СИСТЕМА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ В ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО, ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ ДЛЯ СУБЪЕКТА С МОТОРНЫМИ РАССТРОЙСТВАМИ

Полезная модель относится к социальной сфере, а именно к обеспечению восстановления возможности человека с ограниченными моторными функциями работать на электронных устройствах (в частности, компьютерах). Оснащение рабочего места инвалида различными вспомогательными техническими средствами для частичной или полной компенсации ограничений, связанных с нарушением физических, сенсорных или психоневрологических функций, обеспечит им необходимый компьютерный доступ, а также минимизирует коммуникативные и психологические проблемы. Для людей с ограниченными возможностями существуют различные устройства, в которых используют вспомогательные элементы для ввода информации и непосредственно для управления компьютером. (Коновалова М.П., Жарова О.Ю. Технические средства реабилитации для людей с ограниченными возможностями, Вестник Челябинской государственной академии культуры и искусств, 2010, 4 (24), С.16).
Как правило, в качестве вспомогательных устройств используют приспособления для непосредственного управления указательной стрелкой мыши на мониторе компьютера. Это «головная мышь», «громкая мышь» (TrackerPro) и т.п.
Известно устройство, содержащее клавиатуру, в которой сочетания различных клавиш соответствуют знакам алфавита Брайля, блок памяти для записи данных и блок памяти для записи звуковых сигналов. Причем введенные с помощью клавиатуры символы распознаются блоком сравнения с символами, имеющимися в памяти внутренней библиотеки устройства. При их совпадении генерируется соответствующий символу звуковой эквивалент (ЕР 0446856 А2, 18.09.1991). Устройство обладает рядом недостатков, в частности используется только для слепоглухонемых и имеет необходимость в наличии специализированной программы и специальной клавиатуры.
Известно также устройство для передачи и приема информации по системе Брайля, содержащее клавиатуру и информационную матрицу с шестью ячейками, в которых установлены тепловые информационные элементы, воспроизводящие Брайлевские значки, считываемые тактильно слепоглухонемыми (RU 2025785, 20.04.1992). Однако данное устройство предназначено для работы субъектов с нарушениями слуха и зрения, а также к недостаткам можно отнести необходимость в наличие специализированной программы и клавиатуры и малой функциональности.
Наиболее близким аналогом предлагаемой системы является устройство Lomak («light operated mouse and keyboard»), созданное для людей с ограниченными возможностями, которым тяжело или вовсе не представляется возможным работать со стандартной компьютерной мышью и клавиатурой. Данное устройство Lomak представляет собой светочувствительную панель с нанесенными на нее буквами, цифрами и функциями компьютерной мышки в виде круговых диаграмм (87 клавиш клавиатуры и 18 функций манипулятора). Луч световой указки, закрепленной на руке или голове пользователя, направляется на нужный символ или функцию. Затем пользователь подтверждает выбранное значение для предотвращения ошибки. Подтверждающее действие производится также с помощью луча, переместив его в центр круговой диаграммы клавиатуры. (Chris Mulcare Keyboard offers a new world to many A revolutionary computer keyboard design should open a world of opportunities for many people with disabilities. Industrial Research, Innovate Brilliant Ideas at work, 2005, issue 56, pp 1-4). Недостатками этого устройства в отличие от предлагаемого нами являются: 1) специально изготовленная, существенно отличающаяся от стандартной, клавиатура, 2) необходимость переобучения для работы на новой клавиатуре.
Техническим результатом предлагаемой нами полезной модели является обеспечение возможности человека с ограниченными моторными функциями вплоть до сильных моторных расстройств (отсутствие или паралич конечностей) вводить информацию в электронные устройства, в частности, компьютеры, с использованием прежних навыков ввода информации вручную, за счет использования координированных действий головы и щеки и стандартного образца клавиатуры.
Полезная модель поможет инвалидам различных категорий получать доступ к цифровым технологиям.
Технический результат достигается тем, что система ввода информации в электронное устройство, предназначенная для субъекта с моторными расстройствами, содержит клавиатуру для ввода функций и символов и вспомогательные элементы, причем клавиатура содержит стандартный корпус, с размещенной в нем двухсторонней монтажной платой, на одной стороне которой протравлена схема горизонтальной шины матричного узла, на второй стороне - схема вертикальной шины матричного узла, корпус стандартной клавиатуры содержит проемы, в каждом из которых встроен светочувствительный элемент - фотодиод, с нанесенным на него обозначением соответствующего символа или функции, причем один его выход электрически соединен с горизонтальной шиной матричного узла, другой с вертикальной шиной матричного узла соответствующего символа или функции, а в качестве вспомогательных элементов система содержит приспособление для закрепления на голове лазерного диода, обеспечивающего при попадании его луча на светочувствительный элемент -фотодиод, контакт между горизонтальной и вертикальной шинами матричного узла выбранного для ввода символа или функции, и микропереключатель с пластинчатым рычагом, электрически соединенным одним контактом с выходом шины данных клавиатуры, а другим контактом с входом шины данных компьютера, при замыкании цепи между которыми с помощью микропереключателя с пластинчатым рычагом обеспечивается возможность подтверждения выбора и передачи кода символа или функции в компьютер, причем микропереключатель с пластинчатым рычагом вмонтирован в головное приспособление таким образом, чтобы пластинчатый рычаг располагался в непосредственной близости к щеке субъекта с возможностью включения микропереключателя надуванием щеки.
