DE1766568C3 - Vorrichtung zur Messung der physiologischen Reaktionszeit auf optischen oder akustischen Reiz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung £ur Messung der physiologischen Reaktionszeit auf optischen oder akustischen Reiz, mit einem sich be wegenden Körper, dessen Bewegungsbeginn durch ein Hebelsystem auslösbar und dessen Bewegungsende durch ein durch äußeren Einfluß betätigbarcs Bremssystem bestimmbar ist. wobei eine Skala die Bewegungsstrecke aufzeigt.

Ein bekanntes Gerät dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1049 045) ist sehr einfach aufgebaut, jedoch hinsichtlich seiner Meßgenauigkeit ungenügend, da beim Fall eines Körpers das Ergebnis von der jeweiligen geographischen Lage abhängt. Weiterhin wird zur Auslösung der Fallbcwegung ein Saugkörper benutzt, welcher etwa stets zum gleichen Zeitraum den Fall des Körpers auslöst, so daß sich die Testperson durch mehrere Versuche auf den Beginn des Falles cinste!¹?·.! kann, vxlurch jedoch die Meßergebnisse unexakt werden.

Weiterhin ist eine mechanisch-elektronische Vorrichtung bekannt (schweizerische Patentschrift 341603). bei der die Veränderung der Gitterspannung einer Röhre dazu benutzt wird, diese zu verstärken und ein Relais in Beirieb zu setzen. Dieses Relais schließt eine Anzeigevorrichtung des elektrisehen Stromkreises. Die Änderung der Spannung erfolgt durch eine fotoelektrische Zelle, die nur in Tätigkeit tritt, wenn ein Lichtstrahl durch ein Paar korrespondierender Löcher dringen kann, welches sich am Rand zweier sich drehender Scheiben befindet.

ίο Die Drehung der Scheiben erfolgt durch einen zusätzlichen Elektromotor, und die Drehgeschwindigkeit der Scheiben wird von der Bedienungsperson gesteuert. Diese Vorrichtung ist relativ kompliziert aufgebaut, so daß sie kostenaufwendig ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche trotz einfachen Aufbaus und leichter Handhabung eine seh·, genaue Messung der Reaktionszeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindung: gemäß dadurch gelöst, daß der Körper eine zentrisch gelagerte, drehbare Scheibe mit exzentrischem Schwerpunkt ist, deren Achse mit einem mit der Skala zusammenwirkenden Anzeigemittel verbunden ist, wobei die Drehbewegung der Scheibe durch das von einem Zeitgeber gesteuerte Hebelsystem auslösbar und durch das die Scheibe beaufschlagende Bremssystem beendbar ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß der Zeitgeber jeweils zu einem anderen Zeitpunkt auslöst. Weiterhin liegt durch die Ausnutzung der Drehbewegung der Scheibe eine sehr genaue Meßmöglichkeit vor, ohne daß die gesamte Vorrichtung insgesamt komplizierter aufgebaut s.;in müßte. Es ist also eine sehr genaue Meßmöglichkeit gewährleistet, wobei die jeweilige Testperson sich jedoch von Fall zu Fall immer wieder anderen Bedingungen gegenübers-eht.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht des beweglichen und abzustoppenden Systems,

F i g. 2 eine schematische und perspektivische Darstellung der Vorrichtung.

Ein wesentlicher Teil der Vorrichtung ist ein cxzentrisch zu seinem Schwerpunkt gelagerter Körper 1, im vorliegenden Fall eine Scheibe, welche mit einer Achse 2 verbunden ist, die in Buchsen 3 und 4 drehbeweglich gelagert ist. Am vorderen Ende trägt die Achse 2 einen Zeiger 5, welcher während der Rotation einen mit einer Meßteilung versehenen Quadranten bestreicht.

Das System Schcibe-Achsc-Zeiger muß so gebaut sein., daß der Schwerpunkt sich nicht auf der Rotationsachse befindet. Diese Bedingung wird erfüllt, indem man an der Scheibe 1, vom Mittelpunkt entfern¹., einen Zylinder7 aus schwerem Material (z.B. Blei usw.) anbringt: Je größer das Gewicht des Zylinders oder seine Entfernung vom Mittelpunkt, um so mehr ist der Schwerpunkt iin Vergleich zur Rotationsachse dezentriert.

