Атравматическое средство организации дорожного движения

 

РЕФЕРАТ

Полезная модель относится к технике эксплуатации дорог, в частности к техническим средствам организации дорожного движения и может быть использована для информирования участников дорожного движения об условиях и режимах движения, а также ситуациях, ограничивающих движение транспортных средств.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции средства организации дорожного движения, обеспечение работоспособности устройства при отрицательных температурах окружающей среды, а также повышение мобильности устройства.

Основными элементами устройства являются экран и лазерный проектор. Экран предназначен для отображения на нем проецируемого изображения, создаваемого лазерным проектором. К экрану прикреплен лазерный проектор. Лазерный проектор- устройство, предназначенное для создания изображения путем проецирования его на поверхность, в частности на экран. Крепление лазерного проектора к экрану осуществлено при помощи средства удержания лазерного проектора на удалении от экрана.

Описание полезной модели

МПКG09F 19/18

Атравматическое средство организации дорожного движения

Область техники

Полезная модель относится к технике эксплуатации дорог, в частности к техническим средствам организации дорожного движения (согласно ГОСТ 52289-2004 «Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств» технические средства организации дорожного движения - дорожные знаки, разметка, светофоры, дорожные ограждения и направляющие устройства) и может быть использована для информирования участников дорожного движения об условиях и режимах движения, а также ситуациях, ограничивающих движение транспортных средств.

Уровень техники

Наиболее близким техническим решением (прототип) является система Softstop (URL:http://www.laservision.com.au/page.asp?lid=1&sec=Projects&subsec=Permanent+Attractions&subsubsec=Softstop, дата обращения 04.09.14). Изображение требуемого дорожного знака проецируется посредством лазерного проектора на экран. Лазерный проектор состоит источника(-ов) света - лазера(-ов) и формирователя изображения, который строит изображение на экране путем отклонения лазерного луча. Лазер образует на экране сравнительно небольшое световое пятно определенного цвета, которое движется по такой же траектории, как и лазерный луч. При этом человек воспринимает изображение не как множество световых пятен разного цвета, а как цельное изображение. Экран состоит из средства удержания проекционного элемента и проекционного элемента. В качестве проекционного элемента используют водную завесу, в качестве средства удержания проекционного элемента - специальную систему форсунок. Вода через систему форсунок, формирующих узконаправленные струи, падает вертикально вниз и попадает в специальную емкость для воды. Далее по замкнутому контуру вода вновь поступает в систему форсунок. Для поддержания работы системы используется насос, который перемещает воду для обеспечения работоспособности устройства.

Недостатком прототипа является сложность конструкции. Это связано с тем, что в качестве экрана используют водяную завесу, следовательно, необходима специальная система циркуляции воды. Кроме того, работоспособность устройства ухудшается при отрицательных температурах окружающей среды, так как вода, используемая в устройстве, переходит в твердое состояние (лед) при температуре приблизительно равной 0° (температура перехода воды из жидкого состояния в твердое зависит от атмосферного давления). Также недостатком системы является недостаточная мобильность устройства, так как емкость для воды необходимо монтировать заглубленной в землю (дорожное полотно), для того, чтобы емкость для воды не препятствовала движению транспортных средств.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции средства организации дорожного движения, обеспечение работоспособности устройства при отрицательных температурах окружающей среды, а также повышение мобильности устройства.

Поставленная цель достигается за счет того, что атравматическое средство организации дорожного движения содержит опорный элемент, экран со средством удержания проекционного элемента и проекционным элементом с рассеивающей поверхностью, лазерный проектор, содержащий лазер и формирователь изображения, средство вертикального позиционирования, средство удержания лазерного проектора на удалении от экрана, причем средство удержания проекционного элемента закреплено на опорном элементе, проекционный элемент закреплен одним краем на средстве удержания проекционного элемента, а к другому краю присоединено средство вертикального позиционирования, лазерный проектор закреплен на средстве удержания лазерного проектора на удалении от экрана, средство удержания лазерного проектора на удалении от экрана закреплено на средстве удержания экрана, лазерный проектор расположен по отношению к экрану со стороны рассеивающей поверхности, при этом проекционный элемент выполнен в виде полотна, а средство вертикального позиционирования выполнено в виде утяжелителя или крепежа к дорожному полотну.

Краткое описание чертежей

Полезная модель поясняется чертежами (фиг. 1-4), где на фиг. 1 показан вид устройства, выполненного по первому варианту, спереди, на фиг. 2 показан вид устройства, выполненного по первому варианту, сбоку, на фиг. 3 показан общий вид устройства, выполненного по первому варианту, на фиг. 4 показан общий вид устройства, выполненного по второму варианту.

