УСТРОЙСТВО АКТИВНОЙ ОБОРОНЫ ЭЛЕКТРОШОКОВОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1995 года по МПК F41B15/04 

Изобретение относится к оборонительному оружию и предназначено для нейтрализации агрессивных действий нападающего.

Известно электронное оглушающее устройство, которое содержит корпус с первым и вторым контактными электродами, расположенными на первом расстоянии один от другого. В верхней части коpпуса расположена полость, часть которой совпадает с пространством между электродами. На противолежащих сторонах полости расположены первый и второй электроды, между которыми имеется разрядный промежуток, меньший указанного первого расстояния. Верхняя часть корпуса закрыта крышкой, предотвращающей возможность доступа в полость пространства между контактными электродами.

В устройстве использованы две пары электродов. При включении устройства происходит пробой между парой электродов, разделенных разрядным промежутком, вызывая оптический и акустический отпугивающий эффект, который к тому же служит индикатором исправной работы устройства. Если расстояние между нападающим и устройством станет меньше разрядного промежутка, то происходит пробой между контактными электродами и нападающим, вызывая электрошок.

К недостатком этого устройства следует отнести то, что малая площадь взаимодействия с нападающим только два контактных электрода в торце устройства; при пробое разрядного промежутка в нем происходит ионизация воздуха, поэтому пробой между контактными электродами и нападающим произойдет только тогда, когда сопротивление между контактными электродами и нападающим станет меньше сопротивления ионизированного воздуха в разрядном промежутке, что снижает эффективность устройства. Кроме того, чтобы не травмировать нападающего и не деформироваться при ударе, контактные электроды имеют форму полусферы, при этом напряженность поля вокруг электродов низка. Это приводит к тому, что дополнительно снижается расстояние между контактными электродами и нападающим (пробивной промежуток), при котором происходит пробой. Если нападающий плотно одет, то разряда, вызывающего электрошок, может не произойти.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является дубинка для самозащиты, которая содержит корпус, ручку, две пары электродов, расположенные снаружи корпуса индикатор и орган управления, состоящий из выключателя и предохранителя в виде сдвигающейся пластины, закрывающей выключатель, и размещенные внутри корпуса электронную схему и батареи питания. Одна пара электродов выступает снаружи в торцовой части корпуса, вторая пара в виде полос из фольги приклеена диаметрально противоположно вдоль верхней трети корпуса, электроды, расположенные на торцовой стороне корпуса, имеют ответвления сквозь боковую поверхность.

Электрический разряд, который возникает между концами ответвлений и боковыми электродами при включении устройства, производит отпугивающий эффект, что дополнительно к индикатору свидетельствует о работе устройства.

Однако устройство имеет следующие недостатки: площадь активного воздействия остается малой, так как боковые металлические полосы защищают лишь от захвата дубинки рукой;
контактные электроды выступают над поверхностью корпуса устройства, поэтому должны быть достаточно прочными и толстыми с большим радиусом кривизны, чтобы не гнуться и не травмировать нападающего;
отпугивающий предварительный разряд, как и у аналога, приводит к уменьшению пробивного промежутка;
малые размеры выключателя затрудняют быстрое включение устройства, так как при этом необходимо взять рукоятку таким образом, чтобы кнопка включения оказалась под большим пальцем руки (в одном из вариантов прототипа необходимо дополнительно сдвинуть закрывающую кнопку пластину), на что требуется определенное время, а в стрессовой ситуации важна каждая доля секунды;
в описанном устройстве не предусмотрена возможность защиты от несанкционированного использования устройства, включая случаи, когда нападающий сумел вырвать дубинку из рук защищающегося и пытается применить ее как орудие нападения.

