Устройство для регистрации и контроля параметров движения транспортных средств

 

Изобретение относится к системам контроля режимов перемещения транспортных средств с колесной и гусеничной ходовой частью и предназначено для выдачи информации о поведении транспортной единицы в предварительный временной интервал и непосредственно в процессе аварии. Технический результат, достигаемый заявляемым устройством, состоит в обеспечении предлагаемым объектом неограниченной во времени, непрерывно самообновляемой регистрации спидограммы контролируемой транспортной единицы. Устройство содержит двухобмоточный тахогенератор 1, обмотка 2 которого соединена с сигнальным входом усилителя 3, двухпозиционный переключатель 5, а также связанные с обмоткой 9 тахогенератора детектор 10 и стабилизатор 11 выпрямленного напряжения, в указанное устройство введены второй усилитель 6, магнитная головка записи-считывания 8 и стирающая головка 20, связанная с выходом генератора 19 стирающего напряжения, мотор 13 электропривода, кинематически соединенный с лентопротяжной системой, составленной парой основных шкивов 14, 15, а также группой направляющих колонок 16 и вспомогательных роликов 17, образующих механизм протяжки магнитного носителя 18, выполненного в виде замкнутого магнитного кольца. 1 ил.

Изобретение относится к средствам испытания и автоматического контроля параметров движения транспортных средств и может быть использовано при прочностных испытаниях, а также при аварийном контроле параметров перемещения транспортных средств с колесной и гусеничной ходовой частью как в предаварийный интервал времени, так и в процессе самой аварии.

При исследовании дорожных происшествий и аварий на автомобильном и других видах транспорта задача технической экспертизы ГАИ и экспертов-криминалистов следственных органов состоит в восстановлении параметров движения участков столкновения, наезда и других видов нарушений как в период, предшествовавший аварии, так и непосредственно в процессе самой аварии.

От точности восстановления указанных параметров движения зависит степень достоверности воссоздания экспертизой динамики аварийного происшествия и справедливость распределения экспертизой ролей правонарушителя и пострадавшего между участниками движения.

Используемые экспертами-криминалистами методы анализа хронологии и причин аварии используют в настоящее время такие косвенные данные для оценки параметров движения, как тормозной путь и соответствующие следы ходовых элементов транспортной единицы, что не позволяет получить достаточную информацию ни о динамике аварии, ни о причинах ее возникновения.

Известно устройство для контроля эффективности использования транспортных средств по а.с. СССР N 388286, МКИ G 07 C 5/10, 1970, содержащее датчик скорости и потенциометрический датчик груза, подключенные соответственно ко входу и выходу усилителя, соединенного с транзисторным повторителем, генератор импульсов, счетчик, диодный детектор, интегрирующую цепочку, триодный каскад, дифференцирующую цепочку и делитель частоты, причем транзисторный повторитель через интегрирующую цепочку и диодный детектор подключен к генератору импульсов, соединенному через триодный каскад с дифференцирующей цепочкой, подключенной во входу делителя частоты, выход которого подключен к счетчику.

Недостатками устройства являются малая надежность его работы, зависимость от источника питания на обслуживаемом транспортном объекте и возможность преднамеренной блокировки устройства по цепи его питания.

Известно также устройство для контроля и регистрации нагрузочных характеристик транспортных средств по а.с. СССР N 746642, МКИ G 07 C 5/10, 1976, содержащее двухобмоточный тахометрический датчик, одна из обмоток которого подключена к детектору, последовательно соединенному с фильтром, эмиттерный повторитель, преобразователь переменного напряжения в постоянное, выход которого подключен к одному из входов блока отработки, выход которого через регулятор тока соединен с общим из входов релаксационного узла, один из выходов которого подключен к третьему входу блока отработки, а другой выход через дифференцирующий элемент подключен ко входу переключателя, выходы которого непосредственно и через делитель частоты соединены со счетчиком, при этом устройство снабжено вторым тахометрическим датчиком, редуктором и ленточным самописцем, дополнительным переключателем, генератором меток и усилителем мощности, а вторая обмотка первого тахометрического датчика и синфазная ей первая обмотка второго тахометрического датчика включены встречно и через дополнительный переключатель соединены с первым входом эмиттерного повторителя, выход которого подключен к одному из входов усилителя мощности, выход которого через преобразователь переменного напряжения в постоянное соединен с одним из входов ленточного самописца, другой вход которого подключен к генератору меток, а выход фильтра соединен со вторыми входами эмиттерного повторителя, усилителя мощности, блока отработки, регулятора тока, релаксационного узла и со входами делителей частоты, третий вход эмиттерного повторителя соединен с концами второй обмотки первого тахометрического датчика и второй обмотки второго тахометрического датчика, один из концов которой подключен к дополнительному переключателю.

