СВЕТОСИГНАЛЬНОЕ ТАБЛО Российский патент 2017 года по МПК G09F13/04 

Изобретение относится к устройствам отображения информации, в том числе и к тем средствам, где необходима повышенная надежность, например, для индикации параметров систем в условиях длительной эксплуатации летательных аппаратов.

Известно светосигнальное авиатранспортное табло для обозначения и указания выхода из салона самолета. Известное табло содержит просветный экран в виде прикасающихся друг к другу двух прямоугольных пластин из оптически прозрачного материала, между которыми расположены элементы подсветки из светодиодов и светопровода. На экраны нанесены надписи и стрелки. Табло имеет невысокую яркость свечения и не может быть использовано на приборных досках летательных аппаратах для индикации параметров системы, т.е. имеет ограниченное применение [1].

Известно также оптоэлектронное светосигнальное табло, индицирующее параметры тревожной сигнализации в условиях полета, устанавливаемое на приборной доске летчика (прототип).

Табло содержит корпус, П-образный электроизоляционный кронштейн, пару электроизоляционных плат, на одной из которой установлены светодиоды, светорассеиватель, информационный трафарет, нейтральный светофильтр и крышку со смотровым окном, токозадающй резистор, включенный в цепь последовательно соединенных светодиодов, фиксатор и входные токоведущие элементы.

Наряду с несомненными достоинствами конструкции табло оно не освобождено от недостатка - относительно сложная конструкция. Кроме того, светорассеиватель выполнен с невысокой пропускаемостью светового потока светодиодов, что приводит к недостаточному использованию их светового потока, а последовательное соединение светодиодов приводит к снижению надежности, т.к. выход из строя одного из светодиодов приводит к выходу из строя табло.

Целью предлагаемого светосигнального табло является повышение надежности за счет резервирования светодиодов.

Предлагается несколько вариантов конструкции светосигнального табло, объединенных единым изобретательским замыслом.

Первый вариант устройства состоит в том, что светосигнальное табло содержит корпус с крышкой и колпачком со смотровым окном, в корпусе установлена пара рядов светодиодов, размещенных параллельно между собой на электроизоляционной плате с выводами, связанными с токопроводящими элементами, над светодиодами последовательно установлены светорассеиватель, информационный трафарет, нейтральный светофильтр. Отличительные особенности конструкции состоят в том, что в нем корпус выполнен в виде П-образного элемента, внутри которого к его боковым стенкам у одного из краев жестко закреплена пара Г-образных элементов с выполненной в каждом из них парой резьбовых отверстий, к одним из которых закреплена винтами крышка через выполненные отверстия, к другим резьбовым отверстиям закреплен колпачок со смотровым окном, у противоположного края П-образного элемента корпуса установлена электроизоляционная пластина с вставленными в выполненные отверстия токопроводящими элементами, светорассеиватель выполнен комбинированным и содержит пористый элемент из полупрозрачного материала и матированную лавсановую светорассеивающую пленку с химическим напылением молочного цвета, а установленные в пару параллельно расположенных рядов по четыре светодиода соединены в пару групп так, что при подаче на них прямого электрического смещения в одной группе включаются первый крайний светодиод из первого ряда второй и третий светодиоды из второго ряда, четвертый светодиод из первого ряда светодиодов, а в другой группе включаются первый светодиод из второго ряда, второй и третий светодиоды из первого ряда и четвертый светодиод из второго ряда, выводы которых через включенные в цепь токозадающие резисторы соединены соответственно с токопроводящими элементами, кроме того, на нейтральные светофильтры нанесено противобликовое покрытие.

Второй вариант устройства состоит в том, что он содержит корпус с крышкой и колпачком со смотровым окном, в корпусе установлена пара рядов светодиодов, размещенных параллельно между собой на электроизоляционной плате и объединенных в пару групп с токопроводящими элементами, над светодиодами последовательно установлены светорассеиватель, информационный трафарет, нейтральный светофильтр.

