międzywydziałowy zespół badawczo-wdrożeniowy inwentyka
DESCRIPTION
Międzywydziałowy zespół badawczo-wdrożeniowy INWENTYKA. Udzielony patent europejski, decyzja EPO 12.10.2006. Obowiązuje od 18.04.2007. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Międzywydziałowy zespółbadawczo-wdrożeniowy
INWENTYKA
Udzielony patent europejski, decyzja EPO 12.10.2006. Obowiązuje od 18.04.2007.
Autorzy: Jan Orzechowski, Irena Gronowska, Marcin Trzciński, Antoni Latuszek, Włodzimierz Łukasik
Opracowanie i badanie prototypu "Urządzenia do wykrywania stanu
obniżonej uwagi" (UWSOU)które przedstawione jest w opisie patentowym:
" Device for detecting reduced vigilance condition" EP 04460032.8-2215
(WP/2/20030)w publikacji EP 1 501 051 A1
W skład UWSOU wchodzi:
nadajnik odbiornik mikroprocesor źródło zasilania specjalna oprawa okularów
Wykonawcy projektu
• Irena Gronowska • Antoni Latuszek• Przemysław Wacławik
• Jan Orzechowski - • Włodzimierz Łukasik • Jerzy Lasocki• Marcin Trzciński• Piotr Orzechowski
Wydział Fizyki Wydział Mechatroniki
Konsultanci naukowi
• prof dr inż Tadeusz Kryszczyński - Inst.Optyki Stosow.• prof dr hab Zbigniew Zagórski - I Klin.Okulist.AM Lublin
Konsultanci konstr.- technol. • Jerzy Hejnik - konstrukcja i technologia opraw okularowych• mgr inż. Wiesław Gallewicz - produkcja układów hybrydowych
Celem etapu pracy było wykonanie i badania prototypu
urządzenia do wykrywania stanu obniżonej uwagi (UWSOU),
przeznaczonego dla kierowców, strażaków, służb chemicznych,
ratowników i pracowników wykonujących długotrwałą nużącą pracę w warunkach
niebezpiecznych.
Według przyjętego algorytmu wdrażania wynalazku - w tym
etapie przebadano szereg parametrów urządzenia
niezbędnych do zaoferowania producentowi wyrobu
niezawodnego, bezpiecznego w użytkowaniu i dostosowanego do
prawdopodobnych wymagań rynku
Algorytm procedury wdrażania wynalazków w PW (propozycja)
TWÓRCAPOMYSŁ
RzecznicyPatentowi
PW
Opispatentowy
URZĄDPATENTOWY
Zespół doradztwatechnicznego CTT PW ...przeciwsta-
wienia...
Czy pomysłma szanse na
wdrożenie
InstytutyPW,
pracownicy,eksperci
Wybrani wzależności
od tematykiwynalazku
Opinia,ekspertyza
szanswdrożenia
Badaniarynku
Czy jestopłacalna
szansawdrożenia ?
Szukanieproducenta
TAK
NIE$
Informacjewłasne PW
Internet,wystawy,
targi,ogłoszeniaprasowe i
tp.
Czy sąproducenci
?
TAK
przetarg
Zespółprawno-
ekonomicznyCTT PW
Wybranyproducent
Umowalicencyjna
Zespół organizacjiwdrożeń CTT PW orazlaboratoria i warsztaty
Instytutów PW
Wspomaganie zespołu twórców wopracowaniach prototypów,
technologii, oprzyrządowania,organizacji produkcji i sprzedaży
WDROŻENIEWYNALAZKU
DOPRODUKCJI
NIE$
KONIEC
Umowawdrożeniowa
Prace wykonane w etapie przed ofertą dla producenta:
• Badanie istniejącego modelu• Projekt prototypu i jego realizacja• Testowanie prototypu w warunkach
dodatkowego oświetlenia• Badanie przestrzennego rozkładu mocy
wiązki świetlnej i jej biegu w urządzeniu do wykrywania stanu obniżonej uwagi
• Badanie pola widzenia przy użytkowaniu urządzenia UWSOU
Wszystkie badania w tym etapie uwzględniają wymagania
wynikające z takich potrzeb jak:
1. Zastosowania ostrzegawcze i
ratownicze
2. Zastosowania medyczne i
okołomedyczne
ZASTOWANIA OSTRZEGAWCZE-urządzenie przeznaczone jest dla:
• kierowców - zwłaszcza pracujących na długich i monotonnych trasach (autobusy turystyczne !)
• strażaków narażonych na utratę przytomności w wyniku zadymienia
• służb chemicznych narażonych na kontakt z gazami i parami toksycznymi
• ratowników narażonych na wypadki
• pracowników wykonujących nużącą pracę w warunkach niebezpiecznych - dźwigi, suwnice i tp
ZASTOSOWANIA MEDYCZNE I OKOŁOMEDYCZNE -
według opinii lekarzy - urządzenie może pełnić również funkcje
diagnostyczne:
• w okulistyce
• w psychiatrii
• przy ocenie przez psychologa chwilowej kondycji psychofizycznej pracownika (np. pilotów).
Większość wypadków drogowych z tzw. ”niewyjaśnionych przyczyn”
(również tych tragicznych - autokarowych !)była prawdopodobnie spowodowana
zaśnięciem kierowcy.Oferowane przez nas urządzenie może
w znacznym stopniuograniczyć liczbę takich wypadków !
