ОПТИЧЕСКИЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ

Полезная модель относится к информационным системам и преобразователям механических воздействий в оптические сигналы и может найти применение в средствах оповещения о местопребывании и динамике перемещения объектов, в т.ч. для оценки координат пребывания, вектора направления и скорости перемещения объектов, носителей типа «светлячков-маячков», в частности, для пешеходов (детей) в условиях ограниченной освещенности пространства их текущего пребывания, что особенно важно для предупреждения детского травматизма на дорогах.
Известен оптический извещатель «Сигнализатор проблесковый велосипедный» (см. патент РФ №142376 МПК G08B N 1/02, от 27.06.2014, бюл. №18, авторов: Финаев В.И. (RU), Скубилин М.Д. (RU), Коберси И.С. (RU), Алмасани Сихам Абдулмалик Мохаммед (RU), патентообладатель Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования “ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ” (RU), http://www.freepm.ru/Models/142376), содержащий электромеханический преобразователь (преобразователь механической энергии в электрическую), который содержит корпус, закрепляемый, например, на вилке колеса велосипеда, пьезоэлектрический элемент с демпфирующими прокладками, установленный на корпусе, эластичный элемент (молотовище) закрепленный одним концом на корпусе, боек, установленный соосно с пьезоэлектрическим элементом и демпфирующими прокладками, на свободном конце эластичного элемента, источник света, соединенный гальванически с пьезоэлектрическим элементом и установленный на раме велосипеда, а на ободе колеса велосипеда установлен толкатель (зацеп) (один или несколько), периодически механически контактирующий при вращении колеса со свободным концом эластичного элемента.
К недостаткам известного устройства следует отнести то, что в состоянии покоя устройство не подает в окружающую среду световые сигналы, предупреждающие в темноте о наличии объекта (велосипеда), тем самым не решает задачу безопасности объекта в темное время суток.
Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, являются электромеханический преобразователь и источник света.
Причины, препятствующие достижению требуемого технического результата, состоят в особенностях структурной реализации известного устройства, которые не позволяют идентифицировать объект в темноте, если объект находится в состоянии покоя.
Известен оптический извещатель (см. патент RU 2281618, H04R 17/10, бюл. №22, 2002 г., автора Скубилина М.Д. (RU), патентообладатель Скубилин М.Д. (RU), http://www.findpatent.ru/patent/228/2281618.html), содержащий корпус, расположенные в нем пьезоэлектрический элемент, источник света, например, светодиод или неоновая лампа, соединенные гальванически между собой, эластичный элемент с двумя состояниями равновесия, одно из которых устойчиво, а другое - неустойчиво, соединенный одним концом жестко с корпусом, боек, установленный на свободном конце эластичного элемента соосно с пьезоэлектрическим элементом и на фиксированном расстоянии от свободного конца эластичного элемента и толкатель.
Недостатком данного устройства является низкая надежность и незащищенность пьезоэлемента от механических воздействий, а также неспособность в состоянии покоя подавать световые сигналы в окружающую среду.
Признаком аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, является источник света.
Причины, препятствующие достижению требуемого результата, состоят в особенностях схемной реализации известного оптического извещателя и выполняемых им функций, не позволяющих осуществлять эффективное функционирование устройства в незащищенной среде и в состоянии покоя.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по совокупности технических признаков является оптический извещатель (см. патент RU 2246885 МПК A43B 23/00, F21V 21/00, H04R 17/00, бюл. №6, 2005 г, авторов: Скубилина М.Д. (RU), Стефаненко В.К. (UA), Калягина Н.И. (RU), патентообладатель ГОУ ВПО «Таганрогский государственный радиотехнический университет» (ТРТУ) (RU), http://www.findpatent.ru/patent/224/2246885.html), содержащий в
электрической схеме пьезоэлемент(ы), резистор и источник света, а конструктивно - два механических элемента, соединенных между собой шарнирно, между которыми установлен(ы) пьезоэлемент(ы) и демпфирующие электроды, соединенные с пьезоэлементами, резистором и источником света и ограничитель хода механического элемента.
Недостатком данного устройства является то, что оно не способно подавать световые сигналы в окружающую среду в состоянии покоя, так как в состоянии покоя с пъезоэлементов не могут формироваться электрические сигналы. В результате в темноте объект не будет обнаружен по сигналам световой индикации.
Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, являются резистор и источник света.
Причины, препятствующие достижению требуемого результата, состоят в особенностях схемной реализации известного оптического извещателя и выполняемых им функций, не позволяющих осуществлять формирование световых сигналов в состоянии покоя.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей оптического извещателя.
Технический результат обусловлен тем, что обеспечивается постоянная световая индикация объекта за счет применения аккумулятора и генератора, а также контроля состояния покоя, в котором электромеханический преобразователь не посылает электрических сигналов на источник света.