Отличительные особенности конструкции состоят в том, что в нем корпус выполнен в виде П-образного элемента, внутри которого к его боковым стенкам у одного из его краев жестко закреплена пара Г-образных элементов с выполненной в каждом из них парой резьбовых отверстий, к одним из которых закреплена винтами крышка через выполненные в ней отверстия, к другим резьбовым отверстиям закреплен колпачок со смотровым окном, у противоположного края П-образного элемента корпуса установлена электроизоляционная пластина с вставленными в выполненные в ней отверстия токопроводящими элементами, светорассеиватель выполнен комбинированным и содержит пористый элемент из полупрозрачного материала и матированную лавсановую светорассеивающую пленку с химическим напылением молочного цвета, а установленные в пару параллельно расположенных рядов по пять светодиодов в каждом ряду соединены в пару групп так, что при подаче на них прямого электрического смещения в одной группе включаются крайний первый светодиод из первого ряда, второй светодиод из второго ряда, третий светодиод из первого ряда, четвертый светодиод из второго ряда и пятый светодиод из первого ряда, а во второй группе включаются первый крайний светодиод из второго ряда, второй светодиод из первого ряда, третий светодиод из второго ряда, четвертый светодиод из первого ряда и пятый светодиод из второго ряда, выводы которых через включенные в цепь токозадающие резисторы соединены соответственно токопроводящими элементами, кроме того, на нейтральный светофильтр нанесено противобликовое покрытие.

Заявителю не известны какие-либо технические решения, содержащие совокупность признаков, идентичную признакам предлагаемого изобретения, что определяет, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «новизна».

Реализация отличий настоящего изобретения (в совокупности с признаками, приведенными в отличительной части формулы) обеспечивает достижение новых свойств (технического эффекта) заявляемых вариантов конструкции устройств:

- повышается надежность устройства за счет резервирования светодиодов;

- улучшается равномерность освещенности представления информации о состоянии параметров бортовых систем за счет выполнения светорассеивателя комбинированным;

- упрощается конструкция предлагаемого устройства.

Полученные светотехнические параметры подтверждаются проведенными исследованиями (Акт светотехнических исследований №42-16 от 2016 г.).

Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат, что обуславливает, по мнению заявителя, соответствие предложенного технического решения критерию «изобретательский уровень».

Светосигнальное табло иллюстрируется чертежами.

На Фиг. 1 представлена конструкция общего вида светосигнального табло первого варианта.

На Фиг. 2 представлено размещение светодиодов на электроизоляционной плате.

На Фиг. 3 представлена принципиальная электрическая схема светосигнального табло.

Общие элементы на всех чертежах обозначены одинаково.

Светосигнальное табло (Фиг. 1) содержит П-образный элемент корпуса 1 с крышкой 2 и колпачком 3 со смотровым окном. К одному из краев П-образного элемента корпуса 1, к его внутренним боковым стенкам, жестко (например, заклепками) закреплена пара Г-образных элементов 4₁, 4₁ с выполненной в каждом из них парой резьбовых отверстий 5₁, 5₂ и 6₁, 6₂, к одним из которых 5₁, 5₂ закреплена крышка 2, а к другим резьбовым отверстиям 6₁, 6₂ закреплен колпачок со смотровым окном 3.

У противоположного края П-образного элемента корпуса 1 установлена электроизоляционная пластина 7 с выполненными резьбовыми отверстиями 8₁, 8₂ для крепления крышки 2 и отверстиями, в которых установлены токопроводящие элементы 9₁, 9₂ с крепежными винтами 10₁, 10₂ для подключения электропитания.

Внутри П-образного элемента корпуса 1 к Г-образным элементам 4₁, 4₂ установлена электроизоляционная плата 11 с установленной на ней парой рядов из четырех светодиодов 12₁ 12₂, 12₃, 12₄ и 13₁, 13₂, 13₃, 13₄ (Фиг. 2), над которыми последовательно установлены светорассеиватель 14, информационный трафарет 15, нейтральный светофильтр 16.

