СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК B60S1/02 

Изобретение относится к автомобильной промышленности, в частности к устройствам для очистки обзорных окон, а также для предотвращения ослепления водителей высокоинтенсивными точечными (локализованными в пространстве) источниками света, например фарами встречных транспортных средств.

Актуальность данного технического решения обусловлена тем, что почти 15% всех дорожно-транспортных происшествий происходит из-за ослепления водителя фарами встречных (и даже попутных - через зеркала заднего вида) транспортных средств.

В последнее время для ослабления высокоинтенсивного света используют фотохромные стекла, обладающие эффектом саморегулируемого пропускания света, т. е. реверсивного уменьшения пропускания с ростом интенсивности падающего на них света (Мельников Н.Ф. Светотехнические материалы. М.: Высшая школа, 1976, с.107, 108). Здесь имеет место тот недостаток, что свет интенсивного (яркого) точечного источника падает на всю площадь стекла и потому снижает пропускание по всей площади. Это ухудшает видимость окружающей обстановки вне угловых размеров слепящего источника.

Для предотвращения ослепления широко используются поворачиваемые вручную непрозрачные противосолнечные козырьки (Вершигора В.А. и др. Автомобили ВАЗ. М. : Транспорт, 1975, с.295). Они малоудобны в эксплуатации, и, главное, исключают из обзора значительное пространство, что чревато столкновениями.

Прототипом выбран стеклоочиститель ветрового стекла автомобиля, содержащий моторедуктор (электродвигатель с редуктором) постоянного направления вращения, через систему приводных рычагов качающий влево-вправо поджатые к ветровому стеклу рычаги, на концах которых установлены щетки-очистители, сгоняющие грязь на периферию стекла. Моторедуктор запитывается от бортсети через переключатель, задающий один из следующих режимов работы: быстро, медленно, прерывисто. Прерывистость достигается за счет запитки через биметаллические термореле. Стеклоочиститель оснащен устройством автоматического возврата щеток в исходное положение при выключении стеклоочистителя.

Цель изобретения - придание известному стеклоочистителю способности в перерывах процесса очистки снижать слепящее действие высокоинтенсивных источников света за счет автоматического либо полуавтоматического удержания какой-либо части непрозрачной очищающей щетки и/либо качающего ее рычага на линии глаз - наиболее яркий слепящий источник.

Указанная цель в стеклоочистителе, преимущественно ветрового стекла транспортного средства, содержащем привод перемещения вдоль по очищаемой поверхности стекла рычага и/либо щетки, достигается за счет того, что он снабжен задатчиком положения перемещаемого элемента (т.е. рычага и/либо щетки), связанным с приводом перемещения и выполненным с возможностью взаимодействия с пользователем, в частности с головой либо очками пользователя. В одном из вариантов задатчик положения перемещаемого элемента (т.е. рычага и/либо щетки) образован датчиком положения пользователя, в частности в виде датчика положения (наклона) головы. В варианте автоматической работы задатчик положения перемещаемого элемента (т.е. рычага и/либо щетки) образован пеленгатором наиболее ярких источников ослепления. Этот пеленгатор определяет координаты наиболее ярких (по числу рычагов и/либо щеток) источников света и на основе этих координат в своем вычислителе вырабатывает управляющие команды для привода перемещения, удерживающего рычаг и/либо щетку на линии глаз - источник ослепления. Для удержания перемещаемого элемента (т. е. рычага и/либо щетки) на линии глаз необходимо, чтобы координаты источников ослепления вырабатывались пеленгатором относительно защищаемых от ослепления глаз. Поэтому пеленгатор выполнен с возможностью взаимодействия с объектом (субъектом) защиты от ослепления. В одном из вариантов это достигается тем, что пеленгатор или хотя бы его антенная система (входная оптика, если пеленгатор оптический) снабжены элементами закрепления на голове либо очках пользователя. Вполне допустимое несовпадение антенной системы со зрачком глаза может быть компенсировано (учтено) путем ввода и вычислитель (выходной каскад) пеленгатора соответствующей систематической поправки.

Если же пеленгатор установлен вне головы пользователя (например в кабине либо на капоте автомобиля), то устройство снабжено датчиком расположения (координат) глаз (хотя бы головы) относительно пеленгатора, при этом данный датчик связан с пеленгатором, например с вычислителем, входящим в его состав.

В случае, когда поперечные размеры рычага и/либо щетки недостаточны для экранирования слепящего источника (что может иметь место, например, при близком расположении последнего, а также при защите от ослепления сразу обоих глаз) на рычаге и/либо щетке (по-иному, на манипуляторе) установлен экранирующий (непрозрачный) элемент, при этом рычаг (манипулятор) снабжен приводом изменения длины, подключенным к пеленгатору.

Упомянутый экранирующий элемент может быть выполнен в виде пластинки (пятачка) постоянной площади, но более предпочтительно выполнение с возможностью автоматической коррекции размеров под угловые размеры слепящего источника. Для этого экранирующий элемент изменяемых размеров выполнен в виде надуваемого шарика либо многопелюсткового механизма, использующего принцип работы ирисовых диафрагм в фотоаппаратах.

В этом варианте размерами экранирующего элемента управляет также пеленгатор (преимущественно с электронным сканированием), поскольку он имеет информацию об угловых размерах слепящих источников, например, в виде длительности каждого превышения принимаемым сигналом наперед заданного (либо вычисляемого пеленгатора) порогового уровня, когда должна включиться защита на основе усреднения принимаемого сигнала по всему полю зрения от ослепления. И если экранирующий элемент выполнен в виде надуваемого шарика, то давление в нем поддерживается пропорциональным упомянутой длительности.

