маятниковый датчик для сигнализации

Формула изобретения

1. Маятниковый датчик для сигнализации, содержащий верхнюю и нижнюю токопроводящие чаши, токопроводящий шарик и первый и второй выводы датчика, отличающийся тем, что верхняя и нижняя токопроводящие чаши выполнены сферическими и их внутренняя поверхность выполнена с рельефом, при этом упомянутые токопроводящие чаши образуют полый шар, имеющий снаружи охватывающий его диэлектрический корпус, а внутри - вертикально расположенный по его оси токопроводящий винт, шарнирно соединенный нижним концом при помощи введенной в датчик токопроводящей нити с конусообразным колпачком и установленный верхним концом в резьбовом отверстии диэлектрического корпуса через отверстие с зазором, выполненное в дне верхней сферической токопроводящей чаши, с возможностью перемещения конусообразного колпачка относительно центра полого шара и токопроводящего шарика, который расположен на рельефе нижней сферической токопроводящей чаши под внутренней поверхностью конусообразного колпачка с зазором между ним и упомянутой поверхностью конусообразного колпачка с возможностью колебаний и перекатывания по выступам рельефа и одновременного контактирования его с внутренней поверхностью конусообразного колпачка, первый вывод датчика соединен с верхним концом токопроводящего винта, а второй - с нижней сферической токопроводящей чашей.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что верхняя и нижняя сферические токопроводящие чаши полого шара, внутренняя поверхность которых выполнена с рельефом, выполнена из сетки.

3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что токопроводящий шарик выполнен полым, в котором расположен с возможностью колебаний на его внутренней поверхности шарик меньшего размера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сигнализации и может быть использовано в устройствах охранной сигнализации для объектов, связанных со значительным углом наклона их начальных положений в пределах от 0 до 135 от горизонта.

Известен маятниковый датчик, содержащий токопроводящий шар, прикрепленный к одному концу токопроводящей нити одной полярности, конусообразный колпачок, подвешенный на токопроводящей нити к кронштейну при помощи диэлектрической прокладки, при этом токопроводящий шарик расположен в колпачке с возможностью колебаний [1].

Недостатками этого устройства является невозможность устойчивого формирования токопроводящим шариком сигнала при значительно медленном наклонении контролируемого объекта, из-за образования зазора между токопроводящим конусообразным колпачком и токопроводящим шариком, обусловленного их покоем в отвесе токопроводящей нити, что снижает его функциональную чувствительность, надежность и удобство в эксплуатации.

Известен контактный датчик, содержащий токопроводящую чашу и токопроводящий шарик, металлический стержень, вертикально расположенный нижним концом через отверстие в дне сферической токопроводящей чаши на диэлектрике с лункой на верхнем конце с возможностью контактирования токопроводящего шарика с внутренней поверхностью токопроводящей чаши и со стержнем, после падения его с лунки металлического стержня на токопроводящую чашу [2].

Недостатками этого устройства является также невозможность устойчивого формирования сигнала токопроводящим шариком при значительно медленном наклонении и значительном угле наклона начальных положений объекта в пределах от 0 до 135^o от горизонта, из-за задержки токопроводящего шарика в лунке, вызванной его сопротивлением момента качения через край лунки металлического стержня, невозможности установки токопроводящего шарика в лунку при значительном угле наклона объекта, невозможности контактирования токопроводящего шарика с металлическим стержнем при значительном угле падения его на токопроводящую чашу относительно оси наклона объекта, и ручная установка токопроводящего шарика в лунку для последующего формирования сигнала, что снижает функциональную чувствительность, надежность и удобство в эксплуатации устройства.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению устройством является датчик, содержащий нижний контакт с вогнутой поверхностью на верхнем конце - сферическую токопроводящую чашу, верхний контакт с конической поверхностью на нижнем конце - коническую токопроводящую чашу, токопроводящий шарик, крышка-ручка, прикрепленная на основании верхнего контакта, первый и второй выводы датчика [3].

Недостатками этого датчика является невозможность формирования сигнала токопроводящим шариком при значительном угле наклона начальных положений объекта в пределах от 0 до 135^o от горизонта, из-за недостаточности глубины вогнутой поверхности нижнего контакта и ограничения движения токопроводящего шарика от 0 до 45^o относительно центра вогнутой поверхности нижнего контакта, что снижает его использование на объектах, связанных с углом наклона их от 0 до 135^o от горизонта.

