Устройство для тренировки операторов Советский патент 1992 года по МПК G09B9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения, и может быть использовано для тренажа и профессионального отбора операторов.

Известно устройство для оценки сенсомоторной деятельности оператора, содержащее блок ввода ответных действий, блок задания программы, формирователь импульсов, коммутатор, блок индикации, генератор одиночных импульсов, генератор временных меток, четыре счетчика, триггер, переключатель и элемент И.

Это устройство определяет, какой процесс, торможения или возбуждения, преобладает у испытуемого при выполнении сеисомоторных операций.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для психологических исследований, содержащее последовательно соединенные датчик ответной реакции, блок совпадения, блок измерения временных характеристик программы исследования и блок отображения информации, а также блок преобразования, программный

блок, блок физической нагрузки, последовательно соединенные второй блок преобразования, входы которого соединены с выходами блока физической нагрузки и программного блока блок сравнения, выход которого соединен с входом программного блока, а также блок задания коэффициентов нагрузки, первый выход которого соединен с вторым входом программного блока, а второй - с вторым входом блока сравнения, причем выход блока отображения соединен с вторым входом блока совпадения, второй выход блока физической нагрузки соединен с третьим входом программного блока, второй и третий выходы которого соединены с вторым входом блока отображения и входом блока преобразования, а блок преобразования своим выходом соединен с третьим входом блока отображения.

Изобретение позволяет оценивать состояние испытуемого в условиях индивидуально нормированной физической нагрузки, но не позволяет тренировать сен- сомоторную деятельность оператора, что

сл

С

XI СА)

2

©О XI

ограничивает функциональные возможности устройства.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства за счет тренировки сенсомоторной деятельности оператора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для тренировки операторов, содержащее блок сравнения, блок отображения информации и блок задания программы тренажа, введены блок формирования импульсов, элемент запрета и датчик усилий, выход которого подключен к входу блока формирования импульсов, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам блока сравнения, выход которого соединен с входом блока задания программы тренажа и подключен к информационному входу элемента запрета, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока задания программы тренажа, а выход - с первым входом блока отображения информации, второй вход которого подключен к соответствующему выходу блока задания программы тренажа, выходы группы которого соединены с соответствующими входами блока отображения информации.

Кроме того, что устройство выполнено в виде стержня изменяемой длины с держателем в виде обруча на одном конце стержня и информационным табло блока отображения информации - на другом конце стержня.

На фиг.1 изображено устройство общий вид; на фиг.2 - лицевая панель устройства; на фиг.З - функциональная электрическая схема устройства.

Устройство для тренировки операторов содержит блок 1 сравнения, элемент 2 запрета, блок 3 отображения информации, блок 4 задания программы тренажа, датчик 5 усилий, блок 6 формирования импульсов, штатив 7 со схемными соединениями.

Блок 1 содержит повторитель 8 напряжения (на операционном усилителе), компаратор 9, резисторы 10 и 11, составляющие делитель напряжения.

Элемент 2 содержит инвертор 12, элемент И-НЕ, светодиод 14 Совпадение.

Блок 3 содержит резисторы 15-17 и све- тодиоды 18.

Блок 4 содержит переменный резистор 19 Скорость вращения, генератор 20, управляемый напряжением, пятиразрядный двоичный реверсивный счетчик 21, дешифратор 22, переключатель 23 Направление вращения, переключатель 24 Ориентир с двумя группами контактов 24.1 и 24.2, светодиоды 25.1 Лево, 25.2 Центр, 25.3 Право.

Датчик 5 содержит датчики 26.1 и 26.2, выполненные в виде металлических стержней.

Блок 6 содержит повторитель 27 напряжения (на операционном усилителе ), подстроенный резистор 23 Чувствительность силомера, выпрямительный диод 29, кон0 денсатор 30, кнопочный переключатель 31 Сброс силомера.

Устройство работает следующим образом.

Включают питание (не показано). Перед

5 началом эксперимента испытуемый с максимально возможной силой сжимает датчики 26.1 и 26.2, представляющие собой два металлических стержня с подсоединенными к ним проводами. Чем сильнее испытуемый

0 сжимает стержни, тем больше поверхность соприкосновения его ладоней с металлической поверхностью стержней, а следовательно, меньше сопротивление участка цепи: датчик 26.1 - тело испытуемого - дат5 чик 26.2, Это сопротивление совместно с сопротивлением подстроечного резистора 28 образует делитель напряжения, средний вывод которого соединен с неинвертирующим входом повторителя 27 напряжения,

0 предназначенного для исключения влияния последующих цепей на указанный делитель напряжения. Напряжение с выхода повторителя 27 поступает на пиковый детектор, реализованный на выпрямительном диоде

5 29 и конденсаторе 30. Максимальное усилие испытуемого преобразуется таким образом в максимальный уровень напряжения на выходе повторителя 27 и запоминается конденсатором 30.

0 Затем испытуемый закрепляет на голове один конец (выполненный в виде обруча) штатива 7 (фиг.1). длина которого регулируется и определяется индивидуально-психологическими особенностями каждого

5 конкретного испытуемого (обучаемого). На другом конце штатива 7 закреплено собственно устройство таким образом, чтобы перед глазами испытуемого находилась лицевая панель (фиг 2). Устройство после

0 измерения максимального усилия испытуемого автоматически переходит к основному циклу работы.

Напряжение пикового детектора 29-30 поступает через повторитель 8 на делитель

5 напряжения на резисторах 10 и 11, номиналы которых выбраны таким образом, что на средней точке делителя будет напряжение порядка 80% от напряжения на конденсаторе 30. Выход делителя соединен с инвертирующим входом компаратора 9,

неинвертирующий вход которого соединен с выходом повторителя 27.

