close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4408

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4408
(13)
C1
7
(51) A 61B 5/103
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
УСТРОЙСТВО САМОКОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕЛА
(21) Номер заявки: a 19980159
(22) 1998.02.18
(46) 2002.03.30
(71) Заявитель: Радюк М.М. (BY)
(72) Автор: Радюк М.М. (BY)
(73) Патентообладатель: Радюк Михаил Михайлович
(BY)
BY 4408 C1
(57)
1. Устройство самоконтроля положения тела, включающее головную и корпусную части, средства крепления устройства на пользователе, по меньшей мере два датчика раздельного контроля наклона головы и
спины в саггитальной плоскости, датчики раздельного контроля наклона головы и спины в фронтальной
плоскости, устройство сигнализации, связанное с датчиками, отличающееся тем, что головная и корпусная
части связаны электрически, причем головная часть содержит корпус, датчики раздельного контроля наклона головы в саггитальной и фронтальной плоскостях, выполненные на гравитационном принципе действия,
средство для оценки расстояния, выполненное с возможностью складывания в корпус, при этом устройство
сигнализации выполнено с возможностью подачи пользователю дифференцированных сигналов от различных датчиков в звуковой или световой форме.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство для оценки расстояния выполнено в виде отвеса
с нитью, закрепленной на корпусе.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство для оценки расстояния выполнено в виде жесткого линейного элемента, закрепленного на корпусе в направлении зрения пользователя.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство для оценки расстояния снабжено контактным
или бесконтактным устройством регистрации касания рабочей поверхности стола.
Фиг. 1
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик наклона головы в саггитальной плоскости и устройство сигнализации выполнены с возможностью настройки пользователем на предельный угол наклона.
BY 4408 C1
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик наклона головы в фронтальной плоскости, датчики
наклона спины в саггитальной и фронтальной плоскостях выполнены с возможностью реагирования на отклонения пользователем головы и спины от стандартной осанки.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство сигнализации размещено в отдельном корпусе,
установленном вне головы пользователя.
8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство сигнализации выполнено с возможностью
контроля освещенности объекта наблюдения.
(56)
US 4800897, 1989.
RU 2076631 C1, 1990.
WO 9500073 A1, 1995.
Изобретение относится к профилактическим приспособлениям для контроля положения тела человека, в
частности для профилактики сутулости и близорукости в раннем школьном возрасте, когда организм наиболее подвержен вредным изменениям осанки и зрения, а также для предотвращения прогрессирования уже
имеющейся близорукости, если последнее вызвано неправильной осанкой при работе за столом.
Изобретение может быть использовано в промышленности как элемент системы охраны и эргономики
труда.
Известно устройство контроля положения тела [1], выполненное в виде кепки, в верхней части которой
расположен, предварительно выставляемый горизонтально, датчик наклона, содержащий корпус, батарею,
динамик, переключатель режима работы и два ртутно-контактных датчика. Устройство контролирует общий
наклон головы и корпуса в саггитальной плоскости, причем, если спина прогибается сообразно, а голова сохраняет вертикальное положение - датчик наклона дает искаженные результаты. По этой причине указанное
устройство осанку спины пользователя контролировать не может.
Известно также усовершенствованное устройство контроля положения тела [2], предназначенное для
тренировочных и лечебных целей. Устройство выполнено в виде кепки и содержит два датчика наклона в
саггитальной плоскости, устройство сигнализации, микропроцессор. Один датчик наклона расположен на
голове в экваториальной области, другой - в верхней части головы. Устройство позволяет отслеживать наклон головы и корпуса в заданном пользователем диапазоне углов от 2 до 7 градусов от вертикального положения положительных и отрицательных значений. Устройство сигнализации, оперативно связанное с датчиками, оповещает пользователя при превышении им заданного предельного угла наклона. Датчик,
расположенный в верхней части головы и представляющий собой груз определенной массы, дает пользователю ощущение биологической обратной связи о величине наклона. Количественную информацию о величине наклона выдает гравитационный жидкостно-емкостный датчик наклона, расположенный в кепке над
ухом и оперативно связанный с микропроцессором и устройством сигнализации. Указанное устройство не
позволяет качественно контролировать прогиб спины при вертикальном положении головы, так как реагирует на совместный наклон головы и корпуса.
