Имитатор глаза

Авторы патента:

Полезная модель относится к медицине и может быть использована при разработке роботов-пациентов, а также медицинских тренажеров для отработки практических навыков первой медицинской помощи.

Недостатком известного имитатора глаза является его ограниченные функциональные возможности из-за того, что он не показывает реальное состояние человека при неотложных состояниях и может осуществить только одностороннюю связь робота-пациента с человеком, обучаемым практическим навыкам оказания первой медицинской помощи. Недостатком имитатора глаза является также сложность его конструкции из-за наличия специальных светофильтров.

Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей имитатора глаза за счет имитации различной ширины зрачка при воздействии на него световым излучением, соответствующей реальному состоянию человека при неотложных состояниях, и упрощение его конструкции.

Технический результат достигается тем, что в имитатор глаза, содержащий корпус, в котором размещены имитатор роговицы, выполненный из прозрачного материала, имитатор зрачка, имитатор радужной оболочки, имитатор склеры и датчик регистрации светового излучения согласно предлагаемой полезной модели, введено средство изменения размера имитатора зрачка, содержащее поршень, представляющий собой имитатор радужной оболочки, и механизм возвратно-поступательного перемещения поршня, при этом имитатор зрачка выполнен в виде упругого элемента, прикрепленного в центре поршня, корпус выполнен в виде шара со сквозным цилиндрическим каналом, закрытым с лицевой стороны имитатором роговицы, в корпусе размещены механизм возвратно-поступательного перемещения поршня, поршень и упругий элемент, представляющий собой имитатор зрачка, установленный между поршнем и внутренней стороной имитатора роговицы с возможностью поджатия к внутренней стороне имитатора роговицы, а лицевая сторона корпуса является имитатором склеры.

Механизм возвратно-поступательного перемещения поршня может содержать электродвигатель, вал которого соединен со шпилькой с резьбой, установленной во втулке с внутренней резьбой, жестко соединенной с поршнем.

Механизм возвратно-поступательного перемещения поршня может содержать пружину из материала с эффектом памяти формы, соединенную с поршнем.

Механизм возвратно-поступательного перемещения поршня может содержать, соединенную с поршнем, пружину из полимера с электронной проводимостью, которая под воздействием электрического потенциала линейно расширяется и сжимается.

Датчик регистрации светового излучения может содержать оптический датчик и, расположенный внутри корпуса, световой проводник, один конец которого выходит на лицевую сторону, а другой конец соединен с оптическим датчиком.

Датчик регистрации светового излучения может быть выполнен в виде фотоприемника, расположенного на корпусе или на поршне с возможностью улавливания оптического излучения.

6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является имитатор глаза, конструкция которого раскрыта в описании изобретения «Тренажер для обучения приемам помощи человеку при неотложных состояниях» (патент RU 2176822, МПК G09B 23/28, 10.12.2001).

Известный имитатор глаза содержит корпус, в котором размещены один за другим, по меньшей мере, три разноконтрастных полупрозрачных светофильтра, имитирующих склеру, радужную оболочку и широкий зрачок человеческого глаза, и один непрозрачный светофильтр, имитирующий узкий зрачок, за которыми установлен подсвечивающий элемент, подключенный к блоку управления.

Недостатком имитатора глаза является его ограниченные функциональные возможности из-за того, что он не показывает реальное состояние человека при неотложных состояниях и может осуществить только одностороннюю связь робота-пациента с человеком, обучаемым практическим навыкам оказания первой медицинской помощи. Одним из признаков реального состояния человека при неотложных состояниях является реакция зрачков глаз на световое излучение. В известном имитаторе глаза светофильтры, имитирующие зрачок человеческого глаза, из-за отсутствия реакции на световое излучение показывают либо расширенный зрачок (имитация того, что человек находится в состоянии клинической смерти), либо суженный (имитация того, что человек жив). Недостатком известного имитатора глаза является также сложность его конструкции из-за наличия специальных светофильтров.