На один вход компаратора 9 поступает напряжение, соответствующее 80% от максимального, а на другой вход - напряжение, соответствующее текущему усилию (в ходе эксперимента испытуемый должен будет сжимать датчик 5, пытаясь делать это с первичным, эталонным, максимальным усилием). Если текущее усилие приводит к появлению на неинвертирующем входе напряжения менее 80% от максимального (т.е, испытуемый нажал слабее), то на выходе компаратора 9 формируется напряжение логического нуля, которое поступает на вход реверсивного счетчика 21 и разрешает счет импульсов, поступающих на вход счетчика 21 с выхода генератора 20, управляемого напряжением. Частота импульсов генератора 20 задается потенциометром 19. Направление счета импульсов счетчиком 21 определяется положением переключателя 23. Пятиразрядный двоичный код с выхода счетчика 21 поступает на вход дешифратора 22 и преобразуется им в 32-разрядный позиционный код, при этом на соответствующих инвертирующих выходах 0-31 дешифратора 22 будут появляться логические нули. Светодиоды 18.0-18.31, подключенные к выходам 0-31 дешифратора 22, соответственно будут зажигаться в случае появления на выходах дешифратора 22 логических нулей. Расположены светодиоды 18.0-18.31 конструктивно по окружности в последовательном порядке (фиг.2). Таким образом, при работе устройства испытуемый будет видеть на лицевом табло вращение по окружности (составленной из светодиодов 18.0-18.31) светящейся точки. Скорость и направление вращения испытуемый может регулировать с помощью потенциометра 19 Скорость вращения и переключателя 23, конструктивно установленных в боковой стенке устройства (фиг.1 и 2).

Логический ноль с выхода компаратора 9 поступает также на второй вход элемента 13 И-НЕ, логическая единица с выхода которого запирает светодиод 14 Совпадение (светодиод 14 не горит).

Испытуемый видит перед собой лицевую панель устройства с вращающейся точкой, табло Совпадение не горит. Испытуемый, согласно программы эксперимента, выбирает с помощью переключателя 24 ориентир: Лево, Центр, Право (фиг.2). Ориентир конструктивно реализуется в виде полосок из прозрачного материала подсвечиваемыми светодиодами 25.1-25.3, которые включаются второй группой контактов 24.2, переключателя 24, первая группа контактов 24.1 которого соединяет 11, 15 и 19 выходы дешифратора через инвертор 12 с первым входом элемента 13 И-НЕ.

После выбора ориентира (горит один из

светодиодов 25.1--25.3) испытуемый должен остановить возле него светящуюся точку. Это достигается сжатием датчиков 26.1- 26.2 с максимальным усилием.

0Как только усилие сжатия датчика 5

испытуемым превышает 80% от максимального, на выходе компаратора 9 появляется логическая единица, которая, поступив на вход счетчика 21, закроет его и тем самым

5 остановит вращение светящейся точки.

Одновременно логическая единица поступит на второй вход элемента 13 И-НЕ и в случае наличия на его первом входе логической единицы (которое говорит о том, что

0 испытуемый остановил светящуюся точку точно у ориентира) логический ноль с выхода элемента 13 И-НЕ зажжет светодиод 14, который подсвечивает транспарант Совпадение.

5При невыполнении испытуемым хотя бы

одного условия (максимальное усилие сжатия датчика 5 и совпадение светящейся точки с ориентиром) транспарант Совпадение не засветится, что фиксирует0 ся как ошибка.

При ослаблении усилия сжатия датчика 5 работа устройства повторяется.

При необходимости (смене испытуемого, например) уровень максимального уси5 лия сжатия датчика 5 можно сбросить кнопочным переключателем 31. При этом конденсатор 30 пикового детектора разряжается.

Резисторы 15-17 предназначены для

0 ограничения тока, протекающего через все светодиоды устройства.

Изобретение позволяет расширить дидактические возможности устройства путем тренировки сенсомоторной деятельности

5 оператора. Устройство позволяет установить лицевую панель с движущейся точкой на минимальное расстояние от глаз, при котором изображение еще сохраняет четкость. Для сохранения четкости изображе0 ния оператору необходимо постоянно концентрировать внимание на вращающейся точке и ориентире с максимальным усилием совпадения точки с ориентиром. Усложнение тренировки обеспечивается по5 вышением скорости движения точки. Формула изобретения 1. Устройство для тренировки операторов, содержащее блок сравнения, блок отображения информации и блок задания программы тренажа, отличающееся

тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены блок формирования импульсов, элемент запрета и датчик усилий, выход которого подключен к входу блока формирования импульсов, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам блока сравнения, выход которого соединен с входом блока задания программы тренажа и подключен к информационному входу элемента запрета, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока задания программы тренажа, а выход - с

0

первым входом блока отображения информации, второй вход которого подключен к соответствующему выходу блока задания программы тренажа, выходы группы которого соединены с соответствующими входами блока отображения информации.

2, Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что, оно выполнено в виде стержня изменяемой длины с держателем в виде обруча на одном конце стержня и информаци- онным табло блока отображения информации - на другом конце стержня.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения, и может быть использовано для тренажа и профессионального отбора операторов. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства при тренировке сенсомоторной деятельности оператора. Устройство для тренировки оператора содержит блок сравнения, элемент запрета, блок отображения информации, блок задания программы тренажа, датчик усилий, блок формирования импульсов. Устройство позволяет концентрировать внимание оператора на вращающейся точке с максимальным совпадением движущейся точки с ориентиром. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг.1

If71ГГ If +E

262i-N. . IT4 t2- « ,r

Фиг.2