Бленкерный индикатор

 

Изобретение относится к области информатики и вычислительной техники и может быть использовано в качестве информационных элементов для построения различных информационных систем, табло и т.п. Технический результат заключается в упрощении конструкции, снижение весогабаритных характеристик, упрощение технологии изготовления, повышение надежности и снижении стоимости устройства. Бленкерный индикатор содержит бленкеры с постоянными магнитами, размещенные с тыльной стороны лицевой панели с возможностью взаимодействия с ними электромагниты, причем каждый электромагнит и соответствующий бленкер образуют n отдельных информационных каналов. Индикатор содержит магнитопроводный слой и два диэлектрических слоя, электромагниты выполнены плоскостными и размещены между диэлектрическими слоями, один из которых свободной поверхностью сопряжен с тыльной стороной лицевой панели, а другой - с магнитопроводным слоем. Бленкеры выполнены плоскими и установлены с возможностью поворота на лицевой панели, при этом лицевая панель и все слои скреплены между собой. 3 ил.

Устройство относится к области информатики и вычислительной техники и может быть использовано в качестве информационных элементов для построения различных информационных систем, табло и т.п.

Известен индикатор, описанный в патенте США N 3469258, кл. 340- 373 за 1969 г. Индикатор содержит корпус с магнитопроводным отверстием и осью, на которой установлен информационный элемент с ограничением его вращения и двумя устойчивыми положениями, который поворачивается под действием управляемого электромагнита.

Недостатком известного индикатора является сложность его конструкции и технологии изготовления, требующей намотки катушек для электромагнитов. Указанные катушки имеют большие весогабаритные характеристики и относительно низкую надежность.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, является индикатор, описанный в патенте РФ N 2018976, МПК 5 G 9 F 11/23 и опубликованный в БИ N 16 за 1994 г.

Этот известный индикатор содержит лицевую панель корпуса, на которой установлен информационный элемент (бленкер) с ограничением его вращения и двумя устойчивыми положениями, а также электромагнит, с помощью которого осуществляют управление положением информационного элемента индикатора.

Недостатком этого известного индикатора также является относительная сложность его конструкции и сложность технологии его изготовления, требующей большого количества отдельных дискретных элементов и намотки катушек для электромагнитов. Катушки обладают относительно низкой надежностью и большим разбросом параметров, зависящим от качества используемого намоточного электропровода и используемых изоляционных покрытий. Кроме того, существенным недостатком известного индикатора являются его относительно большие весогабаритные характеристики, что в свою очередь приводит к ограничению возможности миниатюризации самого индикатора и создаваемых из них информационных систем в целом.

Цель устройства устранение указанных выше недостатков, а именно упрощение его конструкции путем уменьшения весогабаритных характеристик (главным образом электрических катушек) при одновременном упрощении технологии изготовления, повышении надежности устройства и снижении его стоимости.

Указанная цель достигается тем, что бленкерный индикатор, содержащий бленкеры с постоянными магнитами, а также электромагниты, закрепленные с тыльной стороны лицевой панели, выполняют как многослойную структуру из следующей последовательности слоев: цветового слоя держателей бленкеров, первого диэлектрического слоя и магнитопроводного слоя, причем указанные слои скреплены между собой.

Сущность изобретения заключается в полной замене всей объемной конструкции индикатора, в состав которого входит большое число дискретных элементов (катушек, сердечников и т.д.), на плоскую многослойную плату. Подобная плата реализует в каждом слое элемент набора матрицы отдельных индикаторов и позволяет существенно сократить толщину табло, а также резко повысить технологичность их изготовления.

Технический результат изобретения состоит в значительном уменьшении весогабаритных характеристик устройства, особенно его толщины (в среднем на порядок), повышении надежности, технологичности, точности электрических и электромагнитных параметров отдельных информационных каналов (снижение разброса параметров между ними) и снижении стоимости изготовления устройства. Предложенная конструкция позволяет применить для изготовления бленкерных индикаторов широко используемую и высокопрогрессивную технологию печатных плат, а для построения сложных информационных систем отображения с различной конфигурацией необходимый для этого принцип модульности с возможностью дешевого и быстрого развития и изменения набора самих модулей.

На фиг. 1 представлен эскиз вида спереди бленкерного индикатора; на фиг. 2 его вид сверху; на фиг. 3 фрагмент эскиза слоя плоскости катушек и сердечников.

Устройство содержит (фиг. 2) цветовой слой 1 держателей бленкеров, первый диэлектрический слой 2, слой 3 плоских катушек и сердечников, второй диэлектрический слой 4, магнитопроводный слой 5, совокупность 6 бленкеров 6.1 6n, где n число бленкеров, совокупность 7 верхних осевых пазов 7.1 7n (фиг. 1), совокупность 8 нижних осевых пазов 8.1 8n, совокупность 9 осей 9.1 9n, контактные выводы 10 плоских катушек, ключевые технологические отверстия 11.1, 11.2, 11.3 и 11.4 (четыре угловые отверстия или другие, что не является принципиальным для рассматриваемой заявки).

В собранном виде устройство стягивается шпильками 14, которые используются также для сборки более сложных конструкций.

