Светодиодный дорожный знак Российский патент 2024 года по МПК E01F9/00 G09F13/00 

Изобретение относится к техническим средствам организации дорожного движения при эксплуатации автомобильных дорог и может быть применено в дорожных знаках со световой индикацией надписей и символов.

Наиболее близким, по совокупности существующих признаков, аналогом к заявленному изобретению (прототипом) является «Устройство организации дорожного движения» по патенту на изобретение № 2736848 (МПК: G08G 1/0967, E01F 9/30). Устройство организации дорожного движения, характеризующееся тем, что состоит из корпуса дорожного знака, сформированного сопряженными между собой рамкой лицевой и тыльной панелями; элементов световой индикации; коммуникационно-управляющего модуля, содержащего в качестве его элементов программируемое логическое устройство и связанный с ним модем сотовой связи GSM/GPRS, соединенный с антенной, внутреннюю систему питания, при этом в качестве элементов световой индикации применены светодиоды, которые установлены на печатные платы каймы и печатную плату ограничения скорости, которые соединены с выходами логического устройства коммуникационно-управляющего модуля через измерительный датчик, причем печатные платы каймы и ограничения скорости установлены внутри корпуса дорожного знака; печатная плата ограничения скорости содержит светодиоды, формирующие первый и второй информационные символы; на лицевой панели дорожного знака выполнены отверстия для размещения в каждом из них светодиодов, формирующих первый и второй информационные символы, вместе с полимерным уплотнителем. Недостатками данного изделия являются: низкое восприятие знака, так как полимерный уплотнитель снижает угол свечения светодиода тем самым ухудшая узнаваемость. Также недостатком является зависимость от охлаждения оборудования, которое осуществляется за счет вентиляционных отверстий, что делает изделие не герметичным, что в свою очередь снижает сроки эксплуатации за счет повреждения внутренних электронных компонентов под воздействием осадков.

Задача, которую поставил перед собой разработчик нового cветодиодного дорожного знака состояла в создании нового cветодиодного дорожного знака, являющегося универсальной готовой платформой под все типовые дорожные знаки, с возможностью замены информационной поверхности, обладающей высокой степенью ее восприятия участниками дорожного движения, вне зависимости от метеоусловий. Техническим результатом, достигнутым в процессе решения поставленной перед разработчиком задачи, является обеспечение возможности замены информационной поверхности, вне зависимости от назначения cветодиодного дорожного знака. Кроме того, техническим результатом стало повышение узнаваемости cветодиодного дорожного знака и дальности его восприятия, с возможностью контроля за электропотреблением. А также повышение сроков эксплуатации изделия. Также техническим результатом явилась возможность объединения работы нескольких однотипных знаков в закрытую информационную сеть, обеспечивающую синхронную работу нескольких удаленных друг от друга знаков, качественно влияющую на автомобильный трафик. Технический результат достигается за счет совокупности всех существенных признаков.

