Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для ввода информации в ЭВМ о положении рук водителя на ободе рулевого колеса в тренажерах транспортных средств. The invention relates to computer technology and is intended to enter information into a computer about the position of the driver’s hands on the steering wheel rim in vehicle simulators.
Имеется устройство для ввода информации в ЭВМ от множества коммутационных элементов [1] , содержащее дешифратор адреса, шинный формирователь, пять элементов И, два элемента ИЛИ, два триггера, счетчик, генератор импульсов, блок оперативной памяти, группу элементов И и группу элементов И-НЕ, причем вход дешифратора адреса и вход-выход шинного формирователя являются соответствующими входом и выходом устройства для подключения к шинам адреса и данных микроЭВМ, первый вход i-го элемента И-НЕ группы (i=) является i-м входом дискретного сигнала и соединен с первым входом i-го элемента И группы, выход которого соединен с выходом i-го элемента И-НЕ группы и подключен к группе входов первого элемента И, первый выход дешифратора адреса соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, второй вход второго элемента И соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход второго элемента И соединен с входом выборки шинного формирователя, вход задания направления передачи которого является входом устройства для подключения к выходу команды "ввод" микроЭВМ и соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого является входом устройства для подключения к выходу команды "вывод" микроЭВМ и соединен с вторым входом третьего элемента И, второй выход дешифратора адреса соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с входами устройства для подключения к выходам команд "вывод" и "ввод" микроЭВМ, выход шинного формирователя соединен с информационным входом блока оперативной памяти, выходы четных и нечетных разрядов которого соединены соответственно с вторыми входами элементов И и И-НЕ групп, выход пятого элемента И соединен с установочным входом первого триггера, вход сброса и выход которого соединены соответственно с выходом переноса счетчика и входом генератора импульсов, выходом подключенного к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, а второй вход - с выходом третьего элемента И и входом записи-чтения блока оперативной памяти, адресный вход которого подключен к выходу счетчика, информационный вход шинного формирователя подключен к выходу второго триггера, входы сброса и установки которого соединены соответственно с выходами четвертого и первого элементов И, выход первого триггера подключен к входу первого элемента И.There is a device for inputting information into a computer from a plurality of switching elements [1], which contains an address decoder, a bus driver, five AND elements, two OR elements, two triggers, a counter, a pulse generator, a random access memory block, a group of And elements and a group of And elements - NOT, and the input of the address decoder and the input-output of the bus driver are the corresponding input and output of the device for connecting to the address and data buses of the microcomputer, the first input of the i-th element of the AND-NOT group (i = 
Данное устройство обеспечивает ввод данных с предварительным вычислением булевых функций от сигналов одновременно срабатывающих коммутационных элементов, однако ориентирован только на последовательную локальную обработку нескольких из множества дискретных сигналов. Этот недостаток не позволяет его использовать для ввода информации о положении рук водителя, характерным для которого является необходимость одновременной обработки дискретных сигналов от датчиков касания, размещенных по всему полю поверхности обода рулевого колеса. This device provides data input with preliminary calculation of Boolean functions from signals of simultaneously operating switching elements, however, it is oriented only to sequential local processing of several of the many discrete signals. This drawback does not allow it to be used to enter information about the position of the driver’s hands, which is characteristic for the need to simultaneously process discrete signals from touch sensors located throughout the entire field of the steering wheel rim surface.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является устройство для ввода информации [2], содержащее генератор тактовых импульсов, два счетчика, триггер, два регистра, дешифратор, мультиплексор, блок коммутационных элементов, блок устранения дребезга и блок сравнения, входы первой группы которого соединены с выходами первого счетчика, входы второй группы - с выходами первого регистра и информационными входами второго регистра, а выход - с информационным входом триггера, тактовый вход которого соединен с тактовым входом первого регистра, выходом блока устранения дребезга и тактовым входом второго счетчика, причем входы блока коммутационных элементов соединены с выходами дешифратора, а выходы - с информационными входами мультиплексора, адресные входы которого соединены с входами дешифратора, информационными входами первого регистра и выходами первого счетчика, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход управления второго счетчика соединен с выходом триггера, а выход - с тактовым входом второго триггера, вход блока устранения дребезга соединен с выходом мультиплексора, выходы второго регистра являются выходами устройства. Closest in technical essence to the proposed one is an information input device [2], containing a clock pulse generator, two counters, a trigger, two registers, a decoder, a multiplexer, a switching element block, a chatter elimination unit and a comparison unit, the inputs of the first group of which are connected with the outputs of the first counter, the inputs of the second group - with the outputs of the first register and the information inputs of the second register, and the output - with the information input of the trigger, the clock input of which is connected to the clock input the first register, the output of the chatter control unit and the clock input of the second counter, the inputs of the switching elements block being connected to the outputs of the decoder, and the outputs to the information inputs of the multiplexer, the address inputs of which are connected to the inputs of the decoder, the information inputs of the first register and the outputs of the first counter, the input of which connected to the output of the clock generator, the control input of the second counter is connected to the output of the trigger, and the output to the clock input of the second trigger, the input of the elimination unit bounce is connected to the output of the multiplexer, the outputs of the second register are the outputs of the device.
Данное устройство ориентировано на последовательный опрос состояния множества коммутационных элементов, однако исключает ввод информации в ЭВМ при одновременном замыкании нескольких из них. Это является недостатком данного устройства, не позволяющим осуществить ввод информации о положении рук водителя, для которого характерно одновременное замыкание нескольких из множества расположенных на поверхности обода рулевого колеса коммутационных элементов. This device is focused on sequential polling of the state of many switching elements, however, it excludes the input of information into a computer with the simultaneous closure of several of them. This is a disadvantage of this device, which does not allow the input of information on the position of the driver’s hands, which is characterized by the simultaneous closure of several of the many switching elements located on the surface of the steering wheel rim.
Целью изобретения является осуществление оперативного ввода информации в ЭВМ о положении рук водителя на ободе рулевого колеса за счет одновременной обработки сигналов от коммутационных элементов, расположенных на его поверхности. The aim of the invention is the implementation of the operational input of information into the computer about the position of the driver’s hands on the rim of the steering wheel due to the simultaneous processing of signals from switching elements located on its surface.
Цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее блок коммутационных элементов (блок датчиков касания руля), имеющий N выходов, первый и второй N-разрядные регистры, введены первый и второй датчики касания правой и левой рук, блок определения среднего из замкнутых датчиков касания, имеющий N входов и N выходов, входы которого подключены к соответствующим выходам блока датчиков касания руля, N элементов запрета, информационные входы которых подключены к соответствующим выходам блока определения среднего из замкнутых датчиков касания, а выходы соединены с соответствующими информационными входами первого и второго регистров, первый и второй шифраторы, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго регистров, причем j-е выходы первого регистра (j=) cоединены с первыми запрещающими входами одноименных элементов запрета, j-е выходы второго регистра соединены с вторыми запрещающими входами одноименных элементов запрета, первые выходы первого и второго датчиков касания рук соединены с (N+1)-ми входами сброса соответственно первого и второго регистров, вторые выходы первого и второго датчиков касания рук соединены с (N+2)-ми входами стробирования соответственно первого и второго регистров и являются первым и вторым выходами запроса ввода информации из устройства, а выходы первого и второго шифраторов являются соответственно первым и вторым информационными выходами устройства.The goal is achieved by the fact that in the device for inputting information containing a block of switching elements (a block of sensors for touching the steering wheel) having N outputs, first and second N-bit registers, the first and second sensors for touching the right and left hands, the block for determining the average of closed touch sensors, having N inputs and N outputs, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the rudder touch sensors block, N prohibition elements, the information inputs of which are connected to the corresponding outputs of the block of determining the average of closed tchikov touch, and the outputs are connected to respective data inputs of the first and second registers, the first and second encoders, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second registers, wherein the j-th outputs of the first register (j = 
Сущность изобретения заключается в следующем. При касании одной из рук водителя обода рулевого колеса из N расположенных радиально на его поверхности датчиков касания руля срабатывает от одного до L датчиков, соответствующих варьируемой ширине тактильного отпечатка руки на поверхности рулевого колеса вдоль его окружности. (L<<N). Из этих сигналов устройство определяет средний из замкнутых датчиков касания руля и запоминает его в одном из регистров, соответствующем сработавшему датчику касания руки. Поскольку каждый датчик касания руля однозначно соответствует определенному участку обода, то на выходе соответствующего шифратора формируется код, который вводится в ЭВМ в качестве текущего положения данной руки на ободе рулевого колеса. The invention consists in the following. When one of the driver’s hands touches the steering wheel rim of N steering wheel touch sensors located radially on its surface, one to L sensors are activated corresponding to the variable width of the tactile fingerprint on the surface of the steering wheel along its circumference. (L << N). From these signals, the device determines the average of the closed rudder touch sensors and stores it in one of the registers corresponding to the triggered hand touch sensor. Since each steering wheel touch sensor uniquely corresponds to a certain section of the rim, a code is generated at the output of the corresponding encoder, which is entered into the computer as the current position of the given hand on the steering wheel rim.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от него наличием новых блоков: двух датчиков касания, блока определения среднего из замкнутых датчиков касания, N элементов запрета, двух шифраторов и их связями между собой и с остальными блоками устройства. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device differs from it by the presence of new blocks: two touch sensors, a block for determining the average of closed touch sensors, N prohibition elements, two encoders and their connections with each other and with the other blocks of the device. Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty."
Сравнение предлагаемого решения с другими техническими решениями показывает, что датчики касания, блок определения среднего из замкнутых датчиков касания, элементы запрета и шифраторы широко известны и легко могут быть реализованы на существующей элементной базе, однако вышеуказанные блоки проявляют новые свойства в указанной взаимосвязи, что приводит к осуществлению оперативного ввода информации в ЭВМ о положении рук водителя на ободе рулевого колеса. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed solution with other technical solutions shows that touch sensors, a block for determining the average of closed touch sensors, prohibition elements and encoders are widely known and can easily be implemented on the existing element base, however, the above blocks exhibit new properties in this relationship, which leads to the implementation of the operational input of information into the computer about the position of the driver’s hands on the steering wheel rim. This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "significant differences".
На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для ввода информации; на фиг. 2 и 3 представлены функциональные схемы блока определения среднего из замкнутых датчиков касания руля и блока датчиков касания руля соответственно; фиг. 4 иллюстрирует варианты касания рук водителя обода рулевого колеса; на фиг. 5 приведен пример размещения контактных датчиков на поверхности обода рулевого колеса; на фиг. 6 представлена функциональная схема датчика касания руки; фиг. 7 иллюстрирует пример размещения контактных датчиков на кисти руки водителя. In FIG. 1 shows a functional diagram of a device for entering information; in FIG. 2 and 3 are functional diagrams of a block for determining the average of closed steering touch sensors and a steering touch sensor block, respectively; FIG. 4 illustrates hand touch options for a steering wheel rim driver; in FIG. 5 shows an example of the placement of contact sensors on the surface of the steering wheel rim; in FIG. 6 is a functional diagram of a hand touch sensor; FIG. 7 illustrates an example of placing contact sensors on a driver’s hand.
Устройство для ввода информации содержит (фиг. 1) последовательно соединенные блок 1 датчиков касания руля и блок 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля, первый 3 и второй 4 датчики касания рук водителя, первый 5 и второй 6 регистры, N элементов 71,...,7Nзапрета, информационные входы которых подключены к соответствующим выходам блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля, а выходы соединены с соответствующими информационными входами первого 5 и второго 6 регистров, первый 8 и второй 9 шифраторы, входы ко-торых подключены к выходам соответствен- но первого 5 и второго 6 регистров, причем выходы первого регистра 5 соединены с первыми запрещающими входами соответствующих элементов 71,..., 7N запрета, выходы второго регистра 6 соединены с вторыми запрещающими входами соответствующих элементов 71,...,7N запрета, первые выходы первого 3 и второго 4 датчиков касания рук водителя соединены с (N+1)-ми входами сброса соответственно первого 5 и второго 6 регистров, вторые выходы первого 3 и второго 4 датчиков касания рук водителя соединены с (N+2)-ми входами стробирования первого 5 и второго 6 регистров и являются первым и вторым выходами запроса на вход информации из устройства, а выходы первого 8 и второго 9 шифраторов являются соответственно первым и вторым информационными выходами устройства.The information input device comprises (Fig. 1) a series-connected block 1 of the steering wheel touch sensors and a block 2 for determining the average of the closed wheel touch sensors, the first 3 and second 4 sensors of the driver’s hands, the first 5 and second 6 registers, N elements 7 1 , ..., 7 N prohibition information inputs of which are connected to respective outputs of the unit 2 determining the average of the closed touch wheel sensors and outputs connected to respective data inputs of the first 5 and second 6 registers, the first 8 and second 9 encoders inputs to tori connected to the outputs respectively of the first 5 and second 6 registers, the outputs of the first register 5 are connected to first inputs of respective elements prohibiting 7 1, ..., 7 N prohibition, the outputs of the second register 6 are connected to second inputs of respective elements prohibiting 7 1 ..., 7 N prohibitions, the first outputs of the first 3 and second 4 sensors of touching the driver’s hands are connected to the (N + 1) th reset inputs of the first 5 and second 6 registers, respectively, the second outputs of the first 3 and second 4 sensors of touching the driver’s hands with (N + 2) strobes inputs The first 5 and second 6 registers are the first and second outputs of the request for input of information from the device, and the outputs of the first 8 and second 9 encoders are the first and second information outputs of the device, respectively.
