УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСИРОВАНИЯ И УЧЕТА ПРЕДЕЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ Российский патент 2008 года по МПК G01P15/08 G01C9/14 

Изобретение относится к измерительным приборам для фиксирования и учета предельных колебаний при транспортировке и может быть использовано в медицине чрезвычайных происшествий, в частности в тренажерах-носилках для тренировки спасателей, с целью выработки навыков безопасной транспортировки больных в чрезвычайных ситуациях, а также при транспортировке больных и раненых по пересеченной местности.

Известен датчик для измерения амплитуды, содержащий корпус, подвижной измерительный наконечник, установленный в направляющих и жестко связанный с тензорезисторным преобразователем перемещений, измерительную схему и регистрирующий прибор, в котором тензорезисторный преобразователь перемещений выполнен в форме плоской спирали из равномерно сужающейся металлической ленты постоянной толщины, при этом внутренний узкий конец спирали жестко связан с измерительным наконечником, который установлен перпендикулярно плоскости преобразователя, а внешний широкий конец спирали закреплен на корпусе датчика (см. заявку РФ на изобретение №2002104177, 7МПК G01Н 11/06 «Датчик для измерения амплитуды», дата публикации 20.10.2003 г.).

Недостатком известного датчика для измерения амплитуды является то, что тензорезисторный преобразователь перемещений, выполненный в виде плоской спирали, позволяет точно измерять амплитуду вертикальных перемещений. В случае сложных колебательных перемещений датчик измеряет только вертикальную составляющую колебаний, что не позволяет его применить, например, в тренажерах для тренировки спасателей или на носилках для транспортировки больных и раненых в чрезвычайных ситуациях, а также для транспортировки предметов, чувствительных к наклонным колебаниям.

Известен датчик для измерения ускорения, содержащий корпус, чувствительный элемент, выполненный в виде маятника, соединенный с корпусом при помощи упругого подвеса, устройство для измерения перемещения чувствительного элемента, датчик уравновешивания, две пары упоров, при этом центр масс чувствительного элемента находится между первой и второй парой упоров (см. патент РФ №2020484, 5МПК G01P 15/08 «Маятниковый компенсационный акселерометр с упругим подвесом», опубликованный 30.09.1994 г.).

Использование известного маятникового компенсационного акселерометра с упругим подвесом в навигационной системе предопределяет высокие требования к точности измерения и надежности прибора, что усложняет его конструкцию. Кроме того, маятник известного устройства при работе перемещается только в одной плоскости между упорами, что не позволяет фиксировать предельную амплитуду колебаний в разных осях координат.

Известен датчик наклона и ускорений, содержащий размещенные в цилиндрической полости маятник и стенку, закрепленные на консольном валу и связанные между собой шестернями, взаимодействующими через накладки и подшипники с маятником и стенкой, при этом маятник содержит два преобразователя угла наклона в электрический сигнал, включенных через переключатели в мостовую схему (см. заявку РФ №94027705, 6МПК G01С 9/12 «Маятниковый датчик наклона и ускорений», дата публикации 22.07.1994 г.).

Недостатком известного датчика является большое количество кинематических связей, что делает его сложным, крупногабаритным и тяжелым. При этом маятник перемещается, как и в вышеуказанном аналоге, только в одной плоскости.

Наиболее близким по функциональному назначению и существенным признакам является датчик (устройство) предельных ускорений (колебаний) транспортируемого объекта (при транспортировке), содержащий корпус, в котором размещено подпружиненное инерционное тело с режущим элементом, установленным с возможностью последовательного разъединения электрических проводников, выполненных в виде проволок, размещенных в диэлектрическом корпусе контактной группы в параллельных плоскостях, перпендикулярных продольной оси датчика, образуя независимые электрические цепи, при этом режущий элемент установлен непосредственно на инерционном теле перпендикулярно продольной оси датчика, в корпусе датчика и в корпусе контактной группы выполнены пазы для обеспечения перемещения режущего элемента (см. патент РФ на изобретение №2216026, 7МПК G01P 15/04 "Датчик предельных ускорений", опубликованный 10.11.2003 г.).

Задача, на решение которой направлено известное изобретение, заключается в измерении нескольких предельных значений ускорения при аварии транспортируемого объекта, например при взрывном нагружении или повторных ударных воздействиях, и надежном сохранении этой информации при произвольном расположении объекта после аварии.

