Устройство для психофизиологических исследований

)5 А 61 В 5/16 ПАТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕ ННОЕВЕДОМСТВО ССС(ГОСПАТЕНТ СССР ЗО НИ ВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Курский политехнический институт (72) А;Л. Овчинников, В,В. Плотников. Н,А, Кореневский и Л.К, Овчинников(56) Авторское свидетельство СССР М 1544371, кл. А 61 В 5/16, 1988.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ(57) Использование, изобретение относится к медицинской технике и можетбыть использовано для проведения психофизиологических исследований водителей транспортных средств, Сущность; в состав устройства вводятся блок 3 подсчета импульсов, блок 2 анализа и формирования импульсов счета, атакже блок 7 управления, при этом появляется возможность производить исследования как "в стационарных условиях(на стоянке), так и во время движения транспортного средства, Устройство содержит ключ датчика 1, блок 2 анализа и формирования импульсов счета, блок 3 подсчета импульсов, блох 4 памяти, дешифратор 5, индйкатор 6, причем блоки 1 - 6 образуют один канал устройства, а все устройство соде ржйт (в - 1) независимых один от другого кайалов и блок 7 управления. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к медицинскойтехнике, а именно к устройствам для психофизиологических исследований и предназначено для определения трудовых нагрузокводителейтранспортных средств при решении вопросов физиологии и гигиены труда.Известен способ определения профессиональных характеристик оператора и устройство для его осуществления, котороесодержит лабиринт, датчик стартфинишнойпозиции, датчики направления движения,датчики тупиков, шарик, блок датчиков, коммутатор, анализатор состояния датчиков,вычислитель и регистратор. Указанное устройство очень сложно по конструкции и неможет быть использовано для психофизиологических исследований на движущемсятранспортном средстве.Известно также устройство для психофизиологических исследований, содержащее таймер, соединенный программныйблок, блок предъявления раздражителей,блок датчиков, анализатор, арифметический блок, регистр памяти, сдвигающий регистр, пороговый элемент, Данноеустройство также сложно по конструкции ине может быть использовано для определения трудовых нагрузок водителей транспортных средств в реальных производственныхусловиях. Его недостатком является и то,что использование устройства предполагает трудоемкое предварительное определение для каждого испытуемогоиндивидуального темпа предъявленйя сигналов, который заведомо ниже индивидуального предельного темпа.Наиболее близким по технической сутик настоящему изобретению и принятым запрототип является. устройство, содержащеепульт испытуемого. блок управления и регистрации, блок памяти, дешифратор. индикатор,Йедостатком прототипа является ограниченная область применения устройства,Целью изобретения является расширение области применения устройства при егоиспользовании для определения трудовыхнагрузок водителей транспортных средствв реальных производственных условиях,Поставленная цель достигается тем; чтодатчики каждого канала устройства связаны.с органами управления транспортногосредства; сигналы, поступающие от датчиков. анализируются, выделяются .согласноусловиям функционирования устройства,подсчитываются за определенные промежутки аремени и записываются в памятьустройства, Конструкция устройства приэтом позволяет его использование в услови чх толчков и вибраций, возникающих при движении транспортного средства.Достижение поставленной цели обеспечивается совокупностью признаков, изложенных в формуле изобретения. Существенными отличительными признаками в этой совокупности являются блок подсчета импульсов, блок анализа и формирования импульсов счета и блок управления,Введение в состав устройства блока подсчета импульсов позволяет производитьсуммирование общего количества выделенных импульсов за определенный промежуток времени; наличие блока анализа и формирования импульсов счета позволяет выделять импульсы, соответствующие сигналам требуемой длительности от датчика,а наличие блока управления позволяет обессхема устройства; на фиг. 2 - схема блока подсчета импульсов; на фиг. 3 - ключ датчика и схема блока анализа и формирования импульсов счета; на фиг. 4 - временные ди 25 аграммы работы блока анализа и формирбвания импульсов счета, в табл,1 - закон функционирования однавибраторов; на фиг, 5 - схема блока управления, Устройство (см. фиг, 1) содержит ключ 30 датчика 1, подключенный ко входу блока 2 анализа и формирования импульсов счета,выход которого соединен с суммирующим входом блока 3 подсчета импульсов, а группа его выходов подключена к группе первых входов блока 4 памяти; группа выходов которого подключена к группе входов дешифратора 5, а группа выходов дешифратора 5 40 подключена к группе входов индикатора 6,причем блоки 1-6 образуют один канал устройства (всего устройство содержит а независимых один от другогоканалов), а также блок 7 управления, выхбд обнуления которого соединен со входами обнуления блоков 3 подсчета импульсов, группа выходов задания адреса подключена к группе вторых входов блока памяти, а выход записи - к третьим входам блоков памяти.