устройство для ориентации слепых на открытой местности

Формула изобретения

Устройство для ориентации слепых на открытой местности, содержащее блок формирования сигнала управления и размещенные на теле ориентируемого человека блок обработки сигнала управления и пару акустических излучателей, отличающееся тем, что блок формирования сигнала управления выполнен в виде геомагнитного датчика углового положения и закреплен на теле ориентируемого человека, а блок обработки сигнала управления составлен из двух каналов, левого и правого, с компартором, одновибратором, умножителем и согласующим усилителем, последовательно соединенными в каждом канале, и задающего мультивибратора, последовательно соединенного с генератором линейно возрастающего сигнала, выход которого подключен к входу компараторов обоих каналов, при этом первый выход датчика углового положения подключен к второму входу компаратора левого канала и второму входу умножителя правого канала блока обработки сигнала управления, второй выход датчика углового положения подключен к второму входу компаратора правого канала и второму входу умножителя левого канала блока обработки сигнала управления, а выходы согласующих усилителей левого и правого каналов блока обработки сигнала управления подключены к входам соответственно левого и правого акустических излучателей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области технических средств реабилитации инвалидов и может быть использовано для ориентации слепых на открытой местности.

Известно устройство для ориентации слепых, работа которого основана на использовании инфракрасного и ультразвукового локаторов, зондирующих окружающее слепого пространство и определяющих дальность до препятствий на пути слепого (например, патент Австрии N 355099, кл. 21а⁵ 5/00; G 01 S 11/00, 1980 г.).

Известна также система обнаружения препятствий на пути слепых, включающая инфракрасный локатор. (Например, а.с. СССР N 1053829, кл. А 61 F 9/09, 1983 г.).

Недостатком известных устройств для ориентации слепых является невозможность их использования на открытом пространстве при отсутствии предметов, отражающих зондирующие местность импульсы.

Наиболее близким к предложенному устройству по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для ориентации слепых на местности, содержащее радиопередатчик, находящийся у сопровождающего, и радиоприемник с наушниками у слепого (см. например, газету "Подмосковные известия", N 103 от 02 июня 1993 г.).

Устройство работает следующим образом. Сопровождающий слепого человека с помощью радиопередатчика дистанционно подает слепому радиосигналы, содержащие информацию о направлении движения, которые принимаются радиоприемником слепого и передаются ему в виде звуковых сигналов через наушники.

Недостатком известного устройства является невозможность самостоятельной ориентации слепого на открытом пространстве без помощи сопровождающего, а также ограниченная пределами поля зрения, сопровождающего дальность действия устройства.

Техническим результатом предложенного технического решения является обеспечение самостоятельной ориентации слепых на открытом пространстве без помощи сопровождающего при одновременном увеличении дальности действия устройства, реализующего решение, определяемой только границами открытого пространства местности.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройстве для ориентации слепых на открытой местности, содержащем блок формирования сигнала управления и размещенные на теле ориентируемого человека блок обработки сигнала управления и пару акустических излучателей, блок формирования сигнала управления выполнен в виде геомагнитного датчика углового положения и закреплен на теле ориентируемого человека, а блок обработки сигнала управления составлен из двух каналов, левого и правого, с компаратором, одновибратором, умножителем и согласующим усилителем, последовательно соединенными в каждом канале, и задающего мультивибратора, последовательно соединенного с генератором линейновозрастающего сигнала, выход которого подключен к входу компаpаторов обоих каналов. При этом первый и второй выход датчика углового положения подключен ко второму входу компаратора соответственно левого и правого и ко второму входу умножителя соответственно правого и левого канала блока обработки сигнала управления, а выход согласующего усилителя левого и правого каналов блока обработки сигнала управления подключен к входу соответственно левого и правого акустического излучателя.

Нам не известно использование совокупности отличительных признаков предложенного устройства в каких-либо других устройствах с достижением того же эффекта, что дает нам основание считать указанные отличия существенными.

На чертеже представлена блок-схема заявленного устройства.

Устройство содержит блок формирования сигнала управления, выполненный в виде геомагнитного датчика углового положения 1, блок обработки сигнала управления, составленный из задающего мультивибратора 2, генератора линейновозрастающего сигнала 3, двух компараторов 4, 5, двух одновибраторов 6, 7, двух умножителей 8, 9, и двух согласующих усилителей 10, 11, а также два акустических излучателя левый 12 и правый 13.

Последовательно соединенные компаратор 4, одновибратор 6, умножитель 8 и согласующий усилитель 10 образуют один (левый) канал блока формирования сигнала управления.

Последовательно соединенные компаратор 5, одновибратор 7, умножитель 9 и согласующий усилитель 11 образуют второй (правый) канал блока формирования сигнала управления. Выход мультивибратора 2 подключен к входу генератора линейновозрастающего сигнала 3, выход которого подключен к входу компараторов 4, 5. Первый и второй выход датчика углового положения 1 подключен к второму входу компаратора соответственно 4, 5 и второму входу умножителя соответственно 9, 8. Выход согласующего усилителя 10 подключен к входу левого акустического излучателя 12, выход согласующего усилителя 11 подключен к входу правого акустического излучателя 13.

Геомагнитный датчик углового положения 1 размещается на теле слепого, например, на поясном ремне, и фиксирован относительно тела слепого, т.е. угловое положение датчика соответствует угловому положению слепого относительно вектора магнитного поля Земли.

Устройство работает следующим образом.

Задающий мультивибратор вырабатывает последовательность импульсов с частотой порядка 1-2 Гц. Эти импульсы запускают генератор линейновозрастающего сигнала.

Длительность импульсов, вырабатываемых одновибраторами обоих каналов должны быть одинаковыми и равными, например, 1-2 мс.

При совпадении положения тела слепого с требуемым направлением движения, сигналы на выходах геомагнитного датчика положения равны друг другу, причем величина этого сигнала выбирается равной половине амплитуды линейновозрастающего сигнала генератора, чтобы обеспечить коэффициент передачи умножителя равным единице.

В этом случае компараторы первого (левого) и второго (правого) каналов срабатывают одновременно и, следовательно, одновременно запускаются одновибраторы обоих каналов, коэффициенты передачи умножителей обоих каналов оказываются равными, а сигналы, подаваемые на акустические излучатели (стереотелефоны), которые размещаются на голове слепого, будут равны и синфазны. Это создает у слепого ощущение повторяющихся звуковых импульсов, исходящих из точки пространства, расположенной перед ним.

При отклонении слепого от заданного (требуемого) направления движения, например вправо, геомагнитный датчик положения изменит напряжение сигналов на своих выходах на первом выходе сигнал уменьшится, а на втором увеличится. Это приведет к тому, что компаратор первого (левого) канала сработает раньше компаратора второго (правого) канала и сигнал, проходящий через умножитель первого (левого) канала увеличится, а сигнал, проходящий через умножитель второго (правого) канала, уменьшится. Это создает у слепого ощущение смещения источника звуковых импульсов влево, что будет информировать его о необходимости скорректировать направление своего движения на источник звуковых импульсов влево до тех пор, пока сигналы в каналах не сравняются и источник звуковых импульсов не окажется в середине, т.е. перед ним.

Аналогично работа устройства при отклонении слепого в другую сторону.

Левый и правый акустические излучатели имеют маркировку, понятную слепому.

Предлагаемое устройство для ориентации слепых, по нашим сведениям, является принципиально новым, позволяющим слепым ориентироваться в окружающем пространстве без сопровождающих, контролируя направление своего движения относительно магнитного поля Земли по направлению на формируемый в акустических излучателях, находящихся на голове слепого, с помощью "псевдостереоэффекта" источник звукового сигнала.

Устройство позволит слепым свободно перемещаться на местности, лишенной ориентиров.

Являясь сравнительно простым и дешевым, предложенное устройство может найти массовый спрос среди слепых и людей с ослабленным зрением для их повседневных нужд, а также в спортивных соревнованиях, например по спортивному ориентированию на местности.