ДАТЧИК ВНЕШНЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относиться к области медицины и предназначена для применения в качестве средства индикации внешнего механического воздействия («датчика боли») в роботах-тренажерах для обучения навыкам первой и реанимационной помощи людям, попавшим в опасную, для жизни ситуацию.
Известно устройство [1] для использования в качестве чувствительного элемента при медицинском исследовании акустических явлений (звуков и шумов сердца и легких), которое выполнено в виде коаксиальных цилиндров, имеющих общую плоскость среза открытого конца и делящих воздушную камеру на две не связанных между собой полости, причем воздушное пространство между цилиндрами соединено либо с одним из микрофонов, а воздушное пространство внутреннего цилиндра - с другим микрофоном, и электрический сигнал с каждого из указанных микрофонов поступает на разные входы дифференциального усилителя, суммарный выходной сигнал с которого равен разнице сигналов микрофонов, либо воздушное пространство между цилиндрами граничит с одной стороной мембраны дифференциального микрофона, а воздушное пространство внутреннего цилиндра с другой стороны мембраны этого же микрофона, так что сигнал пропорционален разнице акустических воздействий (давлений) в полости воздушной камеры.
Недостатком известного устройства является существенная анизотропия его чувствительности от пространственной ориентации что ограничивает область применение данного устройства.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату является датчик [2] содержащий имитатор конечности человека в виде замкнутой эластичной оболочки, например из пластизола, снабженной анатомическими ориентирами и содержащий рабочие и выпускные отверстия, выполненные с возможностью
плавного и/или ступенчатого изменения отношения их суммарного поперечного сечения в интервале значений от 10 до 200 относительно друг друга, электрический датчик, содержащий основание, скрепленное с замкнутой эластичной оболочкой, и два электрических контакта, при этом первый из электрических контактов выполнен в виде П-обраэной рамки и размещен на эластичной или гофрированной мембране, контактирующей снаружи замкнутой эластичной оболочки с рабочими отверстиями, а второй электрический контакт выполнен в виде стержня, скрепленного на основании с возможностью взаимодействия с первым контактом электрического датчика, и плоскую пружину, обеспечивающую соединение П-обраэной рамки первого электрического контакта с опорой этого контакта. Указанное техническое решение принято в качестве прототипа.
Недостатком устройства-прототипа является зависимость его работы от направления и точки приложения механического воздействия на замкнутую эластичную оболочку муляжа (наличие анизотропии чувствительности), что приводит к неадекватной реакция сигнально-информационной системы обучающего устройства на неправильные действия обучаемого на роботе-тренажере, например при наложении им на имитатор конечности человека шин или при жесткой транспортировке робота-тренажера в целом. Эластичная оболочка имитатора конечности муляжа человека робота-тренажера, снабженная соответствующий анатомическими ориентирами, имеет сложную геометрическую форму не только в продольном, но и в поперечном сечении, которая близка к форме эллипса. Следовательно, если внешнее механическое усилие на данный имитатор конечности муляжа человека робота-тренажера будет осуществляться в направлении малого диаметра имитатора конечности, то внутренний объем имитатора конечности будет уменьшаться, а давление внутри замкнутой эластичной оболочки соответственно возрастет. В этом случае электрический датчик устройства-прототипа сработает (т.е. соединит или разъединит свои контакты). Иными словами, электрический датчик среагирует на действия пользователя (например, обучающегося спасателя, медицинского работника, сотрудника милиции) правильно. Но если внешнее усилие на имитатор конечности муляжа человека робота-
тренажера будет произведено пользователем в направлении большого диаметра имитатора конечности, то внутренний объем имитатора конечности увеличится, приводя тем самым к созданию разряжению внутри указанной оболочки имитатора конечности муляжа человека.
Однако в этом случае электрический датчик в устройстве -прототипе адекватно не среагирует на внешнее механическое усилие, приложенное к эластичной оболочке муляжа человека. Фактически это означает, что электрический датчик устройства-прототипа имеет широкую зону нечувствительности, зависящую от пространственной ориентации вектора механического воздействия и точки его приложения. А закрепление электрического контакта датчика непосредственно на мембране в устройстве-прототипе дополнительно Снижает его чувствительности.
