Устройство для управления движением объекта Российский патент 2020 года по МПК E01F13/04 E01F9/529 

Настоящее изобретение относится к устройствам, предназначенным для управления транспортными и пешеходными потоками - ограничения скорости наземных транспортных средств, преграждения проезда или прохода, изменения (коммутации) направления движения, и может найти применение в различных контрольно-пропускных пунктах, на платных дорогах, автомойках, в автогаражах и технических сервисах (для оптимального позиционирования транспортного средства), на перекрестках (для гарантированного исключения столкновений транспортных средств, движущихся в поперечных направлениях), в местах скопления людей и др.

Известны классические устройства для управления движением объектов, в частности, транспортных средства, например, светофоры, шлагбаумы или подъемные пластины-барьеры. Однако светофоры не гарантируют остановку транспортных средств, монтаж шлагбаумов и подъемных пластин-барьеров трудоёмок, а их эксплуатация требует больших энергозатрат на реализацию функции регулирования.

Известны также устройства принудительного снижения скорости транспортных средств в виде искусственных дорожных неровностей. Они не требуют энергозатрат на реализацию функции регулирования. Однако они неуправляемы и заставляют снижать скорость движения в том числе и тогда, когда это не требуется, приводя к избыточному износу тормозных устройств, повышенному расходу горючего и неоправданному загрязнению окружающей среды. С другой стороны, возможный отказ водителя от торможения может привести к дорожно-транспортному происшествию из-за потери управления транспортным средством.

Таким образом, известные устройства управления транспортными потоками либо не надёжны, т.к. не гарантируют остановку/торможение транспортного средства, либо требуют для реализации этой функции больших энергозатрат.

Известно сдерживающее устройство, побуждающее водителей транспортных средств к замедлению [EP 0370154, опубл. 30.05.1990г.], состоящее из мата с трубчатыми каналами и с надувными камерами, заполненного жидкостью. Каждая из надувных камер, с одной стороны, расположена в деформируемом покрытии из нерастяжимого материала, образуя поперечный выступ, имеющий большие размеры, чем у надувной камеры, когда последняя находится в своем безнапряженном состоянии и с другой стороны, заполняется, по меньшей мере, до атмосферного давления несжимаемой жидкостью, аналогично заполняя трубчатые каналы. Эти трубчатые каналы изготовлены из деформируемого, но не растяжимого материала и снабжены коридорами для отвода текучей среды из зоны наддува одним из колес транспортного средства и средствами, регулирующими дифференциальный поток, создаваемый в направлении надувной камеры. Задачей данного устройства является регулирование колесом автомобиля потока жидкости внутри мата и при высокой скорости движения колеса, создания в надувной камере избыточного давления, что приводит к её надуванию и образованию искусственной неровности на дорожном полотне, побуждающего водителя снизить скорость.

Недостатками данного известного устройства является сложность конструкции в виду большого количества составных элементов и необходимости покрытия большой дорожной площади; низкая надежность из-за того, что передающие трубчатые каналы являются частью нажимной системы, с которой взаимодействует колесо, причем колесо контактирует непосредственно с надуваемой камерой; ограниченная область применения, т.к. данное устройство предназначено только для автономного снижения скорости транспортного средства и не имеет возможности влияния на свою пропускную способность или на запрет проезда.

Цель предлагаемого изобретения заключается в обеспечении гарантированного требуемого результата управления транспортным или пешеходным потоком, состоящего в остановке либо снижении скорости объекта, и/или изменении направления движения при одновременном кардинальном снижении энергозатрат на реализацию этой функции в сочетании с расширением областей применения, упрощением конструкции и значительным снижением трудоёмкости монтажа устройства, управляющего движением объекта.

Указанный технический результат достигается с помощью регулятора движения транспортных средств, в котором в качестве гарантированного источника энергии используется масса самих движущихся объектов.

Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение конструкции при одновременном снижении затрат электроэнергии и расширении области применения.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для управления движением объекта включает нажимной, передающий и регулирующий блоки, соединенные друг с другом, нажимной блок включает по меньшей мере один силовой элемент, передающий блок включает по меньшей мере один канал, предназначенный для заполнения его рабочей средой, и снабжен по меньшей мере одним управляющим клапаном, установленным в по меньшей мере одном канале, а регулирующий блок включает по меньшей мере один регулирующий элемент, выполненный с возможностью реализации заданных режимов управления движением объекта, при этом силовой элемент нажимного блока выполнен с возможностью при надавливании на него объектом инициализировать передачу рабочей среды по каналу передающего блока к регулирующему блоку, переводя его регулирующий элемент в заданный режим управления движением объекта.