Сущность изобретения состоит в том, что cветодиодный дорожный знак, состоящий из корпуса дорожного знака, сформированного сопряженными между собой рамкой лицевой и тыльной панелями, элементов световой индикации, контроллер и связанным с ним устройством передачи данных, элементов световой индикации в виде светодиодов, которые установлены на печатные платы, которые соединены с выходами логического устройства, при этом между лицевой и тыльной панелями установлена поликарбонатная диэлектрическая панель, а контроллер представляет собой печатную плату с микроконтроллером, содержащим алгоритмы режимов работы печатных плат со светодиодами, датчиком освещенности, Wi-Fi модулем и управляющими кнопками, причем выходы микроконтроллера соединены с печатными платами со светодиодами, а тыльную сторону лицевой панели по периметру приклеены композитные проставки, причем контроллер выполнен с возможностью автоматического управления режимами яркости работы светодиодов и установления беспроводной связи с контроллерами других cветодиодных дорожных знаков. А Wi-Fi модуль выполнен с возможностью синхронизации с режимом работы печатных плат со светодиодами другого cветодиодного дорожного знака. При этом лицевая панель выполнена со сквозными отверстиями и наклеенной светоотражающей пленкой на переднюю сторону. А лицевая панель выполнена из алюминия. Кроме того, лицевая панель, поликарбонатная диэлектрическая панель и тыльная панель сопряжены между собой алюминиевым П-образным профилем. При этом лицевая панель содержит сквозные отверстия по контурным элементам изображения каймы и символа дорожного знака. А поликарбонатная диэлектрическая панель содержит сквозное отверстие под провод для подключения к внешней системе питания. Причем, тыльная панель выполнена из композитного материала. А по обе стороны тыльной панели выполнены армирующие элементы в виде алюминиевых панелей. Также, тыльная панель содержит сквозные отверстия с зенковкой, выполненной с внутренней стороны панели. А в сквозные отверстия с зенковкой установлены винты с потайной головкой и колпачковой гайкой. При этом, по периметру внешней стороны тыльной панели расположен крепежный алюминиевый профиль. Кроме того, контроллер выполнен с индикаторными светодиодами. А вход микроконтроллера предназначен для подключения внешней системы питания.

Изобретение поясняется графически, где показаны:

на фиг. 1 - компоненты cветодиодного дорожного знака в разборе;

на фиг. 2 - печатные платы со светодиодами;

на фиг. 3 - лицевая сторона алюминиевой панели;

на фиг. 4 - тыльная сторона алюминиевой панели;

на фиг. 5 - тыльная сторона композитной панели и поликарбонатная диэлектрическая панель;

на фиг. 6 - корпус контроллера с элементами крепления;

на фиг. 7 - схема контроллера.