Недостатки этого устройства состоят в его громоздкости и малой надежности, что усугубляется к тому же трудоемкостью обслуживания устройства, необходимостью периодической замены бумажных рулонов-носителей информации с последующим анализом результатов проводимого контроля.

К существенным ограничениям и недостаткам упомянутого известного устройства необходимо отнести и то, что несмотря на его большую структурную сложность, оно в силу непрерывной заполняемости графической информацией бумажного носителя ленточного самописца и ввиду возможности исчерпания всего объема бумажно-рулонного носителя задолго до наступления всегда непредсказуемой и заранее непредвиденной аварийной ситуации оказывается совершенно непригодным для гарантированной и надежной регистрации параметров движения транспортного средства как в период, непосредственно предшествующий аварии, так и в самом процессе последней.

Наиболее близким к изобретению по максимальной совокупности сходных существенных признаков является устройство для регистрации работы транспортных средств, защищенное а.с. СССР N 591892, МКИ G 07 C 5/10, 1975.

Это устройство, являющееся прототипом заявляемого объекта, содержит датчик скорости, выполненный на тахогенераторе, одна из обмоток которого соединена с первым входом усилителя, другая обмотка тахогенератора через последовательно соединенные детектор и стабилизатор напряжения подключена ко второму входу усилителя и к первому входу формирователя импульсов, третий вход усилителя соединен с выходом датчика груза, выход усилителя соединен со входом выпрямителя, а выход формирователя импульсов подключен к первому входу счетчика, причем первый выход выпрямителя соединен с первым входом делителя напряжения, а второй выход выпрямителя подключен ко входу управляющего элемента, первый выход которого соединен со вторым входом делителя напряжения, а второй выход с первым входом двухпозиционного переключателя, выход делителя подключен ко входу преобразователя напряжения в частоту, выход которого соединен со вторым входом двухпозиционного переключателя, первый выход переключателя подключен ко второму входу формирователя импульсов, а второй выход переключателя соединен со вторым входом счетчика.

Недостатком этого устройства является то, что оно обеспечивает лишь дискретный характер регистрации, причем только интегральным итогом, одного сводного параметра транспортных средств их тоннокиллометража, исключая возможность воссоздания параметров движения транспортной единицы как в период, предшествующий аварии, так и непосредственно в процессе самой аварии.

Технический результат, достигаемый заявляемым устройством и недоступный охарактеризованным выше известным объектом соответствующего класса, состоит в обеспечении предлагаемым объектом неограниченной во времени, непрерывно самообновляемой регистрации спидограммы контролируемой транспортной единицы, отражающей закономерность изменения скорости во времени и в зависимости от локальных участков пройденного пути, с возможностью последующего многократного хронологического воспроизведения динамики и параметров движения транспортной единицы как в предаварийный отрезок времени, так и непосредственно в процесс аварии.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее двухпозиционный переключатель, датчик скорости, выполненный на двухобмоточном тахогенераторе, одна из обмоток которого соединены с сигнальным входом первого усилителя, а другая обмотка тахогенератора соединена с детектором, и стабилизатор выпрямленного напряжения, введены второй усилитель, соединенный с первым выходом стабилизатора выпрямленного напряжения, и стирающая магнитная головка, связанная с выходом генератора стирающего напряжения, соединенный с первым выходом стабилизатора выпрямленного напряжения мотор электропривода, кинематический связанный с лентопротяжным механизмом, составленным парой основных шкивов, а также группой направляющих колонок и вспомогательных роликов, образующих зигзагообразную систему удлинения пути протяжки пленочного магнитного носителя, который выполнен в виде замкнутого магнитного кольца, взаимодействующие с ним магнитная головка записи-считывания и стирающая магнитная головка, подключенная к выходу генератора стирающего напряжения, между детектором и стабилизатором выпрямленного напряжения включен переключатель, перекидной контактный элемент которого соединен со входом стабилизатора выпрямленного напряжения, а два неподвижных контактных элемента соединены соответственно с выходом детектора и с внешним входом питания устройства, двухпозиционный переключатель выполнен двухсекционным, подвижный коммутирующий контактный элемент первой секции двухпозиционного переключателя подключен к магнитной головке записи-считывания, а первый и второй неподвижные контактные элементы его первой секции соединены соответственно с выходом первого усилителя и сигнальным входом второго усилителя, ко второму выходу стабилизатора выпрямленного напряжения подключен подвижный коммутирующий контактный элемент второй секции двухпозиционного переключателя, первый неподвижный контактный элемент указанной секции которого подключен ко входу генератора стирающего напряжения и к входу питания первого усилителя, а второй неподвижный контактный элемент второй секции двухпозиционного переключателя соединен с входом питания второго усилителя, выход которого является выходом устройства.