Задачей изобретения является повышение эффективности и безопасности использования устройства за счет увеличения пробивного промежутка при том же значении напряжения на электродах, увеличения эффективной площади рабочей поверхности, управления рабочим напряжением на электродах, уменьшения времени приведения устройства в рабочее состояние, предохранения от непроизвольного включения и несанкционированного применения.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройство, содержащее корпус, имеющий рабочую и защитную части, рукоятку, электронную схему, имеющую цепь питания, и элементы электропитания, расположенные внутри корпуса, электроды, жестко закрепленные в рабочей части корпуса и электрически соединенные с выходами электронной схемы, орган управления электронной схемой и индикатор работы, включенный в цепь питания электронной схемы, при этом электроды выполнены игольчатыми, не выступающими над поверхностью корпуса и расположенными группами по всей рабочей поверхности с заданными интервалами, введена цепь управления электронной схемой, орган управления состоит из двух противолежащих подпружиненных с разной жесткостью клавиш, механически связанных с электроконтактами, и выключателя-предохранителя, соединенного с петлей для ношения, электроконтакты первой с меньшей жесткостью клавиши включены в цепь питания электронной схемы последовательно с электроконтактами выключателя-предохранителя, а электроконтакты второй с большей жесткостью клавиши включены в цепь управления электронной схемой.

Выключатель-предохранитель содержит втулку, укрепленную в торце рукоятки, подвижный (взрывной) вкладыш, расположенный внутри втулки в одном из двух положений "вкл." или "выкл.", фиксатор, удерживающий вкладыш в заданном положении внутри втулки, которая имеет электроконтакты, выступающая из втулки внешняя часть вкладыша механически связана с петлей для ношения, причем в первом положении "вкл." вкладыш вдвинут во втулку до упора и электроконтакты втулки, включенные в цепь питания электронной схемы, замкнуты, во втором положении "выкл. " вкладыш частично выдвинут из втулки и ее электроконтакты разомкнуты, при извлеченном (вырванном) из втулки вкладыше электроконтакты втулки остаются разомкнутыми.

В устройство введен разъем для подзарядки элементов электропитания, установленный в торцовой части рукоятки и подключенный параллельно элементам электропитания.

Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что в доступных источниках устройств, совпадающих с заявляемым по существенным признакам, не обнаружено.

Введение в устройство игольчатых электродов позволяет получить сконцентрированный заряд на концах электродов, что дает возможность увеличить пробивной промежуток при том же напряжении, что и у прототипа.

Распределение групп игольчатых электродов равномерно по всей рабочей части корпуса позволяет увеличить поверхность активного воздействия. Любой участок рабочей части корпуса устройства, который поднесен к нападающему на расстояние пробивного промежутка, активно воздействует на него.

Игольчатые электроды укреплены в рабочей части корпуса и не выступают над поверхностью, чем исключается нанесение травм нападающему. Расстояние между группами электродов выбирают таким, чтобы не происходило самопроизвольного разряда между соседними группами электродов, уменьшающего величину пробивного промежутка.

Подобное техническое решение не следует явным образом из уровня техники.

Известно, что тяжесть исхода воздействия на человека электрическим током в значительной степени обусловлена состоянием нервной системы в момент воздействия. Неожиданное воздействие воспринимается острее, чем то же воздействие, когда человек подготовлен к нему. Это объясняют наличием фактора внимания.

В изобретении предусмотрена возможность воздействия в двух режимах: на "подготовленного" и "неподготовленного" нападающего.

В первом режиме электронной схемой формируются импульсы с такой амплитудой напряжения, что наблюдается скорее отпугивающий эффект, так как сильного раздражения мышц от воздействия электрического разряда не происходит. Имеет место щадящий режим воздействия на "неподготовленного" нападающего.

Во втором режиме работы электронной схемы амплитуда напряжения на игольчатых электродах увеличивается и вызывает у нападающего сокращение скелетной мускулатуры в области воздействия, ограничивая на некоторое время его активное действие. Второй режим используется тогда, когда на нападающего не возымел действие первый, поэтому повышается безопасность устройства в отношении нападающего, поскольку вводится этап его психологической подготовки.

