ОПТИЧЕСКИЙ ИЗВЕЩАТЕЛЬ Российский патент 2005 года по МПК A43B23/00 F21V21/00 H04R17/00 

Предлагаемое изобретение относится к преобразователям механических воздействий в оптические сигналы и может найти применение в системах извещения, контроля и предупреждения, а, в частности, в детской и подростковой обуви для предупреждения окружающих о поведении детей в условиях низкой освещенности для снижения вероятности детского травматизма.

Известно устройство для визуализации перемещения детей и подростков, содержащее элемент электропитания постоянного тока (гальванический элемент), ключ и источник света (лампу накаливания), вмонтированные в обувь. (Выделенное курсивом - признаки, общие с предметом изобретения).

Существенные недостатки известного устройства - ограниченный срок службы и, как следствие, низкая надежность в работе.

Известно “Устройство для предотвращения столкновения автомобиля” (см. Патент RU 2050561, G 01 S 17/93, БИ 35, 1995 г.), содержащее источник света, оптико-электронный преобразователь, включающий оптический фокусирующий элемент, n преобразовательных элементов и бленду, коммутатор-определитель координат, выход которого через блок определения опасного расстояния до объекта соединен с входом генератора сигнала тревоги, оптический фильтр, подавляющий диапазон с длиной волн менее 3 мкм, теплоизоляцию, закрывающую оптико-электронный преобразователь со всех направлений кроме направления приема, n добавочных резисторов, соединенных соответственно с n чувствительными элементами, одни выводы которых параллельно подсоединены к одному выходу источника питания, к другому выходу которого подключены выводы добавочных резисторов, и (n-1) дифференциальных усилителей, первый вход первого и второй вход (n-1)-го из которых соединены соответственно с большими точками первых и n-х чувствительных элементов и добавочных резисторов, вторые входы нечетных дифференциальных усилителей кроме (n-1)-го и первые входы четных попарно соединены соответственно с общими точками одноименных четных чувствительных элементов и добавочных резисторов, вторые входы четных и первые входы нечетных дифференциальных усилителей кроме первого попарно подключены к общим точкам соединения одноименных чувствительных элементов и добавочных резисторов, выходы дифференциальных усилителей соединены с соответствующими входами коммутатора-определителя координат, при этом один из чувствительных элементов расположен в фокусе оптического фокусирующего элемента, а остальные расположены один над другим выше фокуса. (Выделенное курсивом - признаки, общие с предметом изобретения).

Существенные недостатки известного устройства - значительные аппаратурная избыточность, габаритно-весовые характеристики и энергоемкость и, как следствие, низкая надежность в работе.

Известен, как наиболее близкий к предмету изобретения, “Пьезоэлектрический преобразователь и звуковой извещатель на основе пьезоэлектрического преобразователя” (см. Свидетельство на полезную модель RU 26717, МПК H 04 R 17/10, G 10 K 9/13, БИ 34, 2002 г.), содержащий собранные в пакет излучающую накладку и пьезоэлемент, электроды, соединенные с электрическими проводами высокого напряжения, излучающая накладка выполнена в виде круглой мембраны, пьезоэлемент выполнен в виде пластины круглой формы, при этом пьезоэлемент и излучающая накладка закреплены соосно на плоскости мембраны, пьезоэлемент заключен в корпус со звуковой камерой, а электрические провода соединения с пьезоэлементом и излучающей накладкой подсоединены непосредственно к источнику высокого напряжения. (Выделенное курсивом - признаки, общие с предметом изобретения).

Недостатки известного извещателя - ограниченные функциональные возможности в условиях зашумленности окружающей среды, недостаточная информативность о месте нахождения извещателя, особенно в условиях недостаточной освещенности.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей путем информирования неопределенного круга лиц о месте пребывания и динамике перемещения извещателя в условиях недостаточной освещенности.

Технический результат достигается тем, что в качестве излучающего элемента использован источник света, а в качестве преобразователя - пьезоэлемент, выполненный в виде пластины произвольной формы и гальванически соединенный через электроды и резистор проводами высокого напряжения с источником света.

Схема электрическая принципиальная оптического извещателя приведена на фиг.1, а его возможное конструктивное исполнение на фиг.2.

Оптический извещатель содержит (см. фиг.1) пьезоэлемент(ы) 1 (для повышения мощности импульса электрического тока допустимо использование либо пьезоэлемента большей площади, либо пакета параллельно соединенных пьезоэлементов), резистор 2 и источник света 3, соединенные последовательно электрическими проводами. В качестве источника света допустимо использование светодиода, газоразрядного излучателя света, например неоновой лампы, и пр.