По этим причинам электрический датчик устройства-прототипа с большой степенью вероятности не сработает на внешние механические воздействия (с направлением вектором воздействия, лежащим в зоне нечувствительности), даже превышающие по модулю установленную допустимую норму, следствием чего является низкое качество обучения вплоть до приобретение опасных ошибочных навыков обучаемым. Еще одним недостатком устройства-прототипа является сложность его конструкции, требующая прецизионной настройки.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение качества обучения навыкам первой и реанимационной помощи людям, попавшим в опасную для жизни ситуацию.
Техническим результатом применения заявленной полезной модели является упрощение конструкции датчика внешнего воздействия при одновременном исключении анизотропии чувствительности.
Технический результат достигается тем, что датчик внешнего воздействия, предпочтительно на замкнутую эластичную оболочку муляжа снабженного анатомическими ориентирами человека, содержащий основание, закрепленные на основании фиксаторы электрических
контактов, контактную группы, состоящую из первого и второго электрических контактов, и эластичную мембрану дополнительно содержит контактор, выполненный в виде П-образного короба из проводящих ток плоскостей, при этом эластичная мембрана перфорирована по меньшей мере одним отверстием и закреплена по периметру, а фиксаторы электрических контактов образуют сплошной корпус, причем первый и второй электрические контакты позиционированы встречно по существу на одной линии без возможности соприкосновения в объеме, образованном основанием, сплошным корпусом и перфорированной эластичной мембраной, а П-образный короб закреплен внешней поверхностью одной из своих парных плоскостей на поверхности перфорированной эластичной мембраны со стороны упомянутого объема так, что охватывает первый и второй электрические контакты с возможностью одновременного взаимодействия с ними внутренней проводящей поверхности либо одной, либо второй из парных плоскостей.
Предпочтительно, чтобы сплошной корпус имел бы вид кольца.
Желательно, чтобы перфорированная эластичная мембрана была выполнена с возможностью перемещения по внутренней поверхности кольцевого корпуса посредством по меньшей мере одной регулировочной шайбы.
Целесообразно, чтобы отношение площади поверхности перфорированной эластичной мембраны к площади сквозного отверстий в ней было установлено из интервала значений от 1000 до 50000.
Имеет смысл, чтобы контактная группа была образована по меньшей мере одной парой балочных электрических контактов.
Целесообразно, чтобы датчик внешнего воздействия бью снабжен по меньшей мере одним контактором на одну пару балочных электрических контактов.
Предпочтительно, чтобы контактная группа была размещена по существу над центром перфорированной эластичной мембраны.
Заявленный технический результат достигается также тем, что датчик внешнего воздействия, предпочтительно на замкнутую эластичную оболочку муляжа снабженного анатомическими ориентирами
человека, содержащий фиксаторы электрических контактов, первый и второй электрические контакты, и гофрированную мембрану дополнительно содержит контактор, выполненный в виде П-обраэного короба из проводящих ток плоскостей, при этом гофрированная мембрана перфорирована по меньшей мере одним отверстием, а фиксаторы электрических контактов образуют сплошной корпус, причем первый и второй электрические контакты позиционированы между собой параллельно по существу в плоскости парных плоскостей П-образного короба без возможности соприкосновения в полости, образованной сплошным корпусом и перфорированной гофрированной мембраной, а П-образный короб закреплен внешней поверхностью одной из своих парных плоскостей на поверхности перфорированной гофрированной мембраны со стороны упомянутой полости так, что охватывает первый и второй электрические контакты с возможностью одновременного соприкосновения с ними внутренней проводящей поверхностью либо одной, либо второй из парных плоскостей.
Целесообразно, чтобы сплошной корпус имел бы вид кольца.
Имеет смысл, чтобы перфорированная гофрированная мембрана была выполнена с возможностью перемещения по внутренней поверхности кольцевого корпуса посредством по меньшей мере одной регулировочной шайбы.
Желательно отношение площади поверхности перфорированной гофрированной мембраны к площади отверстия в ней устанавливать из интервала значений от 1000 до 50000.
Предпочтительно, чтобы контактная группа была образована по меньшей мере одной парой нитевидно-струнных электрических контактов.
Важно, чтобы датчик внешних воздействий был снабжен по меньшей мере одним контактором на одну пару нитевидно-струнных электрических контактов.
Желательно, чтобы контактная группа была размещена по существу над центром перфорированной гофрированной мембраны.
