RO127446A2 - Sistem ergo-mecatronic de urmărire a mişcărilor capului uman - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un sistem ergonomic de urmărire a mişcărilor capului unui operator de către o lampă scialitică, pentru asigurarea iluminării câmpului vizual al acestuia. Sistemul conform invenţiei are o structură de tip "MASTER-SLAVE", formată din două părţi (), de comandă şi, respectiv, de execuţie, ataşată unui operator aflat în mişcare şi, respectiv, ataşată unei lămpi pentru iluminat, structură care preia semnale privind mişcarea capului uman de la un senzor (), pe trei direcţii (), partea () de comandă este formată dintr-un sistem microelectronic, care se ataşează printr-un dispozitiv () capului uman, informaţia de la senzor () transmiţându-se serial la un microcontroler (), care prelucrează şi transmite, tot serial, la un emiţător () digital de radiofrecvenţă sau de unde în infraroşu, partea () de execuţie este formată dintr-un receptor () radio sau în infraroşu, un microcontroler () care prelucrează comenzile recepţionate de la partea () de comandă, transmiţând comenzi de mişcare la două sau trei servomotoare care acţionează un mecanism () de orientare pe două sau trei axe, acest mecanism () poate orienta o lampă pentru iluminarea unui câmp operatoriu sau o cameră de luat vederi poate direcţiona mişcările unui robot mobil, urmărind mişcărilepărţii () de comandă.

Description

Invenția se referă la un „sistem ergonomie de urmărire a mișcărilor capului uman’’ pentru asigurarea iluminării cavității bucale a pacientului prin urmărirea mișcării capului medicului dentist.

Problema pe care o rezolvă invenția, este de natură medicală, mecatronieă și ergonomică, și constă în asigurarea reglării automate a poziției unei lămpi scialitice prin urmărirea mișcărilor capului operatorului (medicului dentist).

Din punct de vedere ergonomie iluminarea optimă a cavității bucale a pacientului constituie o prioritate. Conform recomandărilor ESDE (European Society of Dental Ergonomics) și Prof Ocne Hokwerda (președinte ESDE). pentru eliminarea umbrelor, fascicolul luminos trebuie să fie paralel cu direcția privirii. Suprafața iluminată trebuie sa fie suficient de mare pentru a urmări câmpul de lucru fără o poziționare neconfortabilă a fascicolului luminos pe fața pacientului.

Problema construcției actuale a echipamentelor de iluminat este aceea că se bazează pe performanțele tehnice în loc să primeze analiza funcțională a sarcinilor pe care trebuie să le îndeplinească medicul dentist.

Se cunoaște faptul că o iluminare necorespunzătoare a locului de muncă este însoțită de oboseală, de o poziție/postură necorespunzătoare a coloanei și prin urmare de expunere la apariția afecțiunilor musculoschcletale cu urmări grave atât asupra sănătății operatorului cât și asupra calității muncii acestuia.

Pentru iluminarea cavității bucale, lampa trebuie să poată fl poziționată în jurul capului dentistului. înainte și lateral astfel încât fascicolul luminos să fe paralel cu privirea dentistului cu o abatere maximă de 15° (între ora 8:30 și 15:30). Poziția optimă pentru medicul dentist este prezentată în fig.la și 1b.

ri.

ap ir.

........

<

Distanta orizontală de operare iluminata din spatele tetierei

Partea superioara a corpului si capul pacientului 101,3 cm Partea din spate pe scaun 13,0 cm

Partea din spate pe suportul din spate 88,3 cm

P(m) 95 corpul dentistului fata si spate 25,0 cm

Camera de manevra a dentistului P(m) 95 12.0 cm

Limita maxima de acțiune a lămpii 125,3 cm

Fig. Ib

Pentru reglarea poziției lămpilor scialitice sunt necesare 3 axe ortogonale în vederea:

^-2010-01101-plasării lămpii într-o poziție adecvată lângă și deasupra nivelului capului dentistului îndreaptă sau stânga sa;

asigurării plasării dreptunghiului luminos în jurul capului pacientului, paralel cu linia pupilelor acestuia.

a IlI-a axă permite poziționarea oblică a lămpii cu un unghi minim dc 45° pentru a 11 manevrată pe partea laterală a capului dentistului.

în acest fel se poate obține o lumină fără umbre în cavitatea bucală a pacientului.

Reglarea poziției lămpii în jurul celor 3 axe trebuie să se efectueze cu ușurință, cu o mână, la o înălțime cât mai mică.

Sistemul propus, pleacă de la principiul proiectării uman centrate de a analiza sarcina operatorului.

Se observă în practică faptul că odată reglată poziția lămpii, în timpul lucrului, dentistul își schimbă poziția sau pacientul este rugat să își miște capul astfel încât cavitatea sa bucală să rămână corespunzător iluminată. Nu întotdeauna dentistul se poate opri din lucru pentru a regla poziția lămpii. De aici ideea de a concepe un sistem care să urmărească mișcarea capului dentistului, știut fiind faptul că privirea este însoțită de mișcări ale capului.