Управление рабочим напряжением на электродах, уменьшение времени приведения устройства в рабочее состояние, предохранение от непроизвольного включения и несанкционированного применения достигается специальной конструкцией органа управления электронной схемой, состоящего из двух подпружиненных с разной жесткостью клавиш, одна из которых (с меньшей жесткостью) предназначена для включения устройства, а вторая для управления напряжением на электродах, и выключателя предохранителя, механически соединенного с петлей для ношения, позволяющего предохранять устройство от непроизвольного включения, а также обеспечивать защиту от несанкционированного применения.

Использование для управления электронной схемой клавиш, расположенных вдоль всей рукоятки, наиболее удобно с точки зрения эргономики. Для включения устройства достаточно сжать рукоятку в руке, а для увеличения напряжения на электродах увеличить сжатие, чем достигается уменьшение времени приведения устройства в рабочее состояние.

Наличие двух положений вкладыша внутри втулки позволяет использовать выключатель-предохранитель в штатных условиях как предохранитель от непроизвольного включения устройства. Возможность удаления (взрывания) вкладыша из втулки позволяет использовать его для предотвращения несанкционированного применения устройства как в штатной (например, при хранении), так и в нештатной ситуации, например, когда устройство вырывается из рук нападающим. Последнее достигается выравниванием вкладыша выключателя-предохранителя из втулки за петли для ношения, в результате чего нападающий не может привести устройство в рабочее состояние. Вернуть устройство в рабочее состояние можно только вставив вкладыш во втулку в соответствующее положение.

Из уровня техники известно использование разъемных соединений, обеспечивающих электрический контакт, но авторы не встречали применения подобных соединений с целью предотвращения несанкционированного использования, поэтому можно считать, что использование этого признака явным обpазом не следует из уровня техники.

Предложенное устройство является новым, соответствующим изобретательскому уровню. Элементы предложенной совокупности соединены в единую систему: действие одного из них непосредственно влияет на другие, именно такая совокупность отличительных признаков совместно с известными необходима и достаточна для достижения поставленной задачи повышения эффективности и безопасности использования устройства за счет увеличения пробивного промежутка при том же значении напряжения на электродах, увеличения эффективной площади рабочей поверхности, управления рабочим напряжением на электродах, уменьшения времени приведения устройства в рабочее состояние, предохранения от непроизвольного включения и несанкционированного применения.

На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 вариант конкретного выполнения органа управления устройством; на фиг.3 схема электрических соединений устройства.

Устройство активной обороны электрошокового действия содержит корпус, состоящий из рабочей части 1, защитной части 2 и рукоятки 3, игольчатые электроды 4, электронную схему 5 и элементы электропитания 6, расположенные внутри корпуса, индикаторы 7, 8, орган управления, включающий подпружиненные клавиши 9, 10 и выключатель-предохранитель 11 с петлей для ношения 12, электроконтакты 13-17. Игольчатые электроды 4 жестко закреплены группами по всей рабочей части 1 с заданными интервалами и не выступают над поверхностью корпуса, электрически они соединены с выходами электронной схемы 5. Противолежащие клавиши 7, 10 механически связаны с соответствующими электроконтактами 13, 14, при этом электроконтакты 14 подпружиненной клавиши 10 включены в цепь питания электронной схемы 5 последовательно с электроконтактами 15 выключателя-предохранителя 11, соединенного с петлей для ношения 12, электроконтакты 13 подпружиненной клавиши 9 включены в цепь управления электронной схемой 5.

