Traitement en cours

Veuillez attendre...

Paramétrages

Paramétrages

Aller à Demande

1. WO2020159344 - TYPHLO-APPAREIL POUR L'ORIENTATION D'AVEUGLES DANS L'ESPACE

Note: Texte fondé sur des processus automatiques de reconnaissance optique de caractères. Seule la version PDF a une valeur juridique

[ RU ]

ТИФЛОАППАРАТ ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ СЕЗУАЛОВ В

ПРОСТРАНСТВЕ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области аудиолокации, а именно к тифлоаппаратам для ориентации сезуалов в пространстве и может быть использовано для адаптации сезуалов для ориентации на открытом пространстве, в закрытых помещениях, в домашних условиях и различных учреждениях образовательного, медицинского, реабилитационного и профилактического характера.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В природе существуют немало животных, млекопитающих и насекомых, использующих звуколокацию для ориентации в пространстве. Наиболее известные представители — это летучие мыши, дельфины, землеройки, ряд видов ластоногих (тюлени), птиц (гуахаро, саланганы и др.), а также среди членистоногих - ночная бабочка совок.

Принцип звукового ориентирования в том, что они издают короткий звуковой сигнал, который отражаясь от всех вещей возвращается эхом, сообщая информацию о расстоянии до них, их формах, типе веществ, их расположении и направлении их движения.

По такому принципу работают различные современные эхолокаторы. По времени возврата эха можно судить о расстоянии до препятствия, а по характеру изменения звука от первоначального, о материале, форме и других параметрах препятствия.

Термин «сезуал» и его производные, относится к способу получения информации об окружающих вещах с помощью звуколокации воспринимаемые естественным человеческим слуховым аппаратом (находящемся в комфортно для человека звуковом диапазоне) и

обрабатываемые далее мозгом человека для получения информации о расстоянии до них, их формах, типе веществ, их расположении и направлении их движения.

Производная термина сезуал - «сезуальная ориентация» означает ориентацию в пространстве с помощью особых звуколокационных свойств заявленного тифлоаппарата, которые подходят для человека.

Известны различные технические системы и приборы, предназначенные для сезуалов, позволяющие им ориентироваться в окружающей обстановке. К таким средствам относятся приборы для индикации свободного пути. Они наиболее просты и несут информацию только о наличии препятствия иа пути следования слепого /СЫ 2907594, опубл. 06.06.2007 г. «Стереоультразвуковой прибор помощи слепым»; ЕР 1025828, опубл. 09.08.2000 г.; DE 4212163, опубл. 14.10.1993 г.; RU 2040234, опубл. 25.07.1995 г.; RU 2359287, опубл. 20.06.2009 г./.

К недостаткам известных аналогов относятся получение информации только о наличии препятствия на перед аппаратом по аналогии с автомобильным парктроником и не представляет для слепых необходимой для ориентации информационной ценности.

Известен тифдоашшрат для ориентации сезуалов в пространстве, включающий электронную плату с излучателем звука и источник электропитания, а также содержащий последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, блок частотной модуляции (ЧМ), усилитель тракта излучения и передатчик, правый и левый каналы: обработки, каждый из которых содержит последовательно соединенные ультразвуковой преобразователь, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), согласованный фильтр (СФ), блок памяти, набор масштабно-временных фильтров, сумматор, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), усилитель, головной телефон, причем второй вход АЦП обоих каналов подключен к соответствующим выходам генератора синхронизирующих импульсов, соответствующие входы

масштабно-временных фильтров соединены с соответствующими выходами блока управления, к другим соответствующим выходам которого подключены входы соответствующих цифроаналоговых преобразователей, и блоков памяти, а вход блока управления соединен с соответствующим выходом генератора синхронизирующих импульсов /RU 2523340 С2, 20.07.2014 г./.

Недостатками данного аналога является невысокие звуковые характеристики воспроизводимые тифлоаштаратом, не обеспечивающие комфортность для ориентации сезуала в пространстве, несвязанность сигналов с сезуальной частотой слепого.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является разработка конструкции тифлоаппарата для ориентации сезуалов в пространстве с сезуальными техническими характеристиками.

Техническим результатом является сезуальное качество воспроизводимого (звукового маяка) и отображаемого звука (звукового отпечатка) от материальных объектов окружающей среды, улавливаемого слуховыми органами сезуал для его ориентации в пространстве при помощи специальных настроек на тренажерах, а также возможность индивидуальной настройки под каждого сезуала, широкий конусный угол передачи и приема информации, где отдельно взятый импульс возвращает информацию о каждой вещи находящейся в зоне конусного сигнала, а именно: расстоянии до вещи, типа материи, форме и других параметрах, возможность записывать в память, для последующего оперативного переключения режимы; «помещение», «улица-лето», «улица-зима» и «индивидуальный режим».

