Тактильный вибро-звуковой светофорный модуль

Область техники
Полезная модель относится к технике для обустройства дорог, а именно к средствам информирования лиц с нарушением функций зрения о дорожной ситуации в зонах регулирования движения пешеходов через проезжую часть.
Уровень техники
Для организации дорожного движения используют светофоры, в том числе пешеходные. Однако пользование обычными светофорами только с красным запрещающим и зелёным разрешающим сигналами затруднительно для лиц с нарушением функций зрения. Поэтому для повышения безопасности на пешеходных переходах к светофорам подсоединяют специальные устройства, например устройства звукового сопровождения разрешающего сигнала.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является пешеходный светофор с дополнительными средствами информации: устройством звуковой сигнализации, вибромодулем, тактильно-визуальным указателем и вызывной кнопкой (согласно п.6.3 Отраслевого дорожного методического документа 218.2.007-2011 "Методические рекомендации по проектированию мероприятий по обеспечению доступа инвалидов к объектам дорожного хозяйства". Издан на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 05.06.2013 N758-р). К светофору в виде отдельных модулей присоединены устройство звуковой сигнализации с динамиком, вибромодуль, способный генерировать колебания, тактильно-визуальный указатель и вызывная кнопка для вызова зелёного сигнала светофора. Все модули установлены на опоре светофора. Сигнал из динамика устройства звуковой сигнализации и вибросигнал от вибромодуля, передающийся на опору светофора, дублируют зелёный разрешающий сигнал светофора. Это позволяет лицам с нарушением функций зрения понять, что переход через проезжую часть разрешён, и безопасно участвовать в дорожном движении. Тактильно-визуальный указатель предоставляет слепым и слабовидящим пешеходам информацию о направлении и характере движения в зоне пешеходного перехода.
Недостатком известного технического решения является недостаточное информирование лиц с нарушением функций зрения об окружающей их обстановке и сложность монтажа всех модулей. Это происходит за счёт того, что информация на тактильно-визуальном указателе доступна только для тактильного и зрительного восприятия, вибрация от вибромодуля распространяется на всю опору светофора, поэтому амплитуда получаемых колебаний мала и недостаточна для восприятия, все элементы выполнены отдельными несвязанными модулями.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение амплитуды воспринимаемых колебаний или снижение энергозатрат на питание устройства при сохранении амплитуды колебаний неизменной, повышение уровня информирования лиц с нарушением функций зрения об окружающей обстановке, повышение безопасности участия таких лиц в дорожном процессе, упрощение процесса монтажа необходимых элементов. Технико-конструкторским результатом предлагаемой полезной модели является интеграция тактильно-визуального указателя в конструкцию модуля.
Указанный технический результат достигается за счёт того, что в тактильном виброзвуковом светофорном модуле, содержащем корпус, блок управления, вибромодуль, цифроаналоговый преобразователь, блок памяти, динамик, кнопочный выключатель и тактильно-визуальный указатель, причём блок управления, вибромодуль, цифроаналоговый преобразователь, блок памяти, динамик установлены в корпусе, тактильно-визуальный указатель установлен на корпусе, кнопочный выключатель установлен на тактильно-визуальном указателе, перед динамиком в корпусе выполнены отверстия, при этом блок управления соединён с вибромодулем, блоком памяти, кнопочным выключателем, а блок памяти соединён с цифроаналоговым преобразователем, который соединён с динамиком.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами (фиг. 1-2), где на фиг.1 показан внешний вид устройства, на фиг.2 показана схема взаимосвязи блоков в устройстве.
Раскрытие полезной модели
На фигурах обозначены: тактильно-визуальное средство отображения информации 1 (далее по тексту – тактильно-визуальный указатель – в соответствии с таблицей 7.1 Свода правил 35-101-2001 "Проектирование зданий и сооружений с учётом доступности для маломобильных групп населения. Общие положения", одобрен и рекомендован постановлением Госстроя России от 16 июля 2001 г. N70), установочное отверстие 2, первая область 3, вторая область 4, задняя часть 5, передняя часть 6, внешняя поверхность 7, корпус 8, динамик 9, вызывная кнопка 10, кнопочный выключатель 11, разъём 12, вибромодуль 13, блок памяти 14, блок управления 15, блок питания 16, цифроаналоговый преобразователь 17 (далее по тексту – ЦАП).
Основными элементами устройства являются тактильно-визуальный указатель 1, корпус 8, динамик 9, вибромодуль 13, блок управления 15, блок памяти 14, блок питания 16.
Тактильно-визуальный указатель 1 может представлять собой пластину (например, пластиковую или металлическую). Тактильно-визуальный указатель 1 содержит первую область 3, вторую область 4 и по крайней мере один кнопочный выключатель 11. Соответствующая область представляет собой часть поверхности тактильно-визуального указателя 1, содержащую объекты и соответственно информацию определённого типа.