Выключатель-предохранитель содержит втулку 18 и подвижный (взрывной) вкладыш 19, расположенный внутри втулки (показан на фиг.2 в положении "вкл. "), фиксатор, включающий муфты 20, 21, пружину 22 и шарик 23, удерживающий вкладыш в заданном положении внутри втулки. Втулка 18 укреплена в торце рукоятки винтами 24 и имеет электроконтакты 15, 16, 17. Выступающая из втулки внешняя часть вкладыша 19 механически связана с петлей 12 для ношения, причем в первом положении ("вкл."), зафиксированном шариком 23 в верхнем отверстии муфты 21, вкладыш 19 вдвинут во втулку 18 до упора и внутренние электроконтакты 15 выключателя-предохранителя, включенные в цепь питания электронной схемы, замкнуты, а во втором положении ("выкл."), зафиксированном шариком 23 в нижнем отверстии муфты 21, вкладыш 19 частично выдвинут из втулки 18 и электроконтакты 15 разомкнуты. При извлеченном (вырванном) из втулки 18 вкладыше электроконтакты 15 остаются разомкнутыми. В торцовой части втулки 18 установлен разъем 25 для подзарядки элементов электропитания 6.

Работа устройства заключается в следующем.

В исходном положении устройство поставлено на предохранитель, при котором вкладыш 19 выключателя-предохранителя 11 частично выдвинут из втулки 18, и удерживается шариком 23, вдавливаемым в нижнее отверстие муфты 21 пружиной 22. Это соответствует положению "выкл." вкладыша во втулке. Внутренние электроконтакты 15 выключателя-предохранителя 11 в этом положении разомкнуты и предотвращают непроизвольное включение устройства.

Чтобы подготовить устройство к работе, необходимо снять его с предохранителя, для чего вкладыш 19 выключателя-предохранителя 11 вдвигается внутрь втулки 18 до упора, что соответствует положению "вкл." вкладыша во втулке. Перемещение вкладыша во втулке обеспечивается применением муфты 20, выполняющей совместно с муфтой 21 роль подшипника скольжения, и, кроме того, удерживающей шарик 23 во вкладыше. В положении "вкл." шарик 23 фиксатора западает в верхнее отверстие муфты 21, удерживая вкладыш в этом положении. Электроконтакты 15 при этом замыкаются, подготавливая цепь питания электронной схемы 5 к подключению к элементам электропитания 6 через электроконтакты 14 подпружиненной клавиши 10.

Перевод устройства в рабочее состояние производится сжатием рукоятки 3 в руке, в результате которого клавишей 10, расположенной под защитным рукавом 30, поджимается пружина 27 с меньшей жесткостью и замыкаются электроконтакты 14. Электронная схема оказывается подключенной к элементам электропитания и вырабатывает импульсы высокого напряжения пониженной амплитуды, которые поступают на группы игольчатых электродов 4, расположенных в рабочей части корпуса 1 и для безопасности отделенных от рукоятки защитной частью 2. Первый режим работы отображается индикатором 7. Приближение рабочей части корпуса к телу нападающего на расстояние пробивного промежутка сопровождается возникновением электрического разряда и слабо выраженного электрошокового действия.

При увеличении усилия сжатия рукоятки клавиша 9 поджимает пружину 26 с большей жесткостью и замыкает электроконтакты 13 в цепи управления электронной схемой, которая переходит во второй режим работы, отображаемый индикатором 8, характеризующийся повышенной амплитудой импульсов высокого напряжения на электродах 4 и явно выраженным электрошоковым действием.

Изменение выходного напряжения электронной схемы достигается изменением скважности импульсов импульсного преобразователя напряжения, входящего в электронную схему. Изменение скважности может быть осуществлено как изменением опорного напряжения схемы управления преобразователем, формируемого делителем из напряжения питания (этот вариант показан на фиг.4), так и изменением делителя напряжения в цепи обратной связи схемы управления. Схемы импульсных преобразователей напряжения и регулирования их выходного напряжения известны.

Постановка устройства на предохранитель производится вытягиванием вкладыша 19 петлей для ношения 12 до западания шарика 23 в нижнее отверстие муфты 21.

Вырывание вкладыша 19 из втулки 18 в нештатной ситуации приводит к невозможности создания цепи питания электронной схемы, так как электроконтакты 15 остаются разомкнутыми. Кроме того, извлечение вкладыша из втулки в штатных условиях может производиться для предотвращения несанкционированного применения устройства посторонними лицами.