Блок 3 подсчета импульсов (см. фиг, 2) содержит М двоично-десятичных счетчиков 8, соединенных последовательно, где 1 - количество десятичных разрядов, используемых в канале.Блок 2 анализа и формирования импульсов счета (см, фиг, 3) содержит триггер 9, с первых по четвертые конденсаторы и резисторы 10, 15, 17, 21 и 12, 14, 18. 22 соответственно, диод 11, таймер 13, первый 16 и второй 20 одновибраторы и элемент И 19. 50 55 20 печить работу всего устройства по требуемому алгоритму.На фиг. 1 изображена функциональная1780717Блок 7 управления(см. фиг.5) содержит ме а(см, фиг.4кварцованный.гене ато и яммера (см, фиг. е) в том случае, если длительныи.генератор прямоугольных ность высокого уровня сигнала на инверсимпульсов 23, с первого по третий переклю- ном выхо 9 б д е ш ичатели Пуск, на альна установка ("НУ")и Фвыходе триггера дет меньш и). равна времени п (см, фиг. 4 Ь).пошаговый режим ("ШАГ"). 25, 29, 28 соот Нветственно, с первого по шестой элементы б . ет са прямом выходе одновиб ато а 16р р 6И - 24, 26, 32 34 36удет сформирован импульс счета сигналов, 40 соответственно. с от датчика (см, фиг. 4) в том сл чае, еслипервого по четвертый триггеры 27, 28, 39 44 длительность высокого уровня сигнала наиг. ) в том случае, еслисоответственно, первый и второй счетчики инверсном выходе триггера 9 будет больше30, 35 соответственно, с первого потретий 10 времени Ь. Так аб тмени . ак ра отает блок 2 анализа иформирователи импульсов 31, 33, 37 соот- формирования имния импульсов счета. Импульсыветственно, дешифратор 41, с первого по счета с б 2выхода лока поступают на суммий вход лока подсчета импульсов,тринадцатый токоограничивающие рези- рующий вхо бл к 3стары и светодиоды 42 и 43 соответственно. который выдаеторый выдает с выходов групп двоичнолок представляет собой механиче десятичных счетчиков сигналы на группыский ключ 45 от датчика (см. фиг. 3);У тстройство работает следующим абра-, ходов которого сторого сигналы поступают на групхо ов лока дешифраторов и далее сзом, В исходном состоянии(при отсутствии. пы входов блок 5сигнала от датчика) у механического ключа групп выходов блока 5 на г45 (см. фиг. 3) замкн т нходов лока на группы входов. ф . ) амкнут на шину нулевого 20 блока 6 десятичных индикаторов.потенциала верхний контакт, если же поступает сигнал от датчика, то на время дейст- Блок 7 управления ос ествля тл на шину нулевого ление работой всех в каналов устройства,потенциала замыкается нижний контакт Перед началом блом ра оты нажимают переклюключа, а верхний размыкается, далее, при 25 чатель 29 "НУ",, что приводит к установке вотсутствии сигнала от датчика, ключ возвра- нулевое состоятаяние (низкий потенциал нащается в исходное состояние,прямом выходе) триггера 28(этого достаточ импульсы с выхода гечеерхний и нижний контакты механиче- но для того, чтобы импул ыского ключа связаны с прямым и инверсным: ратора 23 не проходили через элемент И 24входами триггера 9 соответственно, В зави на вход с-етчика 30). б-тчика ), о нулению счетчикатакт ключа 45 б етсимости от того, верхний или нижний кон, что приводит к становке нводит к установке на группе еготакт ключа будет замкнут на шину четырех выходов нулевого адреса (А 1, А 2,- т вызывает установку низкогонулевого потенциала, сигналы на прямом и АЗ,А 4 =О), аэто вызываетустан вм выходе дешифратораинверсном выходах триггера 9 будут иметь потенциала на первом выхо е фвид, представленный на фиг. 4, а, Ь соответ 41 со свечением первого свето 43ственно. Сн . Сигнал с прямого выхода триггера ответствующего первому временному ин 9 проходитчерезпомехозащитную цепочку, тервалу, продолжительность которогосоставленную из конденсатора 10, диода и определяется от начала работы счетчика 30резистора 11 и 12 соответственно и подклю- после его обнуления и до момента появлеченную к шине положительного потенциа ния импульса на его выходе, который опрела, в результате на первый вход таймера 13 деляется коэффициентом пересчета этогобудет поступать укороченный помехоза- счетчика; этот же нулевой а рес (А 1, А 2, АЗ,щитной цепочкой сигнал(фиг.4 с). А 4) поступает на группы адресныхлых входовод ором номиналов резистора 14 и . блоков памяти в гп каналах, После этогоконденсатора 15, служащих времязадаю устройство готово к работе. Далее нажимащими элементами таймера и связанных с ют переключатель 25 "Пуск". Это приводитего времязадающим входом, устанавлива- ктому, что триггеры 27 и 28 соответственноется пороговое время (тп), в течение которо- будут установлены в единичное состояние,го на выходе таймера 13 после его запуска а триггер 44 - в нулевое, при этом элементприсутствует высокий потенциал(при.