Устройство и способ разделения области обзора лобового стекла Российский патент 2024 года по МПК G01M17/07 

1. Область техники

[0001] Изобретение относится к области техники испытаний транспортных средств, в частности к устройству и способу разделения области обзора лобового стекла.

2. Уровень техники

[0002] Точное определение ключевой области обзора лобового стекла кабины транспортного средства всегда было горячей темой в отрасли. Это оказывает большое влияние на дизайн интерьера кабины, расположение воздуховыпускных отверстий для размораживания и предотвращения запотевания и даже на безопасное вождение автомобилей, особенно автомобилей с технологией автономного вождения. Благодаря единообразному внешнему виду кабины автомобильная продукция обладает относительно зрелыми решениями для разделения ключевого поля обзора лобового стекла. В отрасли строительной техники, из-за множества типов продукции и различных форм кабин для различных изделий, при определении ключевой области обзора больше внимания уделяется существующим технологиям автомобильной промышленности.

[0003] Для автомобильной продукции текущий способ разделения поля обзора лобового стекла соответствует методу, указанному в стандарте «Требования и способ измерения переднего поля обзора для водителей автомобилей GB11562-2014». Основной принцип заключается в том, что на основе модели лобового стекла кабины и модели визуального пространства моделируют виртуальную зону обзора, затем определяют точки R, точки V и т.д. через пространственную систему координат, и наконец, формируют границы ключевой области обзора лобового окна кабины, после чего результаты моделирования распечатывают на чертежах в масштабе 1:1 и окончательно печатают на лобовом стекле. Этот способ разделения области обзора полностью реализуется компьютером, способ объективен, а его применение относительно распространено. Однако существуют следующие проблемы: перед разделением необходимо получить трехмерную модель кабины испытуемого объекта, что затруднительно при фактическом выполнении испытания, работа специального трехмерного программного обеспечения требует высоких требований к штатным испытателям, а ход испытания невозможно гарантировать. С другой стороны, этот способ является более зрелым и может использоваться в автомобильной промышленности, поскольку форма кабины автомобиля относительно унифицирована, а форма лобового стекла относительно постоянна. Что касается продукции машиностроения, то из-за большого разнообразия продукции формы кабин различаются, состав лобового стекла кабины сложный, а ключевые области обзора не совпадают полностью. При копировании этого способа между зонированием и реальными потребностями возникнет большой разрыв. Во-вторых, этот способ применим только для разделения переднего лобового стекла, но не может разделить кабину с несколькими лобовыми стеклами, как у строительной техники.

[0004] В базе данных патентов Китая раскрыто измерительное приспособление для области переднего обзора в автомобилях (CN205374050U), которое разделяет область переднего обзора. Принцип конструкции устройства также основан на эталонном стандарте «Требования и способ измерения переднего поля обзора для водителей автомобилей GB11562-2014». Разделение осуществляется путем установки двух точек V1 и V2. По сравнению со способом разделения трехмерной модели, в нем проще управление, однако в нем лишь преобразован стандартный способ в устройство для реализации и не учитывается, как выровнять сиденье при его установке, кроме того, этот метод подходит только для автомобильной продукции и не может быть применен к другим продуктам.

Сущность изобретения

[0005] Целью настоящего изобретения является преодоление недостатков известного уровня техники, обеспечение устройства и способа разделения области обзора лобового стекла и решение проблемы, заключающейся в том, что способ разделения в известном уровне техники слишком сильно полагается на трехмерную модель кабины, не может быть использован в кабине с несколькими лобовыми стеклами и не поддается адаптации.

[0006] Для решения вышеуказанных технических проблем настоящее изобретение реализовано с использованием следующих технических решений:

[0007] С одной стороны, изобретение предлагает устройство для разделения области обзора лобового стекла, которое содержит направляющую рейку, основание ползуна, механизм перемещения, подъемный механизм и измеритель горизонтального угла, основание ползуна соединено с возможностью скольжения с направляющей рейкой, а механизм перемещения выполнен с возможностью использования для приведения основания ползуна в горизонтальное перемещение вдоль направляющей рейки, подъемный механизм выполнен с возможностью использования для перемещения направляющей рейки вверх и вниз, а измеритель горизонтального угла выполнен с возможностью использования для измерения горизонтальности направляющей рейки.

[0008] Основание ползуна снабжено узлом лазерного излучения, узел лазерного излучения содержит гнездо лазерного излучения, вертикальный вращающийся механизм, горизонтальный вращающийся механизм и лазерный излучатель, причем гнездо лазерного излучения соединено с основанием ползуна через вертикальный вращающийся механизм, а лазерный излучатель соединен с гнездом лазерного излучения с возможностью вращения посредством горизонтального вращающегося механизма.

[0009] Гнездо лазерного излучения снабжено направляющим стержнем, а направляющий стержень с возможностью скольжения соединен с лазерным дальномером для измерения расстояния между лазерным излучателем и полом кабины.

[0010] Кроме того, подъемный механизм содержит упорное гнездо, упорное гнездо снабжено подъемной штангой и первым двигателем для приведения подъемной штанги в телескопическое положение, причем верхняя часть подъемной штанги неподвижно соединена с направляющей рейкой, первый двигатель соединен с приводом подъемной штанги; на упорном гнезде шарнирно закреплены по меньшей мере три регулируемые по углу ножки.

