RU221365U1 - Стабилизирующая ложка - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области медицины и может быть использована для пациентов с болезнью Паркинсона, у которых наблюдается тремор рук. Стабилизирующая ложка содержит головку 1 и ручку 2, снабженную корпусом 7, внутри которого расположены сервоприводы 5 и 5', гироскопический датчик 6, повышающий преобразователь 8, магнитная зарядка 9 электронная плата 11, аккумулятор 3 и микроконтроллер 12. Головка 1 выполнена круглой с коническим сужением в месте перехода в стержень, жестко соединенный по продольной оси с ручкой 2 с помощью средства крепления, на части которого со стороны стыковки с сервоприводом 5' выполнена посадочная поверхность, форма которой соответствует участку ответной поверхности сервопривода 5'. Ручка 2 содержит магнитную зарядку 9 в торцевой части корпуса 7 ложки, являющейся наиболее оптимальным участком, чтобы присоединить магнитный кабель для зарядки ложки. Магнитная зарядка 9 подключается к контроллеру заряда аккумулятора 4. Контроллер заряда аккумулятора 4 нужен для заряда аккумулятора 4 и его защиты от перезаряда, переразряда и коротких замыканий. В качестве аккумулятора 3 используют, в частности, перезаряжаемую литий-ионную батарею. От контроллера заряда аккумулятора 4 подключается повышающий преобразователь 8. Повышающий преобразователь 8 служит для поднятия напряжения с 3.3 В до 5 В, а также выполняет функцию стабилизации напряжения. В разрыв между аккумулятором 3 и повышающим преобразователем 8 подключается кнопка для включения и выключения ложки 10. Кнопка для включения и выключения ложки 10 расположена в верхней боковой части корпуса 7 ручки 2, что удобно для быстрого переключения, а также кнопка 10 перемещается вверх и вниз вдоль верхней левой боковой части корпуса 7 ручки 2. Изобретение позволяет снизить колебания ложки (повысить качество работы ложки), вызванные тремором рук, что позволяет людям с тремором рук самостоятельно принимать пищу. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к области медицины и может быть использована для пациентов с болезнью Паркинсона, у которых наблюдается тремор рук.

Ложка - это устройство, позволяющее удерживать ее содержимое в неподвижном состоянии.

Задачей предлагаемой полезной модели является разработка электронного столового прибора, компенсирующего лишние колебания в процессе приёма пищи, применяемого для людей с тремором рук.

Из уровня техники известна ложка для людей с тремором рук (Павленко Б.Н., Санарова A.O., Курицын А.И. Ложка для людей с тремором рук: сборник научных трудов XIV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук». Том 7. 2017, с. 9-11). Данная ложка состоит из опорной части, на которой закреплены электронные компоненты и камеры на шаровом шарнире. Датчик движения MPU-6050 включает акселерометр и гироскоп для регистрации движений руки. Корпус известной ложки выполнен из пластика.

Недостатком известной ложки является отсутствие системы, обеспечивающей контроль заряда аккумулятора, чтобы вовремя подзарядить ложку. Также в этой ложке отсутствует повышающий преобразователь для поднятия и стабилизации напряжения, нет переключателя для включения и выключения ложки для экономии заряда.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является электронный стабилизирующий столовый прибор (CN 211049021 U, A47G21/00, G05B19/042, G05D3/12, H02J7/00, 21.07.2020), содержащий ручку и корпус столового прибора, сервомеханизм и устройство крепления корпуса столового прибора. Устройство фиксации корпуса посуды соединено с ручкой через сервомеханизм, а корпус посуды съемно соединен с устройством фиксации корпуса посуды. Ручка снабжена основной платой и источником питания, причем основная плата и источник питания электрически соединены.

Недостатками вышеуказанного столового прибора является конструкция ручки ложки, состоящая из нескольких частей, неудобная для захвата и предотвращения падения посуды. Съемность и смена различных головок столового прибора способствует расшатыванию входных пазов ручки при многократном использовании, что отрицательно влияет на работу прибора. Также в известном решении отсутствует повышающий преобразователь для поднятия и стабилизации напряжения, нет переключателя для включения и выключения ложки для экономии заряда. Данный прибор оборудован бесконтактной зарядкой, которая имеет ряд недостатков: ниже на 20-25% КПД работы, чем проводные аналоги; зарядка происходит дольше; малый радиус действия (до 5 - 8 см); случайное смещение прекращает подзарядку устройства.

Технический результат заявленной полезной модели заключается в снижении колебания ложки (повышении качества работы ложки), вызванные тремором рук, что позволяет людям с тремором рук самостоятельно принимать пищу.