Возможны варианты развития основного технического решения, заключающиеся в том, что:

- регулирующий элемент выполнен с возможностью реализации режимов пропускания/запрета движения объекта и/или режимов коммутации движения объекта;

- нажимной и регулирующий блоки расположены на общей подложке;

- передающий блок снабжен управляющим блоком, соединенным с управляющим клапаном;

- управляющий блок выполнен с возможностью удаленного управления;

- управляющий блок снабжен датчиками положения объекта;

- управляющий блок снабжен системой видеонаблюдения;

- управляющий блок включает модуль отслеживания разрешения движения.

Таким образом, за счет указанной совокупности существенных признаков удалось упростить конструкцию заявляемого устройства при одновременном снижении затрат электроэнергии и расширении области применения. Это стало возможным благодаря тому, что для управления устройством, по сути, используется энергия самого объекта (пешехода, велосипедиста, транспортного средства), а именно его вес (инерционная масса), т.е. происходит преобразование части энергии, затрачиваемой на перемещение массы объекта, в энергию потока рабочей среды, управляющей работой регулирующего элемента. Поскольку при надавливании на нажимной блок (при открытом управляющем клапане) рабочая среда по каналам передающего блока переходит в регулирующий блок, тем самым переводя его регулирующий элемент в заданный режим. В классических устройствах для управления движением объекта требуются существенные затраты электроэнергии на активирование преграждающего или коммутирующего элемента, например, подъем заградительной пластины или выдвижение выступов, подъём/опускание планки шлагбаума, перевод стрелок. Область применения заявляемого устройства расширена за счет того, что регулирующий блок выполнен с возможностью реализации различных режимов управления движением, например, режимов пропускания/запрета движения объекта и/или режимов коммутации (в том числе изменения направления) движения объекта, что позволяет использовать это универсальное техническое решение в различных местах. Кроме того, благодаря тому, что каналы передающего блока вынесены за пределы взаимодействия с объектом и не являются частью нажимной системы, стало возможным независимое от дальнейших после надавливания действий объекта управление его движением.

Сущность заявляемого технического решения поясняется нижеследующими чертежами и описанием.

На Фиг. 1 представлена схема одного из вариантов устройства (вид сверху).

На Фиг. 2 - 6 проиллюстрирован процесс работы устройства (вид сбоку).

Устройство для управления движением объекта (Фиг. 1-6) включает нажимной блок 1, регулирующий блок 2 и передающий блок 3, соединенные друг с другом.

Нажимной блок 1 включает по меньшей мере один силовой элемент (на чертеже показано условно).

Передающий блок 3 включает по меньшей мере один канал (на чертеже показано условно), предназначенный для заполнения его рабочей средой, и снабжен по меньшей мере одним управляющим клапаном 4, установленным по меньшей мере в одном канале. Передающий блок может быть снабжен управляющим блоком (на чертеже не показано) с панелью управления (на чертеже не показано), соединенным с управляющим клапаном 4.

Регулирующий блок 2 включает по меньшей мере один регулирующий элемент (на чертеже показано условно), выполненный с возможностью реализации режимов пропускания/запрета движения объекта 5 и/или режимов коммутации движения объекта 5.

При этом силовой элемент нажимного блока 1 выполнен с возможностью при надавливании на него объектом 5 инициализировать передачу рабочей среды по каналу передающего блока 3 к регулирующему блоку 2, переводя его регулирующий элемент в режим запрета движения объекта 5.

Нажимной блок 1, регулирующий блок 2 и передающий блок 3 могут быть расположены на общей подложке или каждый на своей подложке или объединены на подложках попарно. Само заявляемое устройство может быть реализовано в качестве стационарно установленной или переносной сборно-разборной конструкции, которую размещают на дорожном покрытии в заданном месте.