Wydaje się, że producent może się spodziewać wspomagania
ze strony firm ubezpieczeniowych, policji, właścicieli przedsiębiorstw transportowych i tp.
Aktualnie uzyskaneparametry techniczne prototypu :
• długość fali promieniowania = 850 nm• średni prąd I < 1 mA przy napięciuU = 3.0 V • częstotliwość próbkowania f = 10 Hz• czas trwania impulsu T = 0,6 ms• czas pracy z typowym i ogólnie dostępnym ogniwem CR2032 -
8 dni• max.gęstość mocy na powierzchni gałki ocznej <60 W/mm2
(10000 razy mniejsza od dopuszczalnej !)
Dla oceny niezawodności algorytmu pracy
urządzenia przeprowadzono symulację cyfrową wpływu zakłóceń
wynikających z niestabilności położenia urządzenia
względem gałki ocznejużytkownika
... i sprawdzono wyniki analizy cyfrowej
przy pomocy modelu funkcjonalnego...
W wyniku analizy konstrukcyjno-technologicznej
i użytkowej urządzenia wytypowano szereg paramertów
wymagających sprawdzeniana etapie wykonania prototypu:
...czy kierowca nie będziemiał ograniczonego pola widzeniai zobaczy mijające i wyprzedzającego pojazdy ?
Badania przeprowadzono przypomocy perymetru w odniesieniudo szerokości pola widzenia wymaganego dla małego samochodu (ostrzejsze wymagania !)
PERYMETRsrebrny medal, INNOWACJE, Gdańsk 2000
Sprawdzono czy gradientoweprzyciemnienie szkieł skutecznieogranicza oślepianie przy jeździenocą oraz czy boczne oświetleniemoże zakłócać pracę urządzenia:
Testowanie modelu przy dodatkowym oświetleniu
Źródło światła Reakcja
Latarka z włóknem żarowym +
Paląca się zapałka +
Latarka z diodami elektroluminescencyjnymi, biel
Brak reakcji
Pojedyncza dioda elektroluminescencyjna, zieleń
Brak reakcji
Pojedyncza dioda elektroluminescencyjna niebieska
Brak reakcji
Wniosek:
Światło o widmie zbliżonym do widma diody odbiorczej może spowodować zakłócenia pracy urządzenia.
Z tego względu w prototypie urządzenia przewidziano montaż szkieł gradientowych i w niektórych wersjach również z filtrem IR.
Przeprowadzono obliczeniaróżnych wariantów soczewkiwalcowej asferycznej i wpływujej kształtu na konieczność stosowania w produkcji liczbywariantów rozmiarowychurządzenia:
n=1,5 sf=2,0 LED:0,3mm Xf;35,40,45,50,55 mm
W prototypie postanowiono sprawdzić zastosowanie typowejdiody wąskokątnej - której zasto-sowanie jest alternatywne:
Badanie diody wąskokątnej 3 mW/Sr
• Badanie widma
• Badanie przestrzennych rozkładów gęstości mocy
20 mA
15 mA
10 mA
5 mA
Przesunięcie w kierunku fal dłuższych przy wzroście prądu
Badanie widma w funkcji prądu zasilania
Badanie przestrzennych rozkładów gęstości mocy P
d – odległość od soczewki diody
P – gęstość mocy świetlnej
- średnica wiązki świetlnej
P = f(x), y = 0, z = d
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
0
10
20
30
40
50
60 B C Gauss fit of Data1_B
P[u
W/m
m2]
X [um]
dla X > 10 mm
P < 0.25 [ uW/mm2]
P = f(z), x = 0, y = 0, P – jedn. względne
0 2000 4000 6000 8000 100000
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600Data: Data1_BModel: ExpDec2Equation: y = A1*exp(-x/t1) + A2*exp(-x/t2) + y0Weighting: y No weighting Chi^2/DoF = 68.54807R^2 = 0.99954 y0 118.25183 ±8.19305A1 721.05494 ±18.26937t1 2622.05225 ±141.52863A2 687.89402 ±24.57382t2 235.49497 ±21.18487
P [je
dn
.wzg
l]
Z [um]
Średnica wiązki w odległości d
d x
[m]
y
[m]
P [W/mm2]
d < 1 mm 4044 ± 130 3184 ± 50 60
d = 10 mm 6872 ± 100 7458 ± 96 9
d = 40 mm 40 000 < 0.25
12
34
S1
S3
S5
S7
S9
0
100
200
300
400
500
600
700
[mV]
[mm]
fotodiody 1…4
ROZKŁAD PROMIENIOWANIA DIODY IR NA FOTODIODACH
600-700
500-600
400-500
300-400
200-300
100-200
0-100
Kooperacją zainteresowane są obecnie firmy:
• "GALWES" - Wiesław Galewicz, 05-075
Wesoła, ul. Przechodnia 1 (zespoły
elektroniczne), • "OPTIMEX" - Jerzy Hejnik , 05-420
Józefów, ul. Lelewela 27 (oprawy okularowe)
Dalsze prace zespołu przewidująpomoc w pracach wdrożeniowych,opracowaniu konstrukcji i techno-logii dostosowanych do możliwoś-ci i wyposażenia technologicznegoprzyszłego producenta, badań rynkui innych wymaganych parametrów.