Wenn man die Scheibe in eine Stellung bringt, in welcher der Schwerpunkt des gesamten Systems (Scheibc-Achse-Zeiger-Zylinder) nicht auf die senkrechte, durch die Rotationsachse gehende ϊ-bcnc fällt und dann die Scheibe losläßt, wird das ganze System um seine eigene Achse kreisen, bis es eine — in bezug auf die durch die Rotationsachse gehende senkrechte Ebene — zur Ausgangslagc fast symmetrische

Lage einnimmt. Wegen der unvermeidlichen Reibung zwischen Achse und Buchsen usw. wird die symmetrische Lage um annähernd erreicht.

Wenn man im Fall von Fig. I die Scheibe z.B. losläßt, wenn der Schwerpunkt nach rechts (in bezug auf die durch die Rotationsachse gehende senkrechte Ebene) verlegt ist, wird das System im Uhrzeigersinn kreisen. Falls das System nicht gebremst wird, würde es wie ein zusammengesetztes Pendel weiterschwingen.

Erfindungsgemäß interessieren die folgenden Schwingungen nicht, sondern nur die erste, d.h. diejenige Schwingung, welche das System (Scheibe-Achse-Zeiger-Zylinder) aus der Ausgangslage bis zu der — in bezug auf die durch die Achse gehende senkrechte Ebene — fast symmetrischen Lage bringt.

Dies vorausgesetzt, wird — wenn die Scheibe einmal in die Ausgangsstellung (d.h. mit Schwerpunkt außerhalb der durch die Rotationsachse gehenden, senkrechten Ebene) gebracht ist — eine Vorrichtung benutzt, welche die Scheibe in dieser Lage blockiert und sie löst, sobald eine Klingel läutet oder eine Lampe aufleuchtet.

Auf diese Weise beginnt die Bewegung des Systems, sobald die Klingel läutet oder die Lampe aufleuchtet. Nach F.insetzen der Bewegung kann das ganze System durch einen Hebel, welcher eine Bremse in Bewegung setzt, angehalten werden: es ist versländlich, daß das ganze System — und daher auch der Zeiger — einen um so größeren Winkel beschrieben hat, je größer die Verspätung war, mit der die Bremse nach dem Bewegungsbeginn in Betrieb gesetzt wurde.

Aus der Stellung des Zeigers auf der graduierten Skala kann man direkt die Reaktionszeit ablesen, welche nach dem Start benötigt worden war, um den Bremshebel zu betätigen.

Die in Fig. 2 sowie in Fig. 3 eingezeichneten Teile tragen die gleichen Kennummern.

In Fig. 2 sind die Komponenten dargestellt, welche den Start der Scheibe 1 gestatten, sobald eine Klingel 25 ertönt und eine Lampe 28 aufleuchtet; es ist auch die Hebelkonstruktion dargestellt, welche zum Anhalten der Scheibe dient.

Ein in Punkt 14 abgestützter Hebel 13 läßt die Scheibe im gleichen Augenblick starten, in welchem die Klingel 25 ertö.rt und die Lampe 28 aufleuchtet.

Zu diesem Zweck, dient seine Verlängerung 15 mit einer an ihrem Ende befestigten Sperrklinke 16. Wenn die Vorrichtung wie in F i g. 2 zur Betätigung bereit ist, wird die Scheibe 1 (die im Uhrzeigersinn rotieren würde, da der Schwerpunkt nach dem rechten oberen Teil verlegt ist) arretiert, weil ein mit ihr verbundener Zapfen 17 auf der Klinke 16 aufliegt.