Структурно-функциональная блок-схема заявляемого устройства представлена на прилагаемом чертеже.

Устройство включает в себя двухобмоточный тахогенератор 1 переменного тока, обмотка 2 которого соединена с сигнальным входом первого усилителя 3 переменного тока, связанного своим выходом с одним из неподвижных контактных элементов секции 4 двухпозиционного переключателя 5, второй неподвижный контактный элемент (правый по схеме) секции 4 переключателя 5 соединен с сигнальным входом второго усилителя 6 переменного тока, выход которого является выходом устройства, а подвижный коммутирующий контактный элемент секции 4 двухпозиционного переключателя 5 соединен с магнитной головкой записи-считывания 8.

Вторая обмотка 9 тахогенератора 1 переменного тока соединена с последовательно включенными через переключатель 23 детектирующим узлом 10 и стабилизатором 11 выпрямленного напряжения, один из выходов которого связан с подвижным коммутирующим контактным элементом секции 12 двухсекционного переключателя 5, в то время как второй выход стабилизатора 11 выпрямленного напряжения соединен с мотором 13 электропривода, кинематически связанного с лентопротяжным механизмом устройства, составленным парой основных шкивов 14, 15, а также группой направляющих колонок 16 и вспомогательных роликов 17.

Направляющие колонки 16 и ролики 17 образуют зигзагообразную систему удлинения пленочного магнитного носителя 18, выполненного в виде замкнутого магнитного кольца.

Левый по схеме неподвижный контактный элемент секции 12 двухпозиционного переключателя 5 параллельно соединен со входами питания первого усилителя 3 переменного тока и генератора 19 стирающего напряжения, выход которого связан с обмоткой стирающей магнитной головки 20, рабочий зазор магнитопровода которой, как и соответствующий зазор универсальной магнитной головки 8, направлены в сторону кольцевого пленочного магнитного носителя 18, при этом мягкий прижим кольцевого носителя 18 к рабочим окончаниям головок 8 и 20 осуществляется с помощью скобы 21 и поджимающегося ее амортизирующего элемента 22 (например, ролика с резиновым ободом), а стирающая головка 20 по отношению к соседствующей с нею головке записи-считывания 8 расположена первой по ходу перемещения кольцевого магнитного носителя 18, направление перемещения которого, показанное на схеме стрелками, является постоянным для всех режимов работы описываемого устройства.

Правый неподвижный контактный элемент секции 12 двухпозиционного переключателя 5 соединен со входом питания второго усилителя 6 переменного тока. Между детектором 10 и стабилизатором 11 выпрямленного напряжения введен переключатель 23, перекидной контактный элемент которого соединен со входом стабилизатора 11, а два неподвижных элемента которого раздельно соединены с выходом детектора 10 и с внешним входом питания 24 устройства.

Функционирует устройство следующим образом.

Для регистрации характера движения контролируемой транспортной единицы подвижные контактные элементы секций 4 и 12 двухпозиционного переключателя 5 устанавливают в левое, а переключатель 23 устанавливают в правое положение (также показанное на чертеже).

При перемещении контролируемого транспортного объекта переменное напряжение, возбуждаемое в обмотке 2 тахогенератора 1 и пропорциональное по частоте и уровню скорости движения обслуживаемой транспортной единицы, поступает на сигнальный вход первого усилителя 3 переменного тока. Одновременно с этим переменное напряжение, наводимое в обмотке 9 тахогенератора 1, поступает на детектирующий узел 10, с выхода которого выпрямленное напряжение через замкнутые контакты переключателя 23 подается на вход стабилизатора 11 выпрямленного напряжения, с одного из выходов которого стабилизированное напряжение постоянного тока поступает на подвижный коммутирующий контактный элемент секции 12 двухпозиционного переключателя 5, в то время как со второго из выходов стабилизатора 11 напряжение постоянного тока подается на мотор 13 электропривода лентопротяжного механизма.