Сравнительный анализ предлагаемой полезной модели с устройством-прототипом показал, что предлагаемая полезная модель отличается
от прототипа наличием нового существенного признака, характеризующего контактор, который выполнен в виде П-образного короба из проводящих ток плоскостей, нового существенного признака, характеризующего наличие в эластичной или гофрированной мембране сквозного отверстия, а также новых существенных признаков, характеризующих как форму выполнения, так и взаимное расположение основных элементов (корпуса, мембраны, электродов и контактора) заявленного датчика внешнего воздействия, что дает достаточное основание утверждать о соответствии заявленного объекта критерию полезной модели «новизна».
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами:
- на Фиг.1 схематичное изображено продольное сечение датчика внешнего воздействия;
- на Фиг.2 схематично изображено пространственное расположение контактной группы, включая позиционирование контактора, на перфорированной эластичной или гофрированной мембране;
- на Фиг.3 схематично изображено продольное сечение датчика внешнего воздействия (вариант исполнения - с основанием) в объеме двух не сообщающихся замкнутых эластичных оболочек условного муляжа.
- на Фиг.4 схематично изображено продольное сечение датчика внешнего воздействия (вариант исполнения - без основания) в объеме двух сообщающихся замкнутых эластичных оболочек условного муляжа.
Перечень позиций;
1. Основание. 2. Корпус.
3. Первый электрический контакт.
4. Второй электрический контакт.
5. Контактор.
6. Перфорированная мембрана.
7. Отверстие в мембране.
8. Рабочий объем.
9. Первая замкнутая эластичная оболочка условного муляжа.
10. Сквозное отверстие в первой замкнутой эластичной оболочке условного муляжа.
11. Вторая замкнутая эластичная оболочка условного муляжа.
12. Сквозное отверстие во второй замкнутой эластичной оболочке условного муляжа.
13. Рабочая полость.
Датчик внешнего воздействия состоит из основания 1 (Фиг.1 «а», Фиг.3) взаимодействующего с корпусом 2 (Фиг.1, Фиг.3 и Фиг.4). Основание 1(Фиг.1 «а» и Фиг.3) конструктивно представляет собой съемную заглушку и во втором варианте исполнения полезной модели (Фиг.1 «б») отсутствует в конструкции предлагаемого датчика. Корпус 3(Фиг.1, Фиг.3 и Фиг.4) служит для фиксации положения первого 3(Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4) и второго 4 (Фиг.1, Фиг.3, Фиг.3 и Фиг.4) электрических контактов относительно подвижного контактора 5(Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4), закрепленного на поверхности перфорированной мембраны 6(Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4). Корпус 2 (Фиг.1, Фиг.3 и Фиг.4) может иметь вид кольца. Электрические контакты 3 и 4 (Фиг.1,Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4) могут быть изготовлены как в балочном (Фиг 2 «а»), так и в нитевидно-струнном (Фиг.2 «б») исполнении, а площадь поперечного сечения отверстия в мембране 7 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4) может быть от 1000 до 50000 раз меньше площади самой перфорированной мембраны 6 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4). Положение перфорированной мембраны 6 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4) в кольцевом корпусе может быть изменено посредством регулировочной (регулировочных) шайб (не показано), причем регулировочные шайбы можно располагать как с одной, так и с обеих сторон перфорированной мембраны 6(Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4). Основание 1, корпус 2 и перфорированная мембрана 3 (Фиг.1, Фиг.3 и Фиг.4) образуют рабочий объем 8(Фиг.1, Фиг.3). В случае необходимости организации контроля порогового значения (исходно задаваемый параметр) внешнего воздействия на какой-либо имитатор конечности, датчик внешнего воздействия помещают в первую замкнутую эластичную оболочку условного муляжа 9 (Фиг.3), снабженного
сквозным отверстием 10 (Фиг.3 и Фиг.4) основанием 1 (Фиг.1 Фиг.3) направленным к ее внутреннему объему, а противоположный конец датчика внешнего воздействия (со стороны перфорированной мембраны 6 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4)5 вводят во вторую замкнутую оболочку условного муляжа 11 (Фиг.3 и Фиг.4),также снабженную сквозным отверстием 12 (Фиг.3 и Фиг.4).
