Плоскостной электрический проводник Советский патент 1993 года по МПК H01B5/16 

Изобретение относится к плоскостному электрическому проводнику, предназначенному функционировать в качестве электрического переключателя и обеспечивающему возможность создавать электрическую схему, содержащую любое число электрических переключателей, размещаемых в произвольной точке плоской поверхности.

Целью изобретения является повышение Надежности срабатывания плоскостного электрического проводника.

На фиг.1 изображено поперечное сечение устройства по п.1; на фиг.2 - выполнение одного из электрических проводящих элементов; на фиг.З и 4 - варианты устройства, описанные в п.2 и 3.

Плоскостной электрический проводник, изображенный на фиг.1, имеет форму плоской пластины и содержит первый и второй электропроводящий элемент 3, каждый из

которых имеет форму плоской пластины. В варианте осуществления, представленном на фиг.1, предусмотрено наличие пары третьих электропроводящих элементов 3,а и 3,в. Названные проводящие элементы помещены один поверх другой так, что образуют структуру, в которой верхняя поверхность 4 элемента 3,а контактирует с нижней поверхностью 5 элемента 1 и нижняя поверхность 6 элемента 3,в контактирует с поверхностью 7 элемента 2. Между поверхностями 8 и 9 элементов 3,а и 3,в помещен прокладочный элемент 10, изготовленный из электроизоляционного материала, и на внешних поверхностях элементов 1 и 2 помещены слои изоляционного материала 12 и 13.

Материал названного третьего проводящего элемента (3,а и З.в на фиг.1) представляет собой структуру, содержащую

00

8 fe

00

несущую матрицу 14 (фиг.2), образованную из пластичного электроизоляционного мат ериала, и частиц 15 электропроводящего материала, распределенных по вероятностному закону существенно равномерно внутри ячеек названной матрицы. Названные ячейки сообщаются по крайней мере одна с другой и крупнее по размеру хотя бы частично соответственных частиц электропроводящего материала, заключенного внутри них, так что образуют промежутки 16 между поверхностями частиц 15 и названных ячеек.

Материал третьего электропроводящего элемента электропроводен и обеспечивает повышение электропроводимости при увеличении приложенного к нему усилия. Эти свойства являются следствием улучшенной электрической проводимости цепочек из частиц 15. Действительно, когда увеличивается приложенное к этому материалу усилие, повышается проводимость цепочек контактирующих частиц 15, а также становятся проводящими любые цепочки и неконтактирующих частиц 15, когда приложено достаточное усилие, чтобы уменьшить или исключить промежутки б между названными неконтактирующими частицами 15. Проходящие элементы 1 и 2 можно изготовить из проволочной сетки.

Вместо пары проводящих элементов 3,а и 3,в, изготовленных из названного материала, проводник варианта осуществления, представленного на фиг.З, содержит только один такой элемент 17.

Вариант осуществления, представленный на фиг.З, представляет точно такие же проводящие элементы, какие использованы в предыдущем варианте, причем эти элементы обозначены теми же самыми позициями, прокладочный элемент 10 помещен между элементами 17 и 2, как это проиллюстрировано на фиг,3.

В варианте осуществления на фиг.4 проводящие элементы 1 и 2 сформированы так; чтобы образовалось некоторое число полосок, перемеженных и лежащих существенно в одной плоскости так, чтобы образовались соседние полоски, относящиеся, в различным элементам. Прокладочный элемент 10 помещен между названными полосками и третьим элементом, который в данном примере обозначен позицией 18 и состоит из пластичного коврика 18,а, изготовленного из того же самого материала, что и элемент 3 варианта осуществления, представленного на фиг.1, и проводящей стенки 18,в, не обладающей внешними электрическими соединениями. Прокладочный элемент 10, как и в предыдущем варианте,

может быть изготовлен из сетки изоляционного материала.

Плоскостной электрический проводник, соответствующий настоящему изобретению, можно подсоединить к электрической цепи, содержащей источник тока, полюса которого обозначены позицией 19, и прибор пользователя, которым может быть реле 20 (фиг.4).