Нажимной блок 1 предназначен для надавливания на него объектом 5 (наезд транспортного средства или надавливание ногой человека, животного) и состоит из по меньшей мере одного силового элемента и по меньшей мере одного средства передачи усилия. Силовой элемент может быть выполнен в виде пластины, сконфигурированной для надавливания на нее объектом 5, т.е. имеющей соответствующую прочность и площадь, достаточную для реализации поставленной задачи (например, для легкового или грузового транспорта). При этом силовой элемент может быть расположен как поперек, так и вдоль проезжей части, в зависимости от поставленной задачи применения. Силовой элемент предназначен для воздействия на средство передачи усилия, функционально с ним связанное. Средство передачи усилия соединено с каналами передающего блока 3 и может представлять собой пневматическое или гидравлическое устройство. В частности, средство передачи усилия может представлять собой полую камеру (на чертеже показано условно), выполненную с возможностью изменения своих размеров при наполнении камеры рабочей средой (воздух, газ, жидкость и др.). Камера может быть помещена в чехол, закрепленный на подложке нажимного блока 1. Также средство передачи усилия может быть выполнено в виде механических упоров, снабженных приводом, соединенным с каналами передающего блока, и выполненных с возможностью выдвигаться и убираться, образуя ровную поверхность, под воздействием силового элемента.

Регулирующий блок 2 предназначен для ограничения скорости, коммутации направления движения, изменения условий (запрета/разрешения) движения объекта 5 и состоит из по меньшей мере одного регулирующего элемента и по меньшей мере одного функционально связанного с ним его привода (на чертеже не показано). Привод соединен с каналами передающего блока 3 и может представлять собой пневматическое или гидравлическое устройство. В частности, привод может представлять собой полую камеру (на чертеже показано условно), выполненную с возможностью изменения своих размеров при наполнении камеры рабочей средой (воздух, газ, жидкость и др.). Камера может быть помещена в чехол, закрепленный на подложке регулирующего блока 2. Также привод может быть выполнен в виде механических упоров, снабженных приводом, соединенным с каналами передающего блока 3, и выполненных с возможностью выезжать и убираться, образуя ровную поверхность, под воздействием рабочей среды из каналов передающего блока 3. Регулирующий элемент может быть выполнен в виде пластины, сконфигурированной для реализации режимов пропускания объекта и запрета его движения, т.е. имеющей соответствующую прочность и площадь, достаточную для реализации поставленной задачи (например, для легкового или грузового транспорта). Это может быть реализовано, например, путем поднимания пластины приводом на заданный угол. При этом регулирующий элемент может быть расположен как поперек, так и вдоль проезжей части, в зависимости от поставленной задачи применения. Технически регулирующий элемент может быть реализован любой формы и конфигурации, в том числе, оборудован средствами его возврата в исходное положение типа пружин, под собственным весом, противовесов и т.п. Также, например, регулирующий элемент может быть выполнен в виде шторы, опускающейся сверху или сбоку; выдвижного шипа; стрелы шлагбаума; ворот; поворачивающихся рельс или платформы; перемещающегося углового заслона, в частности, для коммутации проезжающих по разным дорогам (одна дорога может быть направлена к пункту оплаты, чтобы не создавать очередь из неоплативших, а другая на выезд). Таким образом, суть заявляемого технического решения заключается в том, что при получении энергии от веса объекта 5 ею можно распорядиться для управления дальнейшим движением объекта 5, например, для ограничения скорости, запрета движения или изменения направления движения.

Передающий блок 3 предназначен для пропускания рабочей среды от нажимного блока 1 к регулирующему блоку 2 и обратно и включает по меньшей мере один канал, предназначенный для заполнения его рабочей средой (воздух, газ, жидкость и др.), снабжен по меньшей мере одним управляющим клапаном 4, установленным в по меньшей мере одном канале, и управляющим блоком с панелью управления. Каналы могут быть расположены на общей с блоками подложке в кожухе или размещены на обочине проезжей части, в том числе под землей в специальных жестких трубах. Клапан 4 может быть расположен в каждом канале или каналы могут быть соединены в общий канал с одним клапаном 4. В зависимости от поставленной задачи применения можно использовать как нормально-закрытый (в случае длительного режима, разрешающего проезд), так и нормально-открытый (в случае длительного режима, запрещающего проезд) клапан 4. Это позволяет значительно экономить затраты на электроэнергию. Одновременно с этим электроэнергия экономится так же за счет того, что энергия на активацию регулирующего элемента возникает благодаря воздействию объекта на силовой элемент нажимного блока 1.

Панель управления предназначена для включения и выключения запорного и разрешающего режимов, коммутации движения в зависимости от задачи применения.

Управляющий блок может реализовывать ручной режим управления.

Однако управляющий блок может реализовывать и автоматическое управление всем устройством. Для этого управляющий блок может быть снабжен датчиками положения объекта, например, может быть применен ультразвуковой, оптический, механический или электромагнитный датчик, а также системой видеонаблюдения с возможностью распознавания объекта, например, номеров транспортного средства. Электроэнергия для работы управляющего блока также может быть сгенерирована из энергии потока рабочей среды, также могут быть установлены аккумуляторы.