В первой области 3 размещена информация текстового типа (например, название улицы, на которой расположен пешеходный переход), выполненная рельефно, стандартным шрифтом или шрифтом Брайля.
Вторая область 4 содержит информацию графического типа в виде схемы объекта, например конфигурации проезжей части и пешеходного перехода, о наличии и расположении остановок и островка безопасности, расположении пользователя относительно окружающей его обстановки. Информацию первой области 3 и второй области 4 выполняют рельефно и (или) выделяют цветом, контрастным фону. Например, фон тактильно-визуального указателя 1 может быть выполнен жёлтым, а информация – чёрным (для слабовидящих жёлтый — последний цвет спектра, который они ещё могут видеть в тяжёлых случаях).
Кнопочный выключатель 11 представляет собой выключатель, который срабатывает (замыкает или размыкает электрическую цепь) от осевого перемещения привода в виде кнопки за счёт воздействия на него усилия нажатия человека-оператора (в соответствии с ГОСТ 22614-77 "Выключатели и переключатели клавишные и кнопочные. Общие эргономические требования"). Каждый из кнопочных выключателей 11 расположен рядом с соответствующей ему тактильно-визуальной информацией, причём часть кнопочных выключателей 11 расположена в пределах второй области 4.
Тактильно-визуальный указатель 1 располагают на внешней поверхности 7 корпуса 8 (или закрепляют в отверстии данной поверхности) таким образом, чтобы у пользователя был доступ к первой области 3, второй области 4 и кнопочным выключателям 11.
Корпус 8 представляет собой часть устройства, в которую монтируют все остальные элементы. Корпус 8 может быть выполнен, например, цельнолитым или сварным из листового металла. В представленном на фигуре 1 устройстве корпус 8 состоит из передней части 6, которая обращена к пользователю, и задней части 5, которая находится дальше от пользователя, чем передняя часть 6. Передняя часть 6 и задняя часть 5 соединены между собой посредством разъёмного соединения (например, с помощью крепёжных резьбовых изделий). Между передней частью 6 и задней частью 5 расположено установочное отверстие 2 (для указанного на фигуре 1 устройства). Установочное отверстие 2 сформировано вырезами, углублениями в передней части 6 и задней части 5. Форма установочного отверстия 2 соответствует форме поперечного сечения опоры светофора (например, круглое). Передняя часть 6 снабжена внешней поверхностью 7, обращённой наружу и к пользователю. На внешней поверхности 7 передней части 6, кроме тактильно-визуального указателя 1, расположены отверстия (или отверстие) для выхода звука от динамика 9 и могут быть расположены вызывные кнопки 10 (например, для информирования о точном времени, для вызова зелёного сигнала светофора). Вызывные кнопки 10 представляют собой выключатели, приводимые в действие за счёт воздействия человека. Эти вызывные кнопки 10 расположены отдельно от кнопочных выключателей 11 таким образом, чтобы их невозможно было спутать с кнопочными выключателями 11 на тактильно-визуальном указателе 1.
Динамик 9 представляет собой устройство для преобразования электрических колебаний в звуковые. Динамик 9 расположен в корпусе 8 таким образом, чтобы широкая часть диффузора динамика 9 было обращена к отверстиям на внешней поверхности 7 корпуса 8 и звук от динамика 9 проходил через отверстия корпуса 8.
Вибромодуль 13 представляет собой устройство, которое может генерировать механические колебания с достаточной для тактильного восприятия амплитудой и частотой и передавать их на корпус 8. Вибромодуль 13 размещён внутри корпуса 8.
Блок управления 15 представляет собой часть устройства, которая осуществляет управление всеми элементами устройства. В качестве блока управления 15 может быть использован компьютер.
Блок памяти 14 представляет собой устройство для хранения данных. В блоке памяти 14 записаны данные звуковых файлов, соответствующих (по своему содержанию) соответствующему кнопочному выключателю 11.
Блок питания 16 представляет собой устройство для снабжения всех элементов электроэнергией. В качестве блока питания 16 могут быть использованы, например, преобразователь или выпрямитель.
Вибромодуль 13, блок управления 15, блок памяти 14, блок питания 16 размещены внутри корпуса 8. Кроме того, в корпусе 8 расположены ЦАП 17 и разъём 12. ЦАП 17 представляет собой устройство для преобразования цифрового (например, двоичного) кода в аналоговый сигнал (электрический). Разъём 12 представляет собой средство соединения внешних и внутренних электрических цепей, предназначенных для передачи информации от соответствующих элементов светофора в виде электрического сигнала.
К блоку управления 15 подключены кнопочные выключатели 11, вызывные кнопки 10, блок памяти 14, разъём 12, вибромодуль 13. ЦАП 17 может быть соединён с блоком памяти 14 непосредственно или через блок управления 15. К ЦАП 17 в свою очередь подключён динамик 9 (непосредственно или через усилитель). Динамик 9, блок управления 15, блок памяти 14, вибромодуль 13, ЦАП 17 подключены к блоку питания 16. Блок питания 16 снабжён сетевым шнуром для соединения с внешним источником электропитания.