Блок 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля (фиг. 2) приведен для случая, когда число одновременно срабатывающих датчиков касания L=5, а в общем случае он содержит i рядов по N трехвходовых элементов И 10i,j, где i = 1,, j=, i рядов по N трехвходовых элементов 11i,j запрета и N элементов ИЛИ 12j, входы которых подключены к выходам соответствующих j-х элементов 11i,j запрета каждого i-го ряда и к выходам j-х элементов И 10i,j -го ряда, а выходы являются соответствующими j-ми выходами блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля. Входы j-го трехвходового элемента И первого ряда 10 подключены соответственно к (j-1)-му, j-му и (j+1)-му входам блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля, входы j-го трехвходового элемента И 10i,j каждого следующего i-го ряда (i=2, ) подключены соответственно к выходам (j+1)-го, j-го и (j-1)-го элементов И 10i,j предыдущего i-го ряда (i=1, ). Информационные входы каждого j-го трехвходового элемента 11i,jзапрета первого ряда подключены к j-му входу блока 2 определении среднего из замкнутых датчиков касания руля, первый и второй запрещающие входы j-го элемента 11i,j запрета первого ряда соединены соответственно с (j+1)-м входом блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля и с выходом (j-1)-го трехвходового элемента И 101,j-1первого ряда. Информационные входы каждого j-го трехвходового элемента 11i,j запрета последующих рядов (i=2, ) подключены к выходам j-го трехвходового элемента И (i-1)-го ряда, первый и второй запрещающие входы каждого j-го трехвходового элемента 11i,j запрета последующих рядов (i=2, ) подключены соответственно к выходам (j+1)-го трехвходового элемента И 10i,j (i-1)-го ряда и (j-1)-го элемента И 10i,ji-го ряда. Очевидно, что L - число нечетное, а из-за цикличности структуры построения блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля индекс j-1 для значения j=1 равен числу N, а индекс j+1 при j=N равен числу 1.Block 2 for determining the average of closed steering touch sensors (Fig. 2) is given for the case when the number of simultaneously activated touch sensors is L = 5, and in the general case it contains i rows of N three-input elements And 10 i, j , where i = 1, , j = , i rows of N three-input elements 11 i, j inhibit and N elements OR 12 j , the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding j-th elements 11 i, j of the ban of each i-th row and to the outputs of the j-th elements And 10 i, j -th row, and the outputs are the corresponding j-th outputs of block 2 for determining the average of closed steering wheel touch sensors. The inputs of the j-th three-input element And the first row 10 are connected respectively to the (j-1) th, j-th and (j + 1) -th inputs of the block 2 for determining the average of the closed steering wheel touch sensors, the inputs of the j-th three-input element And 10 i, j of each next i-th row (i = 2, ) are connected respectively to the outputs of the (j + 1) -th, j-th and (j-1) -th elements AND 10 i, j of the previous i-th row (i = 1, ) The information inputs of each j-th three-input element 11 i, j of the first row inhibition are connected to the jth input of block 2 to determine the average of the closed steering touch sensors, the first and second inhibit inputs of the j-th element of 11 i, j first row inhibition are connected respectively to the (j + 1) -th input of block 2 for determining the average of the closed steering touch sensors and with the output of the (j-1) -th three-input element And 10 1, j-1 of the first row. The information inputs of each j-th three-input element 11 i, j prohibition of subsequent rows (i = 2, ) are connected to the outputs of the j-th three-input element And (i-1) -th row, the first and second inhibit inputs of each j-th three-input element 11 i, j of the ban of subsequent rows (i = 2, ) are connected respectively to the outputs of the (j + 1) th three-input element And 10 i, j (i-1) -th row and (j-1) -th element And 10 i, j i-th row. Obviously, L is an odd number, and due to the cyclic structure of the construction of block 2 for determining the average of closed steering wheel touch sensors, the index j-1 for the value j = 1 is equal to the number N, and the index j + 1 for j = N is equal to the number 1.
Блок 1 датчиков касания руля (фиг. 3) содержит N датчиков 13jкасания (j= ), каждый из которых включает в себя многовходовый элемент ИЛИ14 и матрицу расположенных на поверхности обода рулевого колеса контактных датчиков 15p,r (p=; r=), выходами подключенных к входам многовходового элемента ИЛИ14, выход которого является j-м выходом блока 1 датчиков касания руля.Block 1 sensors touch the steering wheel (Fig. 3) contains N sensors 13 j touch (j = ), each of which includes a multi-input element OR14 and a matrix of contact sensors 15 p, r located on the surface of the steering wheel rim (p = ; r = ), the outputs connected to the inputs of the multi-input element OR14, the output of which is the jth output of the steering wheel touch sensor unit 1.
Каждый из датчиков 3 и 4 касания рук (фиг. 6) содержит матрицу (GxI) контактных датчиков 16μ,η кисти ( μ=; η =), расположенных на внутренней и реберной поверхностях кисти, и матрицу (DxT) контактных датчиков 17φ,Ψ большого пальца руки (φ =1,D; Ψ=1,Т), расположенных на внутренних и боковых поверхностях большого пальца, по суммарному числу столбцов и строк в обоих матрицах контактных датчиков первые элементы ИЛИ18, входы которых подключены к выходам контактных датчиков 16μ,η и 17φ,Ψ соответствующих строк или столбцов, по числу первых элементов ИЛИ 18 первые 19 и вторые 20 формирователи импульсов, входы каждой пары из которых объединены и подключены к выходу соответствующего элемента ИЛИ 18, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ21 и элемент 22 задержки, причем выходы всех первых 19 и вторых 20 формирователей импульсов объединены в шину и подключены к входам второго элемента ИЛИ21, выход которого является первым выходом датчика 3 (4) касания руки, а выход элемента 22 задержки является вторым выходом датчика 3(4) касания руки.Each of the touch sensors 3 and 4 of the hands (Fig. 6) contains a matrix (GxI) of contact sensors 16 μ, η of the hand (μ = ; η = ) located on the inner and costal surfaces of the hand, and the matrix (DxT) of contact sensors 17 φ, Ψ of the thumb (φ = 1, D; Ψ = 1, Т), located on the inner and side surfaces of the thumb, according to the total number columns and rows in both matrices of contact sensors, the first elements are OR18, the inputs of which are connected to the outputs of the contact sensors 16 μ, η and 17 φ, Ψ of the corresponding rows or columns, according to the number of first elements OR 18, the first 19 and second 20 pulse shapers, the inputs of each pair of which are combined and connected to the output respectively of the corresponding element OR 18, the second element OR21 and the delay element 22 connected in series, and the outputs of all the first 19 and second 20 pulse shapers are connected to the bus and connected to the inputs of the second element OR21, the output of which is the first output of the touch sensor 3 (4), and the output of the delay element 22 is the second output of the hand touch sensor 3 (4).
Устройство для ввода информации о положении рук водителя на ободе рулевого колеса работает следующим образом. A device for entering information about the position of the driver’s hands on the steering wheel rim works as follows.
