НОСИМОЕ УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ ФИЗИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ДЛЯ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА И АНАЛИЗА РУЧНОГО ТРУДА

Область техники, к которой относится полезная модель
Область техники - регистрации физической активности для систем мониторинга и анализа ручного труда относится к сфере цифровых производственных технологий и нормирования труда (Индустрия 4.0, IоТ), и может быть использована как устройство получения данных о физической активности человека во время выполнения трудовых обязанностей и дальнейшей обработки и построения цифровых профилей активности рабочих, бригад, цехов и трудовых коллективов, оценки полученных значений для выявления отклонений от норм производственного процесса, простоев и переработок, и другой аналитики.
Мониторинг ручного труда - процесс, возникающий в самых различных отраслях экономики, в целях контроля производственных процессов, контроля соблюдения технологических карт, охраны труда, выявления простоев и производственных проблем, выявления переработок и др. аспектов производственной деятельности. Данный процесс непосредственно связан с наблюдением за сотрудниками и восстановлением профилей типов и видов трудовой активности сотрудников по результатам наблюдений. Зачастую процесс выполняется с использованием наблюдателя, что экономически не позволяет круглосуточно получать объективную и достоверную картину наблюдений на крупных и распределенных производственных объектах. Решением является закрепление на сотрудниках ручного труда специализированного носимого устройства, осуществляющего регистрацию и предварительную обработку данных о физической активности сотрудника, с возможностью накопления данных и передачи в заданные периоды времени и активности.
Уровень техники
Носимое устройство регистрации физической активности для систем мониторинга и анализа ручного труда представляет собой пылевлагозащищенный корпус с размещенными внутри микроконтроллером, инерциальным модулем, модулем беспроводной передачи данных, модулем энергонезависимой памяти, таймером, модулем питания, причем инерциальный модуль оснащен гироскопом, акселерометром и ядром машинного обучения, имеется режим накопления, при котором регистрация информации осуществляется в энергонезависимую память, частота дискретизации и частота передачи данных задаются управляющими параметрами конфигурационных пакетов, получаемых посредством модуля беспроводной передачи данных, имеется возможностью автоматического отключения устройства при отсутствии физической активности и включения при появлении активности, корпус оптимизирован по габаритам для различных схем размещения устройства на теле сотрудника, допускающем как ношение на запястья, так и размещение в спецодежде, спецобуви, каске, перчатках и рукавицах.
Из уровня техники известны другие решения для регистрации человеческой активности, применяемые в различных сферах деятельности.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ЧЕЛОВЕКА. Патент России RU 168584 U1. Дата подачи заявки: 2016.01.11, Опубликовано: 2017.02.09. Действует в настоящее время.
Данное устройство относится к сфере медицины и направлено на получение информации о двигательной активности человека в различных ситуациях с целью оценки динамики его физического, физиологического и вегетативного состояния для определения оптимальных нагрузок в процессе его физического развития. Устройство состоит из корпуса-браслета, датчика двигательной активности, источника питания, микроконтроллера и устройства для записи информации на карту памяти.
Недостатком данного устройства является невозможность передачи данных по беспроводным каналам, так как поддерживается только запись на карту памяти, а также отсутствие гироскопа в составе датчика двигательной активности.
WEARABLE DEVICE AND METHODS FOR TRANSMITTING INFORMATION BASED ON PHYSICAL DISTANCE. Патент США US 10405024B2. Дата подачи заявки: 2016.10.26, Опубликовано: 2019.09.03. Действует в настоящее время.
Данное решение представляет собой устройство-ассистент, позволяющее посредством анализа фиксируемых изображений идентифицировать объекты окружающей среды и определять расстояние между ними и устройством, а также передавать соответствующие данные для дальнейшей обработки.
Недостатком данного устройства является отсутствие в его составе сенсоров физической активности, из-за чего его применение для мониторинга ручного труда не представляется возможным.
SYSTEMS AND METHODS FOR PRIVACY-AWARE MOTION TRACKING WITH NOTIFICATION FEEDBACK. Патент США US 2019267786 (A1). Опубликовано: 2019.08.29. Действует в настоящее время.
Данное решение относится к сфере медицины и направлено на получение информации о параметрах сердцебиения человека в контексте положения в пространстве.
Недостатком данного устройства является отсутствие в его составе гироскопа и системы передачи данных по беспроводным каналам.
К основным недостаткам существующих решений в сравнении с предлагаемым решением следует отнести сбор ограниченной информации, невозможность использования и оперативного изменения набора собственных встроенных математических моделей классификации физической и трудовой активности сотрудников подбираемых в зависимости от набора специальностей в контуре системы мониторинга труда, невозможность управления частотой дискретизации и частотой передачи собираемых данных, наличием избыточных потребителей энергии, корпус, не выдерживающий тяжелых условий труда, высокую стоимость конечных устройств для потребителя.
Техническая задача, решаемая заявленной полезной моделью, состоит в расширении арсенала средств того же назначения.
Технический результат, обеспечиваемый данной полезной моделью, состоит в реализации назначения заявленного носимого устройства регистрации физической активности для систем мониторинга и анализа ручного труда.
Раскрытие сущности полезной модели
Заявленная полезная модель, представляющая собой носимое устройство регистрации физической активности для систем мониторинга и анализа ручного труда, которое может быть использовано как устройство получения данных о физической активности человека во время выполнения трудовых обязанностей и дальнейшей обработки и построения цифровых профилей активности рабочих, бригад, цехов и трудовых коллективов, оценки полученных значений для выявления отклонений от норм производственного процесса, простоев и переработок, и другой аналитики.
Существенные элементы устройства и его конструкция поясняются фиг. 1.
Структурная схема носимого устройства регистрации физической активности для систем мониторинга и анализа ручного труда показана на фиг. 2.
Заявляемое носимое устройство содержит корпус с верхней (1) и нижней (2) крышками (совместно образующих корпус (5)); печатной платы (3), объединяющей микроконтроллер (6), инерциальный модуль (7), модуль беспроводной передачи данных (8), модуль энергонезависимой памяти (9), таймер (10), контроллер питания (11); аккумуляторной батареи (4).
Инерциальный модуль (7) оснащен гироскопом, акселерометром и ядром машинного обучения, имеется режим накопления, при котором регистрация информации осуществляется в энергонезависимую память (9), частота дискретизации и частота передачи данных задаются управляющими параметрами конфигурационных пакетов, получаемых посредством модуля беспроводной передачи данных (8), имеется возможность автоматического отключения устройства при отсутствии физической активности и включения при появлении активности.
Осуществление полезной модели
Для осуществления регистрации физической активности устройство в корпусе (5) закрепляется на теле сотрудника, при этом допускается как ношение на запястьях, так и размещение в спецодежде, спецобуви, каске, перчатках и рукавицах.
Микроконтроллер (6), инерциальный модуль (7), модуль беспроводной передачи данных (8), модуль энергонезависимой памяти (9), таймер (10), контроллер питания (11) располагается на печатной плате (3), соединяемой с аккумуляторной батареей (4).
В рабочем режиме информация о физической активности, поступающая от инерциального модуля (7), представляющего собой интегральную схему, имеющего в своем составе 3-х осевой гироскоп, 3-х осевой акселерометр и ядро машинного обучения, записывается в энергонезависимую память (9). С определенным периодом микроконтроллер (6) осуществляет чтение и упаковку данных для передачи посредством модуля беспроводной передачи данных (8).