Раскрытие полезной модели

На фигурах обозначены: средство удержания проекционного элемента 1, лазерный проектор 2, проецируемое изображение 3, рассеивающая поверхность 4, экран 5, проекционный элемент 6, средство вертикального позиционирования 7, опорный элемент 8, средство удержания лазерного проектора на удалении от экрана 9, лазер 10, формирователь изображения 11, лазерный луч 12, транспортное средство 13, дорожное полотно 14.

Основными элементами устройства по первому варианту исполнения являются экран 5 и лазерный проектор 2. Основным элементом устройства по второму варианту исполнения является лазерный проектор 2.

Экран 5 предназначен для отображения на нем проецируемого изображения 3 (далее именуемого изображение), создаваемого лазерным проектором 2. Экран 5 состоит из двух основных частей: проекционного элемента 6 и средства удержания проекционного элемента 1, на котором закреплен проекционный элемент 6.

Проекционный элемент 6 предназначен для проецирования на него изображения. Как минимум одна из поверхностей проекционного элемента 6 должна быть выполнена рассеивающей, т.е. отражать падающий на нее свет практически равномерно во все стороны в пределах угла 180°. Кроме того, материал проекционного элемента 6 должен быть атравматическим, т.е. его жесткость должна быть минимальна. Это необходимо для того, чтобы при столкновении транспортного средства 13 со средством организации дорожного движения, повреждения транспортного средства 13 и средства организации дорожного движения были бы минимальными. В частности, проекционный элемент 6 выполнен в виде полотна - большого широкого отреза материала, закрепленного на концах или висящего свободно (URL:http://dic.academic.ru/dic.nsf/es/45144/%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE, дата обращения 09.09.2014). При этом, полотно может быть покрытого специальным составом.

Одним краем полотно закреплено на средстве удержания проекционного элемента 1. Материал полотна (например, ткань или специальный многослойный материал на тканевой основе) подвержен деформациям, поэтому средство удержания проекционного элемента 1 должно придавать полотну необходимую конфигурацию. В частности, средство удержания проекционного элемента 1 представляет собой объект удлиненной формы, два размера которого (высота и ширина) малы по сравнению с третьим размером (длиной), причем может, к примеру, иметь вид как одной балки, так и пространственной стержневой системы (стержневая система - несущая конструкция, состоящая из прямолинейных или криволинейных стержней, соединенных между собой в узлах, URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/136043/Стержневая, дата обращения: 23.09.27). Средство удержания проекционного элемента 1 должно находиться над дорожным полотном 14, поэтому оно может быть закреплено на вертикальном опорном элементе 8, расположенном, например, на обочине дороги (стоечный опорный элемент дорожного знака, стоечный опорный элемент устройства освещения и т.д.) или на горизонтальном опорном элементе (на фигурах не отображен), расположенном над дорогой (ригельный опорный элемент дорожного знака, элемент конструкции надземного перехода и т.д.).

Ориентацию полотна в пространстве и предотвращение деформации полотна под действием, например, ветра или потоков воздуха от проезжающих транспортных средств 13 обеспечивает средство вертикального позиционирования 7. В качестве средства вертикального позиционирования 7 может быть использован, например, груз, прикрепленный к краю проекционного элемента 6, противоположному тому, за который проекционный элемент 6 закреплен на средстве удержания проекционного элемента 1.

К экрану 5 прикреплен лазерный проектор 2. Лазерный проектор 2 - устройство, предназначенное для создания изображения 3 путем проецирования его на поверхность, в частности на экран 5 по первому варианту исполнения устройства или на дорожное полотно 14 по второму варианту исполнения устройства. В качестве источника света в лазерном проекторе 2 используют лазер 10 (или три лазера для отображения многоцветного изображения 3). Кроме того, важным элементом лазерного проектора 2 является формирователь изображения 11.

Лазер 10 - устройство, которое является источником когерентного монохроматического излучения (в данном случае, оптического диапазона). Обычно лазер 10 состоит из трех основных элементов: источника энергии, рабочего тела лазера и оптического резонатора. Тип используемого источника энергии зависит от используемого рабочего тела (в качестве рабочего тела могут быть использованы жидкости, газы, некоторые твердые тела и т.д.). С противоположных сторон от рабочего тела (рабочей среды) лазера находятся зеркала оптического резонатора, например, пара параллельных зеркал, одно из которых частично пропускает свет. В таком случае, часть излучения рабочего тела проходит сквозь полупрозрачное зеркало, а другая часть излучения отражается и снова направляется в рабочее тело. Усиленное излучение отражается от непрозрачного зеркала, вновь направляется в рабочее тело, после этого часть излучения рабочего тела опять проходит сквозь полупрозрачное зеркало, а другая часть излучения отражается т.д.