Известный датчик не может быть применен для фиксирования и подсчета предельно допустимых наклонов при многократном повторении колебательных движений, например, при транспортировке ответственных грузов или при транспортировке раненых в чрезвычайных ситуациях, так как он предназначен только для трехкратного фиксирования заданных ускорений, и после срабатывания, то есть после разрезания трех проводников и фиксирования трех значений ускорений, его функции заканчиваются. Необходимо производить разборку датчика, установку новых проводников и установку датчика на новый транспортируемый объект.

Технический результат заявляемого изобретения предусматривает обеспечение безопасной и удобной транспортировки больных и раненых в чрезвычайных ситуациях путем исключения опасных колебаний средства транспортировки, а также использование в качестве измерительного прибора в тренажерах для выработки у спасателей навыков безопасной транспортировки.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что устройство для фиксирования и учета предельных колебаний при транспортировке, содержащее корпус и расположенное в нем подпружиненное инерционное тело, установленное с возможностью взаимодействия с контактной группой, замыкающей независимые электрические цепи, соединенные с регистрирующим прибором, согласно изобретению дополнительно содержит расположенный в середине основания корпуса подпружиненный магнит, при этом корпус выполнен цилиндрической формы из диэлектрического материала, инерционное тело выполнено в виде содержащего магнит маятника, контактная группа выполнена в виде контактов, равномерно расположенных по внутреннему периметру корпуса в точках пересечения поверхности корпуса с траекторией качания маятника, причем регистрирующий прибор выполнен в виде счетчика импульсов и соединен с источником звукового сигнала.

Наличие подпружиненного магнита, расположенного в основании корпуса, взаимодействующего посредством магнитного поля с магнитом маятника, способствует стабилизации положения инерционного тела, то есть позволяет ему быстро вернуться в исходное положение, что повышает быстродействие и точность работы устройства.

Выполнение корпуса цилиндрической формы из диэлектрического материала, а инерционного тела в виде содержащего магнит маятника, а также равномерное расположение контактов по периметру цилиндрического корпуса позволяют при сложных и многократных колебательных движениях тренажера или средства для транспортировки больных и раненых производить фиксацию предельных, опасных для транспортируемого величин колебаний путем воздействия магнитного маятника на соответствующий направлению колебания контакт.

Равномерное расположение контактов по внутреннему периметру корпуса в точках пересечения поверхности корпуса с траекторией качания маятника обеспечивает оптимальное взаимодействие маятника с соответствующим контактом контактной группы при достижении маятником предельной амплитуды, соответствующей максимально допустимой величине колебаний тренажера или средства для транспортировки больных или раненых в чрезвычайных ситуациях.

Наличие звукового сигнала при достижении опасных значений колебаний при транспортировке, например, в соревнованиях спасателей или при транспортировке раненых в чрезвычайных ситуациях является предупреждением о необходимости изменения способа транспортировки с меньшими перепадами величин колебаний.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «новизна».

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного выполнения устройства для фиксирования и учета предельных амплитуд при транспортировке.

На фиг.1 показан общий вид устройства для фиксирования и учета предельных колебаний при транспортировке.

На фиг.2 показана электрическая схема вышеуказанного устройства.

Устройство для фиксирования и учета предельных колебаний при транспортировке содержит корпус 1 с крышкой 2 и основанием 3. В корпусе 1 расположено инерционное тело, выполненное в виде маятника 4, соединенного с пружиной 5, закрепленной на крышке 2. В нижней части маятника 4 расположен магнит 6. На внутренней поверхности корпуса 1 установлена контактная группа, выполненная в виде равномерно расположенных по периметру корпуса 1 герконов 7, которые закреплены в точках пересечения поверхности корпуса 1 с траекторией качания маятника 4. На крышке 2 установлен регистрирующий прибор 8, выполненный в виде счетчика импульсов и соединенный с герконами 7 контактной группы и источником питания 9, который установлен на основании 3 и выполнен в виде элементов питания типа АА. В центре основания 3 на пружине 10 закреплен магнит 11. Счетчик импульсов 8 соединен с источником звукового сигнала 12.