Der Hebel 13, der durch einen Schlitz 11 einen senkrecht zu ihm stehenden Hebel 8 kreuzt, trägt oben einen Zapfen 19, welcher durch einen in Punkt 22 abgestützten und durch eine Feder 23 nach oben gezogenen Klemmhebel 20 blockiert ist. Der Hebel 13 trägt am oberen Ende einen Hammer 24, welcher — wenn der Hebel, durch eine Feder 18 gezogen, sich nach links bewegt — gegen die Glocke 25 schlägt. Wenn der Hebel 13 sich nach links verschiebt, kann er — immer am oberen Ende — einen Schalter 26 schließen, der seinerseits den Stromkreis der Lampe 28 schließt.

Das linke Ende des Klemmhebels 20 kann von einem Hebel 30 eines Zeitgebers 29 nach unten gedruckt werden. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird angenommen, daß der in F-" i g. 3 besser sichtbare Zeitgeber 29 ein Modell mit zwei Hebeln ist: einem Hebel 48, dessen Verschiebung zum Aufziehen des Zeitgebers selbst dient, und der Hebel 30, welcher sich nach erfolgtem Aufziehen langsam senkt, wozu er eine gewisse Zeit benötigt.

Das linke Ende des Ffcbels 20m wird nach einer gewissen Zeitspanne vom Hebel 30 des Zeitgebers 29

ίο nach unten gedruckt. In Fig. 2 sieht man gut. daß beim Herunterdrücken des Hebels 30 eine an seinem rechten Ende angebrachte Regelschraube 21 d;is linke Finde des Flebcls 20 verschiebt und diesen seinerseits herunterdrückt.· Unter diesem Druck sinkt der Hebel 20, bis er den Zapfen 19 des Hebels 13 aus seiner Nut befreit.

Nach Befreiung des Zapfens 19 wird der Hebel 13 durch die Feder 18 nach links verschoben: das Verschieben von Hebel 13 nach links bewirkt praktisch

ίο gleichzeitig folgende Vorgänge:

a) die Klinke 16 befreit den Zapfen 17 zusammen mit der Scheibe, so daß diese startet und mit ihr das System Achse-Zeigcr-Zylinder;

b) das Hämmerchen 24 schlägt gegen die Glocke »5 25;

c) der Schalter 26 schaltet ein und läßt die Lampe 28 aufleuchten (wenn die Lampe aufleuchten soll, muß ein Schalter 27 geschlossen sein).

Es wird ersichtlich, wie — Jiach einer gewissen, vom Zeitgeber 29 abhängigen Zeitspanne — die Scheibe 1 und daher auch der Zeiger 5 sich im selben Augenblick zu bewegen beginnen, in dem die Klingel läutet und die Lampe aufleuchtet.

Auf der Scheibe 1, und zwar senkrecht zu ihrer Achse, ist der in Punkt 9 abgestützte Hebel 8 befestigt, welcher unter Einwirkung einer Feder 31 nach unten gedrückt wird, so daß er mit einem fast im mittleren Teil des Hebels 6 befestigten Gummiüberzug 10 auf der Scheibe 1 aufliegt, weiche auf diese Weise gebremst wird.

In der Ausgangslage wird der Hebel 8 entfernt von der Scheibe gehalten, da sein linkes Ende auf einer Schulter 36 eines in Punkt 33 angestützten Hebels 32 aufliegt (Fig. 2).

Wenn mit der Hand das linke Ende 37 des Hebels 32 hcrabgedrückt wird, kreist dieser in dem Uhrzeiger entgegengesetzten Sinn: der obere Teil d. j Hebels läuft in einem Schlitz 12 nach links, und die Schulter 36 befreit den Hebel 8. Sobald dieser frei

So ist, wird der Hebel 8 von der Feder 31 nach unten gedruckt, bis er mit seinem Gummiüberzug 10 aul der Scheibe 1 aufliegt, welche dadurch gebremsi wird. Praktisch kann auf dem Ende 37 des Hebels 32 direkt oder durch weitere Zwischenverbindunger eine Taste oder ein Startknopf angebracht werden Man kann auch ein Pedal 38 anbringen, wie schematisch in F i g. 2 gezeigt. Unterhalb des Endes 37 (welches in diesem Fall aus Magneteisen sein muß) kanr man auch einen Elektromagneten 39 anbringen, we!

eher durch Schließen eines Schalters 40 fernbedien werden kann.

