Устройство обеспечения безопасности транспортного средства

Полезная модель относится устройствам безопасности в области автомобилестроения и может найти применение для предотвращения наезда транспортного средства на мины и другие взрывоопасные предметы, содержащие в своем составе радиоэлектронные компоненты, металлы и их окислы. Устройство обеспечения безопасности транспортного средства включает радиотехническое устройство для поиска мин (миноискатель) в виде нелинейного радиолокатора, приемопередающая антенна с пультом управления которого прикрепляется впереди транспортного средства, а приемопередатчик с автономным блоком питания располагается в его салоне (кабине). При движении транспортного средства приемопередающая антенна излучает зондирующий сигнал высокой частоты, который отражается от взрывоопасного предмета и на 2-3 гармонике воспринимается приемопередатчиком миноискателя. Преобразованный сигнал передается на электромагнитный блок управления, который подает напряжение от бортовой сети транспортного средства на обмотку электромагнита, смонтированного в гидроцилиндре автостопного устройства, шток поршня которого, являясь одновременно сердечником электромагнита, перемещает поршень, чем создает давление тормозной жидкости в бесштоковой полости, соединенной с нагнетающей полостью главного цилиндра гидропривода рабочих тормозов. В результате давление тормозной жидкости передается на рабочие цилиндры колесных механизмов, происходит экстренное торможение и остановка транспортного средства.

Полезная модель относится к области автомобилестроения, а именно к устройствам безопасности, и может быть использована для предотвращения наезда транспортного средства на мины и другие взрывоопасные предметы, содержащие в своем составе радиоэлектронные компоненты, металлы и их окислы.

Известны различные устройства безопасности движения транспортного средства.

Известна контрольно-управляющая аппаратура транспортных средств [1], когда один из датчиков отклонения контролируемых параметров от допустимых значений указывает на неполадки в системе "водитель - транспортное средство" (например, нетрезвое состояние водителя и т.п.) с помощью шифратора формируется соответствующий четырехразрядный двоичный код. Под действием этого кода коммутаторы разрешают подачу частотного сигнала возбуждения на вибраторы.

Водитель, почувствовав вибрацию, заданную в определенном коде, действует таким образом, чтобы прекратилось действие виброраздражителя. В результате система переводится в нормальное состояние. Индикатор предназначен для контроля трезвости водителей транспортных средств. Осуществляет периодический контроль алкоголя в выдыхаемом воздухе, автоматическую блокировку движения транспортного средства при наличии алкоголя в выдохе водителя, автоматический контроль паров алкоголя в воздухе кабины. Имеет фискальную память результатов с отметкой времени экспертизы.

К недостаткам устройства относится то, что оно срабатывает только на наличие паров алкоголя в воздухе.

Ряд устройств безопасности реагирует на сонливость или усталость водителя. Существуют устройства, реагирующие на скорость движения глазного яблока водителя или изменение сопротивления кожи его рук. И при достижении расчетных критериев исполнительные системы устройств либо снижают скорость движения, либо выключают силовую установку и останавливают автомобиль [2, 3].

Недостатком вышеперечисленных устройств является незащищенность транспортного средства от мин и взрывоопасных предметов (ВОП).

Известно, что диверсионные и террористические акты в основном направлены против граждан (в т.ч. - находящихся в транспортных средствах). Для этого используются мины и другие ВОП. Известно, что 80% мин и ВОП располагают в пределах дороги или рядом с ней. Датчики цели чаще всего находятся на дороге.

При поиске мин и ВОП в мировой практике используются электромагнитные методы обнаружения, которые могут быть индукционными, радиоволновыми, комбинированного действия, магнитометрическими (феррозондовыми), нелинейной радиолокации и др. [4]

Известна инженерная разведывательная машина [5]. Она имеет бронированную гусеничную базу и широкозахватный индукционный миноискатель, способный осуществлять поиск ВОП, корпуса которых выполнены из магнитных металлов. Датчики миноискателя с помощью выносных устройств вынесены вперед по ходу движения машины, где фиксируются по оси гусениц на заданном расстоянии от грунта. При обнаружении ВОП полученный электрический сигнал с помощью пневмосистемы преобразуется в механическое действие - происходит выключение главного фрикциона и автоматическая остановка машины.

Недостатками такой защиты является невозможность установки подобного устройства на транспортное средство - колесную машину, обязательный пневматический привод тормозов, а также нечувствительность к ВОП, имеющим в своем составе полупроводниковые элементы (террористы в основном применяют датчики цели с радиоэлектронными деталями).