В исходном состоянии первый 5 и второй 6 регистры находятся в нулевом состоянии, а руки водителя не находятся на ободе рулевого колеса. При этом отсутствуют сигналы на выходах блока 1 датчиков касания руля и первого 3 и второго 4 датчиков касания рук. Вследствие этого в ЭВМ не поступают сигналы запроса на ввод информации от устройства. In the initial state, the first 5 and second 6 registers are in the zero state, and the driver’s hands are not on the steering wheel rim. In this case, there are no signals at the outputs of block 1 of the touch sensors of the steering wheel and the first 3 and second 4 sensors of hand touch. As a result, the computer does not receive request signals for entering information from the device.
При схвате или касании обода рулевого колеса одной из рук водителя (пусть это будет правая рука) замыкаются датчики блока 1 датчиков касания руля, на одном или нескольких расположенных подряд выходах которого формируются сигналы логической "1", общее количество которых не превышает числа L, соответствующего максимально возможной ширине SLтактильного отпечатка кисти руки на поверхности обода рулевого колеса. Каждый датчик касания блока 1 датчиков касания руля расположен на определенном участке окружности обода, поэтому замыкание нескольких из них несет пространственную информацию о зоне касания руки водителя. Предполагают, что правая рука находится в начальной зоне обода рулевого колеса и вызвала появление сигналов на первых трех выходах блока 1 датчиков касания руля (L=3).When grasping or touching the steering wheel rim of one of the driver’s hands (let it be the right hand), the sensors of the steering wheel touch sensor block 1 are closed, at one or several consecutive outputs of which logical 1 signals are generated, the total number of which does not exceed the number L corresponding to the maximum possible width S L of the tactile fingerprint on the surface of the steering wheel rim. Each touch sensor of the block 1 sensors touch the steering wheel is located on a specific section of the circumference of the rim, so the closure of several of them carries spatial information about the touch zone of the driver’s hand. It is assumed that the right hand is in the initial zone of the steering wheel rim and caused the appearance of signals at the first three outputs of the steering wheel touch sensor unit 1 (L = 3).
Выходные сигналы блока 1 датчиков касания руля поступают на соответствующие входы блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля, на одном из выходов которого (в нашем случае на втором) появляется сигнал логической "1", соответствующий середине зоны касания правой руки обода рулевого колеса. Отсутствие сигналов на выходах обнуленных первого 5 и второго 6 регистров поддерживает в открытом состоянии все элементы 7j (j= ), запрета, поэтому сигнал с второго выхода блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля через открытый элемент 72 запрета поступает на второй информационный вход первого регистра 5. При касании правой руки обода срабатывает первый датчик 3 касания руки, на первом выходе которого формируется импульс, поступающий на (N+1)-й вход сброса первого регистра 5, подтверждающий его нулевое состояние. Через время, достаточное для срабатывания блока 1 датчиков касания руля, блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля и элемента 72 запрета, на втором выходе первого датчика 3 касания руки формируется импульс, поступающий на (N+2)-й стробирующий вход первого регистра 5 и осуществляющий тем самым запись информации, поступившей на его второй информационный вход. На выходе второго разряда первого регистра 5 появляется сигнал логической "1", который поступает на первый запрещающий вход второго элемента 72 запрета и запирает его для дальнейшего прохождения информации на вторые информационные входы первого 5 и второго 6 регистров. Состояние первого регистра 5 анализируется первым шифратором 8, на выходе которого формируется код текущего положения правой руки. Сигнал с второго выхода первого датчика 3 касания руки поступает в ЭВМ в качестве сигнала запроса на ввод информации, по которому ЭВМ считывает с первого информационного выхода устройства код текущего положения правой руки.The output signals of the steering wheel touch sensors unit 1 are supplied to the corresponding inputs of the rudder touch average detection unit 2, at one of the outputs of which (in our case, the second) a logical 1 signal corresponding to the middle of the right hand touch zone of the steering wheel rim appears. The absence of signals at the outputs of the zeroed first 5 and second 6 registers in the open state supports all elements 7 j (j = ), prohibition, therefore, the signal from the second output of the block 2 for determining the average of the closed steering touch sensors through the open prohibition element 7 2 is fed to the second information input of the first register 5. When the right hand is touched by the rim, the first hand touch sensor 3 is triggered, the first output of which is formed pulse arriving at the (N + 1) th input of the reset of the first register 5, confirming its zero state. After a time sufficient for operation of the rudder touch sensor block 1, the block 2 of determining the average of the closed rudder touch sensors and the prohibition element 7 2 , a pulse is generated at the second output of the first hand touch sensor 3, which arrives at the (N + 2) st gate input of the first register 5 and thereby recording information received at its second information input. At the output of the second bit of the first register 5, a logical signal “1” appears, which is fed to the first inhibit input of the second prohibition element 7 2 and locks it for further information passing to the second information inputs of the first 5 and second 6 registers. The state of the first register 5 is analyzed by the first encoder 8, at the output of which a code of the current position of the right hand is formed. The signal from the second output of the first sensor 3 touch hands enters the computer as a request signal to enter information, by which the computer reads from the first information output of the device code of the current position of the right hand.
Аналогично вводится информация о текущем положении левой руки при касании или схвате ею обода рулевого колеса, причем занесение информации о середине ее тактильного отпечатка во второй регистр 6 осуществляется без искажения (т. е. только с одного выхода блока определения среднего из замкнутых датчиков касания), поскольку информация о положении правой руки заблокирована элементом 72 запрета и не накладывается на информацию о положении левой руки.Information about the current position of the left hand when touching or grasping the steering wheel rim is entered in the same way, and the information about the middle of its tactile print is entered into the second register 6 without distortion (i.e., only from one output of the block for determining the average of closed touch sensors), since the information on the position of the right hand is blocked by the prohibition element 7 2 and is not superimposed on the information on the position of the left hand.
Сигналы на обоих выходах первого 3 и второго 4 датчиков касания рук формируются не только в момент касания рук водителя обода рулевого колеса, но также при снятии рук с обода и при любом изменении характера схвата, поскольку это может изменить ширину тактичного отпечатка и, следовательно, координаты его середины. В этих случаях сигнал с первых выходов первого 3 или второго 4 датчика касания рук обнуляет соответствующий регистр 5 или 6, а сигналы с вторых выходов первого 3 или второго 4 датчика касания рук осуществляют занесение в эти регистры измененной информации и организуют последующий ввод ее в ЭВМ. The signals at both outputs of the first 3 and second 4 hand touch sensors are generated not only at the moment the driver’s hands touch the rim of the steering wheel, but also when removing the hands from the rim and at any change in the nature of the grip, as this can change the width of the tactical print and, therefore, the coordinates its middle. In these cases, the signal from the first outputs of the first 3 or second 4 hand touch sensors resets the corresponding register 5 or 6, and the signals from the second outputs of the first 3 or second 4 hand touch sensors record the changed information in these registers and organize its subsequent input into the computer.