В случае необходимости организации контроля порогового значения (исходно задаваемый параметр) внешнего воздействия на любую точку условного муляжа, датчик внешнего воздействия помещают в первую замкнутую эластичную оболочку условного муляжа 9 (Фиг.3), снабженного сквозным отверстием 10 (Фиг.3 и Фиг.4) рабочей полость» 13 ((Фиг.1 «б» и Фиг.4) направленной к ей внутреннему объему, а противоположный конец датчика внешнего воздействия (со стороны перфорированной мембраны 6 (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4)), как и а предыдущем случае, вводят во вторую замкнутую оболочку условного муляжа 11 (Фиг.3 и Фиг.4), также снабженную сквозным отверстием 12 (Фиг.3 и Фиг.4). Перфорированная мембрана 6. (Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4) может изготавливаться из гофрированной тонкой пластмассы, металлической фольги или любого подобного резине материала, например, силикона, латекса и т.п.
Устройство работает следующим образом.
ПРИМЕР 1.
Необходимо организовать контроль внешнего воздействия на имитатор конечности условного муляжа в пороговом режиме. Датчик внешнего воздействия закрепляют во внутреннем объеме условного муляжа на границе имитатора конечности и остальной части оболочки (Фиг.3). В исходном состоянии перфорированная мембрана 6 не выгнута, первый и второй электрические контакты 3 и 4 не замкнуты друг с другом через контактор 5. Внешнее воздействие на первую и вторую замкнутые эластичные оболочки 9 и 11 условного муляжа отсутствует,(Фиг.3«а»). Давление воздуха во внутреннем объеме первой замкнутой эластичной оболочки 9 и во внутреннем объеме
второй замкнутой эластичной оболочки 11 (а также в рабочем объеме 8) равно атмосферному давлению воздуха.
Вторая замкнутая эластичная оболочка 11 (Фиг.3) имитирующая конечность условного муляжа в поперечном сечении близка к форме эллипса. При надавливании на вторую замкнутую эластичную оболочки 11 в направлении большого диаметра (как это указано стрелками на Фиг.3«б»), эллиптическое сечение второй замкнутой эластичной оболочки 11 будет стремиться преобразоваться по форме к окружности. В результате внутренний объем второй замкнутой эластичной оболочки 11 в области приложения сил F-F внешнего воздействия увеличиваться, а давление воздуха внутри нее станет ниже атмосферного давления воздуха и соответственно ниже давления воздуха в рабочем объеме 8.
В этом случае перфорированная мембрана 6 выгнется в сторону внутреннего объема второй замкнутой эластичной оболочки 11, а контактор 5 при этом замкнет между собой верхней проводящей плоскостью первый и второй балочные электрические контакты 3 и 4. Наличие в перфорированной мембране 6 небольшого отверстия 7 (соотношение площади поверхности одной из стороны мембраны к площади отверстия в ней 1000:1) является причиной того, что, из-за временно относительного повышения давления воздуха относительно оболочки 11 в рабочем объеме 8, воздух из этого объема будет постепенно перетекать (стравливаться) во внутренний объем второй замкнутой эластичной оболочки 11, который к тому же дополнительно будет заполняется атмосферным воздухом через сквозное отверстие 12, имеющейся в указанной оболочке. Постепенно давление в рабочем объеме 8 уменьшится, стремясь сравниться с давлением внутри второй замкнутой эластичной оболочки 11, и перфорированная мембрана 6 начнет возвращаться в исходное положение. При этом контактор 5 выйдет из соприкосновения с балочными электрическими контактами 3 и 4. Последнее событие приведет к разрыву электрической цепи, в которую составной частью входят первый и второй электрические контакты 3 и 4. Постепенно давление воздуха внутри второй замкнутой эластичной оболочки 11, а также давление воздуха в рабочем объеме 8 выравниваются и сравняются
с внешним атмосферным давлением. При этом объем второй замкнутой эластичной оболочки 11 в области приложения все еще действующих механических сил F-F так же остается увеличенным против исходного состояния.
При устранении механических сил F-F внешнего воздействия на вторую замкнутую эластичную оболочку 11 она под действием внутренних упругих сил материала оболочки 11 будет стремиться занять исходное состояние. Это обстоятельство приводит к уменьшению внутреннего объема второй замкнутой эластичной оболочки 11 и соответственно к увеличению давления воздуха внутри нее, которое будет превышать внешнее атмосферное давления и давления воздуха в рабочем объеме 8. В результате мембрана 6 прогнется в сторону основания 1 и соответственно этому положению перфорированной мембраны 6 контактор 5 снова замкнет через себя (через свою нижнюю проводящую плоскость) электрические контакты 3 или 4. упругие силы материала второй замкнутой эластичной оболочки 11, создав повышенное давление во внутреннем объеме второй замкнутой эластичной оболочки 11, вытесняют воздух из этого объема через сквозное отверстие 12 во второй замкнутой эластичной оболочки 11 наружу и одновременно с этим через отверстие в мембране 7 в рабочий объем 8. Постепенно давление воздуха в рабочем объеме 8 возрастает, стремясь сравниться с давлением внутри камеры второй замкнутой эластичной оболочки 11, а мембрана 6 начнет возвращение в исходное положение. При этом контактор 5 выходит из соприкосновения с электрическими контактами 3 и 4. Это обстоятельство приводит к разрыву сигнальной электрической цепи в которую последовательно включены и электрические контакты 3 и 4.
