СИСТЕМА ВИБРОИЗОЛЯЦИИ СИДЕНИЙ В ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ ДОСТАВКИ МОБИЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ИНФОРМИРОВАНИЯ И ОПОВЕЩЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ В ТРУДНОДОСТУПНЫХ МЕСТНОСТЯХ
VIBRATION ISOLATION SYSTEM OF SEATS IN VEHICLE OF MOBILE COMPLEX DELIVERY OF INFORMATION AND NOTIFICATION TO REMOTE AREAS POPULATION

Изобретение относится к области информационных технологий для оповещения населения о чрезвычайных ситуациях (ЧС) в труднодоступных местностях.
Известно применение сетчатых упругих элементов для виброизоляции технологического оборудования в текстильной промышленности [1, 2, 3, 4]. Расчеты показывают высокую эффективность сетчатых упругих элементов при их относительно небольших габаритах, при этом испытания в реальных фабричных условиях подтверждают их эффективность при высокой надежности и простоте обслуживания.
Известны виброизоляторы сетчатые маятникового типа [5, 6], содержащие корпус, упругий элемент, маятниковый подвес, на основании установлены две коаксиально расположенные втулки, между которыми находится упругий сетчатый элемент втулочного типа, причем внешняя втулка по высоте больше внутренней на толщину нажимной шайбы, на которую опирается гайка маятникового подвеса.
Недостатком такого типа виброизоляторов с маятниковым подвесом является их большой габарит по высоте, так как они относятся к категории подвесных виброизолирующих систем, где габаритные размеры по высоте не ограничены, а для опорных систем виброзащиты требуются сравнительно небольшие габариты по высоте.
Известен виброизолятор шайбовый сетчатый [7], содержащий основание, упругие элементы, защитные втулки и нажимные шайбы, в отверстии основания размещен внутренний упругий сетчатый элемент, внутренняя поверхность которого контактирует с ограничительной втулкой, охватывающей цилиндрическую поверхность крепежного элемента, а с внутренним упругим сетчатым элементом взаимодействуют внешние упругие сетчатые элементы, поджимаемые к внутреннему элементу с помощью нажимных шайб, причем отношение наружного диаметра D внешнего упругого сетчатого элемента к его внутреннему диаметру d находится в оптимальном интервале величин D/d=3,0…3,6.
Недостатком этого виброизолятора является его сравнительно высокая жесткость, что при пространственном нагружении является причиной невысокой эффективности.
Известны сетчатые виброизоляторы [8, 9, 10], содержащие соответственно три, пять и шесть параллельно установленных сетчатых упругих элемента, расположенных между верхней крышкой и основанием, причем каждый из упругих элементов выполнен в виде параллельно установленных пружинного элемента, соединенного с верхней и нижней нажимными шайбами, и упругого элемента в виде соосно расположенной втулки из объемного сетчатого переплетения, размещенного внутри пружинного элемента между нажимными шайбами, причем крепление упругих элементов к крышке и основанию осуществляется посредством соосно расположенных винтов к верхней и нижней нажимным шайбам, а для крепления основания к платформе предусмотрены установочные отверстия, а на крышке закреплен пластмассовый кожух.
Недостатком известных виброизоляторов является их сравнительно невысокая способность демпфировать резонансные колебания.
Известен мобильный комплекс для информирования и оповещения населения в труднодоступных местностях по патенту РФ №126870, G09F 19/00, опубл. 10.04.2013 г., состоящий из транспортного средства и полноцветного светодиодного экрана, причем в качестве транспортного средства используется судно на воздушной подушке со встроенным в него видеоэкраном и звуковыми устройствами, являющимися носителями информации, устройством управления, устройством защиты экрана, системой электропитания, источниками видео- и звуковой информации, а также дополнительно снабжен системой контроля и управления работой видеоэкрана через блок управления, компьютер и скоростной цифровой канал и содержит дополнительный компьютер для подготовки информационных роликов, цифровой, звуковой, текстовой и видеоинформации, а в качестве транспортного средства используется судно на воздушной подушке в пассажирском исполнении с системой виброизоляции, состоящей из, по крайней мере, трех виброизоляторов, закрепленных соответственно на каркасе сиденья (на чертеже не показано) и основании надстроечного корпуса судна.