При использовании устройства в чрезвычайных ситуациях, в частности в медицине катастроф, его устанавливают на носилках для транспортировки по пересеченной местности больных и раненых. В этом случае люди, несущие носилки, вынуждены преодолевать различные препятствия, при этом носилки совершают сложные колебания с разнонаправленными и значительными наклонами, что зачастую является опасным для транспортируемого человека. При достижении предельно допустимого отклонения устройство звуковым сигналом оповещает об опасности, а следовательно, и о необходимости изменения способа транспортировки, в том числе изменение скорости, изменение маршрута, перераспределение силовых нагрузок.

Для обеспечения щадящего режима транспортировки по пересеченной местности больных и раненых устройство устанавливают в машине скорой помощи.

Устройство работает следующим образом. При наличии колебаний маятник 4 начинает раскачиваться с различной амплитудой, соразмерной величине колебаний. При незначительных колебаниях магнит 6 находится на расстоянии от контактной группы, превышающем действие магнитного поля на герконы 7, которые остаются разомкнутыми, и сигнал не поступает на счетчик импульсов 8 и источник звукового сигнала 12. При достижении предельно допустимых колебаний, по которым произведены расчеты параметров устройства, один из герконов 7 замыкает соответствующую независимую электрическую цепь на счетчик импульсов 8 и соединенный с ним источник звукового сигнала 12. Звуковой сигнал оповещает о необходимости изменения режима транспортировки. Параметры маятника 4, второго подпружиненного магнита 11 подбираются экспериментальным путем в зависимости от выбранной предельной величины колебаний транспортного средства, параметров контактной группы, быстродействия и точности работы устройства.

При использовании устройства для фиксирования и подсчета предельных колебаний при транспортировке для обучения сотрудников медицины катастроф МЧС, в частности спасателей, навыкам транспортировки больных и раненых по пересеченной местности в чрезвычайных ситуациях устройство работает аналогичным образом.

При использовании устройства для фиксирования и учета предельных амплитуд колебаний при транспортировке в конкурсах-соревнованиях между медицинскими бригадами экстренного реагирования устройство устанавливают на тренажер, выполненный в виде носилок, вес которых соответствует среднестатистическому весу человека. Для выявления победителя учитывают минимальное количество сигналов, зафиксированных счетчиком сигналов 8.

Изобретение относится к измерительным приборам для фиксирования и учета предельных колебаний при транспортировке и может быть использовано в медицине чрезвычайных происшествий, в частности в тренажерах-носилках для тренировки спасателей, с целью выработки навыков безопасной транспортировки больных в чрезвычайных ситуациях, а также при транспортировке больных и раненых по пересеченной местности в чрезвычайных ситуациях. Сущность: устройство для фиксирования и учета предельных колебаний при транспортировке содержит корпус 1 с крышкой 2 и основанием 3. В корпусе 1 расположено инерционное тело, выполненное в виде маятника 4, соединенного с пружиной 5, закрепленной на крышке 2. В нижней части маятника 4 расположен магнит 6. На внутренней поверхности корпуса 1 установлена контактная группа, выполненная в виде равномерно расположенных по периметру корпуса 1 герконов 7, которые закреплены в точках пересечения поверхности корпуса 1 с траекторией качания маятника 4. На крышке 2 установлен регистрирующий прибор 8, выполненный в виде счетчика импульсов и соединенный с герконами 7 контактной группы и источником питания 9, который установлен на основании 3 и выполнен в виде элементов питания типа АА. В центре основания 3 на пружине 10 закреплен магнит 11. Счетчик импульсов 8 соединен с источником звукового сигнала 12. Технический результат заявляемого изобретения предусматривает обеспечение безопасной и удобной транспортировки больных и раненых в чрезвычайных ситуациях путем исключения опасных колебаний средства транспортировки, а также использование в качестве измерительного прибора в тренажерах для обеспечения навыков такой транспортировки. 2 ил.

Устройство для фиксирования и учета предельных амплитуд колебаний при транспортировке, содержащее корпус и расположенное в нем подпружиненное инерционное тело, установленное с возможностью взаимодействия с контактной группой, замыкающей независимые электрические цепи, соединенные с регистрирующим прибором, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит расположенный в центре основания корпуса подпружиненный магнит, при этом корпус выполнен цилиндрической формы из диэлектрического материала, инерционное тело выполнено в виде содержащего магнит маятника, контактная группа выполнена в виде контактов, равномерно расположенных по внутреннему периметру корпуса в точках пересечения поверхности корпуса с траекторией качания маятника, причем регистрирующий прибор выполнен в виде счетчика импульсов и соединен с источником звукового сигнала.