Отличительные особенности первого варианта предлагаемой конструкции светосигнального табло состоят в том, что в нем светорассеиватель выполнен комбинированным и содержит пористый элемент 14₁ из полупрозрачного материала (например, теплофлекс) и матированную лавсановую светорассеивающую пленку 14₂ с химическим напылением молочного цвета, а светодиоды, расположенные в пару параллельных рядов, соединены в пару групп так, что одна из групп содержит первый светодиод 13₁ из первого ряда, второй 12₂ и третий светодиоды, 12₃ из второго ряда, четвертый 13₄ из первого ряда, соединенные последовательно, а другая группа содержит первый светодиод 12₁ из второго ряда, второй 13₂ и третий 13₃ из первого ряда и четвертый светодиод 12₄ из второго ряда, соединенные последовательно, в цепи каждой из которых включены соответственно токозадающие резисторы 18 и 19, выводы которых соединены с токопроводящими элементами 9₁, 9₂.

Кроме того, на нейтральный светофильтр 16 нанесено противобликовое покрытие.

Для крепления светосигнального табло к объекту в П-образном элементе корпуса и крышке выполнены по паре отверстий 20₁, 20₂.

Второй вариант светосигнального табло представлен на Фиг. 4, Фиг. 5 и Фиг. 6, при этом:

На Фиг. 4 представлена конструкция общего вида.

На Фиг. 5 представлено размещение светодиодов на электроизоляционной плате.

На Фиг. 6 представлена принципиальная электрическая схема светосигнального табло.

Общие элементы на всех чертежах обозначены одинаково.

Светосигнальное табло (Фиг. 4) содержит П-образный элемент корпуса 1 с крышкой 2 и колпачком 3 со смотровым окном. К одному из краев П-образного элемента корпуса 1 к его внутренним боковым стенкам жестко (например, заклепками) закреплена пара Г-образных элементов 4₁, 4₂ с выполненной в каждом из них парой резьбовых отверстий 5₁, 5₂ и 6₁, 6₂, к одним из которых 5₁, 5₂ закреплена крышка 2, а к другим резьбовым отверстиям 6₁, 6₂ закреплен винтами колпачок 3 со смотровым окном.

У противоположного края П-образного элемента корпуса 1 установлена электроизоляционная пластина 7 с выполненными резьбовыми отверстиями 8₁, 8₂ для крепления крышки 2 и отверстиями, в которых установлены токопроводящие элементы 9₁, 9₂ с крепежными винтами 10₁, 10₂ для подвода электропитания.

Внутри П-образного элемента корпуса 1 к Г-образным элементам 4₁, 4₂ установлена электроизоляционная плата 21 с установленной на ней парой рядов из пяти светодиодов 22₁, 22₂, 22₃, 22₄, 22₅ и 23₁, 23₂, 23₃, 23₄, 23₅ (Фиг. 5), над которыми установлены светорассеиватель 14, информационный трафарет 15, нейтральный светофильтр 16.

Отличительные особенности второго варианта предлагаемой конструкции светосигнального табло состоят в том, что в нем светорассеиватель выполнен комбинированным и содержит пористый элемент 14₁ из полупрозрачного материала (например, теплофлекс) и матированную лавсановую светорассеивающую пленку 14₂ с химическим напылением молочного цвета, а светодиоды, расположенные в пару параллельных рядов, соединены в пару групп так, что одна из групп содержит первый светодиод 23₁ (Фиг. 6) из первого ряда, второй светодиод 22₂ из второго ряда, третий 23₃ светодиод из первого ряда, четвертый 22₄ светодиод из второго ряда и пятый 23₅ светодиод из первого ряда, а другая группа из пяти светодиодов содержит первый 22₁ светодиод из второго ряда, второй 23₂ светодиод из первого ряда, третий 22₃ светодиод из второго ряда, четвертый 23₄ светодиод из первого ряда и пятый светодиод 22₅ из второго ряда. Каждая группа светодиодов соответственно соединена последовательно, в цепь каждой группы включены соответственно токозадающие резисторы 24 и 25, выводы которых соответственно соединены с токопроводящими элементами 9₁, 9₂.

Кроме того, на нейтральный светофильтр 16 нанесено противобликовое покрытие.

Для крепления светосигнального табло к объекту в П-образном элементе корпуса и крышке выполнена пара отверстий 20₁, 20₂.

Светосигнальное табло работает следующим образом.