Кроме того, недостатками этого датчика являются также отсутствие автоматического последующего формирования сигнала токопроводящим шариком без участия человека в подготовке датчика к дежурному режиму при повторном значительно медленном наклонении объекта в одну и ту же сторону. В известном датчике формирование последующего сигнала осуществляется токопроводящим шариком каждый раз вручную, вращением крышки-ручки для выбора зазора между токопроводящим шариком и конической поверхностью верхнего контакта, что дает возможность проникновения постороннего лица в объект в случае забывчивости о подготовке датчика к дежурному режиму и снижает функциональную чувствительность, надежность и создает неудобство в его эксплуатации.

Задача, решаемая изобретением заключается в том, что в известном датчике, содержащем верхнюю и нижнюю токопроводящие чаши, токопроводящий шарик и первый и второй выводы датчика, верхняя и нижняя токопроводящие чаши выполнены сферическими и их внутренняя поверхность выполнена с рельефом, при этом упомянутые токопроводящие чаши образуют полый шар, имеющий снаружи охватывающий его диэлектрический корпус, а внутри - вертикально расположенный по его оси токопроводящий винт, шарнирно соединенный нижним концом при помощи введенной в датчик токопроводящей нити с конусообразным колпачком и установленный верхним концом в резьбовом отверстии диэлектрического корпуса через отверстие с зазором, выполненное в дне верхней сферической токопроводящей чаши, с возможностью перемещения конусообразного колпачка, относительно центра полого шара и токопроводящего шарика, который расположен на рельефе нижней сферической токопроводящей чаши под внутренней поверхностью конусообразного колпачка с зазором между ним и упомянутой поверхностью конусообразного колпачка с возможностью колебаний и перекатывания токопроводящего шарика по выступам рельефа и одновременного контактирования его с внутренней поверхностью конусообразного колпачка, первый вывод датчика соединен с верхним концом токопроводящего винта, а второй - с нижней сферической токопроводящей чашей.

Благодаря такому техническому решению токопроводящий шарик, совершая при значительно медленном наклонении и значительном угле наклона начальных положений объекта в пределах от 0 до 135^o от горизонта колебания и перекатывание по выступам рельефа, автоматически формирует сигнал при одновременном контактировании его с поверхностью рельефа сферических токопроводящих чаш и внутренней поверхностью конусообразного колпачка в момент остановки его перед выступом рельефа и перехода его из одной впадины в другую, автоматически прерывает сигнал при его положении во впадине рельефа за счет образования зазора между ним и внутренней поверхностью конусообразного колпачка, обусловленного покоем упомянутого колпачка в отвесе токопроводящей нити независимо от положения датчика в пространстве.

При неподвижном положении объекта токопроводящий шарик автоматически подготовлен к дежурному режиму для последующего формирования сигнала, находясь в устойчивом положении во впадине рельефа за счет упомянутого зазора, что позволяет увеличить его функциональную чувствительность, надежность и удобство в его эксплуатации.

Необходимая чувствительность датчика обеспечивается изменением зазора между токопроводящим шариком и конусообразным колпачком за счет перемещения токопроводящего винта относительно центра полого шара и токопроводящего шарика.

Предлагаемое устройство позволяет верхнюю и нижнюю сферические токопроводящие чаши полого шара, внутренняя поверхность которых выполнена с рельефом, выполнить из сетки, имеющей возможность выполнить ее сменной с различными размерами ее ячейки в зависимости от требуемой чувствительности датчика.

Функциональная чувствительность и надежность датчика увеличивается при выполнении токопроводящего шарика полым, в котором расположен с возможностью колебаний на его внутренней сферической поверхности шарик меньшего размера, за счет ускорения перекатывания, и мгновенного контактирования токопроводящего шарика с конусообразным колпачком вследствие дополнительной инерции и амплитуды качения шарика меньшего размера по внутренней сферической поверхности полого токопроводящего шарика.