отсут И 24 будет пропускать импульсы с выходаствии сигнала сброса на втором входе тай- генератора 23 на вход счетчика 30. Когдасчетчик 30 досчитает до значения, при кототабл.1 представлензаконфункциояи- ром появится имйульс на его выходе,. порования одновибраторов 16 и 20. При помо- .этому импульсу формирователи Ф 1, Ф 2,.щи времязадающих конденсаторови 55 ФЗ, соединенные последовательно, сфоррезисторов 17, 21 и 18, 22 соответственно, мируют импульсы, которые появятся тожеустанавливается длительность импульсов; . последовательно на их выходах, причемформируемыхнавыходаходновибраторов. каждый последующий импульс появитЙа инверсном выходе одновибратора ся только после окончания предыдуше 20 будет сформирован импульс сброса тай- . го., по его заднему фронту. Так, импульс1780717 10 15 20 40 50 на выходе формирователя Ф 1 (сигнал ЧЧ на выходе блока 7) приведет к тому, что будет произведена запись в блоки 4 памяти содержимого блоков 3 подсчета импульсов в в каналах и установка а нулевое состояние триггера 27, что запретит поступление на вход счетчика 30 импульсов с выхода генератора 23, Импульс на выходе Формирователя Ф 2 вызовет по сигналу Я на выходе блока 7 обнуление блоков 3 подсчета импульсов в е каналах. обнуление счетчика 30, увеличение на единицу содержимого счетчика 35, что вызовет изменение адреса (А 1, А 2, АЗ, А 4), поступающего с группы адресных выходов. блока 7 на группы адресных входов блоков 4 памяти в е каналах, а также погаснет светодиод, связанный через резистор с первым выходом дешифратора 41, и засветится светодиод, связанный через резистор со вторым выходом дешифратора 41, а это уже соответствует отсчету блоком 7 управления второго временного интервала работы устройства, и т.д. Количество временных интервалов работы устройства (общий цикл работы устройства) определяется 25тем, к какому из выходов дешифратора 41будут подключены прямой вход триггера 44 и второй вход элемента И 34, Появление импульса на выходе формирователя ФЗ вы-.зовет установку в единичное состояние 30 триггера 27, что опять разрешит прохождение на вход счетчика 30 импульсов с выхода генератора 23, при этом начнется отсчет следующего по порядку временного интервала работы устройства. После того, как устройство отработало в течение всех временных интервалов, на последнем задействованном выходе дешифратора 41 (в данном случае тринадцатый выход) появляется потенциал низкого уровня, это вызывает установку в единичное состояние триггера 44, что запрещает поступление импульсов нэ вход счетчика 30 с выхода генератора 23 и вызывает свечение тринадцатого светодиода 43 (" Стоп" ), означающего конец отсчета временных интервалов работы устройства, т.е, это свидетельствует об окончании общего цикла работы устройства, происходит обнуление счетчика 35 с установкой на группе его адресных выходов Л 1, А 2, АЗ, А 4 нулевого адреса для блоков 4 памяти и дешифратора 41, далее появляется низкий уровень потенциала на первом выходе дешифратора 41, что, в свою очередь, вызывает свечение первого светодиода 43. На этом работа устройства заканцивастся,Для того, чтобы прочитать содержимое блоков 4 памяти по всем адоесам, определяемым адресными входами А 1, А 2, АЗ, А 4 (куда ранее заносилась информация в течение каждого порядкового временного интервала за полный цикл работы устройства), необходимо последовательно нажимать переключатель 38 "Шаг" пошагового режима просмотра содержимого блоков 4 памяти. При этом, в зависимости от того, каой по порядку из светодиодов 43 будет светиться, можно определить, к какому порядковому временному интервалу относится содержимое блоков 4 памяти, высвечиваемое на блоках 6 индикации для каждого из щ каналов устройства,Формула изобретения 1. Устройство для психофизиологических исследований, содержащееканал, состоящий из ключа датчика, блока памяти, блока дешифрации и блока индикации, причем выходы блока памяти соединены с входами блока дешифрации, выходы которого соединены с входами блока индикации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены а - 1 каналов, каждый из которых содержит блок подсчета импульсов и блок анализа и формирования импульсов счета, а также блок управления, первый выход которого соединен с первыми входами блоков подсчета импульсов, вторые