По первому варианту исполнения

При подаче напряжения постоянного тока от источника 17 на токопроводящие элементы 9₁, 9₂ с крепежными винтами 10₁, 10₂ прямое электрическое смещение через включенные в цепь токозадающие резисторы 18, 19 поступает на пару групп параллельно расположенных светодиодов, где каждая группа включает по четыре светодиода 12₁, 13₂, 13₃, 12₄ и 13₁, 12₂, 12₃, 13₄, (Фиг. 3), вызывая тем самым свечение всех восьми светодиодов и, следовательно, свечение надписи информационного трафарета 15. Это штатный режим работы светосигнального табло.

При этом светодиоды соединены так, что в каждой группе из четырех параллельно установленных светодиодов при подаче на них прямого электрического смещения включаются по паре крайних 13₁, 13₄ в одном ряду промежуточных 12₁, 12₄, а также 12₁, 12₄ и 13₂, 13₄ светодиодов.

Такое включение светодиодов вызвано возможностью обрыва связи между светодиодами в условиях эксплуатации (например, из-за вибрации на самолете или вертолете) и потери информации о состоянии контролируемых систем.

При отсутствии свечения одной из групп светодиодов из-за возможного обрыва связей между ними другая группа включенных светодиодов обеспечивает свечение надписи информационного трафарета о состоянии бортовых систем.

Предлагаемая схема включения светодиодов обеспечивает резервирование (по сравнению с прототипом, где резервирование отсутствует) светодиодов, что повышает его надежность.

Повышению надежности предлагаемого светосигнального табло способствует улучшение светорассеивания комбинированным светорассеивателем 14, содержащим пористый элемент 14₂ из полупрозрачного материала (например, теплофлекс), обеспечивающий многократное преломление светового потока светодиодов, и матированную лавсановую светорассеивающую пленку 14₂ с химическим напылением молочного цвета, комбинированный светорассеиватель обеспечивает выравнивание светового поля по всей площади информационного трафарета, обеспечивая тем самым требование ОСТ 1.005.33-87.

Кроме того, на нейтральный светофильтр, снижающий внешний световой поток и улучшающий контрастность надписи информационного трафарета, нанесено противобликовое покрытие.

По второму варианту исполнения

При подаче напряжения постоянного тока от источника 17 на токопроводящие элементы 9₁, 9₂ с крепежными винтами 10₁, 10₂ прямое электрическое смещение через включенные в цепь токозадающие резисторы 24, 25 поступает на пару расположенных рядов светодиодов, соединенных в две группы, каждая из которых включает по пять светодиодов (Фиг. 5, Фиг. 6) 22₁, 23₂, 22₃, 23₄, 22₅ и 23₁, 22₂, 23₃, 22₄, 23₅, вызывая тем самым свечение всех десяти светодиодов и, следовательно, свечение надписей информационного трафарета 15. Это штатный режим работы светосигнального табло.

При этом светодиоды соединены так, что в каждой группе из пяти параллельно установленных в два ряда светодиодов при подаче на них прямого электрического смещения включаются первый 23₁ светодиод из первого ряда, второй светодиод 22₂ из второго ряда, третий светодиод 23₃ из первого ряда, четвертый светодиод 22₄ из второго ряда и пятый 23₅ светодиод из первого ряда, а в другой группе включаются первый 22₁ светодиод из второго ряда, второй светодиод 23₂ из первого ряда, третий светодиод 22₃ из второго ряда, четвертый светодиод 23₄ из первого ряда и пятый светодиод 22₅ из второго ряда.

Такое включение светодиодов вызвано возможностью обрыва связей между светодиодами в условиях эксплуатации (например, из-за вибраций на самолете или вертолете) и потери информации о состоянии контролируемых систем.

При отсутствии свечения одной из групп светодиодов из-за возможного обрыва связей между ними другая группа включенных светодиодов обеспечивает свечение надписей информационного трафарета о состоянии бортовых систем, т.е. обеспечивает резервирование (по сравнению с прототипом, где резервирование отсутствует) светодиодов, что повышает его надежность.