Falls nach dem Start der Scheibe der Bremshebe nicht in Aktion treten sollte, kehrt die Scheibe — nach Vollendung der ersten halben Schwingung — gemäß den Pendelgesetzen wieder zurück und führ dann eine Reihe von Schwingungen bis zum Anhal ten aus. Um dies zu vermeiden, wird die Scheibe wenn sie während der ersten halben Schwingung ii

einer der Ausgangsstellung fast symmetrischen I.age angekommen ist und falls sie nicht vorher angehalten wird, automatisch gebremst. Der Zylinder7 wird, wenn er gegen den unteren Teil einer Verlängerung .15 des Hebels 32 stößt, letzteren im Gegcnuhrzcigcrsin/ > verschieben: Diese Bewegung befreit den Hebel 8 und bremst so die Scheibe 1.

Nachdem der beschriebene Vorgang abgelaufen ist, bleiben die Scheibe 1 und der Zeiger 5 in einer bestimmten Stellung blockiert; um die Vorrichtung wieder funktionsfähig zu machen, müssen sowohl die Scheibe als auch die verschiedenen Hebel in die Ausgangsstellung, wie in Fig. 2 gezeigt, zurückgebracht werden: die Vorrichtung muß wieder aufgezogen werden. Der Aufzichmcchanismus ist in F i g. 3 sichtbar. Eine Achse 51 (Fig. 3) — koaxial zur Achse 2 der Scheibe I — trägt einen Zapfen 42. einen Exzenter 50, eine Rückzugsfeder 53 und einen Käiulelf-riff 52.

Die Vorrichtung wird voll aufgezogen, indem man mil der Hand den Rändelgriff f>2 im Uhrzeigersinn dreht (Fig. 3). Durch dieses Drehen geschieht folgendes: der Exzenter 5» wirkt auf den (in Punkt 44 abgestützten) Hebel 43 und dreht ihn im Gegcnuhrzeigcrsinn, so daß ein Zapfen 49 (am oberen linken Ende des Hebels) den Bremshebe! 8 heben kann (der dann in dieser Stellung bleibt, weil der von einer Fede. 34 nach rechts gezogene Hebel 32 (s. F i g. 2) mit der Schulter 36 unterhalb des I lebeis 8 eingerastet). Wenn die Drehung von Hebel 43 im Gcgcnuhrzeigersinn weitergeht, wird der Zapfen 49 — nach Hochheben des ßrcmshcbclsH — den Hebel 13 nach links schieben (Fig. 3). bis der an ihm befestigte Zapfen 19 vom Einrasthcbcl 20 eingehakt wird. Wenn man den Rändelgriff 52 weiterdreht, kreuzt und verschiebt der senkrecht auf der Achse des Rändelgriffs befestigte Zapfen 42 einen auf der Scheibe 1 (F i g. 3) befestigten Zapfen 41 (Fig. 3) und dadurch die Scheibe selbst, so daß sich diese im gleichen Sinn wie der Rändelgriff 52 dreht. Bei weiterem Drehen des Rändelgriffcs 52 dreht sich auch die Scheibe 1. bis der Zapfen 17 die Klinke 16 übersprungen hat und von dieser blockiert wird. An diesem Punkt vermeidet eine in der Zeichnung nicht dargestellte Arretierung, daß der Rändelgriff 52 (Fig. 3) weiterrotieren kann: wenn man daher den Rändelgriff losläßt, wird des ganze System (Achse 51, Zapfen 42_? Exzenter 50) von der Rückzugsfeder 53 in die Ausgangslage zurückgebracht (wo es durch eine weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte Arretierung festgehalten wird).

Während der Rotierung des Rändelgriffs 52 im Uhrzeigersinn geschieht außerdem auch das Aufziehen des Zeitgebers 29 (Fig. 3) »auf verschiedene Zeiten«.

Wenn der Exzenter 50 während der Rotation im Gegenuhrzeigersinn den Hebel 43 verstellt, zieht ein am rechten oberen Ende des Hebels 43 angebrachter und durch Friktion (durch die Feder 46) auf der Achse 47 drehbarer Zylinder 45 den Zeitgeber 29 auf. indem er unter den Ladehebel 48 des Zeitgebers Stößt.