[0011] Кроме того, механизм перемещения содержит основание двигателя, винт и винтовой двигатель, винтовой двигатель расположен на направляющей рейке через основание двигателя, винтовой двигатель соединен с приводом винта, а один конец винта соединен с помощью резьбы с основанием ползуна.

[0012] Кроме того, механизм вертикального вращения содержит второй двигатель и первый вал, причем один конец первого вала соединен с возможностью вращения с основанием ползуна, а другой конец неподвижно соединен с гнездом лазерного излучения, второй двигатель предусмотрен на основании ползуна и соединен с приводом первого вала.

[0013] Кроме того, горизонтальный вращающийся механизм содержит третий двигатель и второй вал, гнездо лазерного излучения снабжено подвижной канавкой с одной стороны от направляющего стержня, второй вал горизонтально соединен с подвижной канавкой, на втором валу установлен лазерный излучатель, а третий двигатель установлен на гнезде лазерного излучения и соединен с приводом второго вала.

[0014] Кроме того, внешняя стенка гнезда лазерного излучения снабжена защелкивающейся канавкой, а направляющий стержень соединен с возможностью отсоединения с гнездом лазерного излучения через защелкивающуюся канавку.

[0015] С другой стороны, настоящее изобретение также предлагает способ разделения области обзора лобового стекла с использованием любого из устройств, описанных выше, способ включает этапы способа, описанные в любом способе из способа А и способа В.

[0016] Способ А включает следующие этапы:

[0017] определение положения [x, y] пространства обзора глаз водителя в текущем положении сиденья;

[0018] регулирование положения точки излучения лазерного излучателя таким образом, чтобы оно соответствовало положению [x, y] пространства обзора глаз;

[0019] использование пола кабины в качестве ориентира и в соответствии с инструкциями измерителя горизонтального угла расположение лазерного излучателя полностью параллельно полу кабины;

[0020] управление вертикальным поворотным механизмом для отклонения влево и вправо в соответствии с заданным углом и определение левой и правой точек границы области обзора лобового стекла в соответствии с точкой проекции лазерного излучателя на лобовое стекло;

[0021] управление горизонтальным поворотным механизмом для отклонения вверх и вниз в соответствии с заданным углом и определение верхней и нижней точек границы области обзора лобового стекла в соответствии с точкой проекции лазерного излучателя на лобовое стекло;

[0022] изображение двух вертикальных линий, проходящих через левую и правую точки границы области обзора лобового стекла соответственно, и двух горизонтальных линий, проходящих через верхнюю и нижнюю точки границы области обзора лобового стекла соответственно, причем замкнутая область, состоящая из указанных двух вертикальных линий и двух горизонтальных линий, представляет собой область обзора лобового стекла.

[0023] Способ В включает следующие этапы:

[0024] определение положения [x, y] пространства обзора глаз водителя в текущем положении сиденья;

[0025] регулирование положения точки излучения лазерного излучателя таким образом, чтобы оно соответствовало положению [x, y] пространства обзора глаз;

[0026] использование пола кабины в качестве ориентира и в соответствии с инструкциями измерителя горизонтального угла расположение лазерного излучателя полностью параллельно полу кабины;

[0027] контроль угла отклонения, установленного вертикальным вращающимся механизмом для поворота влево или вправо, и одновременный контроль угла отклонения, установленного горизонтальным вращающимся механизмом для поворота вверх или вниз, в соответствии с точкой проекции лазерного излучателя на лобовое стекло, определение верхнего левого, нижнего левого, верхнего правого и нижнего правого угла области обзора лобового стекла;

[0028] последовательное соединение вершин каждого угла, причем замкнутая область представляет собой область обзора лобового стекла.

[0029] Кроме того, способ регулирования положения точки излучения лазерного излучателя таким образом, чтобы оно соответствовало положению [x, y] пространства обзора глаз включает в себя:

[0030] размещение устройства для разделения области обзора лобового стекла на сиденье таким образом, чтобы узел лазерного излучения располагался сзади, и обеспечение того, чтобы продольная центральная плоскость лазерного излучателя устройства совпадала с продольной центральной плоскостью сиденья;

[0031] регулирование угла установки устройства для разделения области обзора лобового стекла на сиденье в соответствии с инструкциями измерителя горизонтального угла таким образом, чтобы направляющая рейка находилась параллельно полу кабины;

[0032] путем регулирования левого и правого положений лазерного дальномера на направляющем стержне таким образом, чтобы его лазерная точка была расположена в фиксированной точке пола кабины, получение фактической высоты α лазерного излучателя относительно пола кабины в этом положении размещения, перемещение с помощью подъемного механизма лазерного излучателя вверх и вниз, чтобы α=y, причем в этот момент высота, соответствующая горизонтальной плоскости центральной оси лазерного излучателя, является высотой положения пространства обзора глаз;

[0033] размещение проекционной панели вертикально на полу кабины рядом с передним краем сиденья кабины, измерение фактического горизонтального расстояния β между точкой излучения лазерного излучателя и проекционной панелью, причем механизм перемещения приводит лазерный излучатель в движение таким образом, что β=X, в это время, расстояние между вертикальной поверхностью центра лазерного излучателя и проекционной панелью равно ширине положения пространства обзора глаз.