Это достигается тем, что тифлоаппарат для ориентации сезуалов в пространстве, включающий электронную плату с излучателем звука и источник электропитания, согласно изобретению, электронная плата на основе микросхем сообщена е источнико электропитания, блоком регулировки параметров звука и излучателем звука, приче блок регулировки параметров звука сообщен с, по меньшей мере, одним блоком памяти.

Блок регулировки параметров звука выполнен с возможностью приема и передачи сигналов электронной плате на основе микросхем.

Блок памяти выполнен с возможностью приема и передачи сигналов электронной плате на основе микросхем, а также записи параметров звука, настроенных сезуалом.

Излучатель звука выполнен с возможностью излучения звуковой волны с длиной около 1/100 секунды и дополнительными возможностями настройки характеристик излучаемого звука (щелчка), комфортного для сезуала.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Заявленное изобретение поясняется следующими фигурами:

На фигуре 1 изображена блок-схема работы сезуального тифлоагшарата для ориентации сезуалов в пространстве, на которой обозначены следующие элементы:

1 ~ источник электропитания; 2 - электронная штата на основе микросхем; 3 - блок регулировки параметров звука; 4, 5, 6, 7 - блоки памяти согласно режимам «помещение», «улица- лето», «улица-зима», «индивидуальный»; 8 ~ излучатель звука (коротких звуковых волн).

На фигуре 2 изображена электрическая принципиальная схема работы тифлоаппарата для ориентации сезуалов в пространстве, на которой обозначены следующие элементы:

DD1 , DD2 - интегральные микросхемы типа NE555; S1 - выключатель питания; FU1 - плавкий предохранитель; Cl, С2, СЗ, С4, С5, С6, С7, С8, С9, СЮ - конденсаторы; Rl , R2, R3, R5, R4, R6, R7, R8 резисторы; SALI,

SA1.2, SA2, SA3 - переключатели; VD2, VD3, VD4, VD5 - диоды; VT1 транзистор; LI - катушка.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данный тифлоапнарат обеспечивает согласование частотного диапазона и длительности акустического сигнала со слуховым органом человека и фильтрацией выполняемой мозгом человека для исключения неинформативной части информации передачи и переработки получаемой информации, содержащейся в эхо-сигнале.

Схемным решением для заявленного тифлоаппарата будет являться генератор с регулируемыми характеристиками выходного сигнала и скважностью. Частота такого генератора должна лежать в звуковом диапазоне около 12000 Гц. Скважность и иные характеристики излучателя определяется индивидуально под каждого слепого путем экспериментального выявления иа специальных тренажерах.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Принцип сезуального ориентирования с помощью заявленного изобретения состоит в том, что тифлоапнарат издает короткий сезуальный звуковой сигнал, который отражаясь от всех вещей возвращается эхом, сообщая информацию о расстоянии до них, их формах, типе веществ, их расположении и направлении их движения.

От блока питания (I ) подается электрическа энергия на электронную схему (2). Электронная схема (2), в свою очередь, подает на излучатель (8) сигнал согласно настройкам компонента регулирования (3). Излучатель (8) излучает звуковую волну длинной около 1/100 секунды, а также другими особыми настройками компонента регулирования (3). Испытуемый сезуал настраивает под себя заявленный тифлоаппарат с помощью компонента регулирования (3) до получения комфортной характеристик излучаемого

звука и записывает их в блоки памяти (4, 5,6, 7). Качество сезуальиой ориентации проверяется на отдельно сконструированных тренажерах.

Принцип работы заявленного тифлоаппарата на уровне микросхемы основана на работе двух интегральных микросхемах DD 1 и DD2 типа NE555. Обе интегральных микросхем имеют схожую обвязку, элементы которых выполняют аналогичные функции. Данное подключение микросхем применяется при работе их в режиме мультивибратора.

Схема подключается к источнику низания с номинальным напряжением в 12V выглядит следующим образом. Подача питания осуществляется включением выключателя S 1. Для защиты от короткого замыкания и токов значительно превышающих номинальные применяется плавкий предохранитель FU1 на 6 А.

Для сглаживани возможных помех но входному напряжению от источника питания параллельно цепя питания интегральных микросхем DD l (DD2) подключен сглаживающий фильтр из резистора R1 (R2) и конденсатора С I (С2).

Конденсаторы С9 (С10), установленные между выводо управления 5 DDl (DD2) и общим 0V, служат для более стабильной работы генератора, сглаживая скачки паразитного тока при переключениях выходного каскада.

За параметры выходных импульсов отвечают переменные резисторы R3 (R5), R4 (R6) и один из группы конденсаторов СЗ-С5 (С6-СВ). С помощью подстройки переменных резисторов и одного из группы конденсатора задается скважность выходных импульсов (отношение периода следования импульса к его длительности). Переключатели SA2 (SA3) служат для ступенчатой установки параметров звука, переменными резисторами происходит плавная подстройка до требуемых значений.

Диоды VD2, VD3 (VD4, VD5) служат для расширения доступного диапазона регулировки выходных импульсов.