Также для реализации автоматического управления управляющий блок включает модуль отслеживания разрешения движения, который выполнен с возможностью определения положения объекта 5 при его приближении к устройству, проверки разрешения движения и управления клапанами 4 в соответствии с результатом проверки. Например, при приближении объекта 5 к устройству модуль определяет, разрешено ли ему движение и в каком направлении (произведена оплата, разрешение по умолчанию и т.п.), если разрешено, то устройство переводится в открытый режим. После реализации объектом 5 предписанного регулирующим блоком маневра устройство может быть переведено обратно в запорный режим или остаться без изменений.

Также управляющий блок может быть выполнен с возможностью удаленного управления, например, при привязке MAC адреса wifi модуля телефона к личной карточке пользователя или с помощью использования транспондера для разрешения проезда.

Пример работы заявляемого устройства представлен на Фиг. 2-6 в случае реализации устройства с полыми камерами в нажимном блоке 1 и регулирующем блоке 2. Принцип работы аналогичен и для других исполнений конструкции устройства.

Клапан 4 находится в закрытом состоянии и движение объекта 5 разрешено (Фиг. 2), т.е. давление рабочей среды в камерах уравнено. В режиме запрещения движения при надавливании объектом 5 на нажимной элемент нажимного блока 1 клапан 4 открывается, происходит переход рабочей среды в регулирующий блок 2, активируя регулирующий элемент (Фиг. 3). При заполнении камеры регулирующего блока 2 клапан 4 закрывается и движение блокируется (Фиг. 4). При поступлении управляющего сигнала о разрешении движения клапан 4 кратковременно откроется, давление будет выровнено и устройство будет установлено в пропускающий режим (Фиг. 5, 6). Возможен вариант, когда клапан 4 постоянно открыт и рабочая среда постоянно перемещается между блоками, это обеспечивает беспрепятственное движение, тогда при поступлении управляющего сигнала о запрете движения клапан 4 закрывается.

Изобретение относится к устройствам для управления транспортными и пешеходными потоками. Устройство включает нажимной, передающий и регулирующий блоки, соединенные друг с другом. Нажимной блок включает силовой элемент. Передающий блок включает канал, предназначенный для заполнения его рабочей средой, и снабжен управляющим клапаном, установленным в канале. Регулирующий блок включает регулирующий элемент, выполненный с возможностью реализации заданных режимов управления движением объекта. Силовой элемент нажимного блока выполнен с возможностью при надавливании на него объектом инициализировать передачу рабочей среды по каналу передающего блока к регулирующему блоку, переводя его регулирующий элемент в заданный режим управления движением объекта. Достигается упрощение конструкции при одновременном снижении затрат электроэнергии и расширении области применения. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для управления движением объекта, включающее нажимной, передающий и регулирующий блоки, соединенные друг с другом, нажимной блок включает по меньшей мере один силовой элемент, передающий блок включает по меньшей мере один канал, предназначенный для заполнения его рабочей средой, и снабжен по меньшей мере одним управляющим клапаном, установленным в по меньшей мере одном канале, а регулирующий блок включает по меньшей мере один регулирующий элемент, выполненный с возможностью реализации заданных режимов управления движением объекта, при этом силовой элемент нажимного блока выполнен с возможностью при надавливании на него объектом инициализировать передачу рабочей среды по каналу передающего блока к регулирующему блоку, переводя его регулирующий элемент в заданный режим управления движением объекта.

2. Устройство для управления движением объекта по п. 1, отличающееся тем, что регулирующий элемент выполнен с возможностью реализации режимов пропускания/запрета движения объекта и/или режимов коммутации движения объекта.

3. Устройство для управления движением объекта по п. 1, отличающееся тем, что нажимной и регулирующий блоки расположены на общей подложке.

4. Устройство для управления движением объекта по п. 1, отличающееся тем, что передающий блок снабжен управляющим блоком, соединенным с управляющим клапаном.

5. Устройство для управления движением объекта по п. 4, отличающееся тем, что управляющий блок выполнен с возможностью удаленного управления.

6. Устройство для управления движением объекта по п. 4, отличающееся тем, что управляющий блок снабжен датчиками положения объекта.

7. Устройство для управления движением объекта по п. 4, отличающееся тем, что управляющий блок снабжен системой видеонаблюдения.

8. Устройство для управления движением объекта по п. 4, отличающееся тем, что управляющий блок включает модуль отслеживания разрешения движения.