[0034] Кроме того, способ определения положения [x, y] пространства обзора глаз водителя в текущем положении сиденья включает следующие этапы:

[0035] размещение стандартного манекена на отрегулированное сиденье водителя таким образом, чтобы продольная плоскость симметрии тела стандартного манекена совпадала с продольной плоскостью симметрии сиденья, а положение сидя соответствовало нормальному сидячему положению водителя;

[0036] использование предварительно приготовленных наполнителей для внутреннего наполнения стандартного манекена, причем количество наполнителя равно весу стандартной модели манекена - вес стандартного манекена;

[0037] измерение горизонтального расстояния между самой дальней точкой n на краю продольной центральной поверхности передней части сиденья и центральным положением V глаз стандартного манекена;

[0038] измерение вертикального расстояния y между точкой V, центральным положением глаз стандартного манекена, и поверхностью пола кабины;

[0039] построение визуальной системы координат положения на основе пола кабины, причем в это время пространственными координатами точки V человеческого глаза являются координаты [x, y].

[0040] Кроме того, способ регулирования сиденья включает в себя регулирование переднего и заднего верхнего и нижнего положений сиденья и спинки сиденья в соответствии с фактическими привычками и положением водителя при езде; или регулирование сиденья в кабине до последнего положения направляющей, а затем регулирование переднего и заднего верхнего и нижнего положений сиденья и спинки сиденья в соответствии с фактическими привычками и положением водителя при езде;

[0041] по сравнению с известным уровнем техники полезные эффекты, достигаемые настоящим изобретением, заключаются в следующем:

[0042] устройство для разделения области обзора лобового стекла с помощью механизма перемещения и подъемного механизма для перемещения лазерного излучателя в положение пространства обзора глаз, с помощью вертикального вращательного механизма и горизонтального вращательного горизонтального для разделения области обзора лобового стекла, отлично позволяет избежать влияния ошибок, вызванных работой человека, имеет более высокую точность, простое в эксплуатации и использовании, а также позволяет значительно повысить эффективность разделения и добиться лучших результатов.

[0043] Способ разделения области обзора лобового стекла не требует трехмерной модели кабины, и специальное разделительное устройство предназначено для выполнения совместно с этим способом. Способ, предложенный в настоящем изобретении, делит область обзора лобового стекла на основе фактического состояния водителя и сиденья, что в высокой степени соответствует реальной ситуации, процесс разделения быстрый и простой, а результаты разделения в большей степени соответствуют практическим потребностям, изобретение также применимо для разделения области обзора кабины с несколькими лобовыми стеклами.

Описание прилагаемых чертежей

[0044] Чертежи используются для обеспечения дальнейшего понимания настоящего изобретения и являются частью спецификации, вместе с вариантом осуществления настоящего изобретения используются для объяснения настоящего изобретения и не являются ограничением настоящего изобретения.

[0045] На фиг. 1 представлена принципиальная схема структуры устройства для разделения области обзора лобового стекла, предусмотренного вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0046] На фиг. 2 представлена принципиальная схема увеличенной конструкции устройства для разделения области обзора лобового стекла, показанного на фиг. 1.

[0047] На фиг. 3 представлена принципиальная схема конструкции гнезда лазерного излучения устройства для разделения области обзора лобового стекла, показанного на фиг. 1.

[0048] На фиг. 4 представлена принципиальная схема конструкции защелкивающейся канавки устройства для разделения области обзора лобового стекла, показанного на фиг. 1.

[0049] На фиг. 5 представлена принципиальная схема результата разделения области обзора лобового стекла в соответствии со способом разделения области обзора лобового стекла, предусмотренным вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0050] На фиг. 6 представлена принципиальная схема положения размещения устройства для разделения области обзора лобового стекла, предусмотренного вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0051] На фиг. 7 представлена принципиальная схема положения пространства обзора глаз водителя в текущем положении сиденья способа разделения области обзора лобового стекла, предусмотренного вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0052] На чертежах: 1. Направляющая рейка; 2. Основание ползуна; 3. Измеритель горизонтального угла; 4. Гнездо лазерного излучения; 5. Лазерный излучатель; 6. Направляющий стержень; 7. Лазерный дальномер; 8. Упорное гнездо; 9. Подъемная штанга; 10. Первый двигатель; 11. Ножки; 12. Основание двигателя; 13. Винт; 14. Винтовой двигатель; 15. Второй двигатель; 16. Первый вал; 17. Третий двигатель; 18. Второй вал; 19. Подвижная канавка; 20. Защелкивающаяся канавка.

Конкретные варианты осуществления

[0053] Далее будет описана следующая комбинация чертежей настоящего изобретения. Следующие примеры используются только для более наглядной иллюстрации технических решений настоящего изобретения и не могут быть использованы для ограничения объема защиты настоящего изобретения.

[0054] В описании настоящего изобретения следует понимать, что термины «центр», «вертикальный», «горизонтальный», «вверх», «низ», «спереди», «сзади», «слева», «справа» , «вертикально», «горизонтально», «сверху», «снизу», «внутри», «снаружи» и т. д. обозначают взаимосвязи ориентации или положения на основе взаимосвязи ориентации или положения, показанной на чертежах, исключительно с целью облегчения описания настоящего изобретения и для упрощения описания, но не указывает и не подразумевает, что упомянутое устройство или элемент должно иметь определенную ориентацию, быть сконструировано и работать в определенной ориентации и, следовательно, это не может быть истолковано как ограничение настоящего изобретения. Кроме того, термины «первый», «второй» и др. используются только в описательных целях и не могут пониматься как указывающие или подразумевающие относительную важность или неявно указывающие на количество указанных технических характеристик. Таким образом, признаки, определенные как «первый», «второй» и др., могут явно или неявно включать в себя один или несколько таких признаков. В описании настоящего изобретения, если не указано иное, значение термина «множество» означает два или более.