Для подзарядки элементов электропитания 6 снимают колпак 31 и вставляют в разъем 25 разъем зарядного устройства (не показан). При этом образуется электрическая цепь заряда (фиг. 3 и 4) от одного из контактов разъема 25 через внешний электроконтакт 16 втулки 18, верхнюю контактную шайбу 29, элементы электропитания 6, нижнюю контактную шайбу 29 к другому контакту разъема 25.

Для замены элементов электропитания необходимо снять колпак 31, отвернуть винты 24, вынуть втулку 18 выключателя-предохранителя с прикрепленными к ней пружиной 28 и нижней контактной шайбой 29, вынуть элементы электропитания 6 и вставить новые. Рассоединение и восстановление электрических цепей устройства при извлечении втулки 18 и установке ее на место обеспечивается электроконтактами 16 и 17.

Устройство активной обороны электрошокового действия разработано по рекомендации Западно-Сибирского окружного управления материально-технического и военного снабжения и реализовано в виде промышленного изделия "Ель-2".

В настоящее время на изделие составлены и утверждены технические условия (УХЛ1 530К. 430.010), произведена подготовка производства и выпущена установочная партия изделий. Образцы изделий прошли сертификационные испытания и рекомендованы в качестве спецсредства для оснащения подразделений ВВ МВД РФ.

Использование: нейтрализация агрессивных действий нападающего. Сущность изобретения: устройство состоит из корпуса, имеющего рабочую часть 1, защитную часть 2, рукоятку 3. Игольчатые электроды 4, установленные в рабочей части 1 корпуса, не выступают над его поверхностью и распределены группами с заданными интервалами для увеличения поверхности активного воздействия. Устройство содержит электронную схему с цепью управления, элементы электропитания, индикаторы 7 и 8, орган управления, размещенный в рукоятке и включающий в себя две подпружиненные с разной жесткостью клавиши 10 и выключатель-предохранитель 11 с извлекаемым вкладышем, связанным с петлей 12 для ношения. Орган управления позволяет управлять рабочим напряжением на электродах, уменьшает время приведения устройства в рабочее состояние, предохраняет от непроизвольного включения и несанкционированного применения. 2 з. п.ф-лы, 4 ил.

1. УСТРОЙСТВО АКТИВНОЙ ОБОРОНЫ ЭЛЕКТРОШОКОВОГО ДЕЙСТВИЯ, состоящее из корпуса, имеющего рабочую и защитную части, рукоятки с петлей для ношения, электронной схемы, имеющей цепь питания, и элементов электропитания, расположенных внутри корпуса, электродов, жестко закрепленных в рабочей части корпуса и электрически соединенных с выходами электронной схемы, органа управления электронной схемой и индикатора работы, включенного в цепь питания электронной схемы, отличающееся тем, что электроды выполнены игольчатыми, не выступающими над поверхностью корпуса и расположенными группами по всей рабочей поверхности с заданными интервалами, дополнительно введена цепь управления электронной схемой, а орган управления состоит из двух противолежащих подпружиненных с разной жесткостью клавиш, механически связанных с электроконтактами, и выключателя-предохранителя, соединенного с петлей для ношения, при этом электроконтакты первой с меньшей жесткостью клавиши включены в цепь питания электронной схемы последовательно с электроконтактами выключателя-предохранителя, а электроконтакты второй с большей жесткостью клавиши включены в цепь управления электронной схемой. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выключатель-предохранитель содержит закрепленную в торце рукоятки втулку с нормально разомкнутыми контактами, включенными в цепь питания электронной схемы, подвижный вкладыш, расположенный внутри втулки и взаимодействующий с ее контактами, фиксатор, удерживающий вкладыш в заданном положении внутри втулки, выступающая из втулки внешняя часть вкладыша механически связана с петлей для ношения. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введен разъем для подзарядки элементов электропитания, установленный в торцевой части рукоятки и подключенный параллельно элементам электропитания.