Технический результат достигается тем, что в имитатор глаза, содержащий корпус, в котором размещены выполненный из прозрачного материала имитатор роговицы, имитатор зрачка, имитатор радужной оболочки, имитатор склеры и датчик регистрации светового излучения согласно предлагаемой полезной модели, введено средство изменения размера имитатора зрачка, содержащее поршень, представляющий собой имитатор радужной оболочки, и механизм возвратно-поступательного перемещения поршня, при этом имитатор зрачка выполнен в виде упругого элемента, прикрепленного в центре поршня, корпус выполнен в виде шара со сквозным цилиндрическим каналом, закрытым с лицевой стороны имитатором роговицы, в корпусе размещены механизм возвратно-поступательного перемещения поршня, поршень и упругий элемент, представляющий собой имитатор зрачка, установленный между поршнем и внутренней стороной имитатора роговицы с возможностью поджатия к внутренней стороне имитатора роговицы, а лицевая сторона корпуса является имитатором склеры.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен предлагаемый имитатор глаза робота-пациента.

На чертеже цифрами обозначены:

1 - корпус,

2 - имитатор роговицы,

3 - имитатор зрачка,

4 - блок управления,

5 - поршень,

6 - электродвигатель,

7 - вал электродвигателя,

8 - шпилька,

9 - втулка,

10 - датчик регистрации светового излучения,

11 - световой проводник.

Имитатор глаза робота-пациента содержит корпус 1, в котором размещены выполненный из прозрачного материала имитатор 2 роговицы, имитатор 3 зрачка, имитатор радужной оболочки, имитатор склеры.

Отличием предлагаемого имитатора глаза является то, что в него введено средство изменения размера имитатора 3 зрачка.

Средство изменения размера имитатора 3 зрачка содержит поршень 5 и механизм возвратно-поступательного перемещения поршня 5, подключенный к блоку 4 управления. Поршень 5 представляет собой имитатор радужной оболочки (поршень окрашен так, чтобы имитировать радужную оболочку глаза). Механизм возвратно-поступательного перемещения поршня 5, изображенный на фиг.1, содержит электродвигатель 6 с валом 7, шпильку 8 с резьбой, втулку 9 с внутренней резьбой.

Электродвигатель 6 механизма возвратно-поступательного перемещения поршня 5 установлен с затылочной стороны корпуса 1 и подключен к блоку 4 управления. Вал 7 электродвигателя 6 соединен со шпилькой 8 с резьбой, установленной во втулке 9 с внутренней резьбой, жестко соединенной с поршнем 5.

Имитатор 3 зрачка, изображенный на фиг.1, выполнен в виде упругого элемента, в качестве которого использован силиконовый шарик.

Корпус 1 выполнен в виде шара со сквозным цилиндрическим каналом, закрытым с лицевой стороны корпуса имитатором 2 роговицы. В цилиндрическом канале корпуса 1 установлены шпилька 8, втулка 9, поршень 5 и силиконовый шарик. Силиконовый шарик (имитатор 3 зрачка) прикреплен в центре поршня 5, и установлен между поршнем 5 (имитатором радужной оболочки) и внутренней стороной имитатора 2 роговицы.

Для поджатия, при помощи поршня 5, имитатора 3 зрачка (силиконового шарика) к внутренней стороне имитатора 2 роговицы могут быть использованы различные механизмы возвратно-поступательного перемещения поршня 5.

Например, механизм, содержащий пружину из материала с эффектом памяти формы (нитиноловую пружину), которая при пропускании через нее тока растягивается и создает усилие, или пружину из полимера с электронной проводимостью, которая под воздействием электрического потенциала линейно расширяется и сжимается.

Имитатором склеры является лицевая сторона корпуса 1.

Датчик 10 регистрации светового излучения, изображенный на фиг.1, содержит оптический датчик и световой проводник 11.

Световой проводник 11 расположен внутри корпуса 1. Один конец светового проводника 11 выходит на лицевую сторону корпуса 1, а его другой конец соединен с датчиком 10 регистрации светового излучения.

Датчик регистрации светового излучения может быть выполнен в виде фотоприемника (условно на фиг.1 не показан), расположенного на корпусе 1 или на поршне 5 с возможностью улавливания оптического излучения.