[0055] В описании настоящего изобретения следует отметить, что, если иное четко не указано и не ограничено, термины «установка», «подключение» и «соединение» следует понимать широко, например, они могут означать фиксированные соединения, разъемные соединения, или интегрированные соединения; это может быть механическое соединение или электрическое соединение; оно может быть подключено напрямую или косвенно через промежуточную среду или может быть внутренним соединением между двумя компонентами. Для обычного технического персонала в данной области конкретное значение вышеуказанных терминов в настоящем изобретении может быть понято в зависимости от конкретных обстоятельств.

[0056] Вариант осуществления 1

[0057] Как показано на фиг. 1-4, настоящее изобретение предлагает устройство для разделения области обзора лобового стекла, включающее направляющую рейку 1, основание 2 ползуна, механизм перемещения, подъемный механизм и измеритель 3 горизонтального угла, причем основание 2 ползуна соединено с направляющей рейкой 1 с возможностью скольжения, а механизм перемещения выполнен с возможностью использования для приведения основания 2 ползуна в горизонтальное перемещение вдоль направляющей рейки 1, подъемный механизм выполнен с возможностью использования для перемещения направляющей рейки 1 вверх и вниз, а измеритель 3 горизонтального угла выполнен с возможностью использования для измерения горизонтальности направляющей рейки 1; основание 2 ползуна снабжено узлом лазерного излучения, который включает в себя гнездо 4 лазерного излучения, вертикальный вращающийся механизм, горизонтальный вращающийся механизм и лазерный излучатель 5, причем гнездо 4 лазерного излучения соединено с основанием 2 ползуна посредством вертикального вращающегося механизма, а лазерный излучатель 5 соединен с возможностью вращения с гнездом 4 лазерного излучения посредством горизонтального вращающегося механизма; гнездо 4 лазерного излучения снабжено направляющим стержнем 6, а направляющий стержень 6 с возможностью скольжения соединен с лазерным дальномером 7 для измерения расстояния между лазерным излучателем 5 и полом кабины. Центральная ось лазерного дальномера 7 совпадает с осью второго вала 18.

[0058] В этом варианте осуществления измеритель 3 горизонтального угла может определять горизонтальность направляющей рейки 1 и определять, находится ли лазерный излучатель 5 в горизонтальном положении, тем самым повышая точность деления, основание 2 ползуна может перемещать лазерный излучатель 5 в положение пространства обзора глаз, приводимое в действие механизмом перемещения и подъемным механизмом, управление простое, а эффективность высокая, лазерный излучатель 5 может приводиться в действие вертикальным вращающимся механизмом и горизонтальным вращающимся механизмом для разделения области обзора лобового стекла, что является простым в использовании, а лазерный дальномер 7 может перемещаться в сторону направляющей рейки 1 через направляющий стержень 6, что позволяет избежать взаимодействия между сиденьем и направляющей рейкой 1 лазерного дальномера 7.

[0059] Подъемный механизм в настоящем варианте осуществления содержит упорное гнездо 8, упорное гнездо 8 снабжено подъемной штангой 9 и первым двигателем 10 для приведения в действие подъемной штанги 9 для расширения и сжатия, причем верхняя часть подъемной штанги 9 неподвижно соединена с направляющей рейкой 1, первый двигатель 10 соединен с приводом подъемной штанги 9; на упорном гнезде 8 шарнирно закреплены по меньшей мере три регулируемые по углу ножки 11, механизм перемещения содержит основание 12 двигателя, винт 13 и винтовой двигатель 14, винтовой двигатель 14 расположен на направляющей рейке 1 через основание 12 двигателя, механизм перемещения винтовой двигатель 14 соединен с приводом винта 13, один конец винта 13 соединен с помощью резьбы с основанием 2 ползуна.

[0060] В частности, во время использования ножки 11 устанавливают на сиденье кабины, а угол размещения упорного гнезда 8 можно регулировать путем регулирования угла изгиба и расширения каждой ножки 11, таким образом, устройство и пол кабины находятся в сбалансированном состоянии, когда лазерный излучатель 5 необходимо поднять и опустить, запускается первый двигатель 10 подъемного механизма, первый двигатель 10 приводит в перемещение подъемную штангу 9, а подъемная штанга 9 приводит в перемещение направляющую рейку 1, таким образом, лазерный излучатель 5 и направляющая рейка 1 поднимаются синхронно, когда лазерный излучатель 5 необходимо переместить, запускается винтовой двигатель 14 механизма перемещения, винтовой двигатель 14 приводит в перемещение винт 13 в горизонтальном направлении, а винт 13 тянет основание 2 ползуна для перемещения по направляющей рейке 1, поэтому лазерный излучатель 5 перемещается синхронно с основанием 2 ползуна, вышеописанная конструкция позволяет легко перемещать лазерный излучатель 5 в положение пространства обзора глаз.