Светодиодный дорожный знак состоит из алюминиевой панели 1, со сквозными отверстиями 2 и наклеенной светоотражающей пленкой 3 на лицевую сторону 4 алюминиевой панели 1. С тыльной стороны 5 алюминиевой панели 1 установлены печатные платы со светодиодами 6. На тыльную сторону 5 алюминиевой панели 1 дополнительно по периметру приклеены композитные проставки 7. На тыльную сторону 5 алюминиевой панели 1, с установленными платами 6 со светодиодами 14 и композитными проставками 7, устанавливается поликарбонатная диэлектрическая панель 8. За поликарбонатной диэлектрической панелью 8 следует тыльная композитная панель 9 с крепежным алюминиевым профилем 10 и контроллером 11. Алюминиевая панель 1, поликарбонатная диэлектрическая панель 8, и тыльная композитная панель 9 сопряженных между собой алюминиевым П-образным алюминиевым профилем 12. Алюминиевая панель 1 выполнена из алюминиевого листа толщиной от 1мм до 2мм, с наклеенной светоотражающей пленкой 3 на лицевую сторону 4 алюминиевой панели 1 с изображением дорожного знака. Алюминиевая панель 1 с наклеенной на лицевую сторону 4 светоотражающей пленкой 3 содержит сквозные отверстия 2 по контурным элементам изображения каймы и символа дорожного знака светоотражающей пленки 3, для установки печатных плат 6 со светодиодами 14. Печатная плата 6 со светодиодами 14 представляет собой полоски из текстолита 13 с размещенными на них светодиодами 14. Печатные платы 6 со светодиодами 14 содержат контактные площадки системы питания 15 для соединения между собой посредством провода (на изображениях не указывается позицией не обозначен). Печатные платы 6 со светодиодами 14 размещаются с тыльной стороны 5 алюминиевой панели 1 светодиодами 14 в сквозные отверстия 3 а их контактные площадки питания 15 соединяются последовательно друг с другом посредством проводного соединения при этом на контактные площадки питания 15 последней печатной платы 6 со светодиодами 14 в цепочке, припаивается провод для подключения контроллеру 11. Печатные платы 6 со светодиодами 14 после монтажа в тыльную сторону 5 алюминиевой панели 1 имеют высоту от 3 до 6 мм. По периметру тыльной стороны 5 алюминиевой панели 1 помимо печатных плат 6 со светодиодами 14 устанавливаются на клей композитные проставки 7 высотой от 3 до 6 мм, которые выполнены из композита (на изображениях не указывается позицией не обозначен) и представляют собой полоски идентичного размера. Поликарбонатная диэлектрическая панель 8 предназначена для защиты соединений на контактах площадках питания 15 печатаных плат 6 со светодиодами 14 от короткого замыкания при контакте с тыльной композитной панелью 9. Поликарбонатная диэлектрическая панель 8 содержит сквозное отверстие 16 под провод для подключения к внешней системе питания. Поликарбонатная диэлектрическая панель 8 накладывается с тыльной стороны 5 алюминиевой панели 1 на печатные платы 6 со светодиодами 14 и композитные проставки 7, размещенные в на тыльной стороне 5 алюминиевой панели 1. Тыльная композитная панель 9 выполнена из композитного материала толщиной от 3 до 6 мм, армирующими элементами (на изображениях не указывается позицией не обозначен) которого являются алюминиевые панели (на изображениях не указывается позицией не обозначен) толщиной от 0,1 до 0,4 мм, по обе его стороны. Тыльная композитная панель 9 содержит сквозные отверстия с зенковкой 17, при этом зенковка 17 выполнена с внутренней стороны 18 тыльной композитной панели 9. В сквозные отверстия с зенковкой 17 установлены винты с потайной головкой 19 и колпачковой гайкой 20, посредством которых к внешней стороне 21 тыльной композитной панели 9 закреплен крепежный алюминиевый профиль 10, а сквозное отверстие 16 предназначено для провода (на изображениях не указывается позицией не обозначен) от последней в цепочке печатной платы 6 со светодиодами 14, который соединяется с контроллером 11. Крепежный алюминиевый профиль 10 расположен по периметру внешней стороны 21 тыльной композитной панели 9, что позволяет выполнять монтаж cветодиодного знака как на вертикальные так и на горизонтальные элементы металлоконструкций, установленных на дороге (стойки, Г-образные опоры и т.п.) П-образный алюминиевый профиль 12 представляет собой рамку, внутренние габаритные размеры которой полностью соответствуют внешним габаритным размерам лицевой панели, диэлектрической композитной панели, тыльной композитной панели. Контроллер 11 представляет собой печатную плату с микроконтроллером 22, датчиком освещенности 23, Wi-Fi модулем 24, управляющими кнопками 25 и индикаторными светодиодами 26. Контроллер 11 располагается в пластиковом корпусе 27 на тыльной композитной панели 9. При этом контроллер 11 выполнен с возможностью автоматического управления режимами яркости работы светодиодов 14 cветодиодного знака в зависимости от параметра освещенности, измеряемого датчиком освещенности 23. В солнечную погоду при значительно высоком показателем освещенности яркость максимальная, в облачную погоду яркость снижается до среднего уровня, а ночью до минимального. Наличие соединенных между собой контроллера 11 с датчиком освещенности 23 и светодиодов 14 позволяют достичь комфортного восприятия участниками дорожного движения информации на cветодиодном знаке, путем исключения сильного засвета при 100% работе светодиодов 14. Также контроллер 11 выполнен с возможностью. Кроме того, подобное выполение контроллера 11, способствует сбалансированному энергопотреблению источника внешней системы питания в виде аккумулятора, значительно увеличивая время работы знака в неблагоприятные периоды погодных условий для заряда аккумулятора от солнечных станций. Бесперебойная круглосуточная работа cветодиодного знака способствует повышению безопасности дорожного движения, а также применению на участках автодорог с контролем средней скорости движения в целях информирования на постоянной основе об ограничении скоростного режима и прочей информации в зависимости от типа знаков. Кроме того, контроллер 11 выполнен с возможностью установления беспроводной связи с контроллерами 11 других cветодиодных знаков, что позволяет добиться синхронной работы световой индикации и способствует единству восприятия информации участниками движения, без образования хаотичной работы светодиодов 14 на участках автодороги с множеством дорожных знаков. Этот функциональный режим способствует комфортному и улучшенному восприятию информации, исключающий хаос и потерю концентрации при проезде через участок автодороги с дорожными знаками. Синхронность работы cветодиодных знаков выполняется в радиусе 50 метров друг от друга вне зависимости от их количества. Данная функциональная особенность позволяет реализовать установку знаков на криволинейных участках дороги протяженностью более километра.