Блок 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля (фиг. 2) работает при условии, что количество одновременно сработавших датчиков касания не превышает числа L, соответствующего максимально возможной ширине SL тактильного отпечатка руки водителя на ободе рулевого колеса. При этом в приведенном варианте предполагается, что число L нечетное и равно пяти, а при срабатывании двух датчиков касания приоритет отдается входу блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля, имеющему больший номер. Рассмотрим работу блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля при появлении от одного до пяти сигналов срабатывания датчиков касания на его пяти первых входах.Unit 2 for determining the average of closed steering touch sensors (Fig. 2) works under the condition that the number of simultaneously activated touch sensors does not exceed the number L corresponding to the maximum possible width S L of the tactile fingerprint of the driver’s hand at the steering wheel rim. In this case, in the above version, it is assumed that the number L is odd and equal to five, and when two touch sensors are triggered, priority is given to the input of block 2 for determining the average of the closed steering touch sensors with a larger number. Consider the operation of block 2 for determining the average of closed rudder touch sensors when one to five touch sensor signals appear at its first five inputs.
Предполагают, что появился сигнал признака касания на третьем входе блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля. При этом отсутствуют сигналы на остальных (в том числе и соседних) входах, поэтому отсутствуют сигналы совпадения на выходах всех трехвходовых элементов И 101,j первого ряда, в том числе и элемента И 101,2 (j=). Вследствие этого отсутствуют сигналы на обоих входах запрета трехвходового элемента 111,3 запрета первого ряда, поэтому сигнал признака касания с третьего входа проходит через элемент 111,3 запрета и элемент ИЛИ 123 непосредственно только на третий выход блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля.It is believed that a touch sign signal has appeared at the third input of the block 2 for determining the average of the closed steering touch sensors. In this case, there are no signals at the remaining (including neighboring) inputs, therefore, there are no signals of coincidence at the outputs of all three-input elements And 10 1, j of the first row, including the element And 10 1,2 (j = ) As a result of this, there are no signals at both inputs of the three-input prohibition element 11 1.3 of the first row inhibition, therefore, the touch sign signal from the third input passes through the prohibition element 11 1.3 and the OR element 12 3 directly to the third output of the block 2 for determining the average of closed sensors touch the steering wheel.
Предполагают, что сигналы признака касания появились одновременно на третьем и четвертом входах блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля. При этом также отсутствуют сигналы на остальных входах блока 2 и сигналы совпадения на выходах всех трехвходовых элементов И101,j(j= ) и, следовательно, на вторых запрещающих входах всех трехвходовых элементов 111,j запрета первого ряда, в том числе и элемента 111,3 запрета. Однако на первый запрещающий вход этого элемента 111,3 запрета поступает сигнал признака касания с четвертого входа блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля, поэтому сигнал признака касания с третьего входа данного блока не проходит через элемент 111,3 запрета и элемент ИЛИ 123 на его третий выход. Сигнал признака касания с четвертого входа блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля через открытый элемент 111,4 запрета и элемент ИЛИ 124 проходит на его четвертый выход в качестве среднего из двух замкнутых датчиков касания.It is believed that touch sign signals appeared simultaneously at the third and fourth inputs of the block 2 for determining the average of the closed steering touch sensors. At the same time, there are also no signals at the other inputs of block 2 and coincidence signals at the outputs of all three-input elements И10 1, j (j = ) and, therefore, at the second inhibitory inputs of all three-input elements 11 1, j of the first row ban, including the element 11 1,3 of the ban. However, the first prohibit input of this prohibition element 11 1.3 receives a touch flag signal from the fourth input of the block 2 for determining the average of the closed steering touch sensors, so the touch sign signal from the third input of this block does not pass through the prohibition element 11 1.3 and the OR element 12 3 on his third exit. The signal of the touch sign from the fourth input of the block 2 for determining the average of the closed touch sensors of the steering wheel through the open prohibition element 11 1.4 and the OR element 12 4 passes to its fourth output as the average of two closed touch sensors.
Предполагают, что сигналы признака касания появились одновременно на втором, третьем и четвертом входах блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля. При этом сигнал совпадения формируется на выходе только одного из трехвходовых элементов И 101,j (j=) первого ряда, а именно элемент И 101,3. Этот сигнал поступает на второй запрещающий вход элемента 111,4 запрета, предотвращая прохождение через него сигнала с четвертого входа блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля.It is believed that touch sign signals appeared simultaneously at the second, third, and fourth inputs of block 2 for determining the average of closed steering wheel touch sensors. In this case, a coincidence signal is generated at the output of only one of the three-input elements And 10 1, j (j = ) of the first row, namely the element And 10 1.3 . This signal is fed to the second inhibitory input of the prohibition element 11 1.4 , preventing the signal from passing through it from the fourth input of the block 2 for determining the average of the closed steering touch sensors.
Сигнал признака касания с третьего входа блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля поступает также на первый запрещающий вход элемента 101,2 запрета первого ряда, предотвращая прохождения через него на выход сигнала признака касания с второго входа блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля.The signal of the touch sign from the third input of the block 2 for determining the average of the closed touch sensors of the steering wheel is also fed to the first inhibit input of the first row prohibition element 10 1,2 , preventing the signal of the touch from the second input of the block 2 of determining the average of the closed sensors from passing through the output 2 steering wheel.
Выходной сигнал элемента И 101,3 поступает также на информационный вход элемента 112,3 запрета второго ряда, на запрещающих входах которого сигналы отсутствуют, поскольку нет сигнала совпадение на выходе элемента И 101,4 первого ряда и на выходах всех элементов и 102,j второго ряда. Поэтому на выходе элемента 112,3 запрета появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 123 поступает на третий выход блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля в качестве признака среднего из трех указанных замкнутых датчиков касания.The output signal of the element And 10 1,3 also goes to the information input of the element 11 2,3 prohibition of the second row, the prohibition inputs of which there are no signals, since there is no signal coincidence at the output of the element And 10 1,4 of the first row and at the outputs of all elements and 10 2, j of the second row. Therefore, at the output of the inhibit element 11 2,3 , a signal appears which, through the OR element 12 3, enters the third output of the block 2 for determining the average of the closed steering touch sensors as a sign of the average of the three closed touch sensors.