Недостатком прототипа являются сравнительно невысокие показатели комфортности команды мобильного комплекса ввиду повышенной вибрации на рабочих местах, влияющие на эффективность оповещения населения.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сетчатый виброизолятор по патенту РФ №2285839 [11] (прототип), содержащий корпус, упругие элементы, нажимные шайбы, упругие элементы выполнены из параллельно установленных пружинного элемента, соединенного с верхней и нижней нажимными шайбами, и упругого элемента из объемного сетчатого переплетения, размещенного внутри пружинного элемента между нажимными шайбами и выполненного в виде соосно расположенной втулки, причем отношение наружного диаметра D упругого сетчатого элемента к его высоте h находится в оптимальном интервале величин D/h=0,73…1,05.
Недостатком этого устройства является недостаточная эффективность на резонансе из-за сравнительно невысокой степени демпфирования колебаний.
Технически достижимый результат - повышение эффективности и комфортабельности судна для оповещения населения о чрезвычайных ситуациях в труднодоступных местностях путем повышения эффективности виброизоляции в резонансном режиме.
3
Это достигается за счет того, что в системе виброизоляции сидений в транспортном средстве доставки мобильного комплекса для информирования и оповещения населения в труднодоступных местностях, состоящего из транспортного средства и полноцветного светодиодного экрана, в качестве транспортного средства используется судно на воздушной подушке со встроенным в него видеоэкраном, видеоэкран выполнен типа AC 012SM.24, который изготовлен по светодиодной технологии и снабжен устройством защиты в виде автоматически опускающегося или поднимающегося герметичного чехла или в виде опускающейся шторы со своим электроприводом и звуковыми устройствами, являющимися носителями информации, устройством управления, устройством защиты экрана, системой электропитания, источниками видео и звуковой информации, а также с системой контроля и управления работой видеоэкрана через блок управления, устройство управления видеоэкраном содержит блок управления и соединенный с ним персональный компьютер через скоростной цифровой канал, что позволяет проводить предварительную подготовку информационных роликов, текстовой и другой информации, поступающей от периферийных источников непосредственно с места оператора комплекса, при этом компьютеры, объединенные в общую сеть, имеют возможность подключения к внешней информационной сети с использованием технологий Wi-Fi, WiMAX, GPRS, 3G или через спутниковое подключение, а также компьютер и скоростной цифровой канал посредством дополнительного компьютера для подготовки информационных роликов, цифровой, звуковой, текстовой и видеоинформации, причем носитель информации выполнен в виде видеоэкрана, который размещен на судне на воздушной подушке посредством крепления его нижней частью к нижнему брусу, закрепленному на скеговой платформе судна, и верхнему брусу, закрепленному на крыше транспортного отсека судна с противоположной видеоэкрану стороны посредством стяжек регулируемой длины, один конец которых соединен с видеоэкраном, а другой - с верхним брусом, а сиденья выполнены в пассажирском исполнении с системой виброизоляции, состоящей из по крайней мере трех виброизоляторов, закрепленных соответственно на каркасе сиденья (на чертеже не показано) и основании надстроечного корпуса судна, при этом каждый из виброизоляторов системы виброизоляции сиденья судна в пассажирском исполнении выполнен в виде шайбового сетчатого виброизолятора, который содержит основание, упругий сетчатый элемент и шайбы, взаимодействующие со втулками, при этом основание выполнено в виде пластины с крепежными отверстиями, сетчатый упругий элемент своей нижней частью опирается на основание и фиксируется нижней шайбой, жестко соединенной с основанием, а верхней частью фиксируется верхней нажимной шайбой, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом, охватываемым соосно расположенным кольцом, жестко соединенным с основанием, а плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин: 1,2 ÷ 2,0 г/см, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 ÷ 0,15 мм, при этом плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента, а упругий сетчатый элемент выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.
На фиг.1 приведен общий вид системы виброизоляции сидений в транспортном средстве доставки мобильного комплекса для информирования и оповещения населения в труднодоступных местностях, на фиг.2 представлена схема взаимодействия элементов комплекса, на фиг.3 представлен общий вид виброизолятора шайбового сетчатого системы виброизоляции сиденья, на фиг.4 - его фронтальный разрез.
