ИНДИКАТОР УДАРА
SHOCK INDICATOR

Изобретение относится к контрольно-измерительным приборам, а в частности к устройствам индикации, и может быть использовано с целью определения и своевременного выявления нарушений условий обращения с объектом/грузом при эксплуатации (транспортировке, погрузке/разгрузке, перемещении и хранении).
В периоды производства, транспортировки, хранения и эксплуатации некоторые объекты/грузы требуют особого обращения, вследствие своей чувствительности к механическим воздействиям, например, таким как падение с определённой высоты, опрокидывание, сильный удар, критическое встряхивание и т.п. Таким образом, необходим контроль и мониторинг состояния объекта / груза, позволяющий вовремя определить произошедшее нежелательное воздействие, а также установить на каком этапе произошло это воздействие.
Из уровня техники известно устройство (см. патент US11041770 (B2), 22.06.2021, МПК G01L1/04; G01L5/00; G06K19/07; H04L9/06; H04L9/32), представляющее собой индикатор удара, использующийся для целей контроля качества и / или общего мониторинга условий транспортировки грузов. Индикатор удара включает в себя корпус, в котором заключен узел обнаружения, причем узел обнаружения сконфигурирован для обнаружения события ускорения. дополнительно включает в себя модуль RFID для вывода данных, указывающих на состояние активации узла обнаружения. Индикатор также включает в себя логику, настроенную для блокирования вывода данных модулем.
Недостатком известного устройства является то, что оно работает только по одной оси, а также не определяет направление приложенного механического воздействия на объект (груз).
Из уровня техники известно устройство (см. патент US9502196 (B2), 22.11.2016, МПК H01H29/00; H01H35/14; H01H29/22), а именно индикатор удара, который включает в себя первый элемент, имеющий резервуар для хранения токопроводящей жидкости, и второй элемент, имеющий первую токопроводящую часть, отсоединенную от второй токопроводящей части. Второй элемент соединен с первым элементом над резервуаром. В ответ на получение заданного уровня удара токопроводящая жидкость перемещается из резервуара к границе раздела между первым и вторым элементами, чтобы токопроводящим образом соединять первый токопроводящий участок со вторым токопроводящим участком.
Недостаток известного устройства заключается в том, что применение индикатора ограничено температурным диапазоном окружающей среды, так как физические свойства жидкостей, такие как плотность и вязкость, имеют прямую зависимость от температуры окружающей среды, что в свою очередь негативно сказывается на точности полученных результатов.
Из уровня техники известно устройство (см. патент на полезную модель №207871, 22.11.2021, G01L 5/00, G01P 15/00), а именно индикатор удара противотанковой управляемой ракеты (ПТУР), представляющий собой устройство шайбообразной формы, изготовленное из твердого пластика. На верхней стороне по центру располагается контрольное смотровое отверстие, в исходном положении через которое виден элемент индикации, представляющий собой металлический шарик зеленого цвета, примагниченный к магниту дискообразной формы диаметром 12 мм, располагающийся по центру основания индикатора, выполненный с возможностью перемещения при ударе и примагничивания к магниту кольцеобразной формы.
Недостатками известного устройства является наличие магнитов, вероятность размагничивания и потери функционала индикатора, а также возможность вернуть шарик в начальное положение с помощью более сильного магнитного поля.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа и известное из уровня техники устройство (см. патент US 8234994 B1, МПК G01P15/02, 07.08.2012), представляющее собой индикатор удара, использующийся для контроля качества и/или общего наблюдения условий транспортировки.
Данный индикатор удара представляет собой корпус, инерционный элемент, фиксаторы, основание и запорную крышку. Если в отношении груза производится механическое воздействие, направленное по одному из двух направлений по единственной возможной оси, инерционный элемент смещается и фиксируется в окне индикации. При этом в окне индикации в корпусе индикатора открывается цвет основания, который в свою очередь отличается от цвета корпуса и сигнализирует о срабатывании. Повторное механическое воздействие в противоположном направлении может переместить инерционный элемент в другое окно индикации, но в начальном положении инерционный элемент не зафиксируется.
Недостатком известного устройства является то, что оно работает только по одной оси, а также не определяет направление приложенного механического воздействия на объект (груз).
Задачей заявленного изобретения является контроль, наблюдение за состоянием и своевременное выявление факта получения повреждения при транспортировке, хранении и эксплуатации объектов/грузов, чувствительным к механическим воздействиям, таким как падение с высоты, опрокидывание, удар, встряхивание и пр.
(т.е. технического состояния изделия)
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение информативности о направлении внешнего механического воздействия, а как следствие своевременное выявление нарушений условий обращения с объектом/грузом  при транспортировке, погрузке/разгрузке, перемещении, хранении и пр.
