходов второго блока элементов ИЛИ подключена к входам второй группы блока памяти, группа выходов которого соединена с группами входов второго блока .Я элементов И и элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен к первойу входу элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом блока ручного управления, второй выход которого соединен с первым входом второго элемента запрета и через ключ - с входом второго сигнализатора заднего Фронта, с другим входом первого коммутатора и с выходом второго-элемента запрета, второй вход которого соединен с выходом элемен та И с входом второго блока элементов И, группа выходов которого соединена с группой входов блока сигнализации, выход вычислительного блока подключен к входу дешнфратора, 1027712Изобретение относится к автоматикеи может быть использовано для вводакомандной информации в управляемыйОбъект в автоматизированных системахчеловек-машина.Известно избирательное устройство для ручного ввода данных, содержащее блоки исполнительных элементови индикации, первый и второй коммутаторы и орган управления, подключенный к коммутаторам через номеранабиратель1 ,Недостатками данного устройстваявляются низкое быстродействие ималая надежность, связанные с тем,что оператору приходится выполнятьбольшое количество операций.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для ручноговвода данных, содержащее датчикположения оператора, соединенныйс вычислительным блоком, подключенным через элемент запрета к входампервого и второго коммутаторов;.блок Фиксации режимов, соединенныйс вторым входом элемента запрета;орган управления, соединенный свторым входом первого коммутатора,выходы которого подключены к блокуисполнительных элементов, и блокИндикаторов, подключенный к выходамвторого коммутатора 2 .30Недостатком данного устройстваявляется ограниченная надежность,связанная с ошибками оператора из-заотсутствия у него автоматическогооповещения:о состоянии управляемого 35объекта.Цель изобретения - повышение надежности устройства.Указанная цель достигается тем,что в устройство для ручного ввода 40данных, содержащее блок сигнализации,датчик положения оператора, выходкоторого подключен к входу вычислительного блока, выход которого соединен с первым входом первого элемента запрета, второй вход которогоподключен к первому выходу блокаручного управления, а выход - к входам первого и второго коммутаторов,выходы которых подключены к входамблоков исполнительных элементов ииндикации соответственно, введенывтррой элемент запрета, ключ дешифратор, сигнализатор переднего фронта,первый и второй сигнализаторы заднегоФронта, первый и второй блоки элементов И, первый И второй блокиэлементов ИЛИ, элемент И и элементИЛИ, блок памяТи и блок пороговыхэлементов, входы которого являютсясоответствующими входами устройства, 60а выходы подключены к соответствующим входам сигнализатора переднегофронта; первого сигнализатора заднегофронта и к группе входов первогоблока элементов И, второй вход которого соединен с выходом второго сигнализатора заднего Фронта, а выходыподключены к соответствующим входампервой группы первого блока элементов ИЛИ, входы второй группы которогоподключены к соответствующим выходамсигнализатора переднего фронта, а:выходы соединены с входами первойгруппы блока памяти, входы. первой и второй групп второго блокаэлементов ИЛИ соединены с групнамивыходов дешифратора и первого сигнализатора заднего фронта соответственно, группа выходов второго блокаэлементов ИЛИ подключена к входамвторой группы блока памяти, группавыходов которого соединена с группами входов второго блока элементовИ и элемента ИЛИ, выход элемеъта ИЛИподключен к первому входу элемента И,второй вход которого соединен с первым выходом блока ручного управления,второй выход которого соединен спервым входом второго элементазапрета и через ключ - с входом второго сигнализатора заднего фронта,с другим входом первого коммутатораи с выходом второго элемента запретавторой вход которого соединен с выходом элемента И и с входом второгоблока элементов И, группа выходов.которого соединена с группой входовблока сигнализации, выход вычислительного блока подключен к входудешифратора.На чертеже приведена блок-схемаустройства.