ЭЛЕМЕНТ ИНДИКАЦИИ ДЛЯ МОЗАИЧНЫХ ТАБЛО Российский патент 1997 года по МПК G09F9/37 

Изобретение относится к области цифровой техники и предназначено для дистанционного вывода алфавитно-цифровой и графической информации на экраны в системах массового обслуживания.

Известен индикатор [1] содержащий электромагнит, сердечник которого связан магнитным полем с полюсами постоянных магнитов, выполненных в форме параллелепипедов.

Также известен элемент индикации для мозаичных табло (далее по тексту элемент) [2] (авторами он взят за прототип), содержащий в качестве запоминающего и индикаторного двухстабильного элемента постоянные магниты с контрастно окрашенными сторонами.

Недостатками известных технических решений является сложность конструкции, высокая энергоемкость.

Техническим решением задачи является снижение энергоемкости, упрощение конструкции, повышение надежности.

Задача решается тем, что заявляемый элемент, является двухстабильным запоминающим и индикаторным элементом с контрастно окрашенными сторонами, состоящим из рамки магнитопровода, в которой расположены два взаимно ориентирующихся постоянных магнита, закрепленных в осях. Для перевода элемента в противоположное состояние может использоваться внешнее магнитное поле внешнего возбуждающего устройства, имеющего возможность поочередного переключающего воздействия на элементы индикации, например электромагнит "П" - образной формы.

Новизна предлагаемого технического решения обусловлена тем, что мозаичное табло, составленное из элементов индикации, каждый из которых представляет собой запоминающую магнитную систему с двумя устойчивыми состояниями, состоящую из рамки магнитопровода и двух магнитов с контрастно окрашенными сторонами, закрепленных в осях, позволяет повысить надежность, упростить конструкцию и снизить энергоемкость.

По данным патентной и научно-технической литературы заявляемая совокупность признаков не обнаружена, что позволяет судить об изобретательском уровне заявляемого предложения.

Промышленная применимость усматривается в том, что заявляемый элемент индикации может быть использован в устройствах отображения цифровой информации.

На фиг. 1 изображено табло плоской прямоугольной формы; на фиг. 2 - элемент (для мозаичного табло любой формы); на фиг. 3 то же в аксонометрическом представлении; на фиг. 4 вариант исполнения табло цилиндрической формы; на фиг. 5-9 пофазный поворот магнитов элемента; на фиг. 10-15 пофазный переворот магнитов элемента.

Элемент индикации для мозаичных табло состоит из рамки магнитопровода 1 (см. фиг. 1), в которой расположены два взаимно ориентирующихся постоянных магнита 2, закрепленных на осях 3 в рамке магнитопровода 1.

Для перевода элемента в противоположное применяется внешнее возбуждающее устройство 4 с дискретно управляемым воздействием на элементы индикации, например электромагнитами "П" образной формы, которые могли быть установлены на подвижной каретке 5 для табло 6 в виде плоского прямоугольника. В этом случае, для получения эффекта записи новой информации, возбуждающее устройство 4 электромагнит (или группа электромагнитов) необходимо перемещать вдоль элементов с одновременным (синхронным) изменением величины и направления тока в нем (в них).

Для получения эффекта "бегущей строки", возбуждающее устройство закрепляется стационарно, а элементы размещаются на цилиндрической поверхности 7 (фиг.4) с принудительным вращением.

Элемент индикации работает следующим образом.

На прилагаемых к данному описанию чертежах, полюса всех магнитов показаны условно. Описание функционирования не зависит от абсолютной полярности полюсов и симметричные варианты расположения магнитов не рассматриваются, как тривиальные. Магнитопровод не показывается и в описании функционирования одиночного элемента не фигурирует, как магнитное тело, не вносящее принципиального изменения в процесс взаимодействия магнитов.

Если через катушку электромагнита (далее по тексту ЭМ) пропустить ток, то результатом взаимодействия полей 2-х магнитов элемента и ЭМ будет поворот подвижных магнитов элемента. При этом, в зависимости от направления тока, возможны два варианта поворота (эти процессы не симметричны).