Микроконтроллер 22 содержит алгоритмы режимов работы печатных плат со светодиодами 6. Wi-Fi модуль 24 соединен с входом микроконтроллера 22 и предназначен для работы одного из режимов, который позволяет осуществлять синхронный режим работы печатных плат со светодиодами 6 идентичных знаков находящихся на расстоянии от 20 до 50 метров. Дальность беспроводной связи обусловлена техническими параметрами Wi-Fi модуля 24. Выходы микроконтроллера 22 посредством провода соединены с печатными платами 6 со светодиодами 14. Управляющие кнопки 25 предназначены для изменения алгоритма работы микроконтроллера 22. Алгоритм работы печатных плат со светодиодами 6 настраивается путем нажатия на управляющие кнопки 25 соединенные с микроконтроллером 22. Вход микроконтроллера 22 предназначен для подключения внешней системы питания (на изображениях не указывается позицией не обозначен). В качестве внешней системы питания может быть использована автономная солнечная электростанция (на изображениях не указывается позицией не обозначен) либо источник напряжения от 12 до 36 Вольт.

Светодиодный дорожный знак работает следующим образом. Включение cветодиодного дорожного знака осуществляется путем подачи напряжения на вход микроконтроллера 22. Согласно выбранному программному алгоритму, микроконтроллер 22 cветодиодного знака активирует выходы, к которым подключены печатные платы со светодиодами 6. Алгоритм работы может быть трех видов:

Алгоритм № 1 «Статичное свечение» – печатные платы со светодиодами 6 работают в режиме постоянного свечения, микроконтроллер 22 изменяет яркость автоматически в зависимости от освещенности. При этом выходы микроконтроллера 22 активируют печатные платы со светодиодами 6 в режиме постоянного свечения;

Алгоритм № 2 «Динамическое свечение» - печатные платы со светодиодами 6 работают в режиме мигания с частотой ~1Гц, микроконтроллер 22 изменяет яркость автоматически в зависимости от освещенности. При этом выходы микроконтроллера 22 активируют печатные платы со светодиодами 6 в режиме динамического свечения с частотой ~1Гц;

Алгоритм № 3 «Синхронное свечение» - печатные платы со светодиодами 6 работают в режиме синхронного мигания со cветодиодными знаками в радиусе действия Wi-Fi модуля 24 идентичном режиме работы с частотой 1Гц, микроконтроллер 22 изменяет яркость автоматически в зависимости от освещенности. При этом происходит активация Wi-Fi модуля 24, который в радиусе действия беспроводной радиочастотной связи синхронизируется с идентичными устройствами (на изображениях не указывается позицией не обозначен) с данным режимом работе, после чего осуществляется синхронизация динамики. Выходы микроконтроллера 22 cветодиодных знаков в сети Wi-Fi активируют печатные платы со светодиодами 6 в режиме динамики с частотой ~1Гц.

Датчик освещенности 23 соединен с входом микроконтроллера 22. Микроконтроллер 22 считывает параметры с датчика освещенности 23 и автоматически изменяет яркость всех печатных плат со светодиодами. В ночное время суток - яркость 20%, в пасмурное - яркость 70%, в солнечное дневное - яркость 100%.

