Сигнализатор торможения

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Макоед Александр Михайлович(72) Авторы Макоед Александр Михайлович Бабарика Михаил Федорович Павлович Александр Эдуардович Тимофеев-Гайков Сергей Борисович(73) Патентообладатель Макоед Александр Михайлович(57) 1. Сигнализатор торможения, содержащий инерционный преобразователь, который соединен с расположенными в защитных колпаках источниками света основных стопсигналов, а также с источниками света дополнительных стоп-сигналов и с источниками света сигналов степени замедления транспортного средства, отличающийся тем, что инерционный преобразователь выполнен в виде электронного акселерометра и применен,как минимум, один не ламповый источник света из упомянутых. 2. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что в качестве электронного акселерометра использован кремниевый полупроводниковый акселерометр. 3. Сигнализатор торможения по п. 1 отличающийся тем, что соединение инерционного преобразователя с источниками света основных стоп-сигналов, а также с источниками света дополнительных стоп-сигналов и с источниками света сигналов степени замедления транспортного средства обеспечено через преобразователь сигналов, диоды и реле. 4. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что инерционный преобразователь соединен с источниками света основных стоп-сигналов через логический элемент ИЛИ. 21422005.09.30 5. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что хотя бы одна пара дополнительных стоп-сигналов или сигналов степени замедления транспортного средства расположена между основными стоп-сигналами. 6. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что источники света сигналов степени замедления транспортного средства расположены в защитных колпаках источников света основных стоп-сигналов. 7. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что источники света дополнительных стоп-сигналов размещены в своих защитных колпаках. 8. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что хотя бы одна пара дополнительных стоп-сигналов или сигналов степени замедления транспортного средства расположена ниже основных стоп-сигналов. 9. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что хотя бы одна пара дополнительных стоп-сигналов или сигналов степени замедления транспортного средства расположена выше основных стоп-сигналов. 10. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что хотя бы одна пара дополнительных стоп-сигналов или сигналов степени замедления транспортного средства расположена на его разных сторонах. 11. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что хотя бы одна пара дополнительных стоп-сигналов или сигналов степени замедления транспортного средства расположена на его заднем окне. 12. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что сигналы степени замедления транспортного средства расположены на защитных колпаках источников света основных стоп-сигналов. 13. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что в качестве не лампового источника света использован светодиод. 14. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что в качестве не лампового источника света использована электролюминесцентная пленка. 15. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что в качестве не лампового источника света использована флуоресцентная пластина. 16. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что не ламповый источник света наклеен на прозрачный материал заднего окна транспортного средства. 17. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что не ламповый источник света наклеен на прозрачный материал защитного колпака основных стоп-сигналов. 18. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что не ламповый источник света встроен внутрь прозрачного материала заднего окна транспортного средства. 19. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что не ламповый источник света встроен внутрь прозрачного материала защитного колпака источника света основного стоп-сигнала транспортного средства. 20. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что не ламповый источник света выполнен в виде геометрической фигуры. 21. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что не ламповый источник света выполнен в виде элемента шрифта. 22. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что не ламповый источник света выполнен в виде элемента рисунка. 23. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что хотя бы у одного из упомянутых источников света цвет свечения отличен от других. 24. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что в кабине водителя транспортного средства расположен хотя бы один дополнительный источник света, соединенный с хотя бы одним из упомянутых источников света. 25. Сигнализатор торможения по п. 1, отличающийся тем, что преобразователь сигналов снабжен регулятором яркости упомянутых источников света, соединенным с датчиком освещенности. 2 21422005.09.30 26. Сигнализатор торможения по п. 7, отличающийся тем, что источники света сигналов степени замедления транспортного средства размещены в защитных колпаках его дополнительных стоп-сигналов. 27. Сигнализатор торможения по п. 7, отличающийся тем, что не ламповый источник света наклеен на прозрачный материал защитного колпака источника света дополнительного стоп-сигнала. 28. Сигнализатор торможения по п. 7, отличающийся тем, что не ламповый источник света встроен внутрь прозрачного материала защитного колпака источника света дополнительного стоп-сигнала. 29. Сигнализатор торможения по п. 13, отличающийся тем, что светодиод встроен в волоконно-оптический элемент. 30. Сигнализатор торможения по п. 13, отличающийся тем, что светодиод встроен в прозрачный эластомер. 31. Сигнализатор торможения по п. 29, отличающийся тем, что в качестве прозрачного эластомера применена силиконовая оболочка.(56) 1. Ю.А. Врубель. Минские мотоциклы. - Мн. Полымя, 1978. - . 55, рис. 29. 2. Патент РФ 2027617 от 17.11.1995 г., МПК 60 1/44 (прототип). 3. Машиностроение. Энциклопедия. Том-8. Технология, оборудование и системы управления в электронном машиностроении - . Машиностроение, 2000. - С. 296,рис. 8.31. Полезная модель относится к транспортным средствам и касается средств индикации их торможения с визуализацией степени замедления. Известно, что традиционно информацию о замедлении транспортного средства визуально воспроизводят его сигналы торможения. Например, у автомобиля или мотоцикла это стоп-сигналы и дополнительные сигналы, лампы которых загораются при нажатии водителем на тормозную педаль или тормозную рукоятку 1. Однако такое устройство не дает полную информацию о степени замедления транспортного средства, что необходимо для снижения аварийных ситуаций на дорогах. Более совершенным является сигнализатор торможения 2. Он содержит ртутный инерционный преобразователь, который соединен с расположенными в защитных колпаках источниками света основных стоп-сигналов, а также с источниками света дополнительных стоп-сигналов и с источниками света сигналов степени замедления транспортного средства. Технический результат, достигаемый применением такого сигнализатора, заключается в предоставлении участникам дорожного движения однозначной информации о режиме замедления транспортного средства при его торможении через тормозной привод или с помощью двигателя, или при снижении скорости транспортного средства при его наезде на препятствие. Однако недостатком известного устройства является его сложность конструкции, плохое следящее действие и низкая универсальность использования. Это происходит из-за применения громоздкого ртутного инерционного преобразователя и особенностей его конструкции. Она предусматривает, в результате замедления транспортного средства, выдачу электрических импульсов ступенчатого характера на дополнительный сигнал транспортного средства в процессе поочередного замыкания ртутью множества контактов на корпусе такого преобразователя. Задачей полезной модели является создание более надежной и упрощенной конструкции сигнализатора торможения. 3 21422005.09.30 Поставленная задача решается тем, что в сигнализаторе торможения, содержащем инерционный преобразователь, который соединен с расположенными в защитных колпаках источниками света основных стоп-сигналов, а также с источниками света дополнительных стоп-сигналов и с источниками света сигналов степени замедления транспортного средства, имеются следующие отличительные признаки инерционный преобразователь выполнен в виде электронного акселерометра и применен, как минимум, один не ламповый источник света из упомянутых. Рекомендуется в качестве электронного акселерометра использовать кремниевый полупроводниковый акселерометр. Также желательно соединение инерционного преобразователя с источниками света основных стоп-сигналов, с источниками света дополнительных стоп-сигналов и с источниками света сигналов степени замедления транспортного средства через диоды и реле. Целесообразно обеспечить соединение инерционного преобразователя с источниками света основных стоп-сигналов через логический элемент ИЛИ. Вариантами выполнения сигналов степени