Вариант 1.

На фиг. 5-9 по фазам рассмотрено взаимодействие по первому варианту. На фиг. 5 и 6 показано состояние системы в отсутствии внешнего поля тока нет. Магниты элемента ориентированы противоположными полюсами друг к другу за счет действия сил F1 и F2. Это состояние устойчиво и является исходным.

После подачи тока, во взаимодействии участвуют три магнитных тела. Возникают моменты сил F3 и F4, действующие на магниты элемента фиг.6. Под воздействием этих сил (моментов), магниты элемента разворачиваются на некоторый угол в противоположные стороны и устанавливаются в положение как показано на фиг. 7. Моменты отклоняющих сил F3 и F4 и возвращающих сил F1 и F2 уравновешены.

Угол равновесия зависит от величины тока, формы и размеров магнитов, материала магнитопровода, расстояния между магнитами элемента и ЭМ и автоматически устанавливается таким. В любом случае угол поворота <90^o, так как напряженность поля ЭМ не бесконечна и сердечник ЭМ не короче расстояния между осями магнитов элемента. На практике этот угол <30^o.

После снятия тока, взаимодействуют только магниты элемента фиг.8. Силами взаимодействия F1 и F2 магниты возвращаются в исходное состояние обратным поворотом фиг.9.

Таким образом, при пропускании тока через ЭМ по варианту 1 происходит только отклонение (возмущение) на некоторый угол (<90^o) магнитов элемента.

Перехода элемента в противоположное состояние не происходит.

Вариант 2.

Исходное состояние как и в варианте 1 фиг.10 на магниты элемента действуют моменты сил взаимодействия F1 и F2.

После подачи тока фиг.11 возникают моменты сил F3 и F4, действующие на магниты элемента со стороны ЭМ. Под воздействием этих моментов, магниты элемента разворачиваются в противоположные стороны на угол, значительно превышающий 90^o и устанавливаются в равновесное состояние, аналогичное в варианте 1. При этом, после поворота на первые 90^o во взаимодействие включаются бывшие тыльные полюса. На фиг.12-15 показаны отдельные фазы поворота. По мере поворота магнитов линии укорачиваются зазоры уменьшаются - магнитопоток увеличивается.

После снятия тока взаимодействуют только два магнита элемента силами F1 и F2. Магниты, за счет сил взаимодействия, поворачиваются в том же направлении (на оставшийся угол <90^o) и занимают новое устойчивое состояние противоположное исходному.

Произошел переход элемента в противоположное состояние.

Поскольку описание процессов не зависит от абсолютной полярности магнитов, легко заметить, что переход элемента в противоположное состояние всегда происходит только по указанному направлению вращения его магнитов.

Изобретение относится к цифровой технике. Его использование при построении экранов в системах массового обслуживания позволяет снизить энергоемкость, упростить конструкцию и повысить надежность. Элемент индикации для мозаичных табло содержит два постоянных магнита 2, у каждого из которых имеется пара противоположных сторон разных цветов; технический результат достигается благодаря тому, что магниты 2 установлены в рамочном магнитопроводе 1 на параллельных осях 3 вращения, которым параллельны разноцветные стороны каждого магнита 2, не совпадающие с его полюсами. При этом магниты 2 установлены с возможностью их одновременного переворота в противоположное направление под действием магнитного поля от внешнего возбуждающего устройства. 2 с.п. ф-лы, 15 ил.

1. Элемент индикации для мозаичных табло, содержащий два постоянных магнита, каждый с парой противоположных сторон разных цветов, отличающийся тем, что постоянные магниты установлены в рамочном магнитопроводе на параллельных осях вращения, которым параллельны разноцветные стороны каждого постоянного магнита, не совпадающие с полюсами этого постоянного магнита, при этом постоянные магниты установлены с возможностью их одновременного переворота в противоположное направление под действием магнитного поля, создаваемого внешним возбуждающим устройством. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что внешнее возбуждающее устройство выполнено в виде П-образного электромагнита, расстояние между центрами полюсов которого близко к расстоянию между осями вращения постоянных магнитов.