Известен дорожный индукционный миноискатель ДИМ [6] на колесной базе (внедорожники семейства УАЗ), имеющий поисковую систему - радиотехническое устройство для поиска металлических противотанковых мин (индукционный миноискатель), перемещаемое перед машиной с помощью выносного устройства и автостопное устройство, обеспечивающее автоматическую остановку автомобиля. Выносное устройство представляет собой металлическую раму. С одной стороны рама прикрепляется шарнирно к автомобилю, с другой стороны к раме прикрепляется миноискатель. Рама опирается на поверхность дороги с помощью собственных колес, а миноискатель с помощью роликов. Автостопное устройство включает компрессор, тормозной электромагнитный кран, ресивер, две тормозные камеры, систему воздуховодов и рычагов привода рабочей тормозной системы и сцепления.

При наезде миноискателя на металлический объект электрический сигнал от миноискателя подается на электромагнитный тормозной кран. Он открывается, и воздух из ресивера под давлением поступает к тормозным камерам, при срабатывании которых рычаги привода выключают сцепление автомобиля и одновременно включают его рабочую тормозную систему.

Данная конструкция принята за прототип.

Недостатками конструкции являются:

- высокая масса и габариты миноискателя и рамы;

- возможность срабатывания ВОП в результате контакта (наезда) с ним колес и роликов миноискателя;

- необходимость в пневматическом приводе, в связи с чем, невозможность использования устройства на транспортных средствах с гидравлическим приводом тормозов;

- нечувствительность к ВОП, имеющим полупроводниковые элементы.

Целью изобретения является обеспечение безопасности движения транспортных средств с гидравлическим приводом тормозов путем исключения наезда на ВОП, содержащих в своем составе радиоэлектронные компоненты, металлы и их окислы.

Поставленная цель достигается автоматической (без участия водителя) экстренной остановкой транспортного средства на безопасном расстоянии от мины или другого ВОП.

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фигурах 1-3:

на фиг.1 - общий план, компоновка;

на фиг.2 - электронный блок управления автостопным устройством;

на фиг.3 - автостопное устройство.

Устройство обеспечения безопасности транспортного средства (фиг.1) включает поисковую систему А и исполнительную систему Б.

Поисковая система представляет собой нелинейный радиолокатор известной конструкции, например, HP 900 ЕК [7]. Он включает приемопередающую антенну 1 (прикрепляется известным способом, например, впереди к бамперу автомобиля), пульт управления 2, приемопередатчик 3 (размещаются в салоне или кабине автомобиля). Питание миноискателя осуществляется от автономного блока питания 4. Приемопередатчик 2 локатора позволяет генерировать электромагнитное излучение в диапазоне 0,51 ГГц, которое с помощью приемопередающей антенны 1, излучает перед движущимся транспортным средством зондирующий сигнал 5 высокой частоты (СВЧ) мощностью до 1 кВт/м² и более. Радиоэлектронные элементы, датчика цели ВОП, обладают нелинейной эффективной площадью рассеивания до 1^0-710^-11 м², что позволяет электромагнитным волнам зондирующего сигнала отражаться от них на второй гармонике 6 (от окисленных контактов и металлов на третьей гармонике), приниматься антенной 1 и передаваться на приемопередатчик 2. Приемопередатчик 2 преобразует поступивший сигнал в электрический и передает его на исполнительную систему Б. Пульт управления 3 имеет переключатель «включение/выключение питания» и переключатели диапазонов чувствительности (например, 10, 20 и 30 дБ, со светодиодной индикацией).

Исполнительная система представляет собой электронный блок управления В и автостопное устройство Г (фиг.2).

Электронный блок управления В (фиг.2) - включает выключатель 7, пусковое реле 8 Р, разъем 9 Y, предохранитель 10 F, светодиод 11 VD с сопротивлением 12 R, включатель индикации автостопного устройства 13 S обмотка электромагнита 20 L.

Посредством разъема 7 электрическая цепь поисковой системы А, через приемопередатчик 2 (фиг.1) соединяется с электрической цепью электронного блока управления В. Через разъем 9 Y (например, «прикуриватель») электрическая цепь автостопного устройства соединяется с бортовой сетью транспортного средства.