Наиболее близким прототипом к заявляемому устройству является устройство для измерения относительных смещений или положений частей тела [3], содержащее ряд рычагов, закрепленных на теле пользователя, в частности на голове, плечах, спине. При изменении положений тела происходит смещение шарнирных частей рычагов относительно друг друга, которое отслеживается датчиками потенциометрического
типа. Сигнал от которых обрабатывается электронной сигнальной системой. Устройство позволяет раздельно контролировать наклоны головы и спины пользователя в саггитальной и фронтальной плоскостях в
широком диапазоне углов и выдавать полученную информацию в приемлемой для пользователя форме. Недостатком устройства является сложность и громоздкость рычажной системы и, как следствие, невозможность применения устройства для контроля положения тела пользователя при выполнении какой-либо работы. Устройство не позволяет проводить оперативную настройку на требуемый пользователю предельный
угол наклона, обусловленный безопасным выполнением трудовой операции, выбранной части тела, например головы.
Целью настоящего изобретения является контроль за расстоянием зрения пользователя в положении сидя
за столом, упрощение конструкции, уменьшение габаритов при достижении оперативности, удобства пользования при настройке устройства на безопасное расстояние зрения пользователя. Указанная цель достигается в предлагаемом устройстве тем, что в устройство, закрепляемое на пользователе, входят датчики раздельного контроля наклона головы и спины в саггитальной и фронтальной плоскости гравитационного принципа
действия, операционно связанные с устройством сигнализации, что снижает габариты, вес и упрощает конструкцию устройства. Контроль расстояния зрения обеспечивается путем контроля наклона головы в саггитальной плоскости с помощью датчика наклона головы в саггитальной плоскости при одновременном кон2
BY 4408 C1
троле отклонения осанки пользователя от стандартного положения спины в саггитальной и фронтальной
плоскости и головы в фронтальной плоскости с помощью соответствующих датчиков. При отклонении осанки пользователя от стандартного положения устройство оповещает об этом пользователя, что вынуждает его
принять стандартное положение и вырабатывает устойчивую привычку к правильной осанке, предохраняет
от возникновения сутулости. Датчики, контролирующие отклонение от стандартной осанки, имеют упрощенную конструкцию и работают в релейном режиме и выполнены по известным схемам. Датчик наклона
головы в саггитальной плоскости расположен в корпусе, установленном на голове пользователя, и выполнен
с возможностью настройки пользователем на определенный предельный угол наклона головы в саггитальной
плоскости, при превышении которого пользователем датчик срабатывает и устройство сигнализации подает
пользователю сигнал об этом. Настройка датчика может быть обеспечена его механической конструкцией
при его работе в релейном режиме либо обеспечиваться конструкцией устройства сигнализации, если
датчик наклона головы в саггитальной плоскости выполнен пропорционального типа. Для обеспечения поддержания пользователем в положении сидя за столом безопасного расстояния зрения, которое составляет
250...300 мм [4], датчик наклона головы в саггитальной плоскости, размещенный на голове пользователя за
ухом, предварительно настраивается пользователем на предельный угол наклона головы, который зависит от
роста пользователя и высоты используемой мебели. При наклоне головы над столом пользователем более
предельного угла датчик наклона головы совместно с устройством сигнализации оповещает об этом пользователя, заставляет последнего поднимать голову выше, т.е. увеличивать расстояние зрения до разрешенного
предела, и таким образом предохраняет его от близорукости. Для обеспечения возможности и оперативности настройки датчика наклона головы на предельный угол наклона в устройство введено средство для