Представлена система виброизоляции сидений в транспортном средстве доставки мобильного комплекса для информирования и оповещения населения в труднодоступных местностях, в качестве которого используется судно на воздушной подушке со встроенным в него видеоэкраном и звуковыми устройствами (на чертеже не показано), являющимися носителями информации, устройством управления, устройством защиты экрана, системой электропитания, источниками видео и звуковой информации. Мобильный комплекс снабжен системой контроля и управления работой видеоэкрана через блок управления, компьютер и скоростной цифровой канал и содержит дополнительный компьютер для подготовки информационных роликов, цифровой, звуковой, текстовой и видеоинформации.
Судно на воздушной подушке содержит скеговую платформу 1 (фиг.1) на воздушной подушке, на которой в стационарном исполнении смонтированы носовая часть надстроечного корпуса в виде кабины управления 2, оснащенной средствами защиты от шума (на чертеже не показано), и кормовая часть надстроечного корпуса в виде машинного отделения 3, переходящего в нагнетательно-движительную секцию 4 с задним комплексом 5 горизонтальных и вертикальных поворотных рулей, между которыми предусмотрен корпусной проем, являющийся конструктивной основой транспортного отсека 6 для перевозки грузов пострадавшим в ЧС с возможностью его заполнения съемными корпусными элементами и транспортным оборудованием, оперативно прикрепляемыми к указанным стенкам и палубе скеговой платформы 1 с помощью средств фиксации (на чертеже не показано). В пассажирском исполнении судна (фиг.1) транспортный отсек 6 снабжен устанавливаемыми для эксплуатации в различных сочетаниях отдельными съемными крышей 10 с люком 11 и боковыми стенками 12 с дверьми 13 и окнами 14, а также набором транспортного оборудования с сиденьями и другим соответствующим транспортным оборудованием - откидными столиками, кроватями (на чертеже не показано).
Сиденья в пассажирском исполнении судна выполнены с системой виброизоляции, состоящей из по крайней мере трех виброизоляторов, закрепленных соответственно на каркасе сиденья (на чертеже не показано) и основании надстроечного корпуса судна на воздушной подушке. Каждый из виброизоляторов системы виброизоляции пассажирского сиденья выполнен шайбовым сетчатым и содержит основание 21 в виде пластины с крепежными отверстиями 22, сетчатый упругий элемент 27, нижней частью опирающийся на основание 21 и фиксируемый нижней шайбой 26, жестко соединенной с основанием, а верхней частью фиксируемый верхней нажимной шайбой 25, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом 24, охватываемым соосно расположенным кольцом 23, жестко соединенным с основанием 21.
3
Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин: 1,2 … 2,0 г/см, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 … 0,15 мм.
Плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента.
Упругий сетчатый элемент 27 может быть выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.
Возможен вариант, когда внутри центрально расположенных и осесимметричных колец 24 и 23, закрепленных соответственно на верхней нажимной шайбе 25 и нижней шайбе 26, жестко соединенной с основанием 21 таким образом, что нижнее кольцо 23 охватывает верхнее кольцо 24, дополнительно расположен демпфирующий элемент в виде винтовой цилиндрической пружины, витки которой покрыты слоем вибродемпфирующего материала, например полиуретана (на чертеже не показано).
При колебаниях виброизолируемого объекта (на чертеже не показан), расположенного на верхней нажимной шайбе 25, упругий сетчатый элемент 27 воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.
В комбинированном исполнении (на чертеже не показано), в частности, для водной эвакуации при проведении спасательных работ или оказания скорой медицинской помощи, транспортный отсек 6 может быть снабжен съемными крышей, боковой стенкой и боковым тентом с окном со стороны погрузки, а также набором транспортного оборудования для размещения спасательного и/или медицинского персонала - сиденьями и пострадавших или больных и соответствующего спецоборудования - носилками, фиксируемыми к палубе скеговой платформы 1, и другими средствами оказания скорой медицинской помощи.