Автостопное устройство (фиг.1) связано с гидравлическим приводом рабочих тормозов базовой машины 14. Оно включает (фиг.3) гидроцилиндр автостопного устройства 15, выполненный из жестких конструкционных материалов (например, из стали), в полости которого размещается поршень 16, разделяющий ее на штоковую полость 17 и бесштоковую полость 18. Шток 19 поршня 16, выполненный из магнитного металла, одновременно является сердечником электромагнита, обмотка 20 L которого жестко прикреплена к внутренней поверхности цилиндра 15. Обмотка 20 покрыта изолирующим материалом, позволяющим ей находиться в гидравлической жидкости 22, а концы 23 и 24 обмотки 20 выведены на внешнюю поверхность цилиндра 15. Штоковая полость 17 цилиндра 15 снабжена штуцером 25 для сообщения с бачком для тормозной жидкости 26 гидропривода тормозов транспортного средства посредством трубопровода 27. В бесштоковую полость 18 помещена возвратная цилиндрическая пружина 28, а торец 29 снабжен штуцером 30 для сообщения посредством трубопровода 31 бесштоковой полости 18 цилиндра 15 и бесштоковой нагнетающей полости 32 главного цилиндра 33 привода тормозов транспортного средства, для чего в торце цилиндра 33 выполнен штуцер 34 для сопряжения с трубопроводом 31. Нагнетающая полость 32 главного цилиндра 33 соединена с трубопроводами 35 и 36 для подвода гидравлической жидкости 22 к рабочим цилиндрам тормозных механизмов колес 37 (фиг.1). В торце штоковой полости 17 гидроцилиндра 15 автостопного устройства смонтирован конечный выключатель 38 S известной конструкции (например, пружинный размыкатель), контакты которого 21 выведены на наружную поверхность цилиндра 15.

В патрубке бачка 26 для тормозной жидкости рабочих тормозов транспортного средства смонтирован обратный клапан 39 известной конструкции (например, шарикового типа).

Предлагаемое устройство работает от бортовой сети автомобиля напряжением 12 В следующим образом.

Заводится двигатель транспортного средства.

С пульта управления, располагаемого в салоне автомобиля, (фиг.1) включается автономный блок питания 4 нелинейного радиолокатора и один из переключателей чувствительности прибора (на рисунке не показан). Приемопередающий блок 2 приводит в действие приемопередающую антенну 1 (прикреплена, например, к бамперу транспортного средства), которая начинает излучать сигнал СВЧ 5 перед автомобилем в заданной полосе.

Водитель выключателем 7 замыкает электрическую цепь поисковой системы А и электронного блока В автостопного устройства (фиг.1, 2). Ток бортовой сети (от генератора, аккумулятора, отдельного источника) транспортного средства с разъема 9 Y через предохранитель 10 F, поступает на разъем Р1 реле 8 Р. Торец штока 19 поршня 16 гидроцилиндра 15 автостопного устройства (фиг.3) под действием усилия, создаваемого возвратной пружиной 28, упирается в конечный выключатель 38, размыкая его цепь. Электронный блок управления автостопным устройством к работе готов.

Транспортное средство на расчетной скорости начинает движение. Приемопередающая антенна 1 зондирует пространство перед машиной электромагнитными волнами высокой частоты 5. При появлении в зондируемом пространстве ВОП, имеющего в своем составе радиоэлектронные элементы, металлы или их окислы, сигнал 5 отражается от них на второй (третьей в зависимости от характеристик ВОП) гармонике принимается приемопередающей антенной 1. Далее сигнал 6 отображается на индикаторе пульта управления 3 (на рисунке не показан), поступает в приемопередатчик 2, откуда через выключатель 7 на обмотку пускового реле 8 Р. Реле 8 Р замыкает контакты Р1 и Р2 (электрическую цепь автостопного устройства) и ток от бортовой сети транспортного средства через разъем 9 Y предохранитель 10 F и замкнутые контакты Р1 и Р2 пускового реле поступает на обмотку 20 К электромагнита гидроцилиндра 15 автостопного устройства. Электромагнит срабатывает, шток 19 поршня 16 (сердечник электромагнита), преодолевая сопротивление возвратной пружины 28, втягивается, замыкаются контакты S1 и S2 конечного выключателя 38 S, светодиод 11 VD начинает светиться, сигнализируя, что автостопное устройство Г сработало. В бесштоковой полости 18 цилиндра 15 (фиг.3) давление гидравлической жидкости 22 увеличивается и передается через трубопровод 31 и штуцер 34 в нагнетающую полость 32 главного цилиндра 33 привода тормозов, откуда через трубопроводы 35 и 36 к рабочим цилиндрам тормозных механизмов колес 37 (фиг.1), вызывая экстренное торможение и остановку транспортного средства.