[0061] Вариант осуществления 2

[0062] Как показано на фиг. 2-3, в настоящем варианте осуществления приводится более конкретное описание вертикального вращающегося механизма и горизонтального вращающегося механизма на основе варианта осуществления 1, вертикальный вращающийся механизм содержит второй двигатель 15 и первый вал 16, причем один конец первого вала 16 вертикально соединен с возможностью вращения с основанием 2 ползуна, а другой конец жестко соединен с гнездом 4 лазерного излучения, второй двигатель 15 установлен на основании 2 ползуна и соединен с приводом первого вала 16, горизонтальный вращающийся механизм включает в себя третий двигатель 17 и второй вал 18, гнездо 4 лазерного излучения снабжено подвижной канавкой 19 с одной стороны от направляющего стержня 6, второй вал 18 горизонтально соединен с подвижной канавкой 19, на втором валу 18 расположен лазерный излучатель 5, причем продольные центральные плоскости лазерного излучателя 5 и подвижной канавки 19 совпадают друг с другом, третий двигатель 17 расположен на гнезде 4 лазерного излучения и соединен с приводом второго вала 18.

[0063] В частности, когда необходимо определить граничные точки левой и правой областей обзора лобового стекла, запускают второй двигатель 15 вертикального вращающегося механизма, второй двигатель 15 приводит во вращение первый вал 16, первый вал 16 приводит во вращение гнездо 4 лазерного излучения таким образом, что лазерный излучатель 5, расположенный на гнезде 4 лазерного излучения, вращается одновременно влево и вправо, когда необходимо определить верхнюю и нижнюю точки границы области обзора лобового стекла, запускается третий двигатель 17 горизонтального вращающегося механизма, третий двигатель 17 приводит во вращение второй вал 18 горизонтально, второй вал 18 приводит в движение лазерный излучатель 5 в подвижной канавке 19 таким образом, что лазерный излучатель 5 может вращаться вверх и вниз, вышеуказанная конструкция позволяет легко регулировать угол поворота лазерного излучателя 5, повышая эффективность и точность разделения.

[0064] В то же время, как показано на фиг. 4, внешняя стенка гнезда 4 лазерного излучения снабжена защелкивающейся канавкой 20, а направляющий стержень 6 соединен с возможностью отсоединения с гнездом 4 лазерного излучения через защелкивающуюся канавку 20, так что после перемещения лазерного излучателя 5 в положение пространства обзора глаз направляющий стержень 6 и лазерный дальномер 7 можно легко снять, что позволяет избежать помех вращению гнезда 4 лазерного излучения со стороны направляющего стержня 6 и облегчает фактическое использование.

[0065] Вариант осуществления 3

[0066] Как показано на фиг. 5-7, настоящее изобретение также предлагает способ разделения области обзора лобового стекла с использованием вышеупомянутого устройства для разделения области обзора лобового стекла, способ включает следующие этапы:

[0067] определение положения [x, y] пространства обзора глаз водителя в текущем положении сиденья;

[0068] регулирование положения точки излучения лазерного излучателя 5 таким образом, чтобы оно соответствовало положению [x, y] пространства обзора глаз;

[0069] использование пола кабины в качестве ориентира и в соответствии с инструкциями измерителя 3 горизонтального угла расположение лазерного излучателя 5 полностью параллельно полу кабины;

[0070] управление вертикальным поворотным механизмом для отклонения влево и вправо в соответствии с заданным углом и определение левой и правой точек границы области обзора лобового стекла в соответствии с точкой проекции лазерного излучателя 5 на лобовое стекло;

[0071] управление горизонтальным поворотным механизмом для отклонения вверх и вниз в соответствии с заданным углом и определение верхней и нижней точек границы области обзора лобового стекла в соответствии с точкой проекции лазерного излучателя 5 на лобовое стекло;

[0072] изображение двух вертикальных линий, проходящих через левую и правую точки границы области обзора лобового стекла соответственно, и двух горизонтальных линий, проходящих через верхнюю и нижнюю точки границы области обзора лобового стекла соответственно, причем замкнутая область, состоящая из указанных двух вертикальных линий и двух горизонтальных линий, представляет собой область обзора лобового стекла;

[0073] в частности, после отклонения вертикального вращающегося механизма влево на заданный угол начинает работать лазерный излучатель 5, в это время в виде точки проекции на поверхности стекла появляется лазер, а положение фиксируется маркером, например, точка N на фиг. 5. Затем вертикальный вращающийся механизм сбрасывают и возвращают в исходное положение; угол отклонения вправо выполняется согласно описанной выше операции, когда перемещение влево и вправо завершено, слева и справа от поверхности лобового стекла появятся две точки разметки, как показано на фиг. 5, а точки N и M являются левой и правой граничными точками области обзора лобового стекла. После этого управляют горизонтальным вращающимся механизмом, чтобы он отклонялся вверх и вниз в соответствии с указанным углом, подробную информацию см. в приведенных выше операциях, после завершения операций вверх и вниз на поверхности лобового стекла появятся две точки разметки, например: точки K и T на фиг. 5, которые являются верхней и нижней граничными точками области обзора лобового стекла.