оценки расстояния, которое задает безопасное расстояние зрения от глаз пользователя до рабочей зоны на
поверхности стола во время настройки датчика наклона головы на предельный угол наклона. Настройка может производиться пользователем вручную либо автоматически в зависимости от сложности исполнения
устройства. Для удобства пользования средство для оценки расстояния может быть выполнено с возможностью складывания в корпус устройства по известным конструкциям. В предпочтительном варианте устройства средство для оценки расстояния выполнено в виде отвеса с нитью определенной длины, закрепленной одним концом в корпусе головной части устройства, установленной на голове пользователя. В других
вариантах устройства средство для оценки расстояния может быть выполнено в виде жесткого линейного
элемента определенной длины, закрепленного одним концом на корпусе головной части устройства в направлении зрения пользователя. Для регистрации контакта средства для оценки расстояния с поверхностью
стола при автоматической настройке датчика наклона головы на предельный угол наклона средство для
оценки расстояния может быть снабжено электроконтактным или бесконтактным устройством регистрации
касания последнего с поверхностью стола, выполненным по известным конструкциям и оперативно соединенный с устройством сигнализации. Все датчики устройства выполнены по схеме определения углового
смещения корпуса датчика, установленного на теле пользователя по отношению к направлению вектора силы тяжести. Это могут быть датчики известных конструкций: ртутно-контактные, емкостные, маятниковые и
т.д., действие которых основано на гравитационном принципе действия. В предпочтительном варианте устройства с целью упрощения конструкции и сокращения энергопотребления все датчики выполнены по релейной схеме, т.е. замыкаются, когда наклон корпуса датчика превысит допустимый предел. Возможна также установка пропорциональных датчиков известных конструкций. Для увеличения удобства пользования
устройство сигнализации может быть выполнено с возможностью подавать пользователю дифференцированные сигналы от разных датчиков устройства в звуковой, световой или иных формах, а также иметь возможность отключаться от выбранных пользователем датчиков устройства. Кроме того, устройство сигнализации в одном из вариантов устройства может быть расположено вне основного корпуса устройства,
например на столе, в ручке, кармане одежды и т.д., и быть оперативно связанным с датчиками и индикаторами устройства проводным или беспроводным способом.
Низкий уровень освещенности объектов наблюдения приводит к развитию близорукости. Поэтому устройство сигнализации в одном из вариантов устройства может быть выполнено с возможностью контроля
известными способами освещенности объекта наблюдения и, при неблагоприятной для зрения освещенности, подавать пользователю предупредительный сигнал.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид сбоку на предлагаемое устройство, установленное на пользователе; на фиг. 2 - увеличенный вид сбоку головной части устройства со
снятой крышкой; на фиг. 3 - электрическая блок-схема устройства сигнализации; на фиг. 4 - увеличенный
вид сбоку на корпусную часть устройства со снятой крышкой датчика наклона спины в саггитальной плоскости; на фиг. 5 - вид сбоку на пользователя с предлагаемым устройством, в положении сидя за столом, при
настройке устройства на предельный угол наклона головы, обеспечивающий безопасное расстояние зрения;
на фиг. 6 - изображение варианта выполнения средства для оценки расстояния в виде жесткого линейного
элемента; на фиг. 7 - изображение продольного разреза варианта выполнения средства для оценки расстоя-
3
BY 4408 C1
ния с установленным на нем электроконтактным устройством регистрации касания; на фиг. 8 - увеличенный
вид по стрелке В на фиг. 4 на датчик наклона в фронтальной плоскости со снятой крышкой.