1. Descriere invenție:

Sistemul propus pentru brevetare se adresează oamenilor care folosesc mâinile pentru alte activități (ca de exemplu în cirurgie sau stomatologie ) sau oamenilor care din cauza unui handicap nu pot folosi mâinile. Acești oameni, și nu numai, comunică cu alții prin voce sau gesturi realizate prin mișcarea capului ( exemplu : afirmativ Înclinarea capului, negativ rotația capului, etc.).

SEUCU este un dispozitiv mecatronic care preia semnale privind mișcarea capului uman de la un senzor de accelerație (1) pe trei direcții (X. Y. 7.) . Acesta este un MEMS (Micro Electro-Mechanical System) cu un gabarit mic care se poate atașa ușor, printr-un dispozitiv, capului uman (2). Informația de la senzor se transmite serial la un microcontroler, pC . (3) care prelucrează și Ic transmite tot serial la un emițător digital (4) dc radio-frccvcnță. RE sau unuia de unde in infraroșu. IR. Toate acestea reprezintă partea de comandă sau „master'și sunt atașate corpului operatorului aflat în mișcare.

Partea de execuție ..slave este formată dint-un receptor radio sau în infraroșu (5) un microcontrler (6) care prelucrează comenzile recepționate de la mașter. Acesta din urma transmite comenzi de mișcare la două sau trei servomotoare care acționează un mecanism de orientare pe două sau trei axe ( 7). Acest mecanism poate orienta o lampă pentru iluminarea unui câmp operatoriu. o cameră de luat vederi , poate direcționa mișcările unui robot mobil și altele. El urmărește, mișcările dispozitivului mașter (poziție și viteză unghiulară).

Fig.2

2. Invenția propusă prezintă următoarele avantaje:

Permite reglarea a iluminării câmpului de lucru funcție de necesitățile operatorului sau efectuarea altor operațiuni, prin urmărirea automată a mișcărilor capului acestuia.

Poate fi adaptat pentru orice fel de lampă care permite rotirea în jurul a 3 axe de rotație.

Permite eliminarea intervenției manuale a operatorului pentru reglarea poziției lămpii și poate fi folosită în orice domeniu (stomatologic, chirurgical, etc.) unde este de dorit să nu se întrerupă activitatea de muncă pentru reglarea lămpii.

Permite creșterea confortului operatorului.

Conduce la creșterea stării dc sănătate a operatorului prin eliminarea adoptării unor poziții dc lucru vicioase.

în concluzie invenția are avantajul de a îmbunătăți ergonomicitatea locului de muncă.

3. Exemplu de realizare a invenției:

în fig.3 se prezită schema cinematică a unei lămpi scialiticc. axele de rotație ale brațului lămpii și modul de acționare.

2 -11- 2010

Fig.3 în figura 4 se prezintă dispozitivul de atașare a MEMS poz2 din fig 2)

Fig.4

Casca este ajustabilă pe inățime și lățime este poziționată confortabil și întotdeauna fixă pe cap. In acest fel casca profesională poate fi utilizată perfect de mai mulți operatori

Se pot atașa senzori de mișcare, lentile, cameră video, spot de lumină, etc .

Perne confortabile în față și în spatele capului. Se potrivește pe orice formă a capului

Prin reunirea elementelor din fig 3 și 4 într-un sistem mecatronic rezultă ansamblul prezentat în fig 2. obiectul invenției adică''Sistemul ergo-mecatronic dc urmărire a mișcărilor capului uman - SEIJCU

Cv 2 O 1 O - O V O ί - 1 2 -11- 2010

Claims (1)

1. REVENDICARE

   Sistemul propus pentru brevetare se adresează oamenilor care folosesc mâinile pentru alte activități (ca de exemplu în cirurgie sau stomatologie ) sau oamenilor care din cauza unui handicap nu pot folosi mâinile. Acești oameni, și nu numai, comunică cu alții prin voce sau gesturi realizate prin mișcarea capului ( exemplu : afirmativ înclinarea capului, negativ rotația capului, etc.).

   SEUCU este un dispozitiv mecatronic care preia semnale privind mișcarea capului uman de la un senzor de accelerație (1) pe trei direcții (X, Y, Z) , Acesta este un MEMS (Micro Electro-Mechanical System) cu un gabarit mic care se poate atașa ușor, printr-un dispozitiv, capului uman (2). Informația de la senzor se transmite serial la un microcontroler, pC , (3) care prelucrează și le transmite tot serial la un emițător digital (4) de radio-frecvență, RF sau unuia de unde in infraroșu, IR. Toate acestea reprezintă partea de comandă sau .jnasterș\ sunt atașate corpului operatorului aflat în mișcare.

   Partea de execuție „slave este formată dint-un receptor radio sau în infraroșu (5) un microcontrler (6) care prelucrează comenzile recepționate de la mașter . Acesta din urma transmite comenzi de mișcare la două sau trei servomotoare care acționează un mecanism de orientare pe două sau trei axe ( 7). Acest mecanism poate orienta o lampă pentru iluminarea unui câmp operatoriu, o cameră de luat vederi , poate direcționa mișcările unui robot mobil și altele. El urmărește, mișcările dispozitivului mașter (poziție și viteză unghiulară).