[0074] Вариант осуществления 4

[0075] Как показано на фиг. 5-7, настоящее изобретение также обеспечивает другой способ разделения области обзора лобового стекла с использованием вышеупомянутого устройства для разделения области обзора лобового стекла. Отличие от варианта осуществления 3 заключается в том, что положение граничных точек выбирается по-другому. Способ включает следующие этапы:

[0076] определение положения [x, y] пространства обзора глаз водителя в текущем положении сиденья;

[0077] регулирование положения точки излучения лазерного излучателя 5 таким образом, чтобы оно соответствовало положению [x, y] пространства обзора глаз;

[0078] использование пола кабины в качестве ориентира и в соответствии с инструкциями измерителя 3 горизонтального угла расположение лазерного излучателя 5 полностью параллельно полу кабины;

[0079] контроль угла отклонения, установленного вертикальным вращающимся механизмом для поворота влево или вправо, и одновременный контроль угла отклонения, установленного горизонтальным вращающимся механизмом для поворота вверх или вниз, в соответствии с точкой проекции лазерного излучателя 5 на лобовое стекло, определение верхнего левого, нижнего левого, верхнего правого и нижнего правого угла области обзора лобового стекла;

[0080] последовательное соединение вершин каждого угла, причем замкнутая область представляет собой область обзора лобового стекла.

[0081] В частности, вертикальным вращающимся механизмом управляют таким образом, чтобы он поворачивался влево на заданный угол отклонения, и в то же время поворачивают горизонтальный вращающийся механизм вверх на заданный угол отклонения, при достижении заданного угла начинает работать лазерный излучатель 5, в этот момент на поверхности стекла в виде точки проекции появляется лазер, для записи положения используют маркер, данная точка является вершиной верхнего левого угла, как показано на фиг. 5, точка А. Затем выполняют сброс горизонтального вращающегося механизма, после сброса поворачивают вниз на заданный угол отклонения, при достижении заданного угла начинает работать лазерный излучатель 5, в этот момент на поверхности стекла в виде точки проекции появляется лазер, для записи положения используют маркер, данная точка является вершиной нижнего левого угла, как показано на фиг. 5, точка B, затем как вертикальный вращающийся механизм, так и горизонтальный вращающийся механизм сбрасывают и возвращают в исходные положения. Верхняя правая угловая вершина и нижняя правая угловая вершина, а именно точка D и точка C на фиг. 5, определяются с помощью вышеописанной операции.

[0082] Вариант осуществления 5

[0083] Как показано на фиг. 6, этот вариант осуществления дополнительно поясняет способ регулирования положения точки излучения лазерного излучателя 5 для обеспечения соответствия положению [x, y] в пространстве обзора глаз на основе приведенного выше варианта осуществления, который конкретно включает следующие этапы:

[0084] размещение устройства для разделения области обзора лобового стекла на сиденье таким образом, чтобы узел лазерного излучения располагался сзади, и обеспечение того, чтобы продольная центральная плоскость лазерного излучателя 5 устройства совпадала с продольной центральной плоскостью сиденья;

[0085] регулирование угла установки устройства для разделения области обзора лобового стекла на сиденье в соответствии с инструкциями измерителя 3 горизонтального угла таким образом, чтобы направляющая рейка 1 находилась параллельно полу кабины;

[0086] путем регулирования левого и правого положений лазерного дальномера 7 на направляющем стержне 6 таким образом, чтобы его лазерная точка была расположена в фиксированной точке пола кабины, получение фактической высоты α лазерного излучателя 5 относительно пола кабины в этом положении размещения, перемещение с помощью подъемного механизма лазерного излучателя 5 вверх и вниз, чтобы α=y, в этот момент высота, соответствующая горизонтальной плоскости центра лазерного излучателя 5, является высотой положения пространства обзора глаз;

[0087] размещение проекционной панели вертикально на полу кабины рядом с передним краем сиденья кабины, измерение фактического горизонтального расстояния β между точкой излучения лазерного излучателя 5 и проекционной панелью, причем механизм перемещения приводит лазерный излучатель 5 в движение таким образом, что β=X, в это время, расстояние между вертикальной поверхностью центра лазерного излучателя 5 и проекционной панелью равно ширине положения пространства обзора глаз.

[0088] Как показано на фиг. 7, этот вариант осуществления дополнительно поясняет способ определения положения [x, y] пространства обзора глаз водителя в текущем положении сиденья, который, в частности, включает в себя следующие этапы:

[0089] размещение стандартного манекена на отрегулированное сиденье водителя таким образом, чтобы продольная плоскость симметрии тела стандартного манекена совпадала с продольной плоскостью симметрии сиденья, а положение сидя соответствовало нормальному сидячему положению водителя;

[0090] способ регулирования сиденья включает в себя регулирование переднего и заднего верхнего и нижнего положений сиденья и спинки сиденья в соответствии с фактическими привычками и положением водителя при езде; или регулирование сиденья в кабине до последнего положения направляющей, а затем регулирование переднего и заднего верхнего и нижнего положений сиденья и спинки сиденья в соответствии с фактическими привычками и положением водителя при езде;

[0091] использование предварительно приготовленных наполнителей для внутреннего наполнения стандартного манекена, причем количество наполнителя равно весу стандартной модели манекена - вес стандартного манекена;

[0092] измерение горизонтального расстояния между самой дальней точкой n на краю продольной центральной поверхности передней части сиденья и центральным положением V глаз стандартного манекена;

[0093] измерение вертикального расстояния y между точкой V, центральным положением глаз стандартного манекена, и поверхностью пола кабины;

[0094] построение визуальной системы координат положения на основе пола кабины, причем в это время пространственными координатами точки V человеческого глаза являются координаты [x, y].

[0095] В частности, параметры модели стандартного манекена по умолчанию в данном варианте осуществления составляют 175 см и 75 кг, следовательно, вес наполнителя должен составлять (75-стандартный вес манекена) кг, материалом наполнителя может быть вода или песок, после заполнения, необходимо убедиться, что интерфейс хорошо загерметизирован.

