Ультразвуковой локатор для слепых

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН З(5 В А 61 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ЛОКАТОРДЛЯ СЛЕПЫХ, содержащий поеледовательно соединенные электроакустический преобразователь, приемник,мультивибратор, передатчик и индикаторное устройство, подключенное к выходу мультивибратора, о тл ич аю ще ес я тем,что, сцелью повышения точности определения расстояния до препятствия путем выделения ближней н дальнейзон, он снабжен блоком масштабногоизмерения интервалов времени, включенным между приемником и мультивиб.ратором, а индикаторное устройствовыполнено в виде звукового сигналиэатора и двух тактильных датчиков,связанных через логическую схемус выходом мультивибратора,2. Локатор по п.1, о т л и ч а-.ю щ и й .с я тем, что блок масштабного измерения интервалов временивыполнен из последовательно соединенных триггера, ВС-цепи, пороговой Ясхемы с формирователем импульсов,Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствамдля ориентации слепых в пространстве.Известен ультразвуковой локатордля слепых, состоящий из передатчикаультразвуковых импульсов, приемногологического индикаторного устройства 11 .Однако известный ультразвуковойприбор имеет значительную погрешность при определении расстояниядо объекта, расположенного в пределах 1-2 м от слепого.Наиболее близким к предлагаемому является ультраэвуксвой локато= 13для слепых, содержащий последовательно соединенные электроакустический преобразователь, приемник,мультивибратор, передатчик и индикаторное устройство, подключенное квыходу мультивибратора 21 .Однако в известном ультразвуко-вом локаторе для слепых частотаповторения импульсов передатчикаслабо зависит от дальности, что 25приводит к большим погрешностямпри определении малых расстояний допрепятствий,Цель изобретения - повышение точности определения расстояния до препятствия путем выделения ближней идальней зон,Поставленная цель достигаетсятем, что ультразвуковой локатор дляслепых, содержащий последовательносоединенные электроакустический пре-образователь, приемник, мультивибратор, передатчик и индикаторное устройство, подключенное к выходу мультивибратора, снабжен блоком масштабного измерения интервалов времени, 49включенным между приемником и мультивибратором, а индикаторное устройство выполнено в виде звукового сигнализатора и двух тактильных датчиков,связанных через логическую схему с 45выходом мультивибратора.При этом блок масштабного измерения интервалрв времени мохет быть вы полнен из последовательно соединенных триггера, НС-цепи, пороговой схемы 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,эву" кового 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, ВС-цепи, 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 выходных 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 мульти- вибратор 4 находится в автоколебательном режиме с частотой повторения Ф 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 уже работает как ждущий, так как период его собственных колебаний больше 2 ТПО, Импульс 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 формулой9 ТКВыражая время через дальность Р й скорость распространения ультра.4 звука 1, .окончательно получим1= -ЯэкРабота блока 3 масштабного измерения интервалов времени поясняется эпюрами напряжений (фиг. 5), Импульсы с мультивибратора 4, запускающие передатчик 5, обнуляют триггер 15. Конденсатор 19 начинаетразряжаться по цепочке - открытыйдиод 18, сопротивление 16, Первыйотраженный импульс, приходящий сприемника 2, переключает триггер 15,и конденсатор 19 начинает заряжаться по цепочке 1 б,17,19, Другие импульсы с выхода приемника 2 в этомпериоде зондирования изменить состояние триггера 15 не могут. Отраженные импульсы, попадающие в следующий период зондирования, лежатниже порога срабатывания приемника 2, так как К подбирается такимобразом, чтобы удовлетворялось неравенство ТКТ , где Т - минимальный временной интервал, изме ряемый локатором, определяющийсядлительностью импульсов передатчика 5, Кроме того, система временной регулировки усиления приемника 2 дополнительно подавляет зтиимпульсы. Таким образом, ультразвуковой локатор обеспечивает работу только по первому отраженному импульсу,При достижении на конденсаторе 19напряжения отпирания схемы 20 навыходе блока 3 формируется положительный импульс,Цепочка 21, 22 служит для удержания на заряженном конденсаторе 19напряжения близкого к пороговому.Расстояние, измеряемое 1 локатором, разбито на две зоны; ближнююдо 1 мм, т.е. предупреждающую онепбсредственном контакте с препятствием, и всю остальную, Два;пальца слепого постоянно находятся на тактильных датчиках 7 и 8, вкаждой зоне работает свой датчик,а звуковой датчик 9 при переходе йэ одной зоны в другую меняет тональность излучаемых импульсов.Индикаторное устройство 6 работает следующим образом.Импульсы с мультивибратора 4 подаются на мультивибратор 13 зоны, вы.рабатывающий импульс длительностью,соответствующей дальности 1 м, который подается на схему 10 сравнения,туда же поступает импульс с прием 1 О ника 2, Напряжение с выхода схемы 10сравнения управляет состоянием триггера 11, а последний управляет коммутатором 12, Коммутатор 12 подключает импульсный сигнал смультивибрато 15 ра 4 либо к одному, либо к другому,.тактильным датчикам 7 и 8 в зависимости от дальности. Триггер 11. такжев зависимости от дальности управляет частотой тонального генератора 14,который модулируется импульсами смультивибратора 4, Импульсы звуковойчастоты с выхода тонального генератора 14 подаются на звуковой датчик 9.Таким образом, введение блокамасштабного измерения интерваловвремени исключает в ультразвуковомлокаторе постоянную задержку, равнуювремени прохождения ультразвуковогоимпульса от локатора до препятствия, расположенного на максима,;ьнойдальности иобратно, при этом определение расстояния до близко расположенных объектов производится сбольшой точностью,Изобретение обеспечивает, повыше 1 ние точности определения расстояния,до объекта эа счет введения двух,эон по дальности, кроме того, эасчет введения токовой модуляции до 40 полняется сенсорное восприятие слерпо го.1053829 ель О.Левин ТеперКорр Состав тор В,Ковтун техредА.Дзят Закаэ,89 3 ВНИИ комитета ССС и и открытий 11 ЗО аушская наб, одписное б 1/4 . Тираж 71 ПИ Государственного о делам изобретений 35, Москва, Жу Р 4/5 лиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная,