Устройство для обнаружения препятствий слепыми Советский патент 1987 года по МПК A61F9/08 

1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к техническим средствам реабилитации инвалидов по зрению.

Цель изобретения - повьшение точности определения расстояния до препятствий.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для обнаружения препятствий слепыми.

Устройство содержит управляемый по частоте генератор 1 импульсов, управляемьй по частоте генератор 2 тона. Выход генератора 2 тона соединен со входом усилителя 3 мощности через фоторезистор 4. На выходе усилителя 3 мощности включен инфракрасный излучатель 5. На приемной стороне фотоприемник 6 соединен с входом логарифмического усилителя 7, KOTO-I . рый своим выходом соединен с электроакустическим преобразователем 8 и входом пикового детектора 9. Выход пикового детектора 9 подключен к управляющим входам генераторов импульсов тона 1 и 2.

Управляемые генераторы импульсов тона 1 и 2 вьтолнены в виде мультивибраторов, во времязадающей цепи которых включены компоненты, изменяющие свое сопротивление от вели- ,чины управляющего напряжения, напри- мер полевые транзисторы. Управляющее напряжение в этом случае поступает на затворы полевых транзисторов. При этом генератор 1 импульсов собран по схеме асимметричного мультивибратора, а генератор 2 тона - по схеме симметричного мультивибратора. Генератор 2 тона выполнен на логических элементах И, причем один из входов И используется для запуска генератора.

В качестве инфракрасного излучателя 5 используется светодиод.

Фотоприемник 6 выполнен в виде фотодиода. В качестве электроакустического преобразователя 8 используется малогабаритный динамический громкоговоритель. Логарифмический усилитель 7 выполнен по схеме с нелинейными элементами в цепи обратной связи.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 импульсов формирует прямоугольные импульсы с длительностью 20 мс и частотой повторения, регулируемой в диапазоне 1-10 Гц. Ука1289А842

занные импульсы поступают к генератору 2 тона, обеспечивая его включение на время импульса. Генератор 2 тона формирует тональные импульсы,

«; частота заполнения которых регулируется в диапазоне 0,2-3 кГц. Сформированные импульсы через делитель напряжения, образованный фоторазис- тором 4 и входным сопротивлением

10 усилителя 3 мощности, поступают на вход последнего. При низкой внешней освещенности (около 100 лк) коэффициент передачи усилителя составляет 0,1, а при увеличении освещенности

15 сопротивление фоторезистора 4 падает и коэффициент передачи делителя возрастает почти до 1. Вследствие этого на порядок возрастает амплитуда тональных импульсов, поступающих на

20 вход усилителя мощности 3, и соответственно световая энергия, излучаемая излучателем,5.

Пространственная диаграмма излу- .

25

30

35

40

45

50

55

чения имеет вип, конуса с углом около 15. Когда препятствия в зоне излучения находятся на относительно большом расстоянии, свыще 5 м, отражаемая от них и попадающая на фотоприемник 6 световая энергия отходится ниже порогового значения фотоприемника, и сигнал на выходе последнего отсутствует. Соответственно отсутствует сигнал переменного тока на выходе усилителя 7 и входе пикового детектора 9, напряжение на выходе пикового детектора 9 равно нулю. Используемые в качестве времязадаю- щих компонентов полевые транзисторы имеют больщое сопротивление, в ре зультате чего генератор 1 импульсов генерирует минимальную частоту 1 Гц, а генератор тона 2 200 Гц. Электроакустический преобразователь 8 звукового сигнала не создает.

При дальнейшем приближении слепого к препятствию, попадающая на фотоприемник 6 отраженная световая энергия превьщ1ает пороговый уровень фотоприемников 6 и на выходе последнего генерируется напряжение, имеющее форму тональных импульсов. Указанные импульсы усиливаются логарифмическим усилителем 7 и поступают к электроакустическому преобразователю 8, генерирующему для слепого предупреждающий звуковой сигнал. Одновременно, тональные импульсы поступают к пиковому детектору 9, на вы5

0

5

0

5

0

5

чения имеет вип, конуса с углом около 15. Когда препятствия в зоне излучения находятся на относительно большом расстоянии, свыще 5 м, отражаемая от них и попадающая на фотоприемник 6 световая энергия отходится ниже порогового значения фотоприемника, и сигнал на выходе последнего отсутствует. Соответственно отсутствует сигнал переменного тока на выходе усилителя 7 и входе пикового детектора 9, напряжение на выходе пикового детектора 9 равно нулю. Используемые в качестве времязадаю- щих компонентов полевые транзисторы имеют больщое сопротивление, в ре зультате чего генератор 1 импульсов генерирует минимальную частоту 1 Гц, а генератор тона 2 200 Гц. Электроакустический преобразователь 8 звукового сигнала не создает.

При дальнейшем приближении слепого к препятствию, попадающая на фотоприемник 6 отраженная световая энергия превьщ1ает пороговый уровень фотоприемников 6 и на выходе последнего генерируется напряжение, имеющее форму тональных импульсов. Указанные импульсы усиливаются логарифмическим усилителем 7 и поступают к электроакустическому преобразователю 8, генерирующему для слепого предупреждающий звуковой сигнал. Одновременно, тональные импульсы поступают к пиковому детектору 9, на выходе которого формируется напряжение посто.янного тока, повышающее частоты генераторов импульсов тона 1 и 2. Тональные импульсы с возрастающей частотой следования и с возг- растающей частотой заполнения усиливаются усилителем 3 мощности и излучаются в виде световой энергии излучателем 5, отражаются от объекта,прИ нимаются фотоприемником 6 и воспроизводятся в виде звукового сигнала повышенной громкости и частоты электроакустическим преобразователем 9.

Формула изобрете.ния 15

Устройство для обнаружения препятствий слепыми, содержащее последоРедактор А. Долинич

Составитель Е. Капитанов

Техред М.Ходанич Корректор А. Зимокосов

Заказ 7839/5 Тираж 617Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

15

2894844

вательно соединенные генератор импульсов, генератор тона, усилитель мощности и инфракрасный излучатель и последовательно соединенные фото- 5 приемник, усилитель и электроакустический преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения расстояния до препятствия, оно дополнительно содержит фоторезистор, включенный между генератором тока и усилителем мощности и пиковьгй детектор, генераторы выполнены управляемыми по частоте, а усилитель логарифмическим, причем выход усилителя соединен с входом пикового детектора, г выходы которого соединены с управляющими входами генераторов.

fO