[0096] В изобретении раскрывается устройство и способ разделения области обзора лобового стекла, которые устраняют недостатки существующего способа, такие как громоздкость в эксплуатации, длительные затраты времени и низкая универсальность, и включает в себя способ разделения области обзора лобового стекла и устройство для разделения для реализации этого способа. Область обзора лобового стекла, разделенная способом, предложенным настоящим изобретением, основана на фактическом состоянии вождения водителя, ее точность высока, а процесс разделения быстрый и простой, и может быть применен ко всему разделению обзора лобового стекла на любых транспортных средствах.

[0097] Вышеуказанное является лишь предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что для специалистов в данной области техники могут быть сделаны несколько улучшений и модификаций, не отступая от технических принципов настоящего изобретения, и эти улучшения и модификации также следует рассматривать как объем защиты настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к устройству разделения области обзора лобового стекла в области техники испытаний транспортных средств. Устройство включает направляющую рейку, основание ползуна, механизм перемещения, подъемный механизм и измеритель горизонтального угла. Основание ползуна снабжено узлом лазерного излучения, содержащим гнездо для лазерного излучателя, вертикальный вращающийся механизм, горизонтальный вращающийся механизм и лазерный излучатель. Гнездо для лазерного излучателя соединено с основанием ползуна через вертикальный вращающийся механизм, а лазерный излучатель соединен с гнездом для лазерного излучателя с возможностью вращения посредством горизонтального вращающегося механизма. Гнездо для лазерного излучателя снабжено направляющим стержнем, а направляющий стержень с возможностью скольжения соединен с лазерным дальномером. Достигается повышение точности, простоты управления и эффективности разделения области обзора лобового стекла. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для разделения области обзора лобового стекла, которое содержит: направляющую рейку (1), основание (2) ползуна, механизм перемещения, подъемный механизм и измеритель (3) горизонтального угла, причем основание (2) ползуна соединено с возможностью скольжения с направляющей рейкой (1), а механизм перемещения выполнен с возможностью использования для приведения основания (2) ползуна в горизонтальное перемещение вдоль направляющей рейки (1), подъемный механизм выполнен с возможностью использования для перемещения направляющей рейки (1) вверх и вниз, а измеритель (3) горизонтального угла выполнен с возможностью использования для измерения горизонтальности направляющей рейки (1);

основание (2) ползуна снабжено узлом лазерного излучения, узел лазерного излучения содержит гнездо (4) для лазерного излучателя, вертикальный вращающийся механизм, горизонтальный вращающийся механизм и лазерный излучатель (5), причем гнездо (4) для лазерного излучателя соединено с основанием (2) ползуна через вертикальный вращающийся механизм, а лазерный излучатель (5) соединен с гнездом (4) для лазерного излучателя с возможностью вращения посредством горизонтального вращающегося механизма;

гнездо (4) для лазерного излучателя снабжено направляющим стержнем (6), а направляющий стержень (6) с возможностью скольжения соединен с лазерным дальномером (7) для измерения расстояния между лазерным излучателем (5) и полом кабины.

2. Устройство для разделения области обзора лобового стекла по п. 1, отличающееся тем, что подъемный механизм содержит упорное гнездо (8), упорное гнездо (8) снабжено подъемной штангой (9) и первым двигателем (10) для приведения подъемной штанги (9) в телескопическое положение, причем верхняя часть подъемной штанги (9) неподвижно соединена с направляющей рейкой (1), первый двигатель (10) соединен с приводом подъемной штанги (9); на упорном гнезде (8) шарнирно закреплены по меньшей мере три регулируемые по углу ножки (11).

3. Устройство для разделения области обзора лобового стекла по п. 1, отличающееся тем, что механизм перемещения включает в себя основание (12) двигателя, винт (13) и винтовой двигатель (14), винтовой двигатель (14) установлен на направляющей рейке (1) через основание (12) двигателя, винтовой двигатель (14) соединен с приводом винта (13), один конец винта (13) соединен с помощью резьбы с основанием (2) ползуна.

4. Устройство для разделения области обзора лобового стекла по п. 1, отличающееся тем, что вертикальный вращающийся механизм включает в себя второй двигатель (15) и первый вал (16), причем один конец первого вала (16) вертикально соединен с основанием (2) ползуна, а другой конец неподвижно соединен с гнездом (4) для лазерного излучателя, второй двигатель (15) расположен на основании (2) ползуна и соединен с приводом первого вала (16).

5. Устройство для разделения области обзора лобового стекла по п. 1, отличающееся тем, что горизонтальный вращающийся механизм включает в себя третий двигатель (17) и второй вал (18), причем гнездо (4) для лазерного излучателя снабжено подвижной канавкой (19) с одной стороны от направляющего стержня (6), второй вал (18) горизонтально соединен с подвижной канавкой (19), на втором валу (18) установлен лазерный излучатель (5), а третий двигатель (17) установлен на гнезде (4) для лазерного излучателя и соединен с приводом второго вала (18).

6. Устройство для разделения области обзора лобового стекла по п. 1, отличающееся тем, что внешняя стенка гнезда (4) для лазерного излучателя снабжена защелкивающейся канавкой (20), а направляющий стержень (6) соединен с возможностью отсоединения с гнездом (4) для лазерного излучателя через защелкивающуюся канавку (20).