Названная цепь составлена так, чтобы присоединить названные компоненты к проводящим элементам 1 и 2, как показано на приложенных чертежах. Когда выполнено такое соединение и отсутствует давление

на внешние поверхности плоскостного электрического проводника, названная цепь остается разомкнутой и предотвращается прохождение тока внутри него в силу наличия прокладочного элемента 10, который разделяет поверхности проводящих элементов, прилегающих к соответственным поверхностям этого разделительного прокладочного элемента 10.

Когда приложено усилие на заданный

участок 21 (фиг.2) по крайней мере одной из внешних поверхностей проводника, соответствующего настоящему изобретению,, оно вызывает локальное изгибание названного участка третьего проводящего элемента (3,а, 3,в, 17 и 18), тем самым принуждая поверхность названного проводящего элемента контактировать с соответственной поверхностью смежных проводящих элементов. Если оба проводящих элемента 3,а

и 3,в в варианте осуществления, представленном на фиг.1. являются пластичными, это вызовет контакт между участкам 21 поверхностей 8 и 9 (фиг.2), замыкающий электрическую цепь и позволяющий пропускать

по ней ток, питая прибор пользователя 20. Как ясно видно на фиг,2, замыкание цепи оказывается возможным благодаря поверхностям 8 и 9, контактирующим в участке, оставленном не закрытым прокладочным

элементом 10.

То же самое относится к проводникам вариантов осуществления, представленным на фиг.З и 4, в первом из которых изгибание элемента 17 вызывает электрический контакт между элементом 17 и проводящим элементом 2, а во втором контакт устанавливается между двумя соседними полосками проводящих элементов 1 и 2. Помимо пропускания тока плоскостной

электрический проводник, соответствующий настоящему изобретению, позволяет образовывать бесчисленное множество электрических переключателей, каждый из которых можно задействовать усилием,

приложенным к заданной точке на поверхности самого проводника. Далее благодаря тому, что проводимость материала, из которого изготовлен третий проводящий элемент, возрастает с увеличением усилия, названное усилие помимо прерывания на- званной цепи также создает сигнал, пропорциональный величине приложенного усилия.

Формулаизобретения 1, Плоскостной электрический проводник, действующий как электрический переключатель, содержащий первый и второй электропроводящие элементы, каждый из которых выполнен в форме плоской пласти- ны, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности срабатывания, они снабжен третьим электропроводящим элементом, имеющим форму плоской пластины, и прокладочным элементом, третий электропроводящий элемент расположен между первым и вторым электропроводящими элементами, а прокладочный элемент - между смежными поверхностями третьего- и первого или второго электропроводящего элементов так, чтобы по крайней мере частично экранировать указанные поверхности, причем структура материала, из которого изготовлен третий электропроводящий элемент, содержит несущую матри- .цу, образованную из гибкого электроизоляционного материала и частиц электропроводящего материала, рассеянных по существу равномерно внутри ячеек матрицы, при этом матрицы выполнены с возможностью сообщения по крайней мере одна с другой и по размеру крупнее по крайней мере в некоторой доле соответствующих частиц электропроводящего материала, заключенных внутри них.

2. Проводник по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что частицы электропроводящего материала выполнены в виде гранул.

3. Проводник по пп. 1и2,отличэю- щ и и с я тем, что третий электропроводящий элемент выполнен в-виде двух плоских пластин, а прокладочный элемент размещен между смежными поверхностями последних.,

4. Проводник по пп. 1-3, отличающийся тем, что первый и второй электропроводящие элементы выполнены в виде полосок, лежащих в одной плоскости, третий электропроводящий элемент расположен поверх указанных полосок, а прокладочный элемент расположен между полосками и третьим электропроводящим элементом.

5. Проводник по пп. 1-4, отличаю - щ и и с я тем, что первый и второй электропроводящие элементы состоят из проволочной сетки.

6. Проводник по пп. 1-5, отличаю - щ и и с я тем, что прокладочный элемент состоит из сетки из изоляционного материала.

Фиг. 4

Изобретение относится к устройству, обеспечивающему прерывание электрической цепи путем приложения механического усилия. Плоскостной электрический проводник содержит два электропроводящих элемента в виде плоских пластин, между которыми расположен третий электропроводящий элемент. Кроме того, между указанными элементами расположен изоляционный материал. Третий электропроводящий элемент изготовлен из пластичного материала, способного при приложении к нему давления усиления изменять свою электропроводимость, а также изгибаться и контактировать со смежнымч-i участками первого и второго электропроводящих элементов. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.