Указанный технический результат достигается тем, что предложена:

1. Стабилизирующая ложка, содержащая головку и ручку, снабженную корпусом, внутри которого расположены сервоприводы, электронная плата, аккумулятор и микроконтроллер, отличающаяся тем, что головка выполнена круглой с коническим сужением в месте перехода в стержень, жестко соединенный по продольной оси с ручкой с помощью средства крепления, на части которого со стороны стыковки с сервоприводом выполнена посадочная поверхность, форма которой соответствует участку ответной поверхности сервопривода, корпус ручки выполнен в форме цилиндра, сужающегося на конце, внутри которого расположена магнитная зарядка, снабженная контроллером заряда аккумулятора, к которому присоединен повышающий преобразователь, подключенный к электронной плате, двум сервоприводам, гироскопическому датчику, при этом гироскопический датчик соединен с микроконтроллером на электронной плате для управления сервоприводами.

2. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что содержит электронный акселерометр.

3. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что сервопривод включает в себя по меньшей мере один вращающийся двигатель.

4. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что аккумулятор выполнен в виде перезаряжаемой литий-ионной батареи.

5. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что в электрической цепи между аккумулятором и повышающим преобразователем установлена кнопка для включения и выключения ложки, перемещающаяся вверх и вниз вдоль верхней левой боковой части корпуса.

6. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что посадочная поверхность средства крепления ручки соединена с сервоприводом через пазовое или клеевое соединение.

7. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что магнитная зарядка расположена в торцевой части корпуса ручки.

8. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что корпус ручки выполнен из термопласта, или полипропилена, или пластмассы, методом литья под давлением или методом вакуум-формования, или экструзии.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, на одном из которых представлен конкретный пример реализации предлагаемого устройства.

На фиг.1 - представлена стабилизирующая ложка без верхней крышки.

На фиг.2 - представлена стабилизирующая ложка без крышки в разрезе.

На фиг.3 - пример реализации предлагаемой стабилизирующей ложки.

Стабилизирующая ложка содержит: головку (зона приёма пищи) 1, пластмассовую ручку 2, снабжённую электронной платой 11, аккумулятором 3, контроллером заряда аккумулятора 4, сервоприводами 5 и 5' (сервопривод 5 расположен в центральной части ручки, а сервопривод 5' расположен на конце ручки, в месте соединения с головкой), гироскопическим датчиком 6, повышающим преобразователем 8, помещёнными в пластиковый корпус 7 с шероховатостями для уменьшения скольжения в руке пациента. Головка 1 выполнена круглой с коническим сужением в месте перехода в стержень, на конце которого выполнено средство крепления головки к ручке 2. Средство крепления головки к ручке выполнено прямоугольной формы, на части которого со стороны стыковки с сервоприводом 5 выполнена посадочная поверхность, форма которой соответствует участку ответной поверхности сервопривода 5. Головка 1 может быть приклеена к сервоприводу 5 или входить в пазы, расположенные на его поверхности. Корпус 7 цилиндрической ручки выполнен в форме цилиндра с шероховатостями, сужающегося на конце. Форма ручки 2 должна соответствовать эргономичному дизайну, удобному для захвата и предотвращения падения посуды.

Ложка для людей с тремором рук должна быть легкой и удобной в использовании, поэтому корпус 7 ручки 2 и головка выполняют из следующих материалов: термопласта, или полипропилена, или пластмассы методом литья под давлением или методом вакуум-формования, или экструзии. Все компоненты внутри корпуса 7 расположены компактно.

Ручка 2 содержит магнитную зарядку 9 в торцевой части корпуса 7 ложки, являющейся наиболее оптимальным участком, чтобы присоединить магнитный кабель для зарядки ложки. Магнитная зарядка 9 подключается к контроллеру заряда аккумулятора 4. Контроллер заряда аккумулятора 4 нужен для заряда аккумулятора 4 и его защиты от перезаряда, переразряда и коротких замыканий. В качестве аккумулятора 3 используют, в частности, перезаряжаемую литий-ионную батарею. От контроллера заряда аккумулятора 4 подключается повышающий преобразователь 8. Повышающий преобразователь 8 служит для поднятия напряжения с 3.3 В до 5 В, а также выполняет функцию стабилизации напряжения. В разрыв между аккумулятором 3 и повышающим преобразователем 8 подключается кнопка для включения и выключения ложки 10. Кнопка для включения и выключения ложки 10 расположена в верхней боковой части корпуса 7 ручки 2, что удобно для быстрого переключения, а также кнопка 10 перемещается вверх и вниз вдоль верхней левой боковой части корпуса 7 ручки 2.