С течением времени давление воздуха внутри второй замкнутой эластичной оболочки 11 и давление в рабочем объеме 8 сравняются. Под действием внутренних упругих сил вторая замкнутая эластичная оболочка 11 и перфорированная мембрана 6 вернутся в исходное положение (Фиг.3 «а»). Давление воздуха внутри второй замкнутой
эластичной оболочки 11 и соответственно в рабочем объеме 8 сравняется с атмосферным давлением воздуха.
При осуществлении механического воздействия на вторую замкнутую эластичную оболочку 11 в направлении малого диаметра (как указано стрелкой F на Фиг.3 «в»), эллиптическое сечение второй замкнутой эластичной оболочки 11 становится более плоским.
Это приводит к уменьшению внутреннего объема второй замкнутой эластичной оболочки 11 и соответственно к увеличению давления воздуха в ней, которое будет выше внешнего атмосферного давления и давления воздуха в рабочем объеме 8. В результате перфорированная мембрана 6 прогнется в сторону основания 1 и соответственно контактор 5 замкнет между собой электрические контакты 3 и 4. Внешнее механическое воздействие на вторую замкнутую эластичную оболочку 11, временно создав повышенное давление воздуха в ней, вытесняет воздух из этой замкнутой эластичной оболочки 11 через сквозное отверстие 12 и одновременно через отверстие 7 мембраны 6 во внутренний рабочий объем. Постепенно давление в рабочем объеме 8 возрастет, стремясь Сравниться с давлением воздуха внутри второй замкнутой эластичной оболочки 11, и перфорированная мембрана 6 начнет возвращение в исходное положение. При этом контактор 5 выйдет из соприкосновения с электрическими контактами 3 и 4. Этот процесс закончится разрывом проводимости Цепи в которую включены электрические контакты 3 и 4.
Вскоре давление воздуха внутри второй замкнутой эластичной оболочки 11 и давление воздуха в рабочем объеме 8 выравниваются и уменьшаются до внешнего атмосферного давления. Перфорированная мембрана 6 возвратится в свое исходное положение. Соответственно объем второй замкнутой эластичной оболочки 11 в области приложения силы F все еще действующего внешнего воздействия так же остается уменьшенным против исходного объема.
При устранении внешнего механического воздействия на вторую замкнутую эластичную оболочку 11 данная оболочка под действием внутренних упругих сил ее материала будет стремиться вернуться в исходное положение (Фиг.3 «а»). По этой причине внутренний объем
второй замкнутой эластичной оболочки 11 начнет возрастать, а давление внутри ее станет ниже атмосферного. В этом случае давление воздуха в упомянутой оболочке 11 станет также ниже давления воздуха в рабочем объеме 8, Следовательно перфорированная мембрана 6 выгнется в сторону внутреннего объема второй замкнутой эластичной оболочки 11. Соответственно этому контактор 5 замкнет между собой электрические контакты 3 и 4.
Наличие в перфорированной мембране 6 небольшого сквозного отверстии 7 приводит к тому, что, из-за временно повышенного давления воздуха в рабочем объеме 8, воздух из этого объема будет постепенно стравливаться во внутренний объем второй замкнутой эластичной оболочки 11, который дополнительно заполняется атмосферным воздухом через сквозное отверстие 12. Постепенно давление воздуха в рабочем объеме 8 уменьшается, стремясь сравниться с давлением воздуха внутри второй замкнутой эластичной оболочки 11, ив контактор 5 выходит из соприкосновения с электрическими контактами 3 и 4. Последнее обстоятельство послужит причиной прерывания электрической цепи (не показана) в которую введены упомянутые электрические контакты 3 и 4. Вскоре давление воздуха внутри второй замкнутой эластичной оболочки 11 и давление воздуха в рабочем объеме 8 выровняются. Под действием внутренних упругих сил вторая замкнутая эластичная оболочка 11 и перфорированная мембрана 6 вернутся в исходное положение (Фиг3 «а»). Давление воздуха внутри второй замкнутой эластичной оболочки 11 и соответственно в рабочем объеме 8 снова сравняются с внешним атмосферным давлением воздуха.