Формирователь изображения 11 - устройство, предназначенное для построения изображения 3 путем отклонения лазерного луча 12. Формирователь изображения 11 может быть выполнен на основе механической системы развертки или на основе акустооптического модулятора. В качестве механической системы развертки может быть использована, например, система зеркал с возможностью развертки изображения 3 по горизонтали и по вертикали, т.е. состоящая как минимум из двух зеркал. Формирователь изображения может быть выполнен как формирователь изображения дорожных знаков (по первому варианту) или как формирователь изображения дорожной разметки (по второму варианту).

Кроме того, формирователь изображения содержит информацию о требуемом дорожном знаке (по первому варианту исполнения) или о требуемом элементе дорожной разметки (по второму варианту исполнения). На основании этой информации, определяется необходимая интенсивность лазерных лучей, угол отклонения лазерного луча и т.д., что позволяет сформировать изображение знака на проекционном элементе в доступном для человека виде.

По одному варианту исполнения устройства лазерный проектор прикреплен к экрану. Крепление лазерного проектора 2 к экрану 5 осуществлено при помощи средства удержания лазерного проектора на удалении от экрана 9. В частности, средство удержания лазерного проектора на удалении от экрана 9 может быть выполнено в виде кронштейна (кронштейн - консольная опорная деталь или конструкция, служащая для крепления на вертикальной плоскости выступающих или выдвинутых в горизонтальном направлении частей сооружений, URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Кронштейн, дата обращения: 04.09.2014). Крепление средства удержания лазерного проектора на удалении от экрана 9 к экрану 5 выполнено с обеспечением возможности проецирования изображения 3 на рассеивающую поверхность 4 проекционного элемента 6 при помощи лазерного проектора 2, установленного на средстве удержания лазерного проектора на удалении от экрана 9.

По другому варианту исполнения устройства лазерный проектор закреплен на вертикальном (или горизонтальном) опорном элементе. Крепление лазерного проектора к вертикальному (или горизонтальному) опорному элементу осуществлено при помощи средства удержания лазерного проектора на удалении от экрана 9.

Осуществление полезной модели

Полезная модель реализуется следующим образом. Определяют место установки атравматического средства организации дорожного движения (место установки средств организации дорожного движения определяют согласно ГОСТ Р 52289-2004 «Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств»).

По одному варианту исполнения устройства средство удержания проекционного элемента 1 устанавливают на вертикальный (или горизонтальный) опорный элемент. На средстве удержания проекционного элемента 1 закрепляют проекционный элемент 6. Далее устанавливают средство вертикального позиционирования 7 (например, к краю проекционного элемента 6, противоположному тому, за который проекционный элемент 6 закреплен на средстве удержания проекционного элемента 1, крепят специальный груз).

Далее на средстве удержания проекционного элемента 1 закрепляют средство удержания лазерного проектора на удалении от экрана 9. На конце средства удержания лазерного проектора на удалении от экрана 9, противоположном тому, за который средство удержания лазерного проектора на удалении от экрана 9 закреплено на средстве удержания проекционного элемента 1, устанавливают лазерный проектор 2.

По другому варианту исполнения устройства средство удержания лазерного проектора на удалении от экрана 9 закрепляют на опорном элементе (вертикальном или горизонтальном). На конце средства удержания лазерного проектора на удалении от экрана 9, противоположном тому, за который средство удержания лазерного проектора на удалении от экрана 9 закреплено на вертикальном (или горизонтальном) опорном элементе, устанавливают лазерный проектор 2.

Устройство, выполненное по одному варианту, может быть использовано для отображения дорожных знаков, а устройство, выполненное по другому варианту - для отображения дорожной разметки.

После включения устройства требуемое изображение 3 (дорожный знак или элемент дорожной разметки) формируется следующим образом. Каждый лазер 10 излучает свет строго определенной длины волны. Путем смешения трех различных по интенсивности лазерных лучей 12 (красного, зеленого и синего) может быть получен белый или любой другой желаемый цвет. Поэтому три лазерных луча 12 модулируются по амплитуде при помощи специальных электрооптических модуляторов (на фиг. не отображены). Затем эти три лазерных луча 12 объединяют в один лазерный луч 12 определенного цвета, например, при помощи системы полупрозрачных зеркал. Этот лазерный луч 12 направляют в формирователь изображения 11, который отклоняет лазерный луч 12 по горизонтали и по вертикали (развертка изображения происходит как в телевизорах на основе ЭЛТ - по строкам).