На схеме показаны датчик 1 положения оператора, вычислительныйблок 2, первый элемент 3 запрета,первый 4 и второй 5 коммутаторы,блок б индикации, блок 7 исполнительных элементов., орган 8 управления,узел 9 сигнализации режима управления, второй элемент 10 запрета, ключ11, блок 12 сигнализации, второйблок 13 элементов И, блок 14 пороговых элементов, дешифратор 15, сигнализатор 16 переднего Фронта первыйсигнализатор 17 заднего Фронта,первый 18 и второй 19 блоки элементов ИЛИ, блок 20 памяти, первыйблок 21 элементов И, второй сигнализатор 22 заднего Фронта, элементы ИЛИ и И 23 и 24, блок 25 ручного управленияУстройство работает следующимобразомРабота оператора состоит из последовательности циклов, каждый изкоторых включает период сбораинформации и период управления. В период сбора информации оператор осматривает индикаторы блока 6 и принеобходимости (например при отклонениях параметров от нормы) принимаетрешение о том, какие управляющиевоздействия следует произвести,чтобы нормализовать состояние системы. Управляющие воздействия выполняются следующим образом.Так же, как и в прототипе, оператор смотрит на индикатор, значение параметра на котором необходимо изменить, При этом датчик 1 положения например датчик координат фиксации взгляда оператора) вырабатывает информацию, на основании которой в вычислительном блоке 2 рассчитывают координаты точки фиксации взгляда оператора, а также определяют, какой индикатор находится в той области, куда попала точка Фиксации взгляда. При отсутствии запрета от узла 9 в коммутаторах 4 и 5 по команде от блока 2 через элемент 3 производится выбор исполнительного элемента и индикатора, соответствующих координатам точки фиксации взгляда оператора. Для ввода управляющего воздействия оператор включает орган 8 управления. При этом срабатывает У ,. узел 9, после чего разрешается выдача органу 8 управления управляюЮего сигнала.Узел 9 подает сигнал на первый элемент 3 запрета, в результате чего запрещается переключение коммутаторов 4 и 5 от вычислительного блока 2. Коммутатор 4 через. второ;элемент 10 запрета подключает орган 8 управления к выбранному исполни тельному элементу в блоке 7. Этот исполнительный элемент соответствует индикатору, на который смотрит:оператор. Коммутатор 5 включает сигнализацию у этого индикатора в блоке б, которая служит сигналом обратной связи для оператора, подтверждая Факт зрительногообращения к данному индикатору.Указанный процесс повторяется для каждого из управляющих воздействий, входящих в данный период управления.Однако в отличие от прототипа в предлагаемом устройстве в период сбо ра информации производят анализ полноты собранной оператором информации. Анализ производится блоками 14 - 24 путем выделения индикаторов, параметры на которых вышли за допустимые пределы, а фиксации взгляда оператора на них при этом не было. Таким образом, если оператор не видит выхода за допустимые пределы ряда параметров объекта, то в момент Фиксации режима, предшествующий периоду ввода управляющих воздействий, на второй элемент 10 запрета поступает команда, запрещающая прохождение управляющих воздействий от органа 8 управления на коммутатор 4, Одновременно в блоке 12 включается сигнализация для привлечения внимани оператора к тем индикаторам, на которых он не видит выхода параметров за допустимые пределы. Такая индивидуальная сигнализация у каждого изиндикаторов может сопровождаться иобщей, например звуковой, сигнализацией, Далее у оператора есть двевозможностиг осмотреть рекомендуемыеиндикаторы с целью принятия решенияна основе полной информации, послечего включить ключ 11, чтобы запретна управление не поступил в период1 О выполнения всей цепочки управляющихвоздействий; или сразу отметить зап-рет на управление с помощью ключа 11,если у оператора нет сомнений в принятом решении. В любом случае ключ 1115 необходимо вернуть в исходное положение после выполнения всей требуемой цепочки управляющих воздействий.Таким образом, предлагаемое устройст.во обращает внимание опера=ора на20 то, что он собрал не всю существенную в данной задаче информацию. Далееустройство может работать или какпрототип (при использовании операто-ром ключа 11), или позволить опера 25 тору легко собрать дополнительнуюинформацию, необходимую для принятияобоснованного решения.