Технический результат достигается тем, что индикатор удара, содержит корпус, образованный основанием и крышкой, расположенные внутри корпуса инерционные элементы, выполненные с возможностью перемещения, окна индикации, расположенные на крышке. При этом по четырем углам внутри полого пространства выпуклой части крышки  выполнены выступы, снабженные расположенными по двум смежным сторонам фигурными прорезями, выступы соединены пересекающимися между собой диагональными выступами, образующими  пазы, в которых с возможностью перемещения расположены инерционные элементы, каждый из которых содержит сквозное углубление, в котором плотно установлен гибкий упор с возможностью его фиксации в фигурных прорезях выступов крышки, являющийся ограничителем перемещения инерционного элемента в начальном положении, при этом, на верхней поверхности основания корпуса выполнен крестообразный выступ с расположенными на нем четырьмя скошенными пазами с закрепленными в них гибкими фиксаторами.
Кроме того, по периметру внутри крышки выполнен кольцевой фигурный паз для размещения в нем пластины основания.
Кроме того, со стороны одного из оснований инерционного элемента выполнено углубление с возможностью размещения в нем гибкого фиксатора.
Кроме того, фиксаторы выполнены в виде пластин из гибкого пластикового материала.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:
Фиг. 1 – общий вид устройства индикатора удара (в сборе);
Фиг. 2 – крышка индикатора удара с инерционными элементами;
Фиг. 3 - основание корпуса устройства индикатора удара;
Фиг. 4 – крышка индикатора удара без инерционных элементов;
Фиг. 5 – защитный слой основания корпуса;
Фиг. 6 – инерционный элемент;
Фиг. 7 – инерционный элемент;
Фиг. 8 – пример работы устройства, при воздействии удара.
Индикатор удара состоит из корпуса 1, выполненного в форме уплощенного прямоугольного параллелограмма, состоящего из двух частей, основания 2 и крышки 3. Обе части корпуса 1 выполнены с возможностью их соединения.
Крышка 3 выполнена в виде полой конструкции, изготовленной методом литья из пластмассы, состоящей из выпуклой части 4, образованной вертикальными стенками 5 с верхней плоской поверхностью 6, и обода (прилива) 7, расположенного по периметру вертикальных стенок 5.
На верхней поверхности 6 крышки корпуса, выполненной из прозрачного материала, расположен стикер 27, закрывающий поверхность 6, на котором выполнены четыре прорези/отверстия, являющиеся окнами индикации 8.
Внутри полого пространства выпуклой части 4 крышки 3 по четырем углам выполнены выступы 9 в форме прямоугольного полого параллелепипеда. Выступы 9 соединены между собой диагональными выступами 28, ориентированные по направлению к центру внутреннего пространства крышки и пересекающимися в ее центре. Выступы 9 и 28 выполнены зацело из пластмассы. По двум смежным сторонам каждого выступа 9 выполнены фигурные прорези 10.
По центру внутреннего пространства крышки образован крестообразный паз/углубление 11. Каждое окно индикации 8 расположено, напротив паза 11.
Основание 2 корпуса 1 выполнено в виде плоской пластины, на верхней поверхности которой, по центру расположен фигурный крестообразный выступ 12.
При этом, при соединении/контакте крышки 3 и основания 2, крестообразные выступы 12 расположены с возможностью контакта с выступами 9.
Также по периметру внутри крышки 3 выполнен кольцевой фигурный паз 13, для размещения в нем пластины основания 2 для плотной фиксации друг с другом.
приливе
На ободе () 7 выполнены отверстия 14 для крепежных элементов.
Во внутреннем пространстве крышки 3 расположены четыре инерционных элемента 15. Каждый инерционный элемент 15 выполнен в форме прямой пятиугольной призмы, с тремя прямыми углами, с возможностью его смещения при ударе. Со стороны одного из оснований 16 инерционного элемента 15 выполнены два углубления 17, 18. Одно углубление 17 выполнено со стороны прямоугольного угла, направленного в сторону центра внутреннего пространства крышки 3 при установке инерционного элемента 15 внутри пространства крышки 3. Углубление 18 выполнено проходящим насквозь через основание 16 от одной параллельной стороны инерционного элемента 15 к другой (противоположенной) стороне. В углублении 18, выполненном в виде паза на каждом инерционном элементе 15, установлен плотно гибкий упор 19, в виде полосы из тонкого листа, из гибкого пластика, позволяющий стабилизировать инерционный элемент 15 в начальном положении независимо от мелких сотрясений индикатора и воздействия вибрации. Гибкие упоры 19 располагаются с возможностью фиксации в фигурных прорезях 10 выступов 9 крышки 3, которые являются ограничителями перемещения, для удержания инерционного элемента 15 в начальном положении.
Инерционные элементы 15 располагаются по центру крестообразного паза 11, с зазором между его стенками, так, что инерционный элемент 15 может перемещаться по пазу 11 между выступами 9.
Устройство индикатора удара, дополнительно содержит транспортировочный механизм, предотвращающий срабатывание индикатора до его активации. Этот механизм представляет собой защитный элемент 20, выполненный в виде подложки, наклеенный с нижней поверхности основания 2 индикатора. С одной стороны защитного элемента 20 расположены четыре цилиндрических штыря 21 (транспортировочные стопоры), которые вставлены в основание 2 корпуса 1 через отверстия 25. Штыри 21 располагаются рядом с инерционными элементами 15 и предотвращают смещение элементов при внешнем механическом воздействии и служат для надежной фиксации инерционных элементов 15 в начальном положении. Защитный элемент 20 обеспечивает защиту от срабатывания индикатора до момента активации и установки индикатора на объект/груз, что служит гарантией получения работоспособного устройства заказчиком.
Индикатор удара имеет липкий слой, нанесенный на нижнюю поверхность основания 2 и закрытый защитным элементом 20.
Кроме того, на верхней поверхности крестообразного выступа 12 основания 2 корпуса, расположены четыре скошенных паза 23 выполненные в виде углублений с направляющими 29. При этом в скошенных пазах 23 закреплены ближе к центру выступа 12 гибкие фиксаторы 24. Гибкие фиксаторы 24 выполнены в виде пластин гибкого пластикового материала. Верхняя часть каждой пластины, после срабатывания индикатора, размещается в углублении 17 инерционного элемента 15, фиксируя его.
Все детали индикатора выполнены из пластикового материала.
Работа устройства индикатора удара
Индикатор удара активируется снятием защитного слоя 20, с транспортировочными стопорами 21 с нижней поверхности основания корпуса. После чего устанавливается на объект/груз, например, коробку, упаковку и пр. перед отправкой, при этом отправитель груза фиксирует состояние индикатора в отгрузочных документах. Кроме того, возможно крепление индикатора удара с помощью строительного степлера или иного крепежа на поверхность с плохой адгезией.
После критического воздействия на индикатор по рабочим направлениям (например, падение с высоты), соответствующий инерционный элемент 15, преодолевая упругость гибкого упора 19, который выходит из своего начального положения в фигурных прорезях 10 выступов 9 крышки 3, за счет инерции, смещается в свое конечное положение. При этом он не может вернуться в обратное положение в выступы 10. Кроме того, инерционный элемент 15 за счет силы инерции перемещается под окно индикации 8, преодолевая гибкий фиксатор 24. При перемещении инерционного элемента 15 фиксатор 24 отгибается, попадая в скошенный паз 23, и возвращается в начальное положение, попадая в полость 17 инерционного элемента 15. После срабатывания, инерционный элемент 15 фиксируется в конечном (сработанном) положении в окне индикации 8 и не имеет возможности вернуться в начальное положение.
Внутри корпуса инерционные элементы перемещаются в пазах 11, из начального положения в центре корпуса 1, в конечное положение инерционного элемента 15, которое находится напротив окна индикации 8, что позволяет идентифицировать состояние индикатора удара.
Все четыре инерционных элемента 15 являются независимыми, что позволяет фиксировать срабатывание индикатора удара при воздействии в четырех направлениях, по двум осям (х и у).
Пример 1.
При воздействии механического воздействия на груз с левой стороны (А), с установленным на нем устройством индикатора удара, происходит срабатывание, при котором (см. фиг. 8) инерционный элемент 15, благодаря силе инерции, смещается из центра (начальное положение элемента) к краю (конечное положение элемента напротив окна индикации) крышки индикатора удара. При этом гибкий упор 19 выходит из пазов 10 выступов 9, гибкий фиксатор 24 отгибается в паз 23 и элемент 15 перемещается по оси Х вправо (В), занимая конечное положение в окне индикации 8.
В случае необходимости, для фиксации удара или иного воздействия на объект, приходящегося по оси Z, например, сверху или снизу индикатора удара, требуется установка двух устройств в разных плоскостях.
Таким образом, при воздействии механического удара в заданных направлениях, инерционные элементы 15 приобретают свободу перемещения, и при срабатывании один из инерционных элементов 15 перемещается под окно индикации 8 и надежно фиксируется. При воздействии механических воздействий по четырем заданным направлениям, индикатор удара фиксирует четыре срабатывания (I, II, III и IV на фиг.8) в соответствии с количеством инерционных элементов.
Для упрощения визуальной идентификации состояния индикатора инерционный элемент 15 имеет контрастный цвет.
По прибытии объекта/груза в место назначения, грузополучатель фиксирует состояние индикатора удара и в случае срабатывания последнего делает соответствующие отметки в транспортных документах. Срабатывание индикатора удара свидетельствует о том, что объект/груз мог быть подвержен вышеупомянутым механическим воздействием в процессе транспортировки. Данное обстоятельство позволяет своевременно выявить повреждения груза и может служить поводом для предъявления претензии перевозчику, складскому оператору, экспедиторской компании или иному лицу, взаимодействовавшему с грузом в момент его повреждения.