Носитель информации 9, выполненный в виде видеоэкрана, размещен на судне на воздушной подушке посредством крепления его нижней частью к нижнему брусу 7, закрепленному на скеговой платформе 1 и верхнему брусу 8, закрепленному на крыше транспортного отсека 6 с противоположной видеоэкрану 9 стороны посредством стяжек 15 и 16 регулируемой длины, один конец которых соединен с видеоэкраном, а другой - с верхним брусом 8.
Носитель информации доставляется в места массового скопления людей. В качестве носителя информации используется полноцветный видеоэкран 9 (типа AC 012SM.24), изготовленный по светодиодной технологии и снабженный устройством защиты в виде автоматически опускающегося или поднимающегося герметичного чехла (на чертеже не показано). Устройство защиты экрана позволяет осуществить защиту светодиодного экрана от воздействия внешних источников загрязнений, возникающих как при транспортировке, так и при хранении. Устройство защиты экрана конструктивно может быть выполнено в виде опускающейся шторы со своим электроприводом (на чертеже не показано).
Устройство управления 17 (фиг.2) предназначено для управления работой видеоэкрана 9 через блок управления 18 и соединенный с ним персональный компьютер 19 через скоростной цифровой канал. Установка дополнительного компьютера позволяет проводить предварительную подготовку информационных роликов, текстовой и другой информации, поступающей от периферийных источников 20 непосредственно с места оператора комплекса.
Компьютеры, объединенные в общую сеть, имеют возможность подключения к внешней информационной сети с использованием технологий Wi-Fi, WiMAX, GPRS, 3G или через спутниковое подключение.
Видеоэкран 9 обеспечивает вывод видео- и алфавитно-цифровой информации. Представляет собой высокотехнологичную конструкцию, составленную из отдельных экранных модулей, выполненных в пыле- и влагозащищенном варианте (на чертеже не показано).
Система виброизоляции сидений в транспортном средстве доставки мобильного комплекса для информирования и оповещения населения в труднодоступных местностях работает следующим образом.
Транспортное средство, выполненное в виде судна на воздушной подушке, служит также для размещения персонала, осуществляющего управление комплексом, и обеспечения комплекса электропитанием. При этом судно готовится к заданному транспортному режиму эксплуатации путем оперативной сборки транспортного отсека 6 с помощью прилагаемых в составе принадлежностей судна, приведенных в примерах выполнения судна, наборов одинаковых съемных конструктивных элементов (крыши и боковых стенок) и различного транспортного оборудования для размещения пассажиров, персонала и закрепления груза или специальных средств в зависимости от транспортной задачи.
Носитель информации 9, размещенный на транспортном средстве, доставляется в места массового скопления людей. В качестве носителя информации используется полноцветный видеоэкран (типа AC 012SM.24), изготовленный по светодиодной технологии и снабженный устройством защиты. За счет использования мобильного носителя информации, позволяющего одновременно передавать звуковую и видеоинформацию, расширяются возможности по информированию и оповещению населения. Передача информации через экран и громкоговоритель может осуществляться как на остановках, так и во время движения транспортного средства.
Выбор места передачи информации и расстояния до объектов получения информации осуществляется в зависимости от местных условий и наличия скоплений людей. Передача информации при движении транспортного средства осуществляется непрерывно, независимо от местных и климатических условий. Диапазон считывания видеоинформации зависит от характеристик экрана и составляет от 6 до 100 м (12-300 м).
Диапазоны восприятия звуковой информации и сирен зависят от мощности громкоговорящих устройств и составляют:
для речевой информации - до 60 м;
для сирен - до 300 м.
Изменение диапазона восприятия видео и звуковой информации зависит от климатических и местных условий, а также времени суток.
Передача информации на видеоэкран (управление видеоэкраном) и звуковые устройства осуществляется оператором из помещения судна, в котором устанавливаются источники входных сигналов, устройства управления, преобразования и передачи данных.
Используемый светодиодный (LED-Light Emission Diode (англ.) - светоизлучающий диод, по-русски сокращенно СИД) экран позволяет выводить телевизионное изображение, компьютерную графику, анимацию, фотографии и др. При это источником видеосигнала может служить практически любое видеоустройство - видео- или ТВ-камера, видеомагнитофон, компьютер, DVD-плеер, обычная или спутниковая ТВ антенна с тюнером.
Устройство управления 17 предназначено для управления работой видеоэкрана 9 через блок управления 18 и соединенный с ним персональный компьютер 19 через скоростной цифровой канал. Компьютер предназначен непосредственно для управления табло, задания режимов работы, составления режиссуры. Установка дополнительного компьютера позволяет проводить предварительную подготовку информационных роликов, текстовой и другой информации, поступающей от периферийных источников 20 непосредственно с места оператора комплекса. Компьютеры, объединенные в общую сеть, имеют возможность подключения к внешней информационной сети с использованием технологий Wi-Fi, WiMAX, GPRS, 3G или через спутниковое подключение.
Данное устройство представления визуальной и звуковой информации не вызывает утомляемости глаз и слуха, способствует качественному приему передаваемой информации и применим для всех возрастных категорий населения. Не требует развертывания и подготовки дополнительных устройств отображения и передачи информации ввиду размещения всего комплекса на одном транспортном средстве. Устройство информирования и оповещения позволяет оперативно проводить оповещение населения в местах массового пребывания людей в различных кризисных ситуациях; в ходе возникновения угроз военного, техногенного и природного характера; проводить информирование населения в вопросах гражданской обороны и защиты от чрезвычайных ситуаций различного характера, а также осуществлять доведение различной видео- и алфавитно-цифровой информации высокой яркости, что обеспечивает его эффективное использование в любое время суток.
В настоящее время изготовлен опытный экземпляр комплекса, на котором подтверждены все заявленные характеристики.
Источники информации
1. Кочетов О.С., Сажин Б.С. Снижение шума и вибраций в производстве: теория, расчет, технические решения. М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2001. - 319 с.: с.286, рис.П.Y.8 (и).
2. Кочетов О.С. Текстильная виброакустика. Учебное пособие для вузов. М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, группа «Совьяж Бево» 2003. - 191 с.: с.60, рис.3.2.
3. Сажин Б.С., Кочетов О.С., Синев А.В., Ходакова Т.Д. Расчет на ПЭВМ систем виброизоляции оборудования, установленного на нежестком основании // Безопасность жизнедеятельности. - 2002, №12, с.22-28.
4. Кочетов О.С.Расчет пространственной системы виброзащиты. Журнал «Безопасность труда в промышленности», №8, 2009, с.32-37.
5. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д. Виброизолятор сетчатый маятникового типа // Патент на изобретение №2285841. Опубликовано 20.10.06. Бюллетень изобретений №29.
6. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Кочетов С.С., Кочетов Сергей Сергеевич. Виброизолятор сетчатый маятниковый // Патент на изобретение №2285842. Опубликовано 20.10.06. Бюллетень изобретений №29.
7. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Шестернинов А.В., Стареев М.Е. Виброизолятор шайбовый сетчатый // Патент на изобретение №2288388. Опубликовано 27.11.06. Бюллетень изобретений №33.
8. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Стареев М.Е., Львов Г.В., Львова Н.А., Львова Ю.Г., Куличенко А.В., Кочетов С.С., Кочетов Сергей Сергеевич. Виброизолятор // Патент на изобретение №2285840. Опубликовано 20.10.06. Бюллетень изобретений №29.
9. Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Кочетов С.С., Кочетов Сергей Сергеевич. Виброизолятор Кочетовых // Патент на изобретение №2288385. Опубликовано 27.11.06. Бюллетень изобретений №33.
10.Кочетов О.С., Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Кочетов С.С., Кочетов Сергей Сергеевич. Виброизолятор Кочетова // Патент на изобретение №2288386. Опубликовано 27.11.06. Бюллетень изобретений №33.
11. Кочетов О.С, Кочетова М.О., Ходакова Т.Д., Стареев М.Е., Львов Г.В., Львова Н.А., Львова Ю.Г., Куличенко А.В., Кочетов С.С., Кочетов Сергей Сергеевич. Виброизолятор пружинный сетчатый // Патент на изобретение №2285839. Опубликовано 20.10.06. Бюллетень изобретений №29.