Dieses Aufziehen erfolgt jedoch nie in der gleichen Weise, da der Zylinder 45 seine Bohrung außerhalb des Schwerpunktes hat (und deshalb als Exzenter funktioniert). Wenn während des Aufziehens der Zylinder den rückwärtigen Teil des Hebels 48 streift, vollführt er eine leichte Drehung um seine Achse 47. Dies bewirkt, daß beim nächsten Aufziehen der Hebel 48 verlagert ist und deshalb mehr oder weniger als das vorige Mal aufgezogen wird, je nachdem der Exzenter 45 gegenüber dem Hebel 48 im Vergleich zum vorhergehenden Mal eine größere oder kleinere Exzentrizität aufweist. Jc nachdem der Hebel des Zeitgebers 29 mehr oder weniger aufgezogen ist, wird der Starthcbel 30 des Zeitgebers mehr oder wenigcr Zeit benötigen, um die Vorrichtung starten zu lassen. Dieses Konstruktionsdctail vermeidet, daß der Benutzer der Vorrichtung sich an eine Standardwartezeit (zwischen dem vorgenommenen Aufziehen und dem Start der Vorrichtung) gewöhnen kann.

Zur Vereinfachung wurde angenommen, daß das Aufziehen durch direktes Drehen des auf der Achse 51 hefe (igten Rändelgriffes 52 (Fi g. 3) erfolgt, doch kann mc Achse 51 auch mittels Zahnrad, Ketten usw. mit einem leichter zugänglichen Betätigungsknopf verbunden sein; sie kann auch mit einem kleinen Reduktionsmotor verbunden sein, so daß das Aufziehen automatisch vor sich geht; durch Verbindung kann die Achse 51 durch den Betätigungshebel eines gewöhnlichen Münzautomaten betätigt werden:

dabei ist es zum Aufziehen der Vorrichtung — und somit zu ihrer Betätigung — nötig, ein Geldstück oder eine Einwurfmünzc zu benutzen.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Der Benutzer dreht den Griff 52 und zieht damit die ganze Vorrichtung auf. Nach dem Aufziehen wartet er (diese Wartezeit ist bei jeder Probe verschieden), bis die Lampe aufleuchtet oder die Klingel ertönt. Er drückt dann sofort die Taste 37 oder den Fußhebel 38. Der Zeiger bleibt so in einer bestimmten Stellung auf dem Quadranten 6 stehen und gibt an, weiche Zeitspanne zwischen dem Aufleuchten der Lampe und der »Reaktion« des Benutzers vergangen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

I 766 568 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Messung der physiologischen Reaktionszeit auf optischen oder akustischen Reiz, mit einem sich bewegenden Körper, dessen Bewegungsbeginn durch ein Hebelsystem auslösbar und dessen Bewegungsende durch ein durch äußeren Einfluß betätigbares Bremssystem bestimmbar ist, wübei eine Skala die Bewegungsstrecke aufzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper eine zentrisch gelagerte, drehbare Scheibe (1) mit exzentrischem Schwerpunkt (7) ist, deren Achse (2) mit einem mit der Skala (6) zusammenwirkenden Anzeigemittel (5) verbunden ist, wobei die Drehbewegung der Scheibe (1) durch das von einem Zeitgeber (29) gesteuerte Hebelsystem (13, 20, 70) auslösbar und durch das die Scheibe (1) beaufschlagende Bremssystem (8, 10) beendbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremssystem durch eine zu drückende Taste (37), einen Fußhebel (38) oder mittels eines fernsteuerbaren Elektromagneten (39) betätigbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (29) über einen drehbaren Handgriff (52) aufziehbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff (52) mit einem Münzeinwurfapparat verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Aufziehen und dem akustischen bzw. optischen Signal verstreichende Zeit durch einen am Ende eines Hebels (43) angebrachten Exzenter (45) veränderbar ist, durch welchen ein Aufziehhebel (48) des Zeilgebers (29) bewegbar ist.