Обобщенно можно констатировать, что предлагаемый датчик внешнего воздействия несмотря на его существенное конструктивное упрощение более адекватно реагирует на каждое приложенное ко второй замкнутой эластичной оболочке 11 механическое усилие F не зависимо от пространственной ориентации и зоны приложения этого механического усилия.
Дополнительными достоинствами предлагаемого датчик внешнего воздействия является то, что он реагирует на внешнее механическое воздействие, прилагаемое ко второй замкнутой эластичной
оболочке 11, не только в момент его приложения, но и в момент снятия силы F, тем самым позволяя расширить диапазон абсолютной чувствительности датчика в сочетании с устранением ее анизотропии по параметру пространственной ориентации и позиционирования прилагаемой силы F.
Ещё одно достоинство конструкции предлагаемого датчика внешнего воздействия состоит в том, что он способен селектировать механическое воздействие F на имитатор конкретной конечности в составе механического воздействия на весь условный муляж, образованный двумя и более замкнутыми эластичными оболочками.
ПРИМЕР 2.
Необходимо организовать контроль внешнего воздействия на любую точку условного муляжа в пороговом режиме. Датчик внешнего воздействия у которого снято основание 1 (Фиг.1 «б») закрепляют при помощи корпуса 2 во внутреннем Объеме условного муляжа на границе имитатора конечности и остальной части оболочки (Фиг.4). В исходном состоянии (Фиг.1 «б») перфорированная мембрана 6 не выгнута, первый и второй электрические контакты 3 и 4 не замкнуты друг с другом через контактор 5. Внешнее воздействие на первую и вторую замкнутые эластичные оболочки 9 и 11 условного муляжа отсутствует.Давление воздуха во внутреннем объеме первой замкнутой эластичной оболочки 9 и во внутреннем объеме второй замкнутой эластичной оболочки 11, а также в рабочей полости 13 равно внешнему (атмосферному) давлению воздуха.
Первая замкнутая эластичная оболочка 9, имитирующая туловище условного муляжа, и вторая замкнутая эластичная оболочка 11, имитирующая конечность того же муляжа, в исходном состоянии в поперечном сечении близки к форме эллипса. При механическом надавливании на первую замкнутую эластичную оболочку 9 в направлении малого диаметра (как это указано стрелкой F на Фиг.4 «б»), эллиптическое сечение первой замкнутой эластичной оболочки 9 изменится. В результате указанного изменения внутренний объем первой замкнутой эластичной оболочки 9 в области приложения силы внешнего воздействия F уменьшается, а давление внутри первой
замкнутой эластичной оболочки 9 станет выше атмосферного давления и соответственно выше давления воздуха в рабочей полости 13.
В этом случае перфорированная мембрана 6 выгнется 6 сторону внутреннего объема второй замкнутой эластичной оболочки 11, а контактор 5 при этом замкнет между собой верхней проводящей плоскостью первый и второй нитевидно-струнные электрические контакты 3 и 4(Фиг.2 «б»). Наличие в перфорированной мембране 6 небольшого отверстия 7(соотношение площади поверхности одной из стороны мембраны к площади отверстия в ней 50000:1) является причиной того, что, из-за временно повышенного давления в рабочей полости 13, воздух из нее будет постепенно перетекать (стравливаться) во внутренний объем второй замкнутой эластичной оболочки 11, а из него воздух далее будет постепенно вытекать в атмосферу через сквозное отверстие 12 во второй замкнутой эластичной оболочки 11. Постепенно из-за указанной утечки воздуха в атмосферу давление в первой замкнутой эластичной оболочке 9, рабочей полости 13 и второй замкнутой эластичной оболочке 11 уменьшается, стремясь сравниться с атмосферным давлением, что побуждает перфорированную мембрану 6 к возвращению в исходное положение.
Очевидно, что в этом случае контактор 5 выйдет из соприкосновения с нитевидно-струнными электрическими контактами 3 и 4. Последнее обстоятельство приведет к разрыву электрической цепи в которую составной частью сигнальной цепи входят первый и второй электрические контакты 3 и 4. Постепенно избыточное давление воздуха внутри первой замкнутой эластичной оболочки 9 и соответственно давление в рабочей полости 13 и второй замкнутой эластичной оболочке 11 сравняются с внешним атмосферным давлением воздуха, однако объем первой замкнутой эластичной оболочки 9 в области приложения механической силы F все еще действующего внешнего воздействия остается меньше первоначального  объема.