Предлагаемая система ввода информации в электронное устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-5. На фиг.1 показана верхняя панель клавиатуры стандартного корпуса с проемами, куда встраиваются светочувствительные элементы - фотодиоды. На фиг.2 - проем клавиатуры, в котором размещен фотодиод, с нанесенным на него символом U. На фиг.3 приведена модифицированная структурная схема отдельно взятого символа. На фиг.4 приведена модифицированная структурная схема предлагаемой системы. На фиг.5 показаны вспомогательные элементы системы ввода информации в электронное устройство - приспособление для закрепления на голове лазерного диода и микропереключателя с пластинчатым рычагом.
Система ввода информации в электронное устройство, предназначенная для субъекта с моторными расстройствами, содержит клавиатуру (фиг.1) со стандартным корпусом (1), с размещенной в нем двухсторонней монтажной платой размером 440 ммХ130 мм толщиной 2 мм. Двухсторонняя монтажная плата состоит (фиг.3 схема дана для одного символа) с одной стороны корпуса из протравленной схемы горизонтальной шины матричного узла (шина X), а со второй стороны корпуса (1) - схемы вертикальной шины матричного узла (шина Y). Кроме того, корпус (1) содержит (фиг.2) проемы (2), в каждый из которых встраивают светочувствительного элемент - фотодиод (3) типа S6430-01 или S10917-35GT размером 3,0×1,6×1,0, с нанесенным на него обозначением соответствующего символа или функции (4). Контакт («замыкание») между шинами Х и Y матричного узла клавиатуры осуществляется с помощью встроенного в проем клавиатуры светочувствительного элемента - фотодиода (3), при попадании на его светочувствительную поверхность луча света. Причем (фиг.3) один выход светочувствительного элемента - фотодиода (3) электрически соединен с горизонтальной шиной матричного узла (шина X, точка «f»), а другой с вертикальной шиной матричного узла (шина Y, точка «е») соответствующего символа или функции. На выходе клавиатуры шины данных (фиг.4) точку «f» электрически присоединяют к одному из контактов микропереключателя (7), а точку «а», разъединенной шины данных и являющейся входом в компьютер, электрически присоединяют к другому контакту микропереключателя (7), при замыкании цепи между которыми обеспечивается возможность подтверждения выбора и передачи кода символа или функции (4) в компьютер. В качестве вспомогательных элементов (фиг.5) система содержит приспособление (5) для закрепления на голове лазерного диода (6) с коллиматором (например, типа DL-3147-065, длиной волны 650 нм, мощностью 3,5 мВт или DL-3148-02, длиной волны 635 нм, мощностью 2 мВт), соединенным электрически с элементами питания (фиг.4) одним контактом с шиной питания (+5 В), в точке «с», а другим контактом с шиной «земля» в точке «d». Приспособление (5) содержит (фиг.5) также микропереключатель (7) с длинным пластинчатым рычагом (8) (например, типа D2MQ или D2F, размером 6,5×8,2×2,7 мм или 12,8×,6,5×,5,8 мм) укрепленный на приспособлении (консоли), отходящей от держателя диодного коллиматора, закрепленного на голове оператора. Микропереключатель (7) вмонтирован в головное приспособление (5) таким образом, чтобы пластинчатый рычаг (8) располагался в непосредственной близости к щеке субъекта с возможностью включения с его помощью микропереключателя надуванием щеки.
Предлагаемая система ввода информации в ЭВМ, предназначенная для субъекта с моторными расстройствами, работает следующим образом.
На голове субъекта укрепляют приспособление (5) с безопасным для зрения лазерным диодом (6), коллиматором (типа DL-3147-065, длиной волны 650 нм, мощностью 3,5 мВт или DL-3148-02, длиной волны 635 нм, мощностью 2 мВт) и микропереключателем (7) с длинным пластинчатым рычагом (8) (типа D2MQ или D2F). В процессе работы субъект движением головы направляет луч света на выбранный символ или функцию на клавиатуре. При попадании луча лазерного диода (6) на светочувствительный элемент - фотодиод (3), происходит «замыкание» между горизонтальной (шина X) и вертикальной (шина Y) шинами матричного узла, выбранного для ввода символа или функции (4), при этом фотодиод активируется. Субъект, убедившись, что выбранный им символ тот, который необходим для ввода, незначительно надувает щеку, тем самым подтверждая правильность выбора символа или функции. При этом микропереключатель (7) замыкает цепь между точками «а» и «f» и восстанавливает связь шины данных клавиатуры с компьютером, при этом код, выбранного символа или функции поступают в компьютер, и на экране монитора появляется символ или выполняется соответствующая функция.
Использование расположения символов и функций в стандартном порядке на клавиатуре не требует специальной подготовки при работе субъекта с моторными нарушениями.
В предлагаемой полезной модели в отличие от известной скорость ввода информации в электронное устройство определяется наличием у субьекта прежних навыков ввода информации вручную, что позволяет ему без дополнительного переучивания незамедлительно приступить к операторской работе.
Грубые моторные нарушения конечностей успешно компенсируются за счет использования координированных действий головы и щеки и стандартного расположения символов и функций.
Кроме того, наличие подтверждающего действия незначительным надуванием щеки позволить контролировать правильность ввода информации.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает возможность человека с грубыми моторными нарушениями вплоть до сильных моторных расстройств (отсутствие или паралич конечностей) работать на электронных устройствах (в частности, компьютерах) стандартного образца с использованием координированных действий головы и щеки с высокой точностью ввода информации.