замедления транспортного средства могут быть нижеследующие хотя бы одна пара дополнительных стоп-сигналов или сигналов степени замедления транспортного средства расположена между основными стоп-сигналами источники света сигналов степени замедления транспортного средства расположены в защитных колпаках источников света основных стоп-сигналов источники света дополнительных стоп-сигналов размещены в своих защитных колпаках хотя бы одна пара дополнительных стоп-сигналов или сигналов степени замедления транспортного средства расположена ниже основных стоп-сигналов хотя бы одна пара дополнительных стоп-сигналов или сигналов степени замедления транспортного средства расположена выше основных стоп-сигналов хотя бы одна пара дополнительных стоп-сигналов или сигналов степени замедления транспортного средства расположена на его разных сторонах хотя бы одна пара дополнительных стоп-сигналов или сигналов степени замедления транспортного средства расположена на его заднем окне сигналы степени замедления транспортного средства расположены на защитных колпаках источников света основных стоп-сигналов. Желательно преобразователь сигналов снабдить регулятором яркости упомянутых источников света, соединенным с датчиком освещенности. Имеются также варианты выполнения не лампового источника света в качестве не лампового источника света могут быть использованы светодиод или электролюминесцентная пленка, или флуоресцентная пластина не ламповый источник света наклеен на прозрачный материал заднего окна транспортного средства не ламповый источник света наклеен на прозрачный материал защитного колпака основных стоп-сигналов не ламповый источник света встроен внутрь прозрачного материала заднего окна транспортного средства не ламповый источник света встроен внутрь прозрачного материала защитного колпака источника света основного стоп-сигнала транспортного средства не ламповый источник света может быть выполнен в виде геометрической фигуры,элемента шрифта или элемента рисунка. Желательно, чтобы хотя бы у одного из упомянутых источников света цвет свечения был бы отличен от других. Целесообразно в кабине водителя транспортного средства располагать хотя бы один дополнительный источник света, соединенный с хотя бы одним из упомянутых источников света. 4 21422005.09.30 Возможен вариант размещения источников света сигналов степени замедления транспортного средства в защитных колпаках его дополнительных стоп-сигналов. Возможны также варианты, когда не ламповый источник света наклеен на прозрачный материал защитного колпака источника света дополнительного стоп-сигнала или встроен внутрь этого материала. В случае использования не лампового источника света предлагается светодиод встроить в волоконно-оптический элемент или прозрачный эластомер, выполненный в виде силиконовой оболочки. Выполнение инерционного преобразователя в виде электронного акселерометра упростит конструкцию устройства для индикации степени замедления транспортного средства,так как такой акселерометр имеет миниатюрные размеры. Причем улучшатся следящее действие и точность индикации степени замедления транспортного средства, что повысит надежность работы предлагаемого акселерометра,так как электронный вариант его выполнения 3 имеет лучшую чувствительность (полосу пропускания более 100 Гц), чем вариант ртутного выполнения аналога 2. Применение, как минимум, одного не лампового источника света из упомянутых позволит также упростить конструкцию сигнализатора торможения и повысить надежность его использования, так как по габаритам такие источники света гораздо меньше ламповых, а по сроку службы превосходят их. Чем больше не ламповых источников света будет применено, тем проще конструкция сигнализатора торможения и тем выше его надежность. Сущность полезной модели поясняется иллюстрациями, где на фиг. 1 показана общая схема движения автомобилей, один из которых оборудован предлагаемым сигнализатором торможения. На фиг. 2 изображена принципиальная схема такого устройства для варианта расположения сигналов степени замедления транспортного средства между его основными стоп-сигналами и с управлением через диоды и реле каждого источника света. На фиг. 3 - то же, но с попарным управлением источниками света через диоды и реле. На фиг. 4 - вид сзади на транспортное средство, иллюстрирующий смысл расположения элементов на фиг. 2 и 3. На фиг. 5 изображена принципиальная схема сигнализатора торможения, который расположен ниже основных стоп-сигналов транспортного средства. На фиг. 6 - внешняя иллюстрация такого расположения сзади транспортного