При устранении действия механической силы F внешнего воздействия на первую замкнутую эластичную оболочку 9, упомянутая оболочка под действием внутренних упругих сил будет стремиться занять исходное положение (Фиг.4 «а»).
Это обстоятельство приводит к увеличению внутреннего объема первой замкнутой эластичной оболочки 9 и соответственно к уменьшению давления воздуха внутри нее, которое будет ниже внешнее атмосферное давления и давления воздуха во второй замкнутой эластичной оболочке 11, поскольку давление воздуха в первой замкнутой эластичной оболочке 9 и давление воздуха в рабочей полости 13 почти мгновенно уравняется, так что можно считать указанные давления воздуха практически равными. В результате перфорированная мембрана 6 прогнется в сторону первой замкнутой эластичной оболочки 9 и соответственно этому положению перфорированной мембраны 6 контактор 5 опять замкнет через себя (через свою нижнюю проводящую плоскость) электрические контакты 3 и 4.
Упругие силы материала первой замкнутой эластичной оболочки 9, создав пониженное давление воздуха в своем внутреннем объеме, обеспечивают всасывание туда воздуха из объема второй замкнутой эластичной оболочки 11 через сквозное отверстие 7 в перфорированной мембране 6. Изъятая из второй замкнутой эластичной оболочки 11 часть воздуха постепенно восполняется воздухом из атмосферы через сквозное отверстие 12, поэтому перфорированная мембрана 6 начинает свое возвращение в исходное положение (Фиг.4 «а»). В результате этого перемещения контактор 5 выходит из соприкосновения с электрическими контактами 3 и 4. Это обстоятельство приводит к разрыву сигнальной электрической цепи в которую последовательно включены электрические контакты 3 и 4. С течением времени давление воздуха внутри второй замкнутой эластичной оболочки 11 и давление в рабочей полости 13 (а следовательно и в первой замкнутой эластичной оболочке 9) сравняются. Под действием внутренних упругих сил первая замкнутая эластичная оболочка 9 и перфорированная мембрана 6 возвратятся в исходное положение (Фиг.4 «а»). Давление воздуха внутри первой замкнутой эластичной оболочки 9, давление воздуха в рабочей полости 13 и давление воздуха во второй замкнутой эластичной оболочке 11 сравняется с атмосферным давлением воздуха.
При осуществлении механического воздействия на первую замкнутую эластичную оболочку в направлении большого диаметра (как
указано стрелками F-F на Фиг.4 «в»), эллиптическое сечение первой замкнутой эластичной оболочки 9 становится больше.
Это приводит к увеличению внутреннего объема первой замкнутой эластичной оболочки 9 и соответственно к уменьшению давления воздуха внутри нее, при этом давление воздуха в рабочей  полости 13 также становится меньше атмосферного давления воздуха, но при этом давление воздуха во второй замкнутой эластичной оболочке 11 пока сохраняется равным атмосферному давлению.
В результате перфорированная мембрана 6 прогнется в сторону рабочей полости 13 и контактор 5 замкнет между собой электрические контакты 3 и 4.
Внешнее воздействие механических сил F-F на первую замкнутую эластичную оболочку 9, временно создав пониженное давление воздуха в ней, явится причиной удаления части воздуха из рабочей полости 13. Одновременно с этим воздух в первую замкнутую эластичную оболочку 9 будет поступать из атмосферы через сквозное отверстие 10, а также всасываться через сквозное отверстие 7 мембраны 6 из второй замкнутой эластичной оболочки 11.
Постепенно давление воздуха в первой замкнутой эластичной оболочке 9 и в рабочей полости 13 возрастет, стремясь сравниться с давлением воздуха внутри второй замкнутой эластичной оболочки 11, куда непрерывно идет поступление атмосферного воздуха через сквозное отверстие 12, и перфорированная мембрана 6 начнет возвращение в исходное положение (Фиг.4 «а»). При этом контактор 5 выйдет из соприкосновения с электрическими контактами 3 и 4.
Этот процесс закончится разрывом проводимости цепи, в которой задействованы электрические контакты 3 и 4.
