SU1560091A1 - Устройство дл преобразовани движени головы человека в электрический сигнал - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к медицине, а именно к измерительным приборам дл  проверки движени  головы человека, предназначенным дл  проведени  психологических, нейрофизиологических и эргономических экспериментов, а также может быть использовано в системах, предназначенных дл  визуального поиска и определени  координат цели. Цель изобретени  - повышение достоверности измерений путем выделени  угловых и поступательных перемещений головы. Поставленна  цель реализуетс  введением в состав устройства вычислител  13, каналов преобразовани  8-12 и пульта 14 оператора, а также дополнительных св зей с элементами известного устройства. Применение изобретени  позвол ет получить электрические сигналы, пропорциональные простым движени м головы (двум угловым и одному поступательному), повысить точность измерени  и упростить процедуру преобразовани . 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к медицине, а именно к измерительным приборам дл  проверки движени  головы человека, предназначенным дл  проведени  психологических , нейрофизиологических и эргономических экспериментов, а также может быть использовано в системах, предназначенных дл  визуального поиска и определени  координат цели.

Цель изобретени  - повышение достоверности результатов измерений путем учета угловых и поступательных составл ющих движений головы.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - пример конкретного выполнени  канала преобразовани ; на фиг. 3 - то же, вычислител .

Устройство дл  преобразовани  движени  головы человека в электрический сигнал содержит три идентичных индуктивных элемента 1-3 возбуждени , индуктивные индикаторные элементы 4-6, блок источников сигналов, п ть каналов преобразовани  8-12, вычислительное устройство 13 и пульт 14 оператора.

Канал преобразовани  (8-12) содержит усилитель 15, фазовращатель 16 и последовательно соединенные суммирующий резонансный усилитель 17, логарифмический усилитель 18, второй резонансный усилитель 19 и компаратор 20 нул , блок 21 установки в исходное положение.

Блок 21 установки в исходное положение содержит первый 22 и второй 23 логические элементы И-НЕ, первый 24 и второй 25 триггеры, третий 26, четвертый 27 и п тый 28 логические элементы И-НЕ, второй счетчик 29, третью схему 30 сравнени  кодов , третий триггер 31, второй блок 32 пам ти , второй сумматор 33.

В состав канала преобразовани  вход т также фазовращатель 37, коммутатор 38, фазовый детектор 39, ключ 40, схема 41 управлени  коммутатором, первый счетчик 42, формирователь 43 импульсов, реверсивный счетчик 44, блок 45 пам ти, две схемы 46, 47 сравнени , сумматор 48.

Вычислительное устройство 13 содержит первый сумматор 49, две схемы 50, 51 разности , второй сумматор 52, перемножитель 53, управл емый сумматор 54, первый цифро- аналоговый преобразователь 55, два блока 56, 57 пам ти, второй цифроаналоговый преобразователь 58, схему 59 управлени  блоками пам ти, третий и четвертый цифро- аналоговые преобразователи 60, 61.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в какой-то момент времени голова человека мен ет направление движени  на обратное. В это врем  к опорному входу фазового детектора 39 подключен выход фазовращател  37 с фазой, например, р, на выходах блока 45 пам ти имеетс  код

числа Л/ь а -на выходах сумматора 48 - код числа . ( С изменением направлени  движени  головы разность фаз между информационным и опорным сигналами на входах фазового детектора 39 начинает уменьшатьс  и, следовательнб, код числа N на выходах блока 45 пам ти также уменьшаетс . В момент равенства кодов чисел A/I и на входах первой схемы 46 сравнени  кодов, вырабатываетс 

0 импульс, поступающий на входы обратного счета реверсивного счетчика 44 и схемы 41 управлени  коммутатором. Это означает, что при движении головы катушка возбуждени  достигла нижней границы апертуры. Код на

выходах реверсивного счетчика 44 уменьшаетс  на единицу, т. е. , и одновременно схема 41 управлени  коммутатором вырабатывает команду коммутатору 38, согласно которой коммутатор 38 подключает к опорному входу фазового детекто0 ра 39 выход фазовращател  37 с фазой

о i- 1 сР -1 2 1Г

после чего разность фаз

между сигналами на входах фазового детектора 39 становитс  180°, на выходах блс- ка 45 пам ти по вл етс  код числа , а на выходах сумматора 48 - код числа (N2f)). При дальнейшем движении головы разность фаз между сигналами на входах фазового детектора 39