средства. На фиг. 7 представлена принципиальная схема сигнализатора торможения, расположенного выше основных стоп-сигналов. На фиг. 8 - вид сзади на транспортное средство с расположением сигнализатора торможения выше основных стоп-сигналов и в отдельном от них колпаке (как возможные варианты здесь источники света дополнительных стоп-сигналов и сигналов степени замедления транспортного средства могут быть собраны из электролюминесцентных пленок или флуоресцентных пластин, наклеенных на прозрачный материал заднего окна транспортного средства или расположенных в таком материале). На фиг. 9 показана принципиальная схема сигнализатора торможения, расположенного выше основных стоп-сигналов. На фиг. 10 - вид сзади на транспортное средство с расположением сигнализатора торможения выше основных стоп-сигналов и с аналогичной возможностью вариантов выполнения на фиг. 8. Предлагаемый сигнализатор торможения установлен на автомобиле 1 (фиг. 1), с возможностью выдачи основных сигналов торможения 2, дополнительных сигналов торможения 3 и сигналов степени замедления 3 а для информации автомобиля 4 и следующих за ними транспортных средств. Причем основные сигналы торможения 2 подаются через колпаки стоп - сигналов 5 (фиг. 2-10). Сигналы степени замедления 3 а могут подаваться или через отдельный колпак 5 а, выполненный за одно целое с колпаками основных стопсигналов 5 (фиг. 2-4), или через отдельный колпак 5 в (фиг. 7, 8), расположенный выше колпаков стоп-сигналов 5, или через отдельные колпаки 5 б (фиг. 5, 6), выполненные за одно целое с каждым колпаком стоп-сигналов 5, или через отдельные колпаки 5 г (фиг. 9,10), выполненные отдельно от колпаков стоп-сигналов 5. 5 21422005.09.30 Сигнализатор торможения содержит также инерционный преобразователь, снабженный контактами 6, 7 и выполненный в виде электронного акселерометра 8. В качестве электронного акселерометра 8 может быть применен, например, миниатюрный (габариты 230,6 мм, масса 0,02 г) кремниевый полупроводниковый акселерометр 3. Контактами 6 и 7 (фиг. 2) электронный акселерометр 8 подключен к штатной системе электропитания 9 автомобиля 1 и к преобразователю сигналов 10. Преобразователь сигналов включает в себя регулятор яркости 10 а, соединенный с датчиком освещенности 10 б. Электронный акселерометр 8 состоит из стеклянных крышек 11 с защемленной между ними одним концом упругой балкой 12. Упругая балка 12 выполнена толщиной в 0,01 мм и окружена кремниевой рамкой 13 толщиной 200 мкм. Второй конец упругой балки 12 расположен с зазором к контакту 7. Таким образом, электронный акселерометр представляет собой слоистую структуру кремний-стекло-кремний с диффузионной областьюитипа, в которую встроена упругая балка 12, окруженная кремниевой рамкой 13. Такие акселерометры нашли широкое распространение в машиностроении и могут быть применены также для обеспечения индикации темпа замедления транспортного средства, так как реагируют на положительные и отрицательные ускорения перемещаемых предметов. Такой акселерометр предназначен для замера положительных и отрицательных ускорений перемещаемых предметов в машиностроении, например для исследования технологических процессов и их автоматизации, при металлообработке. В транспорте полупроводниковые акселерометры еще не нашли широкого применения. Но так как разновидностью отрицательного ускорения для транспортного средства является его замедление,то известный полупроводниковый акселерометр может быть использован и для индикации степени замедления этого средства. Штатная система электропитания 9 автомобиля 1 непосредственно связана через ножной включатель 14 с лампами 15 (фиг. 2-6) или с источниками света 15 а (фиг. 7-10) для воспроизведения основного сигнала торможения 2 автомобиля 1. Преобразователь сигналов 10, через последовательный ряд диодов 16 и реле 17, связан с последовательным рядом источников света 18, а через логический элемент ИЛИ 19 - с лампами 15 (фиг. 2, 3,5) или с источниками света 15 а (фиг. 7, 9). Это необходимо для воспроизведения сигнала степени замедления 3 а автомобиля 1. Причем каждая из ламп 15, каждый источник света 15 а и каждый элемент из последовательного ряда источников света 18 могут располагаться в рефлекторных гнездах 20 упомянутых выше колпаков 5, 5 а, 5 б, 5 в и 5 г. Наилучшим вариантом применения в качестве источников света 15 а и последовательного ряда источников света 18 является использование не ламповых источников света. В их качестве могут применяться (не показано) или светодиоды, встроенные в прозрачный эластомер - силиконовую оболочку, или