Для достижения технического результата в оптический извещатель, содержащий электромеханический преобразователь, источник света и резистор, причем, первый вывод электромеханического преобразователя соединен с первым выводом источника света, дополнительно введены конденсатор, одновибратор, аккумулятор, первый и второй диоды и полевой транзистор, причем, первый вывод источника света соединен с первыми выводами резистора, конденсатора, входом питания одновибратора и положительной шиной аккумулятора, второй вывод индукционного преобразователя соединен с катодами первого и второго диодов, анод первого диода соединен со вторым выводом источника света и с выходом одновибратора, анод второго диода соединен со вторыми выводами резистора, конденсатора и с затвором полевого транзистора, исток которого соединен со входом управления одновибратора, подложка и сток полевого транзистора объединены и соединены с отрицательной шиной аккумулятора.
Оптический извещатель является устройством, преобразующим электрическую энергию электромеханического преобразователя при движении объекта или энергию аккумулятора в состоянии покоя объекта в мигающие световые сигналы источника света, тем самым обеспечивая расширение функциональных возможностей известного устройства. Применение такого оптического извещателя осуществляется в темное время суток. Оптический извещатель закрепляется на человеке или домашнем животном (например, пасущиеся коровы или другие домашние животные). В
темное время суток подается непрерывный мигающий световой сигнал, позволяющий идентифицировать объект в темноте.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 приведена структурная схема оптического извещателя. На фиг. 2 приведена конструкция электромеханического преобразователя, на фиг. 3 приведены временные диаграммы, поясняющие работу оптического извещателя.
Структурная схема оптического извещателя (см. фиг. 1) содержит: 1 - первый вывод индукционного преобразователя; 2 - индукционный преобразователь; 3 - источник света (например, светодиод); 4 - резистор; 5 - конденсатор; 6 - одновибратор; 7 - аккумулятор; 8 - второй вывод индукционного преобразователя 2; 9 - первый диод; 10 - второй диод; 11 - полевой транзистор.
Конструкция электромеханического преобразователя содержит (см. фиг. 2): 1 - первый вывод индукционного преобразователя 2; 8 - второй вывод индукционного преобразователя 2; 12 - корпус; 13 - первую пружину; 14 - вторую пружину; 15 - постоянный магнит; 16 - катушку индуктивности.
Элементы оптического извещателя взаимосвязаны следующим образом.
Первый вывод 1 индукционного преобразователя 2 соединен с первыми выводами источника света 3, резистора 4, конденсатора 5, входом питания одновибратора 6 и положительной шиной аккумулятора 7, второй вывод 8 индукционного преобразователя 2 соединен с катодами первого 9 и второго 10 диодов, анод первого диода 9 соединен со вторым выводом источника света 3 и с выходом одновибратора 6, анод второго диода 10 соединен со вторыми выводами резистора 5 и конденсатора 5, а также с затвором полевого транзистора И, исток которого соединен со входом управления одновибратора 6, подложка и сток полевого транзистора 11 объединены и соединены с отрицательной шиной аккумулятора 7.
В корпусе 12 электромеханического преобразователя 2 подвижно по легкоходовой посадке за счет первой 13 и второй 14 пружин в осевом направлении подпружинено размещен постоянный магнит 15, а на корпусе размещена катушка индуктивности 16, соединенная гальванически с первым 1 и вторым выводами 8 электромеханического преобразователя 2.
Оптический извещатель работает следующим образом.
Функционирование оптического извещателя начинается после его закрепления на объекте-носителе. В устройство устанавливается аккумулятор 7. При передвижении объекта-носителя постоянный магнит 15, находящийся в индукционном преобразователе 2 при ускорениях в осевом направлении совершает поступательно-возвратные периодические колебания, в результате чего изменяется пространственное расположение его магнитных силовых линий, которые пересекая обмотку катушки индуктивности 16 индукционного преобразователя 2, наводят в ней электродвижущую силу.
От импульсов (см. фиг. 3), которые дает индукционный преобразователь 2, источник света 3 излучает мигающий свет, информируя окружающую среду о передвигающемся объекте-носителе. Также от импульсов (см. фиг. 3) индукционного преобразователя 2 заряжается и конденсатор 5. Резистор 4 необходим для того, чтобы конденсатор 5 не смог быстро разряжаться. Источник света 3 светит на отрицательной полуволне импульсов. Заряженный конденсатор 5 запирает полевой транзистор 11, т.е. аккумулятор 7 не разряжается на источник света 3. Второй диод 10 не позволяет конденсатору 5 быстро разрядиться через катушку 16 индукционного преобразователя 2.
В состоянии покоя объекта-носителя индукционный преобразователь 2 не формирует на своих выходах импульсы. Конденсатор 5 разряжается через второй диод 10 и катушку 16 индукционного преобразователя 2, в результате чего открывается полевой транзистор 11. На вход управления одновибратора 6 подается потенциал аккумулятора 7 и в состоянии покоя источник света 3 продолжает посылать в окружающую среду световые сигналы. Первый диод 9 нужен для того, чтобы аккумулятор 7 не разряжался через катушку 16 индукционного преобразователя 2.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого оптического извещателя по отношению к известному устройству (см. патент RU 2246885 МПК A43B 23/00, F21V 21/00, H04R 17/00, бюл. №6, 2005 г) оценивается по результатам эффективного оповещения о местоположении объекта в темноте как при движении объекта, так и в состоянии его покоя.
Оптический извещатель может быть реализован с применением процессоров и элементной базы любых отечественных или зарубежных производителей.