Обе ИМС NE555 с обвязкой работают по одному принципу. В момент подачи питания задающий конденсатор разряжен, что переводит выход 3 ИМС в состояние высокого уровня. Зате начинается заряд конденсатора и при достижении порогового значения в 8V происходит переключение ИМС на выходе в низкий уровень. Начинается разрядка конденсатора до напряжения 4V. Дат ее снова происходит смена уровня на выходе ИМС и цикл повторяется.

Различия в несколько порядков в номиналах групп конденсаторов СЗ, С4, С5 и С6, С7, С8 существенно влияют на частоту генерируемых импульсов. Выход 3 ИМС DD1 подключен к входу 4 ИМС DD2 через переключатель SAL 1 (SA 1.2). При переводе переключателя SAl . l (SA1.2) в положение ON на ИМС DD2 поступают стробирующие (запрещающие/разрешающие) импульсы от ИМС DDL Фактически формируя периоды работы / паузы ИМС DD2.

Силовой транзистор VT1 подключен к выходу 3 ИМС DD2 через делитель на резисторах R7 и R8. Он играет роль ключа, позволяя пропускать по цепи катушки L1 большие токи, нежели может позволить ИМС NE555.

Шунтирующий диод VDI, вставленный параллельно индукционной обмотке L 1 , служш для борьбы с токами гистерезиса, которые возникают при частых коммутациях цепи катушки и могут привести к выходу из строя транзистора VT1.

На заявленном тифлоаппарате проводились опытные испытания.

Сезуалы:

инвалид I группы с диагнозом— глаукома. У сезуала полная потеря зрения, пораженные глаза удалены, имплантированы протезы на обеих глазах. инвалид 1 группы с абсолютной слепотой.

Познание пространства и ориентация в нем - процесс сложный и длительный, а развитие пространственных представлений требует специального обучения. Восприятие пространства не ограничивается лишь накоплением чувственного опыта. В основе предложенных тестов лежит накопление знаний о предметах окружающего ира в их пространственных отношениях с помощью данного тифлоаппарата.

С возрастом развивается стремление к более точному определению пространственных отношений, численному их выражению. Чисто сенсорный опыт восприятия пространства перестраивается в логическое его познание посредством измерения. Задания тестов предполагают вначале узнавание различных предметов с помощью новых сезуальных качеств е тактильным подтверждением, а затем определения расположения предметов в пространстве с помощью сезуального восприятия. Во время выполнения заданий первого теста для тестируемого сезуала определение мягкого и твердого предмета и его расположения относительно сезуала не вызвало затруднения, так как был накоплен определенный чувственный опыт. Слепые с помощью особой технологии тренировок учились распознавать сезуально объекты. Необходимо было с помощью тифлоаппарата выделять, дифференцировать, локализовать различные звуки, исходящие от этих предметов. От теста к тесту задания усложнялись. В ходе выполнения их тестируемый сезуая в процессе использования тифлоаппарата познавал такие признаки пространства, как объем, глубина, протяженность, расстояние.

После адаптаций к тифлоаппарату и его индивидуальной настройки, практических занятий, выполнения заданий к тесту сезуал начал объединять осязательные представления с их звуковой характеристикой, словесны обозначением и пространственным расположением. Так с помощью данного тифлоаппарата создавался обобщенный образ окружающего пространства, что очень важно для формирования адекватных пространственных представлений.

Данный тифлоаппарат может быть использовано людьми с нарушениями зрения для получения сезуальной информации об окружающей обстановке.

Результаты проведенных исследований, позволяют практический доказательно констатировать, что за период целенаправленной экспериментальной работы у испытуемых еезуалов отмечены результаты в ориентаций в пространстве с помощью зву коло кадии и свидетельствуют о высокой эффективности рекомендованного тифлоапиарата. Использование тифлоаппарата позволит сформировать положительную мотивацию к обучению и к жизни в общеетве в целом, поможет расширить представление об окружающем мире, будет способствовать развитию пространственного мышления, навыков получения информации о микро- и макропространствах и расположенных в них объектах с использованием его возможностей.

Преимуществами данного изобретения являются получение сезуального качества (звукового маяка) и отображаемого звука (звукового отпечатка) от материальных объектов окружающей среды, улавливаемого слуховыми органами сезуала для его ориентации в пространстве, которые обладают следующи ми качествами:

использование сезуальных характеристик звукового диапазона излучателя;

возможность индивидуальной настройки под каждого сезуала; широкий конусный угол передачи и приема информации, где отдельно взятый импульс возвращает информацию о каждой вещи находящейся в зоне конусного сигнала, а именно: расстоянии до вещи, типа материи, форме и других параметрах;

возможность записывать в память, для последующего оперативного переключения режимы: «помещение», «улица-лето», «улица-зима» и «индивидуальн й режим»;

исключение неинформативной части информации передачи и переработки получаемой информации, содержащейся в эхо-сигнале возможностями мозга человека.