В случае выполнения формирователя изображения 11 на основе механической системы развертки, развертку изображения 3 осуществляют, например, при помощи пары качающихся зеркал, при этом одно зеркало отклоняет лазерный луч 12 по горизонтали, а другое - по вертикали. А в случае выполнения формирователя изображения 11 на основе акустооптического модулятора развертка основана на дифракции света на бегущей ультразвуковой волне в оптически прозрачном материале. Бегущую ультразвуковую волну создает пьезоэлектрический преобразователь, присоединенный, например, к стеклянной пластине. Благодаря появлению участков сжатия и растяжения, возникающих в материале и различающихся показателем преломления, в среде формируется дифракционная решетка. Лазерный луч 12, дифрагируя на решетке, образует несколько выходных пучков (дифракционных порядков), разнесенных в пространстве под равными углами относительно друг друга. Из всех выходных лучей выделяется первый максимум и блокируются все остальные. Тип формирователя изображения 11 выбирают исходя из требований, предъявляемых к качеству изображения 3 и предполагаемой стоимости устройства в целом (формирователь изображения на основе акустооптического модулятора имеет возможность отклонять лазерный луч с большей скоростью, но при этом не подходит для работы с лазерами большой мощности, формирователь изображения на основе механической системы развертки имеет возможность работы с лазерами любых мощностей, которые способны выдержать зеркала, небольшую стоимость, но при этом имеет меньшую скорость развертки из-за применения механических деталей).

Таким образом, по первому варианту исполнения устройства лазер 10 образует на рассеивающей поверхности 4 со стороны приближающегося транспортного средства 13 сравнительно небольшое световое пятно определенного цвета.

По другому варианту исполнения лазер 10 образует сравнительно небольшое световое пятно определенного цвета на поверхности дорожного полотна 14.

Формирователь изображения 11 отклоняет лазерный луч 12 по горизонтали и вертикали с большой скоростью (соответственно, при отклонении лазерного луча 12, световое пятно на рассеивающей поверхности 4 (или на поверхности дорожного полотна 14) движется по такой же траектории, меняя при этом свой цвет).

За счет большой скорости отклонения лазерного луча 12 и инерции зрения человека (инерция зрения - физиологическое явление, заключающееся в отставании возникновения и исчезновения зрительного ощущения от воздействия светового раздражителя; проявляется наличием латентного периода, возникновением последовательных образов, слиянием световых мельканий и т. п., URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/medic2/18852, дата обращения: 08.09.2014), человек воспринимает изображение 3 не как множество световых пятен разного цвета, а как цельное изображение.

Кроме того, за счет особым образом выполненного проекционного элемента 6, имеющего рассеивающую поверхность 4, отражающую падающий на нее свет практически равномерно во все стороны в пределах угла 180°, устройство имеет большой угол обзора (угол, под которым можно наблюдать изображение без потери качества). В необходимых случаях в устройстве дополнительно может использоваться отражатель (например, зеркальный, на фигурах не показан), обеспечивающий изменение направления распространения лучей в случае наличия потребности в расположении формирователя изображения 11 в таком положении, что прямое прохождение лучей от него до рассеивающей поверхности 4 невозможно или не оптимально.

Таким образом при сравнительно несложной конструкции атравматическое средство организации дорожного движения обеспечивает возможность информирования водителей транспортных средств 13 об условиях и режимах движения, о ремонтных работах дорожного полотна 14 (или каких-либо других ситуациях, ограничивающих движение). При этом благодаря расположению дорожного знака в зоне видимости водителя транспортного средства 13, возможность того, что водитель не заметит предупреждающий знак минимальна. Кроме того, атравматическое средство организации дорожного движения выполнено таким образом, что при возникновении аварийной ситуации, на пути транспортного средства 13 нет никаких жестких элементов, которые могли бы повредить само транспортное средство 13, нанести вред водителю транспортного средства 13, пешеходам или, например, рабочим, осуществляющим ремонт дорожного полотна 14.

Атравматическое средство организации дорожного движения, содержащее опорный элемент, экран со средством удержания проекционного элемента и проекционным элементом с рассеивающей поверхностью, лазерный проектор, содержащий лазер и формирователь изображения, средство вертикального позиционирования, средство удержания лазерного проектора на удалении от экрана, причем средство удержания проекционного элемента закреплено на опорном элементе, проекционный элемент закреплен одним краем на средстве удержания проекционного элемента, а к другому краю присоединено средство вертикального позиционирования, лазерный проектор закреплен на средстве удержания лазерного проектора на удалении от экрана, средство удержания лазерного проектора на удалении от экрана закреплено на средстве удержания проекционного элемента, лазерный проектор расположен по отношению к экрану со стороны рассеивающей поверхности, отличающееся тем, что проекционный элемент выполнен в виде полотна, а средство вертикального позиционирования выполнено в виде утяжелителя или крепежа к дорожному полотну.



 

Наверх