Слой 3 содержит n спиралевидных катушек 12, в центре которых электрически изолировано от них крепятся n сердечников 13 (фиг. 3).

Количество витков катушки 12 на эскизе имеет условный характер, т.к. не является принципиальным в рамках рассматриваемой заявки. Кроме того, для увеличения значения электромагнитной силы за счет увеличения количества витков катушки 12 при неизменном наружном диаметре спирали катушки при незначительном увеличении толщины, применяя многослойную печатную плату, многократно увеличивают общее количество витков.

Слои держателей бленкеров и управляющих катушек могут иметь различное конструктивное исполнение, связанное с формой используемых двухцветных бленкеров. Слой 1 должен иметь отверстия по форме бленкера для одного или двух его положений в плоскости слоя (фиг. 1) и глухие пазы для размещения двух концов оси каждого бленкера. Цвет этого слоя должен совпадать с одним из информационных цветов бленкера, например черный. Находящийся под слоем 1 цветовой слой 2 должен иметь противоположный цвет при отверстии в слое 1 для одного положения бленкера, либо быть раскрашенным попеременно чередующимися полосками при отверстии в слое 1 для двух положений бленкеров. Одновременно слой 2 должен выполнять функции диэлектрического изолятора между слоями 3 и 1.

Слой 3 может быть выполнен в виде набора печатных катушек, выполненных на печатной плате, либо намотанных бескаркасных проводных плоских катушек. Слой 4 обеспечивает изоляцию слоя катушки от электропроводящего слоя 5 магнитопровода. Слой 5 обеспечивает усиление магнитного потока, проходящего через любой из индикаторов по пути бленкер, сердечник катушки, магнитопровод. Одновременно магнитопровод выполняет функции магнитного экрана.

Следует отметить, что при хорошей магнитной проницаемости слоя 1 и его низкой магнитопроводимости в нем не делают отверстий. При этом слой 2 не несет никакой цветовой функции и работает только в качестве диэлектрика, а цветовую функцию выполняет полностью слой 1 совместно с бленкерами (наиболее простая реализация показана на фиг. 1). В этом случае все закрытые бленкеры (условно находящиеся слева от оси) и видимая при этом поверхность слоя 1 окрашены первым информационным цветом, например, белым (фиг. 1, бленкеры 6.1, 6.3 6.6), а все открытые бленкеры (условно находящиеся справа от оси) и открывающаяся часть слоя 1 от этих бленкеров окрашены вторым информационным цветом, например, черным (фиг. 1, бленкер 6.2).

Известны различные способы реализации каждого из слоев. Слой 1 держателей бленкеров может быть выполнен из пластических масс методом литья, либо из легких диамагнитных металлических сплавов методом штамповки и механической обработки, сверлением, фрезеровкой с последующей окраской. Наиболее приемлемая толщина слоя 1 составляет 1 3 мм. Слои 2 и 4 могут быть выполнены из бумаги, лакоткани, лако-красочного двухстороннего покрытия слоя 3. Печатные катушки слоя 3 применялись ранее в различных радиоэлектронных установках, например, в телевизоре "Темп-209". Проводные плоские катушки также применены в стрелочных индикаторах и различных электромагнитных датчиках. Слой 5 реализуется в виде пластины оптимальной толщины 0,3 0,5 мм из жести, трансформаторного железа или любого магнитомягкого материала, включая магнитодиэлектрики, с возможно большей магнитной проницаемостью.

Устройство работает следующим образом.

Устройство позволяет отображать информацию с различным масштабом ее увеличения, начиная с минимального размера точки, ограниченного данной технической реализацией, т. е. размерами одного бленкера. Очевидно, что в сторону увеличения масштаба в качестве одной информационной точки может быть выбрана любая совокупность бленкеров.

Поскольку работа всех отдельных информационных каналов устройства происходит одинаково, достаточно рассмотреть работу одного из них.

Переключение любого бленкера устройства, например, бленкера 6.2, вызывается возбуждением в соответствующей управляющей катушке 12.2 магнитного поля при подаче на ее контактные выводы 10.2 от системы управления электрического сигнала, причем магнитного поля с полярностью, противоположной полярности постоянного магнита, например, бленкера 6.2. После переброски на противоположное положение бленкер 6.2 будет притягиваться к сердечнику 13.2 катушки 12.2 вследствие одинаковой полярности полей катушки 12.2 и бленкера 6.2. При снятии поля катушки 12.2 фиксация бленкера 6.2 обеспечивается силой притяжения постоянного магнита бленкера 6.2 к сердечнику 12.2.

Формула изобретения

Бленкерный индикатор, содержащий бленкеры с постоянными магнитами, размещенные с тыльной стороны лицевой панели с возможностью взаимодействия с ними электромагниты, причем каждый электромагнит и соответствующий бленкер образуют n отдельных информационных каналов, отличающийся тем, что он содержит магнитопроводный слой и два диэлектрических слоя, электромагниты выполнены плоскостными и размещены между диэлектрическими слоями, один из которых свободной поверхностью сопряжен с тыльной стороной лицевой панели, а другой с магнитопроводным слоем, бленкеры выполнены плоскими и установлены с возможностью поворота на лицевой панели, при этом лицевая панель и все слои скреплены между собой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3