электролюминесцентные пленки, или флуоресцентные пластины. Причем светодиоды можно встраивать и в волоконно-оптический элемент, который, как и упомянутые эластомер, пленки и пластины, можно наклеивать или непосредственно на прозрачный материал заднего окна автомобиля 1 (фиг. 8, 10), или на прозрачный материал колпаков 5, 5 а-5 г. Во всех описанных вариантах элементы последовательного ряда источников света 18 могут образовывать геометрические фигуры, например сходящиеся стрелы 22 (фиг. 4 и 8) или прямоугольные секторы (фиг. 6 и 10), а также словесное обозначение или смысловой рисунок (не показано). Возможен вариант различного выполнения цвета свечения элементов последовательного ряда источников света 18 в сравнении с цветом свечения ламп 15 и источниками света 15 а. На выход 21 каждого элемента последовательного ряда диодов 16 подведен электрический потенциал конкретной величины. Причем данная величина одинакова для связи 6 21422005.09.30 двух элементов последовательного ряда диодов 16, обслуживающих соответствующие элементы последующего ряда источников света 18, одинаково удаленных от ламп 15 или источников света 15 а. Изменение конкретных значений подводимого электрического потенциала к выходам 21 каждого элемента последовательного ряда диодов 16 произведено по возрастающей величине в направлении от ламп 15 или к середине колпаков 5 а (фиг. 24) и 5 в (фиг. 7, 8), или вниз от ламп 15 (фиг. 5, 6) и источников света 15 а (фиг. 9, 10). Описанная система управления сигнализатором торможения предполагает также расположение на приборном щитке автомобиля 1 дополнительных миниатюрных источников света (не показано), соединенных с упомянутыми источниками света, для информации водителя автомобиля 1 о процессе торможения и об исправности тормозной сигнализации. Сигнализатор торможения работает следующим образом. В исходном состоянии, когда наблюдается ускорение или равномерное движение транспортного средства - автомобиля 1, основные сигналы торможения 2, дополнительные сигналы торможения 3 и сигналы степени замедления 3 а не появляются, так как все лампы 15, источники света 15 а и элементы последовательного ряда источников света 18 погашены. При возникновении замедления автомобиля 1 (фиг. 1), упругая балка 12 (фиг. 2) под действием сил инерции отходит от контакта 7, увеличивая с ним угловой зазор. В результате изменяется сигнал, например сила тока, на выходе из преобразователя 10 сигналов. Этот сигнал превысит по величине подводимые электрические потенциалы к выходам 21 каждого элемента последовательного ряда диодов 16. В результате включится в работу определенное количество реле 17 и загорятся лампы 15 основных стоп-сигналов 1,дублирующие их источники света 15 а и определенное количество элементов последовательного ряда источников света 18 в зависимости от величины отклонения упругой балки 12. Данная величина отклонения зависит, в свою очередь, от величины замедления автомобиля 1. В результате водитель автомобиля 4 и водители следующих за ним транспортных средств будут своевременно информированы с помощью сигналов степени замедления 3 о маневре автомобиля 1 (фиг. 1). При интенсивном замедлении (резком торможении) автомобиля 1 будет гореть наибольшее количество элементов последовательного ряда источников света 18. Причем их загорание будет последовательно происходить, начиная от ламп 15 (фиг. 2-4) или от источников света 15 а (фиг. 7-8), к средней продольной оси автомобиля 1, вызывая у водителей автомобиля 4 зрительную ассоциацию определенного темпа сокращения дистанции между автомобилями. Это будет способствовать ускорению реакции водителя автомобиля 4 и водителей транспортных средств, следующих за ним, на принятие правильных маневров, например по снижению скорости движения. В зависимости от освещенности участков дороги будет меняться яркость свечения ламп 15, источников света 15 а и элементов последовательного ряда источников света 18. Чем светлее светит солнце - тем ярче они будут загораться при нажатии на ножной включатель 14 и появлении замедления автомобиля 1. Предлагаемая конструкция сигнализатора торможения обладает улучшенным следящим действием, повышенной универсальностью использования, адаптированностью к современным цифровым системам автоматики, возможностью регулировки значений срабатывания и возможностью задания различных вариантов срабатывания в более широких диапазонах, чем у аналогов. Применение известного устройства по новому применению позволит повысить безопасность дорожного движения транспортных средств. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.