Осуществление полезной модели
В случае использования указанных выше элементов и средств полезная модель реализуется следующим образом.
Предварительно изготавливают корпус 8, например вырезают из листа металла заготовки и сваривают их в требуемой конфигурации. Далее собирают тактильный виброзвуковой модуль, устанавливают в корпусе 8 и соединяют все элементы таким образом, как указано выше.
Тактильный виброзвуковой светофорный модуль закрепляют на опоре светофора на доступной для пользователя высоте, используя установочное отверстие 2. Модуль ориентируется таким образом, чтобы расположение графической информации на второй области 4 соответствовало реальному расположению объектов. Определение "светофорный" в названии полезной модели означает, что полезная модель предназначена для использования в составе светофора во взаимодействии с ним. Тактильный виброзвуковой светофорный модуль подключают к светофорной системе посредством разъёма 12, например, используя клеммы для соединения проводов. Блок питания 16 подключают к внешней электросети.
Без воздействия пользователя на кнопочные выключатели 11 и вызывные кнопки 10 модуль работает в режиме работы светофора. При включении зелёного сигнала светофора через разъём 12 от него к блоку управления 15 поступает сигнал. Блок управления 15 направляет команды вибромодулю 13, ЦАП 17 (при наличии управляющего входа) и блоку памяти 14. Вибромодуль 13 генерирует колебания, которые передаются на корпус 8 и могут быть восприняты тактильно. Одновременно с этим или в требуемой последовательности из блока памяти 14 в ЦАП 17 передают цифровой код, соответствующий звуковому файлу, воспроизводимому при зелёном сигнале светофора. ЦАП 17 преобразует цифровой код в электрический аналоговый сигнал и направляет его к динамику 9. Динамик 9 в свою очередь преобразовывает электрический сигнал и генерирует звуковые колебания, которые воспринимаются пешеходами. Таким образом зелёный сигнал светофора дублируется вибрацией корпуса 8 и звуковым сигналом.
Слабовидящий пользователь при тактильном взаимодействии с устройством может воспринять информацию, представленную на первой области 3 и второй области 4 тактильно-визуального указателя 1. Также пользователь может нажать на кнопочный выключатель 11 и получить информацию в виде голосового сообщения. Например, пользователь нажимает на кнопочный выключатель 11, расположенный рядом с первой областью 3 (на которой указано название улицы). В этом случае сигнал направляется в блок управления 15, из блока памяти 14 в ЦАП 17 передаётся цифровой код, соответствующий звуковому файлу с голосовым сообщением о названии улицы. После преобразования данного кода ЦАП 17 и динамиком 9 пользователь слышит голосовое сообщение с названием улицы. При нажатии на кнопочный выключатель 11 в центре изображённого пешеходного перехода пользователь услышит голосовое сообщение с информацией, например, о количестве полос и наличии островка безопасности на данном пешеходном переходе. При нажатии на кнопочные выключатели 11 по бокам от проезжей части пользователь услышит голосовое сообщение с информацией, например, о домах, организациях, остановках общественного транспорта, расположенных на соответствующей стороне улицы. Звуковые файлы, соответствующие каждому кнопочному выключателю 11, могут содержать любую информацию, необходимую для ориентирования на участке, и могут быть перезаписаны.
Пользователь также может взаимодействовать с тактильным виброзвуковым модулем посредством вызывных кнопок 10. При нажатии на вызывную кнопку 10, отвечающую за информирование о точном времени, сигнал от неё направляется к блоку управления 15. Блок управления 15, например, за счёт связи с сетью получает необходимые данные и направляет соответствующий данным цифровой код в ЦАП 17. ЦАП 17 преобразует цифровой код в электрический аналоговый сигнал и направляет его к динамику 9. Динамик 9 преобразует электрический сигнал в звуковые колебания. Пользователь слышит голосовое сообщение, сообщающее точное время.
Таким образом, установка вибромодуля 13 внутри корпуса 8 тактильного виброзвукового модуля, а не на опоре светофора обеспечивает увеличение амплитуды механических колебаний при сохранении неизменными энергозатрат на питание модуля или снижение энергозатрат на питание модуля при сохранении неизменной амплитуды механических колебаний. Это происходит за счёт того, что плоские стенки корпуса 8 более подвержены механическим колебаниям, чем круговой цилиндр опоры светофора. Кроме того, корпус 8 имеет меньшую массу, чем опора светофора, и требует меньше энергии для генерации механических колебаний. Указанные выше факторы, а также наличие голосовых сообщений, дублирующих информацию на тактильно-визуальном указателе 1, обеспечивает повышение уровня информирования лиц с нарушениями функций зрения об окружающей их обстановке. Выполнение тактильного виброзвукового модуля в виде единого устройства с интегрированным тактильно-визуальным указателем 1 обеспечивает простоту его монтажа.