Повышению надежности предлагаемого светосигнального табло способствует выполнение светорассеивателя 14 комбинированным, содержащим пористый элемент из полупрозрачного материала 14₁ (например, теплофлекс), обеспечивающий многократное преломление светового потока светодиодов, и матированную лавсановую светорассеивающую пленку 14₂ с химическим напылением молочного цвета.

Комбинированный светорассеиватель обеспечивает выравнивание светового поля по всей площади информационного трафарета, обеспечивая тем самым требование ОСТ 1.005.33-87.

Кроме того, на поверхность нейтрального светофильтра нанесено противобликовое покрытие, снижающее внешний световой поток и улучшающее контрастность надписей информационного трафарета.

Величина токозадающего резистора 18, 19 по первому варианту исполнения может быть рассчитана по следующей формуле:

R₁₈=[(U_пит-(U13₁+U12₂+U12₃+U13₄))]/I

R₁₉=[(U_пит-(U12₁+U13₂+U13₃+U12₄))]/I,

где

R₁₈, R₁₉ - величина токозадающих резисторов;

U13₁, U12₂, U12₃, U13₄, и

U12₁, U13₂, U13₃, U12₄ - падение напряжения на соответствующих группах светодиодов;

U_пит - напряжение постоянного тока на токопроводящих элементах 9₁, 9₂;

I - величина электрического тока в соответствующих группах светодиодов.

Падение напряжения на светодиодах (величина электрического тока) указывается в технической документации на светодиоды.

Величина токозадающих резисторов 24, 25 по второму варианту исполнения может быть рассчитана по следующей формуле:

R₂₄=[(U_пит-(U23₁+U22₂+U23₃+U22₄+U23₅))]/I

R₂₅=[(U_пит-(U22₁+U23₂+U22₃+U23₄+U22₅)]/I,

где

R₂₄, R₂₅ - величина токозадающих резисторов;

U23₁, U22₂, U23₃, U22₄, U23₅ и

U22₁, U23₂, U22₃, U23₄, U23₅ - падение напряжения на соответствующих группах светодиодов;

U_пит - напряжение постоянного тока на токопроводящих элементах 9₁, 9₂;

I - величина электрического тока в соответствующих группах светодиодов.

Падение напряжения на светодиодах (величина электрического тока) указывается в технической документации на светодиоды. Напряжение постоянного тока на токопроводящих элементах 9 и 92 задается при эксплуатации на объекте, например, источником бортового напряжения постоянного тока вертолета или самолета.

Цвет свечения светодиодов, а следовательно, и надпись информационного трафарета 15 может быть красной, желтой, белой, зеленой, синей на соответствие ОСТ 1.005.33-87.

Изобретение относится к устройствам отображения информации, в том числе и к тем устройствам, где необходима повышенная надежность, например, для индикации параметров систем в условиях длительной эксплуатации летательных аппаратов. Светосигнальное табло содержит корпус в виде П-образного элемента, внутри которого к его боковым стенкам у одного из краев жестко закреплена пара Г-образных элементов с выполненной в каждом из них парой резьбовых отверстий, к которым винтами закреплена крышка и колпачок со смотровым окном, у противоположного края П-образного элемента корпуса установлена электроизоляционная пластина с вставленными в выполненные отверстия токопроводящими элементами, электроизоляционная плата с расположенной на ней парой параллельных рядов светодиодов, над которыми установлены комбинированный светорассеиватель, содержащий пористый полупрозрачный элемент и матированную лавсановую светорассеивающую пленку, информационный трафарет и нейтральный светофильтр с противобликовым покрытием, а установленные в пару параллельно расположенных рядов светодиоды выполнены двух вариантов, первый из которых содержит по четыре светодиода в каждом ряду, а второй вариант содержит по пять светодиодов в каждом ряду, причем в первом варианте исполнения светодиоды соединены в пару групп так, что при подаче на них прямого электрического смещения в одной группе включаются первый светодиод из первого ряда, второй и третий светодиоды из второго ряда, четвертый светодиод из первого ряда, а во второй группе включаются первый светодиод из второго ряда, второй и третий светодиоды из первого ряда и четвертый светодиод из второго ряда, выводы которых через включенные в каждую группу токозадающие резисторы и общий вывод соединены соответственно с токопроводящими элементами, а во втором варианте исполнения светодиоды соединены в пару групп так, что при подаче на них прямого электрического смещения в одной группе включаются первый крайний светодиод из первого ряда, второй светодиод из второго ряда, третий светодиод из первого ряда, четвертый светодиод второго ряда и пятый светодиод из первого ряда, а во второй группе включаются первый крайний светодиод из второго ряда, второй светодиод из первого ряда, третий светодиод из второго ряда, четвертый светодиод из первого ряда и пятый светодиод из второго ряда, выводы который через включенные в каждую группу токозадающие резисторы и общий вывод соединены соответственно с токопроводящими элементами. Достигается повышение надежности светосигнального табло за счет резервирования светодиодов, улучшается равномерность освещенности информационного трафарета, т.е. комфортность представления информации о состоянии параметров бортовых систем за счет выполнения светорассеивателя комбинированным. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