Ввиду того, что для осуществления устройством режима и функций регистрации параметров движения транспортного объекта двухпозиционный переключатель 5, составленный синхронно переключаемыми спаренными секциями 4 и 12, устанавливается в левое (показанное на чертеже) положение, то стабилизированное напряжение постоянного тока с первого выхода стабилизатора 11 в процессе перемещения обслуживаемого транспортного средства будет параллельно поступать через замкнутые контактные элементы секции двухпозиционного переключателя 5 на энергетические входы питания первого усилителя 3 переменного тока и генератора 19 стирающего напряжения. В указанном левом переключателе 5 замкнутые контактные элементы его секции 4 соединяют выход первого усилителя 3 переменного тока с обмоткой магнитной головки записи-считывания 8.

При движении контролируемого транспортного средства одновременно с поступлением на магнитную головку записи-считывания 8 линейно усиленного усилителем 3 переменного сигнала, возбуждаемого в обмотке 2 тахогенератора 1 и несущего амплитудно-частотную информацию о характере изменения скорости контролируемого объекта, на обмотку магнитной головки 20 будет поступать сигнал с выхода генератора 19 стирающего напряжения.

Следует отметить при этом, что если поступающее на магнитную головку записи-считывания 8 переменное напряжение обмотки 2 тахогенератора, усиленное усилителем 3, изменяет свой уровень и частоту в соответствии с вариациями скорости перемещения контролируемой транспортной единицы, то напряжение постоянного тока на обоих выходах стабилизатора 11 выпрямленного напряжения в процессе перемещения транспортной единицы сохраняют постоянные, независящие от скорости контролируемого транспортного средства значения, чем обуславливается как стабильность параметров питания узлов 3, 6 и 19 (их коллекторных цепей), так и стабильность питания обмоток мотора 13 электропривода лентопротяжной кинематической системы, составленной парой основных шкивов 14, 15, а также группами направляющих колонок 16 и вспомогательных роликов 17, образующих зигзагообразную систему удлинения записи на пленочном магнитном носителе 18, выполненном в виде замкнутого, непрерывного магнитного кольца.

В случае останова контролируемого транспортного средства, вместе с исчезновением переменного напряжения на обмотках 2 и 9 тахогенератора 1 происходит и обесточивание потребляющих цепей, подключенных к выходам стабилизатора 11 выпрямленного напряжения. При этом одновременно с остановом мотора 13 электропривода лентопротяжной системы 14 17 происходит прекращение как процесса записи спидограммы на кольцевом магнитном носителе 18, так и ее стирания.

В течение всего времени перемещения контролируемой транспортной единицы на кольцевом магнитном носителе 18, который равномерно во времени перемещается лентопротяжной системой 14, 15, 16, 17 в направлении против часовой стрелки мимо рядом стоящих магнитных головок стирающей 20 и записи-считывания 8, непрерывно будут регистрироваться, а по истечении временных интервалов, соответствующих полному периоду протягивания кольцевого носителя, непрерывно будут удаляться (головкой 20), ранее записанные элементы спидограммы перемещения транспортной единицы таким образом, что непрерывному процессу записи магнитной головки записи=считывания 8 параметров перемещения транспортного объекта в каждый текущий момент времени будут непосредственно предшествовать процесс непрерывного стирания головкой 20 наиболее "старых" фаз ранее нанесенной записи для постепенного вымещения этих фаз новой информацией.

Таким образом, при движении контролируемой транспортной единицы одновременно с процессом непрерывающейся магнитной регистрации магнитной головкой записи-считывания 8 на кольцевом носителе 18 и запоминанием последним спидограммы перемещения транспортного средства происходит также непрерывное плавное вымещение в каждый момент наиболее старых фаз находящейся на хранении записи (спидограммы) ее непрерывно возобновляемыми вновь фиксируемыми элементами.

При этом в любом моменте времени и на любой стадии движения контролируемой транспортной единицы на кольцевом носителе 18 оказывается зафиксированной информация, позволяющая восстановить параметры перемещения транспортного средства за определенный период времени, предшествовавший данному текущему моменту.

Непрерывность фиксации самообновляемой информации о параметрах движения контролируемой транспортной единицы сочетается при этом с возможностью неограниченного во время следящего контроля и регистрации хронологии перемещения (спидограммы) транспортного средства без необходимости какой-либо перезаправки его контрольно-регистрирующего электронного блока.