Предполагают, что на первые четыре входа блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля поступили сигналы признака касания. При этом четвертый, третий и второй входные сигналы поступают на первые запрещающие входы элементов 111,3, 111,2 и 111,1 запрета соответственно, предотвpащая прохождение через них сигналов с третьего, второго и первого входов блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля. Сигналы совпадения формируются только на выходах элементов И 101,3 и 101,2 первого ряда, которые поступают на информационные входы соответственно элементов 112,3 и 112,2 запрета второго ряда. Выходной сигнал элемента И 101,3, поступив на второй запрещающий вход элемента 111,4 запрета, предотвращает прохождение через него четвертого входного сигнала. На вторых запрещающих входах элементов 112,3 и 112,2 запрета сигналы отсутствуют, поскольку на выходах всех элементов И 102,j (j=) отсутствуют сигналы совпадения. Отсутствует также выходной сигнал элемента И 101,4 на первом запрещающем входе элемента 112,3 запрета, однако на первый запрещающий вход элемента 112,2запрета поступает выходной сигнал элемента И 1,101,3 предотвращающий поступление на его выход и, следовательно, на второй выход блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля выходного сигнала элемента И 101,2. Выходной сигнал элемента И 101,3 через открытый элемент 112,3 запрета и элемент ИЛИ 123 поступает на третий выход блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля в качестве сигнала признака среднего из четырех первых замкнутых датчиков касания.It is assumed that the first four inputs of block 2 for determining the average of closed steering touch sensors received touch signals. In this case, the fourth, third and second input signals are supplied to the first inhibit inputs of the inhibit elements 11 1,3 , 11 1,2 and 11 1,1, respectively, preventing the signals from the third, second and first inputs of the block 2 of determining the average of closed steering wheel touch sensors. Coincidence signals are generated only at the outputs of the elements And 10 1,3 and 10 1,2 of the first row, which are fed to the information inputs of the elements 11 2,3 and 11 2,2 of the second row, respectively. The output signal of the element And 10 1.3 , entering the second inhibitory input element 11 1.4 prohibition, prevents the passage through it of the fourth input signal. There are no signals at the second inhibitory inputs of elements 11 2,3 and 11 2,2 of the ban, because at the outputs of all elements And 10 2, j (j = ) no match signals. There is also no output signal of the element And 10 1.4 at the first inhibit input of the element 11 2.3 prohibition, however, the first inhibit input of the element 11 2.2 prohibition receives the output signal of the element And 1.10 1.3 preventing receipt at its output and, therefore, to the second output of the block 2 determine the average of the closed sensors touch the rudder of the output signal of the element And 10 1,2 . The output signal of the element And 10 1,3 through the open element 11 2,3 prohibition and the element OR 12 3 is fed to the third output of block 2 determine the average of the closed sensors of touch of the steering wheel as a signal sign of the middle of the first four closed sensors of touch.
Рассмотрим случай, когда замкнуты первые пять датчиков касания. В этом случае второй-пятый входные сигналы блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля поступают соответственно на первые запрещающие входы элементов 111,1-111,4 запрета, предотвращая прохождение через них соответствующих входных сигналов. Сигналы совпадения формируются на выходах элементов И 101,2, 101,3 и 101,4, причем выходной сигнал элемента И 101,4, поступив на второй запрещающий вход элемента 111,5 запрета, предотвращает прохождение через него пятого входного сигнала. Из элементов И 102,j (j= ) второго ряда сигнал совпадения формируется только на выходе элемента 102,3, который и проходит через элемент или 123 на третий выход блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля в качестве сигнала признака среднего из пяти сработавших датчиков касания. Выходные сигналы совпадения элементов И 101,4 и 101,2 через соответствующие элементы 112,4 и 112,2 запрета не проходят на выход блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля, поскольку первый из них заперт выходным сигналом элемента И 102,3, а второй - выходным сигналом элемента И 101,3.Consider the case when the first five touch sensors are closed. In this case, the second-fifth input signals of the block 2 for determining the average of the closed steering touch sensors are respectively sent to the first inhibit inputs of the inhibit elements 11 1.1 -11 1.4 , preventing the corresponding input signals from passing through them. Coincidence signals are generated at the outputs of the elements And 10 1,2 , 10 1,3 and 10 1,4 , and the output signal of the element And 10 1,4 , coming to the second inhibit input of the element 11 1,5 ban, prevents the passage through it of the fifth input signal. Of the elements And 10 2, j (j = ) of the second row, a coincidence signal is generated only at the output of element 10 2,3 , which passes through the element or 12 3 to the third output of block 2 for determining the average of closed steering touch sensors as a sign of the average of five triggered touch sensors. The output signals of the coincidence of the elements And 10 1,4 and 10 1,2 through the corresponding elements 11 2,4 and 11 2,2 prohibition do not go to the output of block 2 determine the average of the closed sensors touch the steering wheel, since the first one is blocked by the output signal of the element And 10 2.3 , and the second - the output signal of the element And 10 1.3 .
Таким образом, блок 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля при поступлении на его входы от одного до пяти следующих подряд сигналов признака касания формирует на своем выходе только один сигнал, являющийся средним из входных. Это справедливо для любой группы из от одного до пяти датчиков касания, отстоящих друг от друга по поверхности обода рулевого колеса на расстоянии, соответствующем одному датчику касания. Так, для последнего примера, когда одной рукой водителя замкнуты первые пять датчиков касания и на третьем выходе блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля сформирован один сигнал признака среднего, если дополнительно сработают с седьмого по одиннадцатый датчики касания, то на одном из седьмого по одиннадцатый выходов блока 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля сформирован еще один сигнал признака среднего, соответствующий данной группе датчиков касания и ширине тактильного отпечатка второй руки водителя. Thus, the block 2 for determining the average of the closed steering touch sensors when one to five consecutive touch sign signals arrives at its inputs generates at its output only one signal, which is the average of the input. This is true for any group of one to five touch sensors spaced apart on the surface of the rim of the steering wheel at a distance corresponding to one touch sensor. So, for the last example, when the first five touch sensors are closed with one driver’s hand, and on the third output of the middle block of the rudder’s closed steering touch sensors one signal is generated of the middle sign, if the touch sensors work from the seventh to eleventh, then one of the seventh the eleventh outputs of the block 2 for determining the average of the closed steering touch sensors, another signal of the middle sensor is generated, corresponding to this group of touch sensors and the width of the tactile fingerprint of the second ru Ki driver.
В простейшем варианте технической реализации блока 1 датчиков касания руля (фиг. 3) при касании руки водителя одного из матрицы (mxk) расположенных на поверхности обода рулевого колеса контактных датчиков 15p,r (p=, r= ) на выходе последнего формируется сигнал, который через элемент ИЛИ 14 поступает на выход соответствующего датчика 13jкасания (j=) в качестве признака касания. Число одновременно сработавших датчиков 13j касания зависит от ширины тактильного отпечатка руки на поверхности обода рулевого колеса, а достоверность срабатывания - от числа контактных датчиков 15p,r и расстояния между ними. На фиг. 4 приведены примеры расположения рук водителя на ободе рулевого колеса, характеризующиеся наибольшей шириной SL тактильного отпечатка, которая обычно не превышает 20 см. На фиг. 5 приведен пример расположения контактных датчиков 15р,r (p=; r=) на поверхности обода рулевого колеса для каждого датчика 13j касания (j=), занимающего поверхность обода шириной S13j и длиной Sm=2 π R.In the simplest version of the technical implementation of the block 1 sensors touch the steering wheel (Fig. 3) when touching the driver’s hand with one of the matrix (mxk) located on the surface of the rim of the steering wheel contact sensors 15 p, r (p = , r = ) at the output of the latter, a signal is generated which, through the OR element 14, enters the output of the corresponding touch sensor 13 j (j = ) as a sign of touch. The number of simultaneously triggered touch sensors 13 j depends on the width of the tactile handprint on the surface of the steering wheel rim, and the accuracy of the response depends on the number of contact sensors 15 p, r and the distance between them. In FIG. 4 shows examples of the location of the driver’s hands on the steering wheel rim, characterized by the largest tactile fingerprint width S L , which usually does not exceed 20 cm. FIG. 5 shows an example of the arrangement of contact sensors 15 p, r (p = ; r = ) on the surface of the steering wheel rim for each touch sensor 13 j (j = ) occupying the surface of the rim of width S 13j and length S m = 2 π R.
Ширина S13j поверхности обода рулевого колеса, занимаемая контактными датчиками каждого датчика касания, определяется требуемой точностью определения середины тактильного отпечатка руки водителя на поверхности обода рулевого колеса, а также необходимостью обеспечения формирования непрерывной последовательности сигналов признака касания. Например, если в тренажере транспортного средства допустимым является схват открытой кистью руки приведенного на фиг. 4 в типа, то удовлетворительные результаты дает значение S13j= 40 мм при расположении контактных датчиков 15р.r с шагом 10 мм, что соответствует числу L датчиков касания, определяемых максимальной шириной SL= 200 мм тактильного отпечатка, равному пяти (L=5). Это обеспечивает определение положения руки водителя на ободе рулевого колеса с точностью до 1/3 ширины нормального схвата закрытой кистью (когда большой палец находится с внутренней стороны обода рулевого колеса).The width S 13j of the surface of the steering wheel rim occupied by the contact sensors of each touch sensor is determined by the required accuracy of determining the middle of the tactile fingerprint of the driver’s hand on the surface of the steering wheel rim, as well as by the need to ensure the formation of a continuous sequence of touch sign signals. For example, if the grip with the open hand of the hand of FIG. 4 in type, then satisfactory results are obtained with the value S 13j = 40 mm with the arrangement of contact sensors 15 r.r in increments of 10 mm, which corresponds to the number L of touch sensors determined by the maximum width of a tactile fingerprint S L = 200 mm equal to five (L = 5). This ensures that the position of the driver’s hand on the rim of the steering wheel is determined with an accuracy of 1/3 of the width of the normal grip with a closed brush (when the thumb is on the inside of the steering wheel rim).
Датчик 3(4) касания руки водителя (фиг. 6) работает следующим образом. При касании руки водителя поверхности обода рулевого колеса внутренней частью или ребром кисти замыкаются один или несколько контактных датчиков 16μ,η ( μ= ; η= ), сигналы с выходов которых поступают одновременно на входы соответствующих элементов ИЛИ 18 столбцов и строк контактной матрицы. Выходные сигналы элементов ИЛИ18 поступают на входы идентичных по построению первых 19 и вторых 20 формирователей импульсов, отличающихся тем, что первые формирователи 19 импульсов формируют импульсы при появлении сигнала на выходе элемента ИЛИ18 (при замыкании контактных датчиков 16μ,η), а вторые формирователи 20 импульсов формируют импульсы при исчезновении сигнала на выходе элемента ИЛИ18 (при размыкании всех контактных датчиков 16μ,ηсоответствующей строки или столбца контактной матрицы). Вследствие этого при первоначальном касании руки водителя поверхности обода рулевого колеса выходные сигналы первых формирователей 19 импульсов, соответствующих строкам и столбцам с замыкающимися контактными датчиками 16μ,η, поступают через второй элемент ИЛИ21 на первый выход датчика 3(4) касания руки в качестве сигнала сброса первого 5 (второго 6) регистра, а затем через элемент 22 задержки на второй выход датчика 3(4) касания руки в качестве сигнала стробирования занесения информации в первый 5 (второй 6) регистр. Если при изменении характера схвата руки происходит замыкания контактных датчиков 16μ,η каких-нибудь отличных от первоначально сработавших строк или столбцов (что свидетельствует о возможном изменении ширины тактильного отпечатка), то процесс формирования выходных сигналов датчика 3 (4) касания руки идентичен описанному и обеспечивает занесение измененной информации в соответствующий регистр 5 или 6.The sensor 3 (4) touch the driver’s hands (Fig. 6) works as follows. When the driver’s hand touches the surface of the steering wheel rim with the inside or edge of the brush, one or more contact sensors 16 μ, η (μ = ; η = ), the signals from the outputs of which arrive simultaneously at the inputs of the corresponding elements OR 18 columns and rows of the contact matrix. The output signals of the OR18 elements are supplied to the inputs of the first 19 and second 20 pulse shapers identical in construction, characterized in that the first pulse formers 19 generate pulses when a signal appears at the output of the OR18 element (when the contact sensors are closed 16 μ, η ), and the second formers 20 pulses are generated by pulses when the signal at the output of the OR18 element disappears (when all contact sensors 16 μ, η of the corresponding row or column of the contact matrix are opened). As a result of this, at the initial touch of the driver’s hand on the surface of the steering wheel rim, the output signals of the first pulse shapers 19, corresponding to rows and columns with contact sensors 16 μ, η , pass through the second element OR 21 to the first output of the touch sensor 3 (4) as a reset signal the first 5 (second 6) register, and then through the delay element 22 to the second output of the sensor 3 (4) touch the hand as a gating signal for entering information into the first 5 (second 6) register. If, when the nature of the grip of the hand changes, the contact sensors 16 μ, η are closed of any rows or columns that are different from the ones that originally worked (which indicates a possible change in the width of the tactile print), then the process of generating the output signals of the hand touch sensor 3 (4) is identical to that described and provides entry of the changed information in the corresponding register 5 or 6.
При размыкании всех контактных датчиков 16μ,η ранее сработавших строки и/или столбца, что также свидетельствует о возможном изменении ширины тактильного отпечатка, исчезновение сигнала на выходе соответствующего элемента ИЛИ18 вызывает формирование импульса на выходе второго формирователя 20 импульсов, что, в свою очередь, через второй элемент ИЛИ21 вызывает формирование сигналов на обоих выходах датчика 3 (4) касания руки.When all contact sensors 16 μ, η open earlier than the row and / or column that has been triggered, which also indicates a possible change in the width of the tactile print, the disappearance of the signal at the output of the corresponding element OR18 causes the formation of a pulse at the output of the second pulse shaper 20, which, in turn, through the second element OR21 causes the formation of signals at both outputs of the sensor 3 (4) touch hands.