7. Способ разделения области обзора лобового стекла с использованием устройства по любому из пп. 1-6, который содержит этапы способа, описанные в любом способе из способа А и способа В:

способ А:

определение положения [x, y] пространства обзора глаз водителя в текущем положении сиденья;

регулирование положения точки излучения лазерного излучателя (5) таким образом, чтобы оно соответствовало положению [x, y] пространства обзора глаз;

использование пола кабины в качестве ориентира и в соответствии с инструкциями измерителя (3) горизонтального угла расположение лазерного излучателя (5) полностью параллельно полу кабины;

управление вертикальным поворотным механизмом для отклонения влево и вправо в соответствии с заданным углом и определение левой и правой точек границы области обзора лобового стекла в соответствии с точкой проекции лазерного излучателя (5) на лобовое стекло;

управление горизонтальным поворотным механизмом для отклонения вверх и вниз в соответствии с заданным углом и определение верхней и нижней точек границы области обзора лобового стекла в соответствии с точкой проекции лазерного излучателя (5) на лобовое стекло;

изображение двух вертикальных линий, проходящих через левую и правую точки границы области обзора лобового стекла соответственно, и двух горизонтальных линий, проходящих через верхнюю и нижнюю точки границы области обзора лобового стекла соответственно, причем замкнутая область, состоящая из указанных двух вертикальных линий и двух горизонтальных линий, представляет собой область обзора лобового стекла;

способ В:

определение положения [x, y] пространства обзора глаз водителя в текущем положении сиденья;

регулирование положения точки излучения лазерного излучателя (5) таким образом, чтобы оно соответствовало положению [x, y] пространства обзора глаз;

использование пола кабины в качестве ориентира и расположение лазерного излучателя (5) полностью параллельно полу кабины;

контроль угла отклонения, установленного вертикальным вращающимся механизмом для поворота влево или вправо, и одновременный контроль угла отклонения, установленного горизонтальным вращающимся механизмом для поворота вверх или вниз, в соответствии с точкой проекции лазерного излучателя (5) на лобовое стекло, определение верхнего левого, нижнего левого, верхнего правого и нижнего правого угла области обзора лобового стекла;

последовательное соединение вершин каждого угла, причем замкнутая область представляет собой область обзора лобового стекла.

8. Способ разделения области обзора лобового стекла по п. 7, отличающийся тем, что этап регулирования положения точки излучения лазерного излучателя (5) для соответствия положению [x, y] в пространстве обзора глаз включает в себя:

размещение устройства для разделения области обзора лобового стекла на сиденье таким образом, чтобы узел лазерного излучения располагался сзади, и обеспечение того, чтобы продольная центральная плоскость лазерного излучателя (5) устройства совпадала с продольной центральной плоскостью сиденья;

регулирование угла установки устройства для разделения области обзора лобового стекла на сиденье в соответствии с инструкциями измерителя (3) горизонтального угла таким образом, чтобы направляющая рейка (1) находилась параллельно полу кабины;

регулирование левого и правого положений лазерного дальномера (7) на направляющем стержне (6) таким образом, чтобы его лазерная точка была расположена в фиксированной точке пола кабины, получение фактической высоты α центральной оси лазерного излучателя (5) относительно пола кабины в этом положении размещения, перемещение с помощью подъемного механизма лазерного излучателя (5) вверх и вниз таким образом, чтобы α = y, причем в этот момент высота, соответствующая горизонтальной плоскости центральной оси лазерного излучателя (5), является высотой положения пространства обзора глаз;

размещение проекционной панели вертикально на полу кабины рядом с передним краем сиденья кабины, измерение фактического горизонтального расстояния β между точкой излучения лазерного излучателя (5) и проекционной панелью, причем механизм перемещения приводит лазерный излучатель (5) в перемещение таким образом, что β=X, в это время, расстояние между вертикальной поверхностью центра лазерного излучателя (5) и проекционной панелью равно ширине положения пространства обзора глаз.

9. Способ разделения области обзора лобового стекла по п. 7, отличающийся тем, что этап определения положения [x, y] пространства обзора глаз водителя в текущем положении сиденья включает в себя следующие этапы:

размещение стандартного манекена на отрегулированное сиденье водителя таким образом, чтобы продольная плоскость симметрии тела стандартного манекена совпадала с продольной плоскостью симметрии сиденья, а положение сидя соответствовало нормальному сидячему положению водителя;

использование предварительно приготовленных наполнителей для внутреннего наполнения стандартного манекена, причем количество наполнителя равно весу стандартной модели манекена - вес стандартного манекена;

измерение горизонтального расстояния между самой дальней точкой n на краю продольной центральной поверхности передней части сиденья и центральным положением V глаз стандартного манекена;

измерение вертикального расстояния y между точкой V, центральным положением глаз стандартного манекена, и поверхностью пола кабины;

построение визуальной системы координат положения на основе пола кабины, причем в это время пространственными координатами точки V человеческого глаза являются координаты [x, y].

10. Способ разделения области обзора лобового стекла по п. 9, отличающийся тем, что этап регулирования сиденья включает в себя регулирование переднего и заднего верхнего и нижнего положений сиденья и спинки сиденья в соответствии с фактическими привычками и положением водителя при езде;

или регулирование сиденья в кабине до последнего положения направляющей, а затем регулирование переднего и заднего верхнего и нижнего положений сиденья и спинки сиденья в соответствии с фактическими привычками и положением водителя при езде.