уменьшаетс , соответственно уменьшаетс  код на выходах блока 45 пам тней в момент времени, когда тш, схема 46 сравнени  кодов вырабатывает следующий импульс . Выходной код реверсивного счетчика 44 становитс  N N -{-1-2, что аналогично

описанному выше. Срабатывает коммутатор 38, который1 подключает к опорному входу фазового детектора 39 выход фазовращател 

37 с фазой ф,

/-2

Разность фаз между входными сигналами оп ть увеличиваетс  до 180°, на выходах блока 45 пам ти по вл етс  код числа NIO, а на выходах сумматора 48 - код числа .(Nw+i-2). Последующие циклы работы схемы аналогичны. Когда положение

возбуждающей катушки будет соответствовать выбранной точке канала отсчета (), к опорному входу фазового детектора 39 будет подключен выход фазовращател  37 с фазой фь-0, на входах блока 45 пам ти

будет код числа , на выходах реверсивного , счетчика 44 - код числа N20, а на выходах сумматора 48 - код числа -{-К NZO- При дальнейшем движении головы, в следующий момент равенства кодов чисел Л : и jV| mm, на входах реверсивного счетчика 44 по витс  код числа Ni-Nzo-1, к опорному входу фазового детектора 39 будет подключен выход фазовращател  37 с фазой

, на выходах блока 45 пам ти по витс  код числа Ni0, а на выходах сумматора 14 - код числа Ng Nio4-K(N2o-l). Последующие циклы работы схемы аналогичны . Если необходимо установить в исходное положение схему в другой точке измерительного диапазона движени  головы, необходимо нажать и отпустить кнопку на пульте 14 оператора.

Таким образом, на выходах каждого

каналов преобразовани  соединены с одними входами вычислител , а первый выход пульта оператора - с другим входом вычислител , блок источников сигналов и третий 5 индуктивный элемент возбуждени , причем перва  группа выходов блока источников сигналов соединена с соответствующими входами индуктивных элементов возбуждени , второй выход пульта оператора соединен с первыми входами всех каналов преобразоканала преобразовани  получаютс  коды чн- 10 вани , другие выходы которых соединены сел, пропорциональные движению головы.с группой входов блока источников сигнаДвижение головы человека может быть каклов. второй вход первого канала преобразовани  соединен с вторым выходом первого индуктивного индикаторного элемента,

15

угловым, т. е. поворот головы вокруг осей х, у, z - Фх, Фу, Фг, так и поступательным . Наиболее естественным поступательным движением  вл етс  движение головы вперед-назад, т. е. вдоль оси х, которое фиксируетс  как сложное движение.

Claims (2)

1. Устройство дл  преобразовани  движени  головы человека в электрический сигнал, содержащее первый, второй и третий каналы преобразовани , первый и втовторои и третий входы второго канала преобразовани  соединены с четвертым и третьим выходами второго индуктивного индикаторного элемента, второй вход третьего канала преобразовани  соединен с вторым выходом второго индуктивного инди- 20 каторного элемента, второй и третий входы четвертого и п того каналов преобразовани  соединены соответственно с четвертым, третьим , вторым и первым выходами третьего индуктивного индикаторного элемента, чет- рои индуктивные элементы возбуждени , 25 вертые и п тые входы всех каналов преоб- первый, второй и третий индуктивные ин-разовани  соединены с второй группой выдикаторные элементы, одни выходы которыхходов блока источников сигналов.

соединены с соответствующими входами ка-

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем,

налов преобразовани , отличающеес  тем,что индуктивные индикаторные элементы вычто , с целью повышени  достоверности ре-полнены в виде плоских катушек, две из

зультатов измерений путем учета угловых и 30 которых состо т из взаимно перпендикул р- поступательных составл ющих движений го-ных двухкардинатных катушек, а треть  - ловы, в него введены вычислитель, выходы однокардинатна , причем кажда  из катушек которого  вл ютс  выходами устройства, выполнена в виде двух секций, выводы кото- четвертый и п тый каналы преобразовани , рых  вл ютс  выходами индуктивных инди- пульт оператора, причем одни выходы всех каторных элементов.

каналов преобразовани  соединены с одними входами вычислител , а первый выход пульта оператора - с другим входом вычислител , блок источников сигналов и третий индуктивный элемент возбуждени , причем перва  группа выходов блока источников сигналов соединена с соответствующими входами индуктивных элементов возбуждени , второй выход пульта оператора соединен с первыми входами всех каналов преобразовани , другие выходы которых соединены с группой входов блока источников сигна

Риг.З