ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к области техники измерений линейных перемещений и может быть использована в устройствах для измерения перемещений подвески автомобиля и последующей автоматической коррекции ее демпфирующих свойств.
Известно устройство для сканирования непрозрачных объектов, содержащее источник узконаправленного луча света, системы горизонтального и вертикального наведения продольной оси узконаправленного луча света на непрозрачные объекты, фоторелейные элементы, матрица запоминающих элементов и управляемый коммутатор запоминающих элементов [1]. При освещении узконаправленным лучом света сканируемого объекта включаются фоторелейные элементы, выходные сигналы которых через управляемый коммутатор поступают на соответствующие запоминающие элементы.
Недостаток известного устройства состоит в его низкой защищенности от ложных срабатываний фоторелейных элементов под действием световых помех.
Наиболее близким известным техническим решением к предлагаемому является фотореле, содержащее блок запоминающих элементов и последовательно соединенные между собой фотоприемник, пороговый элемент и блок защиты от ложных срабатываний порогового элемента [2]. Выход блока защиты от ложных срабатываний порогового элемента подключен к входам запоминающих элементов. При срабатывании фотоприемника включается пороговый элемент, выходной сигнал которого через блок защиты от ложных срабатываний порогового элемента поступает на вход соответствующего запоминающего элемента. Защита порогового элемента от его ложных срабатываний осуществляется за счет кратковременной задержки формирования выходного сигнала порогового элемента на интервал времени действия узкой импульсной световой помехи.
Недостаток прототипа заключается в том, что при слабой освещенности сканируемых объектов, например, деталей подвески автомобиля, выходной сигнал фотоприемника имеет низкий уровень, который не обеспечивает надежную работу порогового элемента и ограничивает функциональные возможности регистрации отраженного светового потока фотореле условиями хорошей освещенности сканируемых объектов. Кроме того, при перемещении фотоприемника над сканируемым объектом с переменной скоростью возможны ложные срабатывания блока защиты от ложных срабатываний порогового элемента.
Целью полезной модели является повышение достоверности регистрации отраженного светового потока от подвижной детали подвески автомобиля с нанесенными на ее поверхности контрастными линиями (полосами) за счет фотоэлектронного сканирования этих контрастных линий при движении подвижной детали подвески автомобиля в прямом и обратном направлениях.
Сущность полезной модели состоит в том, что, кроме известных и общих отличительных признаков, а именно: блока запоминающих элементов и последовательно соединенных между собой фотоприемника, порогового элемента и блока защиты от ложных срабатываний порогового элемента, предлагаемый фотоэлектронный датчик перемещений подвески автомобиля содержит блок дополнительных запоминающих элементов, управляемый элемент подсветки, элемент И на два входа, ключ, блок элементов обратного запоминания и переключатель, вход которого подключен к выходу блока защиты от ложных срабатываний порогового элемента, выход размыкающего контакта переключателя соединен через блок запоминающих элементов к входу ключа и к одному входу элемента И, выход замыкающего контакта переключателя подключен через последовательно соединенные между собой блок дополнительных запоминающих элементов и блок элементов обратного запоминания к другому входу элемента И, выход которого связан с управляющими входами ключа и элемента подсветки.
Новизна полезной модели состоит в том, что предлагаемый фотоэлектронный датчик перемещений подвески автомобиля содержит блок дополнительных запоминающих элементов, управляемый элемент подсветки, элемент И на два входа, ключ, блок элементов обратного запоминания и переключатель, вход которого подключен к выходу блока защиты от ложных срабатываний порогового элемента, выход размыкающего контакта переключателя соединен через блок запоминающих элементов к входу ключа и к одному входу элемента И, выход замыкающего контакта переключателя подключен через последовательно соединенные между собой блок дополнительных запоминающих элементов и блок элементов обратного запоминания к другому входу элемента И, выход которого связан с управляющими входами ключа и элемента подсветки, за счет чего обеспечивается расширение функциональных возможностей устройства и повышение достоверности фотоэлектронного измерения перемещения деталей подвески автомобиля.
Функциональная схема предлагаемого устройства изображена на чертеже, где обозначено:
- 1 - фотоприемник;
- 2 - пороговый элемент;
- 3 - блок защиты от ложных срабатываний порогового элемента;
- 4 - переключатель;
- 5 - блок запоминающих элементов;
- 6 - блок дополнительных запоминающих элементов;
- 7 - блок элементов обратного запоминания;
- 8 - элемент И на два входа;
- 9 - ключ;
- 10 - управляемый элемент подсветки;
- 11 - источник электрического питания;
- 12 - элемент включения переключателя 4 подвижной деталью подвески автомобиля.