1. Светосигнальное табло, содержащее корпус с крышкой и колпачком со смотровым окном, в корпусе установлены пара рядов светодиодов, размещенных параллельно между собой на электроизоляционной плате с выводами, связанными с токопроводящими элементами, над светодиодами последовательно установлены светорассеиватель, информационный трафарет, нейтральный светофильтр, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде П-образного элемента, внутри которого к его боковым стенкам у одного из краев жестко закреплена пара Г-образных элементов с выполненной в каждом из них парой резьбовых отверстий, к одним из которых закреплена винтами крышка через выполненные отверстия, к другим резьбовым отверстиям закреплен колпачок со смотровым окном, у противоположного края П-образного элемента корпуса установлена электроизоляционная пластина с вставленными в выполненные отверстия токопроводящими элементами, светорассеиватель выполнен комбинированным и содержит пористый элемент из полупрозрачного материала и матированную лавсановую светорассеивающую пленку с химическим напылением молочного цвета, а установленные в пару параллельно расположенных рядов по четыре светодиода соединены в пару групп так, что при подаче на них прямого электрического смещения в одной группе включаются первый крайний светодиод из первого ряда, второй и третий светодиоды из второго ряда, четвертый светодиод из первого ряда светодиодов, а во второй группе включаются первый светодиод из второго ряда, второй и третий светодиоды из первого ряда и четвертый светодиод из второго ряда, выводы которых через включенные в каждую группу токозадающие резисторы и общий вывод соединены соответственно с токопроводящими элементами, причем на нейтральный светофильтр нанесено противобликовое покрытие.

2. Светосигнальное табло, содержащее корпус с крышкой и колпачком со смотровым окном, в корпусе установлены пара рядов светодиодов, расположенных параллельно между собой на электроизоляционной плате с выводами, связанными с токопроводящими элементами, над светодиодами последовательно установлены светорассеиватель, информационный трафарет, нейтральный светофильтр, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде П-образного элемента, внутри которого к его боковым стенкам у одного из краев жестко закреплена пара Г-образных элементов с выполненной в каждом из них парой резьбовых отверстий, к одним из которых закреплена винтами крышка через выпеленные отверстия, к другим резьбовым отверстиям закреплен колпачок со смотровым окном, у противоположного края П-образного элемента корпуса установлена электроизоляционная пластина с вставленными в выполненные отверстия токопроводящими элементами, светорассеиватель выполнен комбинированным и содержит пористый элемент из полупрозрачного материала и матированную лавсановую светорассеивающую пленку с химическим напылением молочного цвета, а установленные в пару параллельных рядов из пяти светодиодов каждый соединены в пару групп так, что при подаче на них прямого электрического смещения в одной группе включаются первый крайний светодиод из первого ряда, второй светодиод из второго ряда, третий светодиод из первого ряда, четвертый светодиод из второго ряда и пятый светодиод из первого ряда, а во второй группе включаются первый крайний светодиод из второго ряда, второй светодиод из первого ряда, третий светодиод из второго ряда, четвертый светодиод из первого ряда и пятый светодиод из второго ряда, выводы которых через включенные в каждую группу токозадающие резисторы и общий вывод соединены соответственно с токопроводящими элементами, причем на нейтральный светофильтр нанесено противобликовое покрытие.