входы которых соединены с выходами блоков анализа и формирования импульсов счета, входы которых соединены с выходами ключей датчиков, а группы выходов блоков подсчета импульсов соединены,с первыми входами блоков памяти, вторые входы которых соединены с вторыми выходами блока управления, третий выход которого соединен с третьими входами блоков памяти.2, Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок подсчета импульсов содержит К счетчиков, группа выходов каждого из которых соединена с группой выходов блока, причем старший выход каждого предыду щего по порядку счетчика соединен с первым входом последующего счетчика, первый вход первого счетчика соединен с первым входом блока, а вторые входы счетчиков соединены с вторым входом блока.3, Устройство по п,1, отл ича ю щеес я тем, что блок анализа и формирования импульсов счета содержит триггер. первые, вторые; третьи и четвертые конденсаторы и резисторы соответственно, диод, таймер, первый и второй одновибраторы, а также элемент И, причем прямой и инверсный входы триггера соединены с первым и вторым входами блока соответственно, прямой выход триггера через первый конденсатор со1780717 10 д- цсоаи пощеициаяЦ- лрямой 8 ыл 8ф - Унйзсньш ЫОд единен с первым входом таймера и анодом диода. зашунтировэнного первым резистором, катод диода соединен с шиной положительного потенциала, а через второй, третий и четвертый резисторы - с вторым входом таймера, с первыми входами первого и второго одновибраторов соответственно, которые через второй, третий и четвертый конденсаторы связаны с шиной нулевого потенциала, с вторыми входами первого и второго одновибраторов соответственно, третий вход первого одновибратора соединен с четвертым входом второго одновибратора, с выходом таймера и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера и третьим входом второго одноеибратора, а выход элемента И - с четвертым входом первого одновибратора, прямой выход которого связан с выходом блока. инверсный выход второго одновибрэторэ соединен с третьим входом таймера,4. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления содержит генератор, первый, второй и третий переключатели, первый-шестой элементы И, первый-четвертый трип еры, первый и второй счетчики, первый, второй и третий формирователи импульсов, дешифратор, тринадцать светодиодов и резисторов соответственно, причем выход генератора соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого соединены с прямыми выходами первого и второго триггеров соответственно, его четвертый , вход соединен с инверсным выходом четвертого триггера и через тринадцатые резистор и светодиод, включенные последовательно, с шиной положительного потенциала, а выход первого элемента И соединен с первым входом первого счетчика, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с инверсным входом второго трйггерэ, с вторым переключателем, соединенным с шиной нулевого потенциала, с первыми входами четвертого и пятого 5 элементов И соответственно, а его второйвход соединен с выходом и входом второго и третьего формирователей соответственно, с вторым ипервым входами пятого и шестого элементов И соответственно, первый пе реключатель, соединенный с шинойнулевого потенциала и с прямым и инверсным входами второго и четвертого тригге.ров соответственнО, э также с первым входом второго элемента И, выход которого 15 соединен с прямЫм входом первого триггера, инверсный вход которого соединен с выходом и входом первого и второго формирователей соответственно, а также с первым выходом блока, выход пятого элемента 20 И соединен с вторым выходом блока, выходпервого счетчика соединен с входом первого формирователя, выход третьего формирователя соединен с вторым входом второго элемента И, прямой и инверсный входы 25 третьего триггера соединены с шиной нулевого потенциала и контактами третьего переключателя соответственно, а его прямой выход соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с пер вым входом второго счетчика, второй входкоторого соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с прямым входом четвертого триггера и с тринадцатым выходом дешифратора, груп па выходов с первого по двенадцатый которого через группу последовательно соединенных резисторов и светодиода соответственно соединены с шиной положительного потенциала, а его группа входов с 40 первого по четвертый соединена с группамиодноименных выходов второго счетчика и третьих выходов блока соответственно.1780717 Составитель А. ОвчинниковТехред М.Моргентал Корректор .Ю. Андрущеакед ор о Заказ. 4227 . Тираж. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., 4/5 "водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгарод; ул,ГФтарина, 101