Вскоре давление воздуха внутри первой замкнутой эластичной оболочки 9 и давление воздуха во второй замкнутой эластичной оболочке 11 выравниваются до внешнего атмосферного давления. Перфорированная мембрана 6 снова возвратится в свое исходное положение. Однако объем первой замкнутой эластичной оболочки 9 в области приложения все еще действующего внешнего воздействия F-F остается меньшим по сравнению с исходным объемом (Фиг.4 «в»),
При устранении внешнего воздействия механических сил F-F на первую замкнутую эластичную оболочку 9 эта оболочка под действием внутренних упругих сил ее материала будет стремиться вернуться в исходное состояние (Фиг.4 «а»). По этой причине внутренний объем первой замкнутой эластичной оболочки 9 начнет уменьшаться, а давление воздуха внутри ее станет выше атмосферного давления воздуха. В этом случае давление воздуха в упомянутой оболочке 9 и отслеживающее ее давление воздуха в рабочей полости 13 станут выше давления воздуха во второй замкнутой эластичной оболочке Следовательно перфорированная мембрана 6 выгнется в сторону внутреннего объема второй замкнутой эластичной оболочки 11. Соответственно этому событию контактор 5 замкнет между собой электрические контакты 3 и 4.
Наличие в перфорированной мембране 6 небольшого сквозного отверстии 7 приводит к тому, что, из-за временно повышенного давления воздуха в рабочее полости 13, воздух из этой полости (равно как и из объема первой замкнутой эластичной оболочки 9) будет постепенно стравливаться во внутренний объем второй замкнутой эластичной оболочки 11, тем самым поднимая в указанном объеме давление воздуха да значения, выше атмосферного. Поэтому возникший избыток воздуха во второй замкнутой эластичной оболочке 11 будет постепенно стравливаться наружу через сквозное отверстие 12. Постепенно давление воздуха в первой замкнутой эластичной оболочке 9 и в рабочее полости 13 уменьшается, стремясь сравниться с давлением воздуха внутри второй замкнутой эластичной оболочки 11, и контактор 5 выходит из соприкосновения c электрическими контактами 3 и 4. Последнее обстоятельство служит причиной прерывания сигнальной электрической цепи (не показана) в которую введены упомянутые электрические контакты 3 и 4,
Вскоре давление воздуха внутри первой и второй замкнутых эластичных оболочек 9 и 11, а также давление воздуха в рабочей полости,13 сравняются. Под действием внутренних упругих сил первая замкнутая эластичная оболочка 9 и перфорированная мембрана 6 вернутся в исходное состояние (Фиг.4 «а»). Давление воздуха в
обеих замкнутых эластичных оболочках 9 и 11 опять сравняются с внешним (атмосферным) давлением воздуха.
Обобщенно можно констатировать, что предлагаемый датчик внешнего воздействия несмотря на его существенно более простую конструкцию адекватно реагирует на каждое приложенное к первой замкнутой эластичной оболочке 9 механическое усилие независимо от пространственной ориентации и зоны приложения.
Дополнительными достоинствами предлагаемого датчик внешнего воздействия является то, что он реагирует на внешнее механическое воздействие, прилагаемое к первой замкнутой эластичной оболочке 9, не только в момент приложения, но и в момент снятия механической силы F (или F-F), тем самым позволяя расширить диапазон чувствительности датчика в сочетании с устранением ее анизотропии по параметру пространственной ориентации и точки приложения внешнего воздействия.
Еще одно достоинство конструкции предлагаемого датчика внешнего воздействия состоит в том, что он способен избирательно воспринимать механическое воздействие на весь условный муляж безотносительно расположения и объема используемых в нем оболочек имитаторов конечностей.
Использование в конструкции предложенной полезной модели хорошо известных материалов, например пластизола, свойства которого достаточно изучены, для использования в качестве материала замкнутых эластичных оболочек, позволяет без затруднений реализовать предложенный объект в виде конкретной конструкции, которую можно управляемо тиражировать.
Это позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию «промышленная применимость».
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Заявка на изобретение РФ №94035305, МПК А 61 В 7/02, «Помехо-защищенный акустический датчик для стетоскопа», опубликован 27.08.1996 г., автор-заявитель: Касоев С.Г.
7
2. Патент РФ №2180762, МПК G 09 B 23/28 «Датчик имитации болевого воздействия», опубликован 20.03.2002 г., авторы-заявители Бубнов В.Г. и др.