На чертеже показано, что в исходном положении выход фотоприемника 1 подключен через пороговый элемент 2 и блок защиты от ложных срабатываний порогового элемента 3 к входу переключателя 4, размыкающий выход которого связан с входом блока запоминающих элементов 5. Замыкающий выход переключателя 4 подключен через блок дополнительных запоминающих элементов 6 и блок элементов обратного запоминания 7 к одному входу элемента И 8, другой вход которого связан с выходом блока запоминающих элементов 5 и с входом ключа 9. Выход элемента И 8 соединен с управляющими входами ключа 9 и элемента подсветки 10, электрическое питание которого формируется на выходе источника электрического питания 11. Элемент включения 12 подсоединен к управляющему входу переключателя 4.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При подсвечивании подвижной детали подвески автомобиля с нанесенными на ее поверхности контрастными линиями элементом подсветки 10 фотоприемник 1 реагирует изменением своего выходного электрического напряжения на контрастное представление этой детали подвески автомобиля. За счет электрической энергии источника 11 обеспечивается стабильное освещение элементом подсветки 10 подвижной детали подвески автомобиля с нанесенными на ее поверхности контрастными линиями и надежное срабатывание пороговых элементов 2, подключенных к выходу фотоприемника 1.
Таким образом, обеспечивается расширение функциональных возможностей фотоэлектронного датчика регистрировать перемещения подвижной детали подвески автомобиля с контрастными линиями (полосами) при работе в условиях плохого освещения с последующей автоматической коррекцией коэффициента демпфирования этой подвески автомобиля.
Сформированный выходной сигнал порогового элемента 2 поступает на вход блока защиты от ложных срабатываний 3 для временной задержки на время действия возможных узких импульсных световых помех. С выхода блока 3 сканируемый сигнал проходит через размыкающие контакты переключателя 4 на вход блока запоминающих элементов 5 для запоминания его по мере перемещения подвижной детали подвески автомобиля с контрастными линиями в поле зрения продольной оптической оси фотоприемника 1. После того, как все контрастные линии подвижной детали подвески сканированы при ее движении в одну сторону, то с помощью элемента 12 при движении подвижной детали подвески в другую сторону переключатель 4 переводит в режим сканирования этих же контрастных линий подвижной детали подвески, но в обратном направлении (в обратном порядке).
Выходной сигнал фотоприемника 1 при его перемещении в обратную сторону над контрастными линиями подвижной детали подвески автомобиля поступает через пороговый элемент 2, блок защиты от ложных срабатываний 3, переключатель 4 и блок дополнительных запоминающих элементов 6 на вход блока элементов обратного запоминания 7. Выходные сигналы блоков запоминающих элементов 5 и элементов обратного запоминания 7 сравниваются между собой с помощью элемента И 8. При их совпадении этих выходных сигналов блоков 5 и 7 элемент И 8 включается (срабатывает), что свидетельствует об отсутствии ошибок сканировании при прямом и обратном порядке считывании контрастных линий подвижной детали подвески автомобиля. Выходной сигнал элемента И 8 включает элемент подсветки 10 для формирования тиккерного (одноразового) светового мигания и включения ключа 9. Тиккерный световой сигнал информирует водителя автомобиля об успешной работе фотоэлектронного датчика перемещений подвижной детали подвески его автомобиля, а включенный ключ 9 обеспечивает передачу сканированной дискретной информации для ее последующего использования в автоматической системе коррекции демпфирующих свойств подвески автомобиля.
Приведение в исходное состояние функциональной схемы может быть реализовано путем кратковременного отключения электрического питания фотоэлектронного датчика.
Промышленная осуществимость полезной модели обосновывается тем, что в ней используются известные в аналоге [1] и прототипе [2] узлы и блоки по своему прямому функциональному назначению. В организации - заявителе разработана в 2010 году модель образца устройства.
Положительный эффект от использования полезной модели состоит в том, что повышается не менее чем на 60…80% достоверность работы фотоэлектронного датчика положения подвижной детали подвески автомобиля за счет сканирования контрастных линий, нанесенных на ее поверхности, при движении этой подвижной детали в прямом и обратном направлениях в условиях возможного плохого освещения этих контрастных линий.
Источники информации:
1. Сканирование. БЭС, т.23, М.: Советская энциклопедия, 1976 г. с.496 (аналог).
2. Фотореле. Авт. свидетельство СССР №1653021, МПК Н01Н 47/24, приоритет: 1989 г., (прототип).