При срабатывании автостопного устройства (фиг.3) тормозная жидкость 22 из бачка 26 под действием разряжения через трубопровод 27 и штуцер 25 поступает в штоковую полость 17 цилиндра 15. При этом возрастающее давление тормозной жидкости 22 в нагнетающей полости 32 главного цилиндра 33 тормозного привода заставляет закрыться обратный клапан 39, чем предотвращает ее поступление из штоковой полости 40 главного цилиндра 33 в бачок 26 и обратный ход (удар) педали тормоза 41, если она находилась в рабочем положении (в момент срабатывания автостопного устройства водитель притормаживал).

При автоматическом экстренном торможении сцепление водителем не выключается, поэтому двигатель транспортного средства останавливается. Питания обмотки 20 электромагнита цилиндра 15 обеспечивается от аккумулятора транспортного средства. Выполняются оперативные действия по обезвреживанию ВОП. При выключении водителем выключателя 7, реле 8 обесточивается, размыкает контакты Р1 и Р2, обмотка 20 электромагнита цилиндра 15 так же обесточивается, выключая светодиод VD и сигнализируя, что автостопное устройство Г выключено (фиг.2). Под действием возвратной пружины 28 (фиг.3) поршень 16 возвращается в исходное положение, торец штока 19 воздействует на конечный выключатель 38, размыкает его контакты S1 и S2.

Предлагаемое устройство может найти применение для защиты транспортных средств с гидравлическим приводом рабочих тормозов от воздействия мин и ВОП, имеющих в составе радиоэлектронные элементы, металлы и их окислы, при движении по дорогам в районах возможной террористической и диверсионной деятельности.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пат. 2100224 Российская Федерация, МПК⁶ B60Q 9/00. Устройство для контроля и управления системой водитель - транспортное средство / Б.С.Фарбер, А.С.Миркин. - 94016271/28, заявл. 24.04.1994; опубл. 27.12.1997.

2. Заявка 2001118939 Российская Федерация, МПК⁷ В60К 28/06. Устройство контроля за состоянием бодрствования водителя транспортного средства / В.В.Плетнев. - 2001118939/28, заявл. 10.07.2001; опубл. 27.06.2003.

3. Заявка 96118469 Российская Федерация, МПК⁶ B60Q 9/00. Устройство для контроля водителей автомобилей на дорогах / И.И. Сташевский. - 96118469/28, заявл. 17.09.1996; опубл. 10.12.1998.

4. Средства инженерной разведки. Руководство по материальной части и применению. - М.: Воениздат, 1978. - 212 с;

5. Инженерная разведывательная машина. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - М.: Военное издательство, 1990. - 616 с;

6. Дорожный индукционный миноискатель ДИМ. Практическое руководство по эксплуатации. - М.: Военное издательство, 1986. - 72 с;

7. Нелинейный радиолокатор NR 900 ЕК «Коршун». «Защита и безопасность» 1 (32), 2005, с 20-21.

1. Устройство обеспечения безопасности транспортного средства, включающее радиотехническое устройство для поиска мин (миноискатель) и исполнительную систему, отключающую сцепление и вызывающую срабатывание рабочих тормозов транспортного средства, отличающееся тем, что миноискатель выполнен в виде нелинейного радиолокатора, приемопередающая антенна с пультом управления которого прикрепляется впереди транспортного средства, а приемопередатчик с автономным блоком питания располагается в его салоне (кабине).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что исполнительная система имеет электронный блок управления, содержащий выключатель, соединяющий электрическую цепь, по которой проходит сигнал от приемопередатчика радиолокатора, с цепью электромагнитного блока, пусковое реле, подающее питание от бортовой сети транспортного средства через разъем и предохранитель на обмотку электромагнита, конечный выключатель, замыкающий цепь светодиода с сопротивлением, и автостопное устройство.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что автостопное устройство выполнено в виде гидроцилиндра с электромагнитом, обмотка которого своей внешней поверхностью жестко прикрепляется к внутренней поверхности гидроцилиндра, а шток поршня, коаксиально помещенный внутрь обмотки, одновременно является сердечником электромагнита с возможностью возвратно-поступательного перемещения, бесштоковая полость с помещенной в нее возвратной цилиндрической пружиной соединяется с нагнетающей полостью главного цилиндра рабочих тормозов, а штоковая полость - с бачком для рабочей жидкости гидропривода транспортного средства.