Имитатор глаза робота-пациента работает следующим образом. При помощи фонаря освещают имитатор глаза вместе с датчиком 10 регистрации светового излучения. Сигнал, формируемый датчиком 10 регистрации светового излучения, поступает в блок 4 управления, а затем в электронно-вычислительную машину (условно на фиг.1 не показана). В зависимости от симулированного состояния робота-пациента, из электронно-вычислительной машины в блок 4 управления приходит информация о реакции зрачка (сужение или расширение). Блок 4 управления генерирует соответствующий управляющий сигнал на электродвигатель 6 механизма возвратно-поступательного перемещения поршня 5.

При подаче управляющего сигнала, электродвигатель 6 начинает вращение. Вал 7 электродвигателя вращается вместе со шпилькой 8. За счет резьбового соединения шпильки 8 и втулки 9 вращательное движение преобразуется в поступательное.

Таким образом, при вращении вала 7 происходит перемещение втулки 9 с поршнем 5 вдоль оси вращения электродвигателя 6 по сквозному цилиндрическому каналу, выполненному внутри корпуса 1 имитатора глаза. Поршень 5 в исходном состоянии расположен так, чтобы силиконовый шарик (имитатор 3 зрачка) касался внутренней поверхности имитатора 2 роговицы, имитируя тем самым узкий зрачок. При перемещении поршня 5 в сторону имитатора 2 роговицы происходит деформация силиконового шарика между поршнем 5 и имитатором 2 роговицы.

Это приводит к увеличению площади касания силиконового шарика с внутренней поверхностью имитатора 2 роговицы, имитируя тем самым расширение зрачка.

Для возврата поршня 5 в начальное положение на электродвигатель 6 механизма возвратно-поступательного перемещения подается обратное управляющее воздействие, которое приводит к движению поршня 5 в сторону от имитатора 2 роговицы.

Изготовление имитатора глаза робота-пациента в соответствие с предлагаемой полезной моделью позволит расширить его функциональные возможности за счет имитации различной ширины зрачка при воздействии на него световым излучением, соответствующей реальному состоянию человека при неотложных состояниях. При этом конструкция имитатора глаза, по сравнению с прототипом, является простой в изготовлении.

1. Имитатор глаза, содержащий корпус, в котором размещены выполненный из прозрачного материала имитатор роговицы, имитатор зрачка, имитатор радужной оболочки, имитатор склеры и датчик регистрации светового излучения, отличающийся тем, что в него введено средство изменения размера имитатора зрачка, содержащее поршень, представляющий собой имитатор радужной оболочки, и механизм возвратно-поступательного перемещения поршня, при этом имитатор зрачка выполнен в виде упругого элемента, прикрепленного в центре поршня, корпус выполнен в виде шара со сквозным цилиндрическим каналом, закрытым с лицевой стороны имитатором роговицы, в корпусе размещены механизм возвратно-поступательного перемещения поршня, поршень и упругий элемент, представляющий собой имитатор зрачка, установленный между поршнем и внутренней стороной имитатора роговицы с возможностью поджатия к внутренней стороне имитатора роговицы, а лицевая сторона корпуса является имитатором склеры.

2. Имитатор глаза по п.1, отличающийся тем, что механизм возвратно-поступательного перемещения поршня содержит электродвигатель, вал которого соединен со шпилькой с резьбой, установленной во втулке с внутренней резьбой, жестко соединенной с поршнем.

3. Имитатор глаза по п.1, отличающийся тем, что механизм возвратно-поступательного перемещения поршня содержит пружину из материала с эффектом памяти формы.

4. Имитатор глаза по п.1, отличающийся тем, что механизм возвратно-поступательного перемещения поршня содержит пружину из полимера с электронной проводимостью, которая под воздействием электрического потенциала линейно расширяется и сжимается.

5. Имитатор глаза по п.1, отличающийся тем, что в качестве упругого элемента использован силиконовый шарик.

6. Имитатор глаза по п.1, отличающийся тем, что датчик регистрации светового излучения содержит оптический датчик и расположенный внутри корпуса световой проводник, один конец которого выходит на лицевую сторону, а другой конец соединен с оптическим датчиком.

7. Имитатор глаза по п.1, отличающийся тем, что датчик регистрации светового излучения выполнен в виде фотоприемника, расположенного на корпусе или на поршне с возможностью улавливания оптического излучения.