От повышающего преобразователя 8 подключена электронная плата 11, два сервопривода 5 и гироскопический датчик 6. Гироскопический датчик 6 содержит в себе два датчика - акселерометр и гироскоп. Акселерометр измеряет силу ускорения в трех направлениях. С помощью гироскопа измеряется угол вращения в трех направлениях. Два сервопривода 5 служат для перемещения ложки вправо и влево, вверх и вниз. Каждый из сервоприводов 5 включает в себя, по меньшей мере, один вращающийся двигатель. Аккумулятор 3 и электронная плата 11 электрически соединены, при этом аккумулятор 3 используется для обеспечения ложки электрической энергией. Аккумулятор 3 обеспечивает автономную работу ложки без подключения к сети. Электронная плата 11 снабжена микроконтроллером 12 и гироскопическим датчиком 6. Сервоприводы 5 и гироскопический датчик на электронной плате 11 электрически связаны с микроконтроллером 12 на электронной плате 11. Электронная плата 11 получает данные с гироскопического датчика 6, производит расчеты отклонения, на основании которых отправляет данные для стабилизации на сервоприводы 5. Микроконтроллер 12 на электронной плате 11 работает на основе программы, обрабатывающей данные, поступающие от гироскопического датчика 6, производящей расчёт ускорения и угла наклона. Затем с помощью математического фильтра программа выравнивает данные ускорения и наклона, рассчитывает угол стабилизации и скорость вибрации головки 1, после чего данные отправляются на сервоприводы 5 и 5' для выполнения.

Магнитная зарядка 9 нужна для магнитного провода для заряда аккумулятора 3. Магнитная зарядка 9 обеспечивает прочную фиксацию кабеля и легкое его отсоединение, кабель присоединяется любой стороной, вероятность повреждения внутреннего разъема минимальна, а пыль и грязь в него не попадут; гнездо не сорвется, ложка защищена от случайного падения во время зарядки.

Стабилизирующая ложка работает следующим образом.

В неподвижном состоянии ложка находится в покое. Пациент с тремором рук берет ложку, отодвигает кнопку для включения и выключения ложки 10 вниз. При включении ложка находится в исходном положении в течение 5 секунд. В течение 2 секунд происходит калибровка гироскопического датчика 6 - ложка переходит в крайнее левое положение и возвращается обратно, после этого ложка готова к работе. При колебаниях ложка двигается в противоположные стороны для уменьшения колебаний в головке 1 ложки, при этом данные с гироскопического датчика 6 будут передаваться в режиме реального времени на микроконтроллер 12, микроконтроллер 12 будет управлять сервоприводами 5 для стабилизации головки 1 на основе программы на электронной плате 11. После окончания трапезы пациент отключает ложку путем передвижения кнопки 10 вверх.

Таким образом, предлагаемая стабилизирующая ложка имеет быструю скорость отклика, точную регулировку, простую, удобную, надежную зарядку и легка в использовании. Разработанная функциональная система ложки и принцип его стабилизирующего механизма наиболее подходит для применения пациентами с тремором рук. Себестоимость разработанной ложки невелика. Это более дешевый аналог уже существующих ложек, который может легче проникнуть на российский рынок и приносить доход.

Пример использования стабилизирующей ложки (фиг.3).

Пациентка Мария Ивановна, 75 лет - болезнь Паркинсона, сопровождающаяся тремором рук. Для приёма пищи пользовалась предлагаемой стабилизирующей ложкой, выполненной из пластмассы методом литья под давлением. Габаритные размеры ложки: ширина - 39,53 мм; высота - 39,8 мм; длина - 217,26 мм; масса примерно составляет 100 г. Габаритные размеры предлагаемой стабилизирующей ложки являются наиболее оптимальными и обеспечивают удобство в использовании для людей с тремором рук.

При использовании стабилизирующей ложки значительно сократилась амплитуда колебаний ложки при приёме пищи, ложка позволила уменьшить воздействие тремора и непроизвольных толчков примерно на 80%.

Claims (8)

1. Стабилизирующая ложка, содержащая головку и ручку, снабженную корпусом, внутри которого расположены сервоприводы, электронная плата, аккумулятор и микроконтроллер, отличающаяся тем, что головка выполнена круглой с коническим сужением в месте перехода в стержень, жестко соединенный по продольной оси с ручкой с помощью средства крепления, на части которого со стороны стыковки с сервоприводом выполнена посадочная поверхность, форма которой соответствует участку ответной поверхности сервопривода, корпус ручки выполнен в форме цилиндра, сужающегося на конце, внутри которого расположена магнитная зарядка, снабженная контроллером заряда аккумулятора, к которому присоединен повышающий преобразователь, подключенный к электронной плате, двум сервоприводам, гироскопическому датчику, при этом гироскопический датчик соединен с микроконтроллером на электронной плате для управления сервоприводами.

2. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что содержит электронный акселерометр.

3. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что сервопривод включает в себя по меньшей мере один вращающийся двигатель.

4. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что аккумулятор выполнен в виде перезаряжаемой литий-ионной батареи.

5. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что в электрической цепи между аккумулятором и повышающим преобразователем установлена кнопка для включения и выключения ложки, перемещающаяся вверх и вниз вдоль верхней левой боковой части корпуса.

6. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что посадочная поверхность средства крепления ручки соединена с сервоприводом через пазовое или клеевое соединение.

7. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что магнитная зарядка расположена в торцевой части корпуса ручки.

8. Стабилизирующая ложка по п.1, отличающаяся тем, что корпус ручки выполнен из термопласта, или полипропилена, или пластмассы, методом литья под давлением или методом вакуум-формования, или экструзии.