На фиг. 1 представлена обобщенная схема работы устройства и работы в процессе предотвращения ослепления от одного высокоинтенсивного источника; на фиг.2 - стеклоочиститель в исходном положении, вид сверху; на фиг.3 - то же, при перемещении стеклоочистителя; на фиг.4 - схема защиты посредством экранирующего элемента изменяемых размеров.

Стеклоочиститель содержит подвижный элемент, образованный установленной перед ветровым стеклом 1 щеткой-экраном 2, связанным рычагом 3 с приводом 4, например качательного ее движения (для определенности это электродвигатель). Режим работы привода (медленная, быстрая либо прерывистая очистка и защита от ослепления) задается с пульта управления (переключателя) 5. Стеклоочиститель содержит задатчик 6 положения щетки 2 и/либо рычага 3, связанный связью 7 (для удобства разъемной) с приводом 4 непосредственно либо через пульт 5 (последнее предпочтительнее). В представленной ситуации щетка 2 защищает от слепящего источника 8 сразу оба глаза 9 и 10, в которые свет от источника 8 может попасть в ограниченных угловых секторах 11 и 12 соответственно. Щетка в процессе движения очищает площадь 13. Задатчик положения 6 может быть образован датчиком, включающим в себя закрепляемую на голове 14 пользователя герметичную изогнутую трубку 15, на концах которой расположены две пары 16 и 17 контактов, коммутируемых замыкателем 18 (в виде шарика или капли проводящей ток жидкости).

Датчик положения головы (глаз) может быть выполнен и по-другому, например, в виде маятникового замыкателя, либо гироскопическим, а также в виде переотражающего зеркала.

В варианте с полностью автоматизированной защитой от ослепления задатчик положения головы (глаз) относительно слепящих источников выполнен в виде пеленгатора наиболее ярких слепящих источников. Их количество, как правило, равно числу экранирующих элементов (щеток и т.п.), имеющих независимый привод. В определенных случаях один элемент может экранировать и более одного источника.

Такой пеленгатор (Козубовский С. Ф. ). Корреляционные экстремальные системы (Киев.:Наукова думка, 1973, с.188, 189; Экспресс-информации ВИНИТИ "Астронавтика и ракетодинамика", 1966, вып.10) обладает не только способностью наводить соответствующие элементы конструкции на светящийся объект, но и выбирать определенное число наиболее ярких объектов (путем автоматической регулировки чувствительности).

Пеленгатор может быть выполнен и в виде фотоприемной матрицы, изображение окружающей обстановки на которую проецируется объективом. Электрические выводы всех ячеек матрицы (у освещенной ячейки снижается сопротивление) подключены к вычислителю, который в соответствии с номером освещенной ячейки выдает управляющий сигнал на привод 4.

На рычаге (манипуляторе) 3 в качестве экранирующего элемента (взамен либо в дополнение к щетке 2) установлен надуваемый шарик 19, связью 20 подключенный к узлу регулирования давления в виде пары цилиндр 21 - поршень 22. Объем полости 23, а следовательно, и размеры шарика 19 изменяются по сигналу с датчика 24 угловых размеров слепящего источника. Если пеленгатор сканирующий, то угловые размеры заложены в длительности видеосигнала от слепящего источника.

В ряде конструкций стеклоочистителей щетки связываются с приводом посредством параллелограммного механизма, обеспечивающего постоянство ориентации щетки в пространстве (например вертикальной) в пределах всего рабочего хода на площади 13. В этом случае схема пеленгатора упрощается, ибо необходима информация лишь об одной координате.

Стеклоочиститель работает следующим образом.

Для перемещения щетки 2 вправо (на линию глаза - источник 8) пользователь наклоном головы вправо замкнул контакты 17 и тем самым подал команду (включил питание) на привод 4. Перемещение щетки может осуществляться непрерывно в течение всего времени замкнутого состояния контактов либо дискретно (для этого привод 4 является приводом шагового перемещения, например пьезоэлектрическим) на заранее заданную величину при каждом замыкании контактов (т.е. толчками, скачками в ритме преднамеренных покачиваний головы за пределы мертвого хода замыкателя 18, предопределенного степенью изгиба трубки 15). При смене направления покачиваний головы меняется и направление перемещения щетки.

Использование: в автомобильной промышленности и иной транспортной технике. Сущность изобретения: стеклоочиститель содержит привод перемещения вдоль очищаемой поверхности ветрового стекла рычага (и/либо щетки), в цепь которого включен задатчик положения перемещаемого элемента (т.е. рычага и/либо щетки), выполненный с возможностью взаимодействия с головой либо очками пользователя для защиты от ослепления последнего. В одном из вариантов задатчик положения выполнен в виде датчика положения головы (глаз), в другом - в виде пеленгатора источников ослепления с преобразователем. Снижение слепящего действия обеспечивается автоматическим либо полуавтоматическим удержанием непрозрачной части рычага и/либо щетки или иного непрозрачного элемента на линии глаз - и наиболее высокоинтенсивный источник света. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЬ преимущественно ветрового стекла транспортного средства, содержащий связанный с приводом перемещения вдоль очищаемой поверхности подвижный объект, образованный рычагом и/или щеткой, отличающийся тем, что он снабжен задатчиком положения подвижного объекта, включенным в цепь привода и смонтированным с возможностью взаимодействия с пользователем. 2. Стеклоочиститель по п.1, отличающийся тем, что задатчик положения образован датчиком положения пользователя. 3. Стеклоочиститель по п.1, отличающийся тем, что задатчик положения образован пеленгатором с преобразователем, включенным в цепь прибора. 4. Стеклоочиститель по п.3, отличающийся тем, что он снабжен связанными с пеленгатором или его антенной системой крепежными элементами для взаимодействия с головой или очками пользователя.