Патент на изобретение №2159962

(54) ВРАЩАЮЩЕЕСЯ ИНФОРМАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к вращающимся информационным устройствам и может быть использовано в информационных устройствах, предназначенных для отображения информации в пространстве с помощью светоизлучателей. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит корпус, вращающий двигатель с валом, вращающий блок индикации, включающий светоизлучатели, по меньшей мере, один кронштейн крепления светоизлучателей и блок управления излучением светоизлучателей, имеющий раздельные схемы управления для каждого светоизлучателя, неподвижно соединенные со входами соответствующих светоизлучателей, и блок питания, укрепленный неподвижно в корпусе и соединенный с блоком управления излучением светоизлучателей через подвижные электроконтакты, кронштейн крепления светоизлучателей включает основание и, по меньшей мере, два расположенных на нем держателя светоизлучателей, при этом кронштейн крепления светоизлучателей установлен на балансировочном держателе, закрепленном на валу, и выполнен асимметричным относительно оси вращения таким образом, что держатели светоизлучателей разноудалены от оси вращения и являются образующими, по меньшей мере, двух тел вращения разной формы, задающих форму информационных поверхностей. Изобретение позволяет обеспечить расширение информационных и рекламно-имиджевых функциональных возможностей вращающегося информационного устройства за счет обеспечения возможности многоуровневого отображения информации. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике и электронике, а именно к вращающимся информационным устройствам, предназначенным для отображения информации (букв, цифр, графических, объемных и других изображений) в пространстве с помощью светоизлучателей. Устройство позволяет создавать иллюзию того, что перечисленные выше элементы динамической информации возникают, находятся и изменяются в воздушном пространстве без видимой опоры, и реализовать на основе описываемого устройства двух- и трехмерные пространственные изображения (бегущая строка, картинка в картинке, вращающийся земной шар и другие). Действие устройства основывается на явлении зрительной памяти в человеческом зрении, когда физически уже исчезнувшее изображение определенное время воспринимается зрителем как существующее.

Известно вращающееся информационное устройство, содержащее корпус, в котором установлен вращающий электродвигатель с несущим валом, вращающийся блок индикации, включающий в себя светоизлучатели, вращающийся кронштейн крепления светодиодов, установленный на валу электродвигателя, блок управления излучением светоизлучателей и блок питания. Блок управления излучением светоизлучателей размещен в неподвижном корпусе устройства. Светоизлучатели расположены на прямоугольном вращающемся блоке, который выполнен симметричным относительно оси вращения и представляет собой тело вращения – цилиндр. Питание на блок управления излучением светоизлучателей подается непосредственно от блока питания, а сигналы управления излучением светоизлучателей подаются с блока управления на светоизлучатели через подвижное электромеханическое соединение (патент Японии N 1-32992, G 09 F 13/20, 11.07.1989).

Недостатком известного устройства является невозможность отображения большого объема информации из-за очень больших сложностей, возникающих при увеличении количества светоизлучателей и формировании из них функциональных групп с раздельным управлением. Это обусловлено сложностью передачи большого количества сигналов управления от неподвижной системы управления на большое количество объектов управления (светоизлучателей) через подвижные электромеханические контакты. В дополнение, в известном устройстве из-за осесимметричности конфигурации вращающегося блока индикации обе его боковые образующие описывают только одну поверхность вращения, поэтому, если расположить светоизлучатели на обеих боковых образующих, увеличения объема отображаемой информации не происходит.

Эти недостатки частично устранены во вращающемся информационном устройстве, описанном в выложенной заявке Германии N 19630011, G 09 F 9/33, 29.01.1996. В этом устройстве вращающийся кронштейн представляет собой вращающийся диск со смонтированными на нем одним или несколькими стержнями, на которых укреплены светоизлучатели, а сигналы управления излучением светоизлучателей подаются непосредственно с блока управления на светоизлучатели через подвижные электромагнитные или оптоэлектронные соединения электроконтактов.

Недостатком известного устройства является недостаточный объем отображаемой информации, связанный со сложностью и большой стоимостью электромагнитных или оптоэлектронных передачи сигналов управления на большое количество групп светоизлучателей. Тем более это сложно сделать для каждого светоизлучателя в отдельности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является вращающееся информационное устройство, описанное в заявке ЕПВ N 0887783, G 09 G 3/00, 1998. Устройство включает корпус, вращающий двигатель с валом, вращающийся блок индикации, включающий светоизлучатели, по меньшей мере, один кронштейн крепления светоизлучателей и блок управления излучением светоизлучателей, имеющий раздельные схемы управления для каждого светоизлучателя, неподвижно соединенные со входами соответствующих светоизлучателей, и блок питания, укрепленный неподвижно в корпусе и соединенный с блоком управления излучением светоизлучателей через подвижные электроконтакты, кронштейн крепления светоизлучателей включает основание и, по меньшей мере, два расположенных на нем держателя светоизлучателей.

Недостатками известного устройства является недостаточный объем отображаемой информации из-за того, что оно обеспечивает формирование только одной информационной поверхности, а также сложность конструкции устройства.

Технический результат данного изобретения заключается в расширении информационных и рекламно-имиджевых функциональных возможностей вращающегося информационного устройства за счет обеспечения возможности многоуровневого отображения информации, а также удешевлении, упрощении конструкции и повышении надежности устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что во вращающемся информационном устройстве, включающем корпус, вращающий двигатель с валом, вращающийся блок индикации, включающий светоизлучатели, по меньшей мере, один кронштейн крепления светоизлучателей и блок управления излучением светоизлучателей, имеющий раздельные схемы управления для каждого светоизлучателя, неподвижно соединенные со входами соответствующих светоизлучателей, и блок питания, укрепленный неподвижно в корпусе и соединенный с блоком управления излучением светоизлучателей через подвижные электроконтакты, кронштейн крепления светоизлучателей включает основание и, по меньшей мере, два расположенных на нем держателя светоизлучателей, кронштейн крепления светоизлучателей установлен на балансировочном держателе, закрепленном на валу двигателя, и выполнен асимметричным относительно оси вращения таким образом, что держатели светоизлучателей разноудалены от оси вращения и являются образующими, по меньшей мере, двух тел вращения разной формы, задающих форму информационных поверхностей.

Указанный технический результат достигается также тем, что во вращающемся информационном устройстве держатель светоизлучателей, более удаленный от оси вращения, выполнен в виде отрезка прямой, параллельного оси вращения и являющегося образующей цилиндрической информационной поверхности, а держатель светоизлучателей, менее удаленный от оси вращения, выполнен в виде дуги – образующей сферической информационной поверхности с центром, расположенным на оси вращения, причем середина упомянутого отрезка и центр упомянутой дуги лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения.

Указанный технический результат достигается также тем, что во вращающемся информационном устройстве упомянутый держатель светоизлучателей, выполненный в виде отрезка прямой и укрепленный одним концом на основании кронштейна, свободным концом направлен вниз, устройство дополнительно имеет держатель светоизлучателей, выполненный в виде направленного вверх отрезка прямой, параллельного оси вращения, и являющегося образующей дополнительной цилиндрической информационной поверхности, расположенного на основании кронштейна со стороны относительно оси вращения, противоположной по отношению к держателю светоизлучателей в виде дуги, на расстоянии от оси вращения, меньшем радиуса упомянутой дуги.

Светоизлучатели могут быть расположены на внешней и/или на внутренней сторонах держателей кронштейна. В предлагаемом индикаторном устройстве используются светоизлучатели одного или нескольких цветов свечения.

В качестве светоизлучателей могут быть использованы светодиоды, лампы накаливания, электровакуумные или газоразрядные источники света.

Использование асимметричного кронштейна позволяет увеличить число информационных поверхностей. Кронштейн может иметь держатели светоизлучателей различной формы в зависимости от выбранного