Сопоставительный с прототипом анализ показывает, что заявляемое устройство отличается введением существенных новых признаков, какими являются: диэлектрический корпус, полый шар, рельеф, токопроводящий винт, токопроводящая нить, сетка и полый токопроводящий шарик и шарик меньшего размера.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого устройства с другими техническими решениями показывает, что признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не были выявлены, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 - изображен общий вид датчика, разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - сетка в диэлектрическом корпусе; на фиг. 4 - токопроводящий полый шарик, в котором расположен шарик меньшего размера.

Датчик содержит (фиг. 1) диэлектрический корпус 1, полый шар, токопроводящий шарик 2, конусообразный колпачок 3, токопроводящий винт 4.

Полый шар состоит из двух сферических токопроводящих чаш: нижней 5 и верхней 6. Снаружи его охватывает диэлектрический корпус 1. Внутренняя поверхность сферических токопроводящих чаш выполнена с рельефом 7, имеющим впадины 8 и выступы 9, на которых с возможностью колебаний и перекатывания расположен токопроводящий шарик 2. Внутри полого шара вертикально по его оси расположен токопроводящий винт 4, имеющий на нижнем конце шарнирно соединенный с ним при помощи токопроводящей нити 10 конусообразный колпачок 3, и установленный верхним концом в резьбовом отверстии диэлектрического корпуса 1 через отверстие 11 с зазором, выполненное на дне верхней сферической токопроводящей чаши 6 с возможностью перемещения конусообразного колпачка 3 относительно центра полого шара и токопроводящего шарика 2. Первый вывод 12 датчика соединен через стенку диэлектрического корпуса с верхним концом токопроводящего винта 4, при помощи контакта 13 и зафиксирован гайкой 14, а второй 15 - тоже через стенку, с нижней сферической токопроводящей чашей 5.

Датчик работает следующим образом. При значительно медленном наклонении и значительном угле наклона начальных положений контролируемого объекта в пространстве в пределах от 0 до 135 от горизонта токопроводящий шарик 2 совершает колебания и перекатывание по впадинам 8 и выступам 9 рельефа сферических токопроводящих чаш 5 и 6 полого шара. При этом автоматически формируется сигнал одновременным контактированием токопроводящего шарика 2 с выступом 9 и внутренней поверхностью конусообразного колпачка 16 в момент остановки токопроводящего шарика 2 перед выступом рельефа 9 и перехода его из одной впадины 8 в другую, и автоматически прерывается сигнал при его положении токопроводящего шарика 2 во впадине 8 рельефа за счет образования зазора между токопроводящим шариком 2 и внутренней поверхностью конусообразного колпачка 3, обусловленного покоем упомянутого колпачка в отвесе токопроводящей нити 10 независимо от положения датчика в пространстве, прикрепленного к объекту. При неподвижном положении объекта токопроводящий шарик автоматически подготовлен к дежурному режиму для последующего формирования сигнала, находясь неподвижно в устойчивом положении во впадине рельефа с зазором между ним и упомянутой поверхностью конусообразного колпачка. Тем самым датчик автоматически обеспечивает подачу сигнала о воздействии на контролируемый объект, находившийся в пространстве в любых положениях от 0 до 135^o от горизонта, исключая возможность проникновения постороннего лица в него.

Нижняя 5 и верхняя 6 сферические токопроводящие чаши полого шара (фиг. 3), внутренняя поверхность которых выполнена с рельефом, выполненные из сетки 17, имеющей возможность выполнить ее сменной с различными размерами ее ячейки 18, обеспечивают требуемую чувствительность датчика, а токопроводящий шарик 2, выполненный в виде полого 19 (фиг. 4), в котором расположен шарик меньшего размера 20, увеличивает чувствительность датчика за счет ускорения перекатывания токопроводящего полого шарика 19 и мгновенного контактирования им с внутренней поверхностью конусообразного колпачка 3, вследствие дополнительной инерции и амплитуды колебаний шарика меньшего размера 20 по внутренней поверхности токопроводящего полого шарика 19.

Источники информации

1. Бюллетень "Изобретения и открытия", N 30 - 1991, с. 201, авторское свидетельство СССР, N 1670692, A 1 G 08 D 23/00.

2. Войцеховский Я. Радиоэлектронные игрушки. -М.: Сов. радио, 1976, с. 309, рис. 12.1, а.

3. Патент РФ N 2028225, опубл. 09.02.95, кл. B 60 R 25/04.9