Предпочтительный вариант устройства (фиг. 1) содержит головную часть 1, расположенную на голове за
ухом пользователя по типу слухового аппарата, и корпусную часть 2, расположенную в области верхней части грудного отдела позвоночника пользователя - в зоне А, предпочтительно на спине, закрепленную на пользователе известным способом и электрически связанную с головной частью 1. Головная часть 1 устройства
(фиг. 2) содержит корпус 3, в котором установлены датчик наклона головы в саггитальной плоскости 4, датчик наклона головы в фронтальной плоскости 5, устройство сигнализации 6, средство для оценки расстояния
7. Датчик наклона головы в саггитальной плоскости 4 выполнен по одной из известных схем определения
углового смещения корпуса датчика по отношению к направлению вектора силы тяжести. В данном варианте исполнения датчик содержит диэлектрический корпус 8, в котором на оси 9 находится свободно качающийся в саггитальной плоскости электропроводный маятник 10. На пути траектории качания маятника 10 в
корпусе 8 размещен регулируемый контакт 11 c токосъемником 12, имеющий возможность рукояткой 13 поворачиваться на определенный угол по отношению к маятнику 10 и фиксироваться в заданном положении.
Маятник 10 и контакт 11 соединены с клеммами 14, 15 устройства сигнализации 6. Устройство сигнализации
6 может быть выполнено по любой из известных схем, в предпочтительном простейшем варианте (фиг. 2,
фиг. 3) оно содержит две клеммы 14, 15 для подключения датчиков устройства, электрическую батарею 16,
генератор звуковой частоты 17, динамик или наушник 18, выключатель 19. Средство для оценки расстояния
7 в предпочтительном варианте исполнения устройства (фиг. 2) содержит нить 20 определенной длины с отвесом 21, причем нить 20 проходит через отверстие в корпусе 3 и закреплена одним концом на барабане 22,
установленном на оси 23 в корпусе 3. Барабан 22 выполнен с возможностью накручивать на себя нить 20 с
отвесом 21 под действием пружины 24. Для его стопорения в корпусе 3 установлен тормоз 25. Корпусная
часть 2 устройства (фиг. 4) содержит корпус 26, в котором размещен датчик наклона спины в саггитальной
плоскости 27, датчик наклона спины в фронтальной плоскости 28 и устройство крепления 29 известной конструкции. Датчик наклона спины 27 содержит корпус 30, ось 31, маятник 32, нерегулируемый контакт 33,
который жестко настроен на допустимый угол (3 наклона и прогиба спины пользователя в саггитальной
плоскости в рамках стандартной осанки.
Предлагаемое устройство (фиг. 5) работает следующим образом. Пользователь устанавливает за ухо головную часть 1 устройства, корпусную часть 2 закрепляет на спине, включает выключатель 19 устройства
сигнализации 6, чем активируются датчики, подключенные к клеммам 14 и 15 устройства сигнализации 6.
Пользователь, сохраняя правильной осанку спины, сматывает рукой за отвес 21 с барабана 22 нить 20 на всю
длину и фиксирует барабан 22 в этом положении тормозом 25. Затем наклоняет голову над рабочей поверхностью стола, при контакте отвеса 21 с поверхностью стола пользователь рукояткой 13 датчика 4 поворачивает контакт 11 на угол α, который определяется моментом замыкания контакта 11 и маятника 10. При этом
клеммы 14 и 15 закорачиваются, цепь питания генератора звуковой частоты 16 устройства сигнализации 6
замкнется, и он активизирует динамик 18. Пользователь, услышав звук динамика 18, поднимет голову вертикально, при этом контакты 10 и 11 разомкнутся и звук прекратится, затем снимет тормоз с барабана 22, нить
20 под действием пружины 24 намотается на барабан 22 до упора отвеса 21 в корпус 3 головной части 1 устройства. Таким образом происходит оперативная настройка устройства на предельный угол наклона головы
в саггитальной плоскости, отслеживание которого устройством обеспечивает поддержание безопасного расстояния зрения конкретного пользователя на конкретном рабочем месте. В процессе работы, при наклоне
или прогибе пользователем спины в саггитальной плоскости на угол, превышающий допустимый угол β при
стандартной осанке, корпус 30 с контактом 33 наклонятся по отношению к маятнику 32 таким образом, что
маятник 32 и контакт 33 замкнутся. Клеммы 14 и 15 устройства сигнализации 6 замкнутся и оно подаст
пользователю звуковой сигнал, который побудит его выпрямить спину до момента прекращения звукового
сигнала, т.е. до придания спине стандартной, правильной осанки. При работе за столом, если пользователь
наклонит голову в саггитальной плоскости на угол, больший предварительно выставленного предельного угла α, корпус 3 и 8 с контактом 11 датчика 4 головной части 1 устройства наклонится по отношению к маятнику 10 таким образом, что маятник 10 и контакт 11 замкнутся, клеммы 14 и 15 замкнутся и устройство сигнализации 6 подаст пользователю звуковой сигнал о превышении им допустимого предельного угла наклона
головы, т.е. о том, что расстояние зрения стало меньше безопасного расстояния зрения. Звуковой сигнал побудит пользователя поднять голову до момента прекращения сигнала, т.е. до безопасного расстояния зрения,
что предохранит его зрение в процессе работы за столом.