Поскольку на кольцевом магнитном носителе 18 в любой момент времени содержится информация в виде спидограммы движения контролируемого транспортного объекта за предшествующий данному текущему моменту временной интервал, то в случае попадания транспортного средства в аварию параметры его перемещения как в процессе протекания самой аварии, так и в период времени, непосредственно предшествующий ей, окажутся зафиксированными на кольцевом носителе 18.

После аварийного останова контролируемой транспортной единицы, когда обесточивается мотор 13 электропривода кинематической протягивающей системы 14 17, а также обесточиваются цепи питания 3 и генератора 19, двухпозиционный переключатель 5 переводят в правое по схеме положение, а переключатель 23 в левое положение, при котором вход стабилизатора 11 переключается с выхода детектора 10 на внешний вход питания 24 устройства.

С переводом двухпозиционного переключателя 5 в правое положение его секций 12 одновременно с разрывом связи между выходом стабилизатора 11 и цепями питания усилителя 3 и генератора 19 стирающего напряжения осуществляется замыкание цепи, связывающей выход стабилизатора 11 с выходом питания усилителя 6.

В то же время секцией 4 двухпозиционного переключателя 5 при переводе его в правое положение осуществляется перекоммутация магнитной головки записи-считывания 8 с выхода усилителя 3 на сигнальный вход усилителя 6.

Для визуального графического воспроизведения аварийной спидограммы, характеризующей параметры перемещения контролируемой транспортной единицы как перед аварией, так и непосредственно в ходе последней, ко входу питания 24 устройства подключают внешний источник постоянного тока, например, аккумулятор, а к выходам 7 устройства параллельно подключают вход вертикального тракта контрольного осциллографа и вход регистрирующего самописца.

Ввиду того, что зафиксированная на кольцевом носителе 18 спидограмма содержит количественную информацию как об изменении скорости обследуемого объекта, так и о характере изменения скорости на различных стадиях перемещения этого объекта, т.е. на различных участках пути как непосредственно перед аварией (в предаварийный интервал времени), так и в процессе самой аварии, то по спидограммам, воспроизводимым на ленте подключаемого к выходу 7 устройства внешнего самописца, может быть восстановлена вся картина поведения (режима перемещения) контролируемого транспортного средства не только в течение самой аварии, но и в непосредственно предшествующий ей период, чем обуславливается значительное повышение объективности проводимого технического анализа обстоятельств аварии, а также существенное повышение достоверности и надежности результатов экспертного расследования аварийных происшествий.

Формула изобретения

Устройство для регистрации и контроля параметров движения транспортных средств, содержащее двухпозиционный переключатель, датчик скорости транспортного средства, выполненный на двухобмоточном тахогенераторе, одна из обмоток которого соединена с сигнальным входом первого усилителя, а другая обмотка тахогенератора соединена с детектором, и стабилизатор выпрямленного напряжения, отличающееся тем, что в устройство введены второй усилитель, соединенный с первым выходом стабилизатора выпрямленного напряжения, мотор электропривода, кинематически связанный с лентопротяжным механизмом, составленным парой основных шкивов, а также группой направляющих колонок и вспомогательных роликов, образующих зигзагообразную систему удлинения пути протяжки пленочного магнитного носителя, который выполнен в виде замкнутого магнитного кольца, взаимодействующие с ним магнитная головка записи-считывания и стирающая магнитная головка, подключенная к выходу генератора стирающего напряжения, между детектором и стабилизатором выпрямленного напряжения включен переключатель, перекидной контактный элемент которого соединен с входом стабилизатора выпрямленного напряжения, а два неподвижных контактных элемента соединены соответственно с выходом детектора и с внешним входом питания устройства, двухпозиционный переключатель выполнен двухсекционным, подвижный коммутирующий контактный элемент первой секции двухпозиционного переключателя подключен к магнитной головке записи-считывания, а первый и второй неподвижные контактные элементы его первой секции соединены соответственно с выходом первого усилителя и сигнальным входом второго усилителя, к второму выходу стабилизатора выпрямленного напряжения подключен подвижный коммутирующий контактный элемент второй секции двухпозиционного переключателя, первый неподвижный контактный элемент указанной секции которого подключен к входу генератора стирающего напряжения и входу питания первого усилителя, а второй неподвижный контактный элемент второй секции двухпозиционного переключателя соединен с входом питания второго усилителя, выход которого является выходом устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1