Рассмотрим более подробно работублоков 13 - 24,Значения каждого из контролируемыхпараметров объекта управления вепрерывно поступают на блок 14 Схемаблока 14 выполнена, например, .иаоснове триггеров Шмитта, находящихсяв единичном состоянии, когда соотЗ 5 ветствующие параметры превыаают ихпороговые уровни, а в противном слу .чае - в нулевом состоянии, В моментпревьааения каким-либо из параметровобъкта допустимого предела срабатыва 40 ет сигнализатор 16, выполненный,например, на основе дифференцирующейцепочки, и формирует импульс, которыйчерез один из элементов ИЛИ"блока 18устанавливает в единичное состояние45 соответствующую ячейку блока 20 памяти, Сброс блока памяти может бытьпроизведен через один из вторыхэлементов ИЛИ блока 19 в одном издвух случаев,50 Контролируемый параметр, вышедшийза допустимый. предел, возвратился кнормальному значению (при этом сброспроизводится от сигнализатора .17).Оператор обнаружил выход парамет 5ра за допустимый предел, т. е,посмотрел иа индикатор в тот промежуток времени, когда контролируемыйпараметр находился вне допустимого.уровня. Регистрация этого событияпроизводится следующим образом,Координаты точки фиксации взглядаиз вычислительного блока 2 поступают в дешифратор 15, в.котором опрея деляется, в область какого индикатора попала данная фиксация. В каждый65 момент времени управляющий сигналимеется только на однвм выходе дешифратора, соотввтсвующвм тому индикатору, на который смотрел опера тор в данный момент времени. Если в этот момент времени контролируемый параметр находится вне заданного предела, соответствующий блок памяти обнуляется через один из элементов ИЛИ блока 19. Таким образом, в пери оц сбора информации оператором в единичном состоянии находятся только те ячейки блока 20 памяти, которые соответсвуют параметрам, вышедшим за допустимые пределы, но-не воспринятым оператором, Когда оператор закончил сбор информации и приступил к управлению, включается сигнализатор 9, подавая разрешающий сигнал на элемент И 24. При этом, если хотя бы одна из ячеек блока 20 памяти находится в единичном состоянии, то а выхода элемента 24 на второй элемент 10 запрета поатупает сигнал, запрещающий прохождение команд от органа 8 управления на коммутатор 4. Одновременно через элементы И бло. -. ка 13 включается сигнализация в, блоке.12 у тех индикаторов, параметры на которых вышли за допустимые пределы, но не были осмотрены оператором.При работе устройства возможен следующий случай. Оператор получил запрет на управление, после чего осмотрел все рекомендованные бло.- ком 12 сигнализации индикаторы. При этом все ячейки блока 20 памяти перешли в нулевое состояние. Однако после выполнения серии управляющих воздействий ряд параметров не вернул. ся в исходное состояние. Поэтому для того, чтобы.в начале следующего цикла сбора информации установить блоки памяти, соответствующие этим параметрам, снова в единичное состояние, используются элементы Иблока 21 и сигнализатор 22. В моментокончания оператором цикла управленияон переключает в исходное состояние 5 ключ 11. При этом срабатывает второйсигнализатор 22 заднего Фронта и подает разрешающий сигнал на элементы Иблбка 21. Так как на вторыв их входыпоступают сигналы с блока 14, то зле 10 менты блока 21 через элементы ИЛИблока 18 устанавливают в единичноесостояние те ячейки блока 20 памяти,которые соответствуют параметрам,оставшимся после цикла управления 1 за допустимыми -пррдвлами. Необходимоотметить, что.в данном устройстве.вывод о том, что оператор полностьюсобрал информацию, нвобходимущ дляпринятия решения, может быть сделаняе только в том случае, когда оносмотрел все индикаторы, параметрына которых вышли за допустимые преде.ы, но и при осмотре любой заданной. асти индикаторов, например наиболее 2 важных. Для этого необходимо соединить элементы блока 13 и 23 не совсеми ячейками блока .20 памяти, атолько с их частью, соответствующейнаиболее важным индикаторам. Таким .образом, совокупность от личительных признаков изобретенияпозволяет путем анализа процессаподготовки решения, с одной стороны,заблокировать ввод заведомо ошибочныхкоманд, сформированных на основенедостаточного количества информации,а с другой стороны, привлечь вниманиеоператора к той информации, которуюцелесообразно собрать дополнительно, 40 Это снижает вероятность ввода ошибочных команд, т. в. ведет к повышениюнадежности устройства.