устройство для контроля работоспособности оператора

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ОПЕРАТОРА, содержащее блок задания программы контроля, информационный вход которого соединен с выходом блока ввода ответных действий оператора и единичным входом триггера, а первый выход - с нулевым входом триггера и входом электроакустического преобразователя, коммутатор, тактовый вход которого подключен к выходу генератора, информационные входы - к соответствующим суммирующим входам блока регистрации, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами блока индикации, первый управляющий вход коммутатора подключен к второму выходу блока регистрации и управляющему входу блока задания программы контроля, второй выход которого соединен с первым информационным входом блока регистрации, вторым управляющим входом коммутатора и третьим входом блока индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены переключатель и формирователь управляющих сигналов, первый, второй и третий информационные входы которого соединены с третьим, четвертым и пятым выходами коммутатора соответственно, первый, второй и третий управляющие входы - соответственно с третьим, четвертым и первым выходами блока задания программы контроля, первый, второй и третий выходы - соответственно с первым и вторым вычитающими входами блока регистрации и четвертым входом блока индикации, а четвертый выход - с одним информационным входом переключателя, другой информационный вход которого подключен к первому выходу блока задания программы контроля, управляющий вход - к шестому выходу коммутатора, а выход - к второму информационному входу блока регистрации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что формирователь управляющих сигналов содержит элементы И, ИЛИ и запрета, генератор псевдослучайной последовательности импульсов, вход которого является первым управляющим входом блока, а выход - соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого являются соответственно третьим информационным и первым управляющим входами блока, а выход - третьим выходом блока, одновибратор, вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход - с первым входом второго элемента И и информационным входом первого элемента запрета, управляющий вход которого подключен к второму входу второго элемента И и является третьим управляющим входом блока, а выход - является четвертым выходом блока, и триггер, единичный и нулевой входы которого соединены с выходами соответственно второго элемента И и первого элемента запрета, один выход - с первым входом третьего элемента И и управляющим входом второго элемента запрета, а другой выход - с первым входом четвертого элемента И и управляющим входом третьего элемента запрета, информационный вход которого подключен к второму входу четвертого элемента И и является первым информационным входом блока, второй вход третьего элемента И и информационный вход второго элемента запрета являются вторым информационным входом блока, одни входы первого и второго элементов ИЛИ соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, другие входы - с выходами второго и третьего элементов запрета соответственно, а выходы являются соответствующими выходами блока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматике, в частности к системам контроля функционального состояния операторов, и может быть использовано при профессиональном отборе и психофизических исследованиях.

Известно устройство для контроля работы оператора, содержащее формирователь случайных импульсов, блок задания программы, генератор временных меток, два кольцевых регистра, два блока управления, два переключателя, логический блок, ключ, генератор звуковой частоты, блок сравнения, коммутатор, блок индикации и блок регистрации. Это устройство определяет характер изменения времени реакции при изменении контрастности раздражителей, предъявляемых случайно.

Известно устройство для оценки сенсомоторной деятельности оператора, содержащее блок ввода ответных действий, блок задания программы контроля, генератор одиночных импульсов, элемент И, триггер, коммутатор, блок индикации, четыре счетчика, формирователь импульсов, переключатель и генератор временных меток. Это устройство определяет какой процесс - торможения или возбуждения преобладает у испытуемого.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для оценки сенсомоторной деятельности, содержащее блок ввода ответных действий оператора, блок задания программы контроля, элемент И и ключ, последовательно включенные триггер, вход которого соединен с выходом блока ввода ответных действий оператора, а другой вход - с выходом элемента И, коммутатор, первый и второй счетчики, переключатель и блок индикации, элемент запрета, информационный вход которого соединен с выходом блока задания программы контроля, генератор временных меток, выход которого подключен к второму входу коммутатора, генератор случайных импульсов выход которого соединен с вторым входом элемента И и с управляющим входом элемента запрета, третий счетчик, выход которого подключен к входу переключателя, а вход связан с вторым входом блока индикации и третьим входом коммутатора и подключен к выходу элемента запрета, четвертый счетчик, вход которого соединен с выходом элемента И, а выход - с первым входом генератора случайных импульсов и с четвертыми входами коммутатора и блока индикации, и генератор звуковой частоты, выход которого подключен к информационному входу ключа.

Однако данное устройство обладает недостаточной объективностью (точностью) при разделении лиц с сильной и слабой системой, так как в качестве значимого сигнала используется только одинарный звуковой предупредительный сигнал, что приводит к снижению активности и энергичности рефлекторного эффекта.

Целью изобретения является повышение точности устройства при разделении лиц, обладающих сильной и слабой нервной системой, путем вариации значимых сигналов, требующих быстрых действий и перевода предупредительных команд на незначимые (без торопливости) действия, увеличивая активность и энергичность рефлекторного эффекта.

Цель достигается тем, что в устройство для контроля работоспособности оператора, содержащее блок задания программы контроля, информационный вход которого соединен с выходом блока ввода ответных действий оператора и единичным входом триггера, а первый вход - с нулевым входом триггера и входом электроакустического преобразователя, коммутатор, тактовый вход которого подключен к выходу генератора, информационные входы - к соответствующим входам триггера, а первый и второй выходы - к соответствующим суммирующим входам блока регистрации, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами блока индикации, причем первый управляющий вход коммутатора подключен к второму выходу блока регистрации, и управляющему входу блока задания программы контроля, второй выход которого соединен с первым информационным входом блока регистрации, вторым управляющим входом коммутатора и третьим входом блока индикации, согласно изобретению введены переключатель и блок вариации разделителей, первый, второй и третий информационные входы которого соединены с третьим, четвертым и пятым выходами коммутатора соответственно, первый, второй и третий управляющие входы - соответственно с третьим, четвертым и первым выходами блока задания программы контроля, первый, второй и третий выходы - соответственно с первым и вторым вычитающими входами блока регистрации и четвертым входом блока индикации, а четвертый выход - с одним информационным входом переключателя, другой информационный вход которого подключен к первому выходу блока задания программы контроля, управляющий вход - к шестому выходу коммутатора, а выход - к второму информационному входу блока регистрации, а также тем, что блок вариации раздражителей содержит элемент И, ИЛИ и запрета, генератор псевдослучайной последовательности импульсов, вход которого является первым управляющим входом блока, а выход соединен с первым входом первого элемента И, второй и третий входы которого являются соответственно третьим информационным и первым управляющим входами блока, а выход - третьим выходом блока, одновибратор, вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход - с первым входом второго элемента И и информационным входом первого элемента запрета, управляющий вход которого подключен к второму входу второго элемента И и является третьим управляющим входом блока, а выход - является четвертым выходом блока, и триггер, единичный и нулевой входы которого соединены с выходами соответственно второго элемента И и первого элемента запрета, один выход - с первым входом третьего элемента И и управляющим входом второго элемента запрета, а другой выход - с первым входом четвертого элемента И и управляющим входом третьего элемента запрета, информационный вход которого подключен к второму входу четвертого элемента И и является первым информационным входом блока, при этом второй вход третьего элемента И и информационный вход второго элемента запрета являются вторым информационным входом блока, одни входы первого и второго элементов ИЛИ соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, другие входы - с выходами второго и третьего элементов запрета соответственно и являются соответствующими выходами блока.

На фиг. 1 изображена структура устройства; на фиг. 2 - функциональная схема коммутатора; на фиг.3 - блок вариации раздражителей; на фиг. 4 - блок задания программы контроля; на фиг. 5 - блок регистрации; на фиг. 6 - блок индикации.

Устройство для контроля работоспособности оператора содержит блок 1 ввода ответных действий, коммутатор 2, блок 3 вариации раздражителей, блок 4 задания программы контроля, переключатель 5, генератор 6 (временных меток), триггер 7, электроакустический преобразователь 8, блок 9 регистрации и блок 10 индикации со схемными соединениями.

Коммутатор 2 содержит четыре четырехвходовых элемента И 11-14 и Т-триггер 15.

Блок 3 вариации раздражителей включает генератор 16 псевдослучайной последовательности импульсов, одновибратор 17, RS-триггер 18, первый-четвертый элементы И 19-22, первый-третий элементы 23-25 запрета и первый и второй элементы ИЛИ 26 и 27.

Блок 4 задания программы контроля содержит узел 28 программы, генератор 29 случайных импульсов, элемент И 30 и элемент 31 запрета.

Блок 9 регистрации включает счетчик 32 учета времени ответной реакции, не требующий торопливости, счетчик 23 учета времени быстрой реакции, счетчик 34 учета числа предъявленных сигналов, счетчик 35 числа значимых, требующих немедленного ответа сигналов, элемент 36 задержки и переключатель 37.

Блок 10 индикации содержит информационное табло 38, индикатор 39 (световой), индикатор 40 (цветной-синий) и транспарант 41 "Внимание! Очередность (Случайность)".

Устройство работает следующим образом.

Горение транспаранта 41 "Внимание! Очередность" указывает на то что, оператор согласно инструкции должен при засвечивании индикатора 39 гасить сигналы за 3 с, а каждый третий сигнал, перед началом которого подается предупредительная звуковая команда, - за 1 с и менее нажатием на реактивный ключ блока 1.

При загорании транспаранта 41 "Внимание! Случайность" загорание индикатора 39 гасится также за 3 с. Но если одновременно с ним засвечивается индикатор 40 (цветной-синий), погашение должно происходить быстро. Появление предупредительной звуковой команды перед засвечиванием синего индикатора 40 снимает необходимость быстрого гашения (реагирования). Предупредительные звуковые команды следуют в случайной последовательности.

При включении питания счетчики устанавливаются в нулевое положение, на первых выходах триггеров 7 и 18 единичные потенциалы. Если на первом выходе триггера 15 единичный потенциал, то горит транспарант 41 "Внимание! Очередность". Генератор 29 на каждый третий сигнал, поданный с выхода узла 28, формирует на втором выходе короткий импульс синхронно с импульсом, подаваемым с первого выхода.

На выходе узла 28 в случайный момент времени появляется первый импульс (сигнал), который поступает на вход элемента И 19, но дальше не проходит, так как имеется нулевой потенциал с второго выхода триггера 15 на вход элемента И 30 и на информационный вход элемента 31. Так как на управляющий вход элемента 31 подан нулевой потенциал с выхода генератора 29, то импульс с выхода элемента 31 поступает на вход счетчика 34, зафиксировав предъявление сигнала, на вторые входы элементов И 11-14, обеспечив подачу временных меток с выхода генератора 6, через элемент И 11, на третьем и четвертом входе которого имеются единичные потенциалы с выходов триггеров 7 и 15 соответственно, на суммирующий вход счетчика 32 и на вход блока 10, засветив индикатор 39. Оператор, заметив включение индикатора 39, путем нажатия на реактивный ключ блока 1 выключает подачу импульса с выхода узла 28, прекращая поступление временных меток в счетчик 32 и подтверждает нахождение триггера 7 в единичном положении.

Аналогично фиксируется время реакции на второй сигнал (импульс).

При появлении третьего импульса на выходе узла 28 одновременно появляется короткий импульс на выходе генератора 29 (синхронизирован по второму входу), который подается на вход элемента И 30 и управляющий вход элемента 31. Во время действия короткого импульса с выхода генератора 29 на выходе элемента 31 нулевой потенциал, отсутствует сигнал. Короткий импульс с выхода элемента И 30 поступает на вход электроакустического преобразователя 8, подав звуковой сигнал (предупредительная команда) на вход триггера 7, осуществив подачу единичного потенциала с его второго выхода на четвертые входы элементов И 13 и 14 коммутатора 2, через информационный вход переключателя 5, на управляющий вход которого подан единичный потенциал с выхода триггера 15, на вход счетчика 35, зафиксировав подачу предварительной команды для быстрой реакции на следующий за ней сигнал, и на одни входы элементов И 20 и 23 запрета, но дальше не проходит, так как на их другие входы подан нулевой потенциал с выхода одновибратора 17. Короткий звуковой сигнал в электроакустическом преобразователе 8 предупреждает испытуемого (оператора) о необходимости быстрого реагирования на предъявляемый световой сигнал.

По окончании короткого импульса с выхода генератора 29, на выходе элемента 31 появляется импульс, который засвечивает индикатор 39, зафиксировав в счетчике 34 предъявление очередного сигнала, и обеспечивает прохождение временных меток с выхода генератора 6 через первый вход элемента И 13 на суммирующий вход счетчика 33. Оператор, заметив свечение индикатора 39, нажимает ключ в блоке 1, прекращая поступление временных меток в счетчике 33. Импульс с выхода блока 1, поданный на вход триггера 7, переводит его в единичное положение (на первом выходе единичный потенциал). При последующих включениях индикатора 39, осуществляемых в соответствии с программой узла 28 и установкой в генераторе 29, оператор реагирует по инструкции: на каждое третье включение индикатора 39, сопровождаемое звуковой командой, действует с максимальной быстротой.

После поступления двадцатого сигнала со звуковым сопровождением на выходе счетчика 35 появляется импульс, который поступает на вход блока 10, включив транспарант 41 "Внимание! Случайность", предупреждающий испытуемого о случайном предъявлении последующих сигналов, которые необходимо быстро включать, если одновременно с индикатором 39 засвечивается цветной (синий) индикатор 40, но без предупредительной команды (звуковой) перед засвечиванием индикатора 40, и действовать без торопливости, если засветится только индикатор 39, или индикатор 40 засветится после предупредительной команды.

Одновременно импульс с выхода счетчика 35 поступает на вход элемента 36 задержки, на вход генератора 29 блока 4, обеспечив случайную подачу предупредительных команд, и на вход триггера 15 коммутатора 2, перебросив последний во второе положение (на втором выходе единичный потенциал), т.е. подготовив цепи в коммутаторе 2 для подачи временных меток с выхода генератора 6 на вычитающие входы счетчиков 32 и 33.

Единичный потенциал с второго выхода триггера 15 подается на третий вход элемента И 19, подготовив цепь для засвечивания индикатора 40 (цветного), а нулевой потенциал с первого выхода подается на управляющий вход переключателя 5, подготовив цепь для прохождения импульсов в счетчик 35 с выхода элемента 23, требующих немедленных действий. Задержанный импульс с выхода элемента 36 возвращает счетчик 35 в исходное положение.

Если индикатор 39 засвечивается без предварительной звуковой команды и не светится индикатор 40 (цветной), то оператор должен выключить его не более чем за 3 с. При этом импульс с выхода элемента 31, поступивший на входы элементов И 11-14, обеспечивает прохождение временных меток с выхода генератора 6, через элемент И 12 и информационный вход элемента 25, на управляющий вход которого подан нулевой потенциал с выхода триггера 18, и элемент ИЛИ 26 на вычитающий вход счетчика 32.

Пусть одновременно с появлением импульса на первом выходе узла 28 на выходе генератора 16 также появляется импульс, который синхронизирован с ним. На выходе элемента И 19 единичный потенциал, который засвечивает индикатор 40 (синий), предписывающий соответствующие (двойные) действия и подается на вход одновибратора 17, вызвав на его выходе появление короткого импульса длительностью меньше, чем импульс с выхода генератора 29.

При свечении синего индикатора 40 и наличии короткого импульса на выходе генератора 29 - предупредительной слуховой команды для осуществления действий без торопливости последний с выхода элемента И 30 поступает на управляющий вход элемента И 20, обеспечив прохождение короткого импульса с выхода одновибратора 17 на вход триггера 18, подтвердив единичное положение на его первом выходе, на вход триггера 7, обеспечив появление на втором выходе единичного потенциала, который прикладывается к четвертым входам элементов И 13 и 14, обеспечив прохождение временных меток с выхода генератора 6, через элемент И 14, элемент И 21, на второй вход которого подан единичный потенциал с первого выхода триггера 18, и элемент ИЛИ 26 на вычитающий вход счетчика 32.

При свечении цветного индикатора 40 и отсутствии короткого импульса на выходе генератора 29 - нет предупредительной слуховой команды требуется немедленный ответ, импульс с выхода элемента И 19, поступивший на вход одновибратора 17, вызывает появление на выходе последнего короткого импульса, который через элемент 23 запрета, на управляющем входе имеющего нулевой потенциал с выхода элемента И 30, подается на вход переключателя 5 и на вход триггера 18, обеспечив появление на его втором выходе единичного потенциала, который прикладывается к управляющим входам элементов 25, запрета И 22, обеспечив прохождение временных меток с выхода генератора 6, через элемент И 12, элемент И 22, элемент И 27 на вычитающий вход счетчика 33. Импульс с выхода переключателя 5 поступает на счетный вход счетчика 35, зафиксировав предъявление индикации на немедленные действия (ответ).

При поступлении двадцатого сигнала немедленного ответа на выходе счетчика 53 появляется импульс, который поступает в блок 10 и после нажатия реактивного ключа блока 1 высвечивает транспарант "Контроль" (не показан), предупреждающий оператора (инструктора) о снятии результатов испытаний.

Использование изобретения в устройствах для контроля работоспособности испытуемых, а также при психофизических исследованиях обеспечивает при переходе к циклу случайных действий появление нового раздражителя (цветной индикатор), требующего немедленных действий при отсутствии предупредительной звуковой команды, а при ее наличии - действий без торопливости. При этом счетчик 32 фиксирует разность времени реагирования при действиях по плану и при действиях без плана с выделением значимых раздражителей по сигналам индикатора 39 и цветного индикатора 40 с предупредительной звуковой командой (сигналом), дающих возможность не торопиться с ответной реакцией (до 3 с), а счетчик 33 - разность времени реагирования при действиях по плану с предупредительной командой и при действиях без плана с выделением значимых раздражителей по сигналам цветного индикатора 40 без предупредительной звуковой команды, требующих немедленного ответа (быстрой реакции 1 с и менее).

Применение сигналов для немедленных действий (значимых) без предварительной звуковой команды позволяет более четко разграничивать лиц со слабой нервной системой (большей тревожностью), повысив объективность разделения и точность отбора операторов для обслуживания соответствующих автоматизированных систем управления.