Конструктивно оптический извещатель как пример реализации включает (см. фиг.2) пьезоэлемент(ы) 1, выполненный(е) в виде пластины, резистор 2 (например, МЛТ-0,1 сопротивлением 100-1000 кОм), источник света 3, например неновую лампу типа ТН-01, первый механический элемент 4, выполненный из токопроводящего материала и достаточной жесткости на изгиб, шарнир 5, размещенный на одном конце механического элемента 4, второй механический элемент 6, выполненный из токопроводящего и достаточно жесткого на изгиб материала, соединенный механически и гальванически (электрически) шарниром 5 с первым механическим элементом 4, ограничитель 7 хода перемещения второго механического элемента 6 относительно первого 4, выполненный из произвольного материала достаточной жесткости на сжатие, площадку 8 приложения механического воздействия, расположенную на противоположном от шарнира 5 конце второго механического элемента 6, демпфирующий(ие) электрод(ы) 9, механически и гальванически соединенный(е) с пьезоэлементом(ами) 1 и с механическим элементом 4 (и элементом 6), демпфирующий электрод 10, гальванически соединенный с пьезоэлементом(ами) 1, электрический провод высокого напряжения 11, соединенный концами с одним электродом резистора 2 и электродом 10 соответственно, и электрический провод 12, соединенный концами со вторым электродом резистора 2 и первым электродом источника света 3, другим электродом, гальванически (непосредственно или через проводник) соединенного с механическим элементом 4.

Оптический извещатель работает следующим образом.

При механическом воздействии на механический элемент 6 как в прямом, так и в обратном направлении, через площадку 8, механическое усилие, пропорционально плечу его рычага, передается пьезоэлементу(ам) 1, при этом пьезоэлемент 1 генерирует электрический(ие) импульс(ы) напряжением несколько сот вольт, ток от пьезоэлемента(ов) через резистор 2 по демпфирующим электродам 9 и 10, механическим элементам 4 и 6 и проводам 11 и 12 протекает через источник света 3, свет которого может быть зафиксирован неопределенным кругом лиц и однозначно информировать о месте излучения света его источником 3.

Будучи установленным в подошве обуви такой оптический извещатель способен в условиях недостаточной освещенности (в сумеречное или ночное время) информировать окружающих о динамике поведения обладателя оптического извещателя. Его применение в детской и подростковой обуви, информируя водителей транспортных средств о наличии на проезжей части дороги или о приближении к пешеходу, призвано способствовать сокращению травматизма, и в особенности детского травматизма, на улицах и дорогах.

Для применения в обуви оптический извещатель, используя в качестве элементной базы выпускаемые отечественной и зарубежной промышленностью пьезоэлементы, резисторы и источники света, доступен в производстве в произвольных условиях, отличается незначительными стоимостью и габаритно-весовыми характеристиками, высокими перегрузочной способностью, надежностью и долговечностью в работе.

Источники информации:

1. Заявка RU 2000130071/09, H 01 J 61/80, 61/30, F 21 K 5/00, БИ 35, 2002 г.

2. Патент RU 2193802, H 01 J 63/00, 63/08, БИ 33, 2002 г.

3. Свидетельство RU 26717, H 04 R 17/10, G 10 K 9/13, БИ 34, 2002 г.

Оптический извещатель относится к преобразователям механических воздействий в оптические сигналы и может найти применение в системах извещения, контроля и предупреждения, в частности в детской и подростковой обуви для предупреждения окружающих о поведении детей в условиях низкой освещенности и снижения вероятности детского травматизма. Устройство содержит в электрической схеме пьезоэлемент(ы), резистор и источник света, а конструктивно - два механических элемента, соединенных между собой шарнирно, между которыми установлен(ы) пьезоэлемент(ы) и демпфирующие электроды, соединенные с пьезоэлементами, резистором и источником света, и ограничитель хода механического элемента. Будучи установленным в подошве обуви такой оптический извещатель способен в условиях недостаточной освещенности (в сумеречное или ночное время) информировать окружающих о поведении обладателя оптического извещателя. 2 ил.

Оптический извещатель, содержащий пьезоэлемент(ы), отличающийся тем, что в него дополнительно введены резистор и источник света, соединенные последовательно электрическими проводами, первый механический элемент, выполненный из токопроводящего и достаточной жесткости на изгиб материала, шарнир, размещенный на одном конце механического элемента; второй механический элемент, выполненный из токопроводящего и достаточно жесткого на изгиб материала, соединенный механически и гальванически шарниром с первым механическим элементом, ограничитель хода перемещения второго механического элемента, выполненный из произвольного материала достаточной жесткости на сжатие и установленный на противоположном от шарнира конце механического элемента, площадку приложения механического воздействия, расположенную на противоположном от шарнира конце первого механического элемента, первый(ые) демпфирующий(ие) элемент(ы), механически и гальванически соединенный(е) с пьезоэлементом(ами) и с механическим(и) элементом(ами), второй демпфирующий электрод, гальванически соединенный с пьезоэлементом(ами), электрический провод высокого напряжения, соединенный концами с одним электродом резистора и вторым демпфирующим элементом соответственно, и электрический провод, соединенный концами со вторым электродом резистора и первым электродом источника света, другим электродом гальванически (непосредственно или через проводник) соединенного с механическим элементом, причем пьезоэлемент(ы) и демпфирующие элементы собраны в пакет и установлены между механическими элементами вблизи шарнира.