Аналогично работает датчик 3(4) касания руки при касании руки водителя обода рулевого колеса внутренней или боковыми поверхностями большого пальца (при этом срабатывают контактные датчики большого пальца 17φ,Ψ (φ = ; Ψ = ), а также при одновременном касании руки водителя обода рулевого колеса внутренней поверхностью кисти и большим пальцем руки (при этом срабатывают контактные датчики 16μ,η и 17φ,Ψ)
.Similarly, the touch sensor 3 (4) works when the driver’s wheel rim touches the steering wheel rim with the inside or side surfaces of the thumb (the contact sensors of the thumb 17 φ, Ψ (φ = ; Ψ = ), and also while touching the driver’s hand on the steering wheel rim with the inner surface of the hand and thumb (contact sensors 16 μ, η and 17 φ, Ψ are triggered)
.
Очевидно, что при размыкании всех контактных датчиков 16μ,η и 17φ,Ψ, свидетельствующем о прекращении контакта руки водителя с ободом рулевого колеса, также формируются сигналы на обоих выходах датчика 3 (4) касания руки, обеспечивающие занесение нулевого кода положения руки водителя в первый 5 (второй 6) регистр и дальнейший ввод его в ЭВМ.It is obvious that when all contact sensors 16 μ, η and 17 φ, Ψ are opened , which indicates that the driver’s hand contact with the steering wheel rim ceases, signals are also generated at both outputs of the touch sensor 3 (4), ensuring the driver’s zero position code is entered in the first 5 (second 6) register and its further input into the computer.
Вариант расположения контактных датчиков на контактной поверхности кисти руки водителя иллюстрируется фиг. 7, из которой видно, что матрица контактных датчиков 16μ,η внутренней и реберной поверхности кисти имеет размерность 7Х5 (I=7, G=5), а матрица контактных датчиков 17φ,Ψбольшого пальца руки имеет размерность 3х3 (D=3, Т=3). Такое размещение контактных датчиков 16μ,η и 17φ,Ψ соответствует строению руки человека (большинство контактных датчиков размещено на фалангах пальцев), а расстояние между ними существенно меньше ширины поверхности обода рулевого колеса S13j=40 мм, занимаемой одним датчиком 13j касания руля, что обеспечивает достоверность ввода информации в ЭВМ о положении рук водителя на ободе рулевого колеса при всех изменениях линейных размеров тактильного отпечатка руки.A variant of the arrangement of contact sensors on the contact surface of the driver’s hand is illustrated in FIG. 7, which shows that the matrix of contact sensors 16 μ, η of the inner and costal surfaces of the hand has a dimension of 7X5 (I = 7, G = 5), and the matrix of contact sensors 17 φ, Ψ of the thumb has a dimension of 3x3 (D = 3 , T = 3). This arrangement of contact sensors 16 μ, η and 17 φ, Ψ corresponds to the structure of the human hand (most contact sensors are located on the phalanges of the fingers), and the distance between them is significantly less than the width of the surface of the steering wheel rim S 13j = 40 mm occupied by one touch sensor 13 j steering wheel, which ensures the accuracy of entering information into the computer about the position of the driver’s hands on the steering wheel rim for all changes in the linear dimensions of the tactile handprint.
Таким образом, введение в предложенное устройство для ввода информации новых блоков с указанными связями обеспечивает ввод данных в ЭВМ о положении рук водителя на ободе рулевого колеса. Thus, the introduction of the proposed device for inputting information of new units with the indicated connections provides data input into the computer on the position of the driver’s hands on the steering wheel rim.
Предложенное устройство легко реализуется при построении элементов 7j запрета (j=) на базе элементов К555ΛА4 и инверторов К555ЛН1, первого 5 и второго 6 регистров на базе микросхем К555ТМ8 и первого 8 и второго 9 шифраторов на базе микросхем КМ555ИВ1. Блок 1 датчиков касания руля и первый 3 и второй 4 датчики касания рук легко реализуются при использовании в качестве контактных датчиков 15р.r, 16μ,η и 17φ,Ψмикропереключателей типа ПКН-125 и при построении элементов ИЛИ 14, 18 и 21 на базе микросхем К555ЛА2 и К555ЛА4, а первых 19 и вторых 20 формирователей импульсов и элемента 22 задержки на базе микросхем К555АГ3. Блок 2 определения среднего из замкнутых датчиков касания руля легко реализуется в приведенном варианте построения на базе трехвходовых элементов И-НЕ, входящих в состав микросхем К555ЛА4, с применением для инвертирования сигналов микросхем типа К555ЛН1.The proposed device is easily implemented in the construction of elements 7 j prohibition (j = ) based on K555ΛА4 elements and K555LN1 inverters, the first 5 and second 6 registers based on K555TM8 microcircuits and the first 8 and second 9 encoders based on KM555IV1 microcircuits. Block 1 of the touch sensors of the steering wheel and the first 3 and second 4 hand touch sensors are easily implemented when using 15 p. R , 16 μ, η and 17 φ, Ψ micro switches type PKN-125 as contact sensors and when constructing OR elements 14, 18 and 21 based on K555LA2 and K555LA4 microcircuits, and the first 19 and second 20 pulse shapers and delay element 22 based on K555AG3 microcircuits. Block 2 for determining the average of closed steering touch sensors is easily implemented in the above embodiment based on three-input I-NOT elements that are part of K555LA4 microcircuits, using K555LN1 type microcircuits for inverting signals.
Контактные датчики 15p.r руля могут крепиться на поверхности рулевого колеса путем наклеивания с последующим покрытием эластичным тонким кожухом (из кожи или кожезаменителя). Контактные датчики 16μ,η и 17φ,Ψ датчиков 3 и 4 касания рук могут крепиться с помощью двухслойных перчаток, между слоями которых монтируются собственно контактные датчики 16μ,η и 17φ,Ψ , а также соединяющие их провода.The steering wheel contact sensors 15 pr can be mounted on the surface of the steering wheel by sticking and then coated with an elastic thin casing (made of leather or faux leather). Contact sensors 16 μ, η and 17 φ, Ψ of sensors 3 and 4 of the touch of hands can be attached using two-layer gloves, between the layers of which contact sensors 16 μ, η and 17 φ, Ψ are actually mounted, as well as wires connecting them.
Устройство предполагается использовать в комплексном динамическом автомобильном тренажере для контроля пространственно-временной координации движения рук водителя при рулении и косвенной оценки качества управления движением. The device is supposed to be used in a complex dynamic car simulator to control the spatio-temporal coordination of the driver’s hands during taxiing and to indirectly evaluate the quality of motion control.
В настоящее время создается макет автомобильного тренажера в части обучения рулению на базе микроЭВМ IBM РС-ХТ. A model of a car simulator is currently being created in terms of taxiing training based on the IBM RS-XT microcomputer.