Изобретение относится к техническим средствам организации дорожного движения при эксплуатации автомобильных дорог. Светодиодный дорожный знак состоит из корпуса дорожного знака, сформированного сопряженными между собой рамкой лицевой и тыльной панелями, элементов световой индикации, контроллера и связанного с ним устройства передачи данных, элементов световой индикации, которые установлены на печатные платы. Между лицевой и тыльной панелями установлена поликарбонатная диэлектрическая панель. Контроллер представляет собой печатную плату с микроконтроллером, содержащим алгоритмы режимов работы печатных плат со светодиодами, датчиком освещенности, Wi-Fi модулем и управляющими кнопками. Контроллер выполнен с возможностью автоматического управления режимами яркости работы светодиодов и установления беспроводной связи с контроллерами других светодиодных дорожных знаков. Достигается повышение узнаваемости светодиодного дорожного знака и дальности его восприятия с возможностью контроля за электропотреблением, повышение сроков эксплуатации изделия и возможность объединения работы нескольких однотипных знаков в закрытую информационную сеть. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Светодиодный дорожный знак, состоящий из корпуса, сформированного сопряженными между собой рамкой, лицевой и тыльной панелями, элементов световой индикации в виде светодиодов, контроллера и связанного с ним устройства передачи данных, причем элементы световой индикации установлены на печатные платы, которые соединены с выходами логического устройства, отличающийся тем, что между лицевой и тыльной панелями установлена поликарбонатная диэлектрическая панель, а контроллер представляет собой печатную плату с микроконтроллером, содержащим алгоритмы режимов работы печатных плат со светодиодами, датчиком освещенности, Wi-Fi модулем и управляющими кнопками, причем выходы микроконтроллера соединены с печатными платами со светодиодами, а на тыльную сторону лицевой панели по периметру приклеены композитные проставки, причем контроллер выполнен с возможностью автоматического управления режимами яркости работы светодиодов и установления беспроводной связи с контроллерами других светодиодных дорожных знаков.

2. Светодиодный дорожный знак по п. 1, отличающийся тем, что Wi-Fi модуль выполнен с возможностью синхронизации с режимом работы печатных плат со светодиодами другого светодиодного дорожного знака.

3. Светодиодный дорожный знак по п. 1, отличающийся тем, что лицевая панель выполнена со сквозными отверстиями и наклеенной светоотражающей пленкой на переднюю сторону.

4. Светодиодный дорожный знак по п. 1, отличающийся тем, что лицевая панель выполнена из алюминия.

5. Светодиодный дорожный знак по п. 1, отличающийся тем, что лицевая панель, поликарбонатная диэлектрическая панель и тыльная панель сопряжены между собой алюминиевым П-образным профилем.

6. Светодиодный дорожный знак по п. 1, отличающийся тем, что лицевая панель содержит сквозные отверстия по контурным элементам изображения каймы и символа дорожного знака.

7. Светодиодный дорожный знак по п. 1, отличающийся тем, что поликарбонатная диэлектрическая панель содержит сквозное отверстие под провод для подключения к внешней системе питания.

8. Светодиодный дорожный знак по п. 1, отличающийся тем, что тыльная панель выполнена из композитного материала.

9. Светодиодный дорожный знак по п.9, отличающийся тем, что по обе стороны тыльной панели выполнены армирующие элементы в виде алюминиевых панелей.

10. Светодиодный дорожный знак по п. 1, отличающийся тем, что тыльная панель содержит сквозные отверстия с зенковкой, выполненной с внутренней стороны панели.

11. Светодиодный дорожный знак по п. 10, отличающийся тем, что в сквозные отверстия с зенковкой установлены винты с потайной головкой и колпачковой гайкой.

12. Светодиодный дорожный знак по п. 1, отличающийся тем, что по периметру внешней стороны тыльной панели расположен крепежный алюминиевый профиль.

13. Светодиодный дорожный знак по п. 1, отличающийся тем, что контроллер выполнен с индикаторными светодиодами.

14. Светодиодный дорожный знак по п. 1, отличающийся тем, что вход микроконтроллера предназначен для подключения внешней системы питания.