Предлагаемое устройство может иметь различные варианты исполнения своих элементов. На фиг. 6 изображено средство для оценки расстояния, выполненное в виде телескопического жесткого элемента определенной длины, закрепленного на корпусе 3 головной части 1 устройства и направленного в сторону зрения
пользователя, что дает возможность контролировать расстояние зрения в любом положении пользователя.
Для более надежного определения момента касания средства для оценки расстояния с поверхностью стола
последнее может быть оснащено устройством регистрации касания одной из известных конструкций, свя4
BY 4408 C1
занным электрически с устройством сигнализации. Одна из возможных конструкций устройства регистрации
касания показана на фиг. 7, где при контакте отвеса 21 с поверхностью стола контакты замыкаются и устройство сигнализации 6 подает звуковой сигнал пользователю. Для контроля наклона спины и головы пользователя в фронтальной плоскости головная часть 1 и корпусная часть 2 устройства снабжаются датчиками
наклона в фронтальной плоскости 5 и 28 фиг. 2, фиг. 4. Для примера на фиг. 8 показан вид В на датчик 28 со
снятой крышкой, расположенный на корпусной части 2 устройства. Датчик содержит корпус, электропроводный маятник на оси и два жестко настроенных и расположенных в корпусе симметрично под углом γ к
нейтрально расположенному маятнику контакта, электрически соединенные между собой. Угол γ определяется допустимой величиной наклона спины пользователя от вертикали в фронтальной плоскости согласно
требованиям стандартной осанки либо эргономическим требованиям. При наклоне или прогибе спины пользователя во фронтальной плоскости вправо или влево на угол, больше угла γ, контакты замыкаются с маятником и устройство сигнализации подает пользователю предупреждающий звуковой сигнал. Аналогичным
образом устроен и работает датчик наклона головы в фронтальной плоскости 5. Устройство может иметь
иную конструкцию и использоваться иначе, не отклоняясь тем не менее от сути и существенных признаков
оного. Настоящая конструкция должна рассматриваться как иллюстративная и не ограничивающаяся ею.
Широта распространения определяется патентными притязаниями, а не описанием; все варианты, замены
и изменения, которые подпадают под значение и интервал эквивалентности патентных притязаний подпадают под их действие.
Источники информации:
1. Патент США 5.158.089 МПК А61В 5/103, 1992.
2. Патент США 5.425.378 МПК А61В 5/103, 1995.
3. Патент США 4.800.897 МПК А61В 5/10, 1989.
4. Краткая медицинская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. Под ред. Б.В. Петровского, 1989.
Т1. Изд. второе. - С. 495.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
5
BY 4408 C1
Фиг. 6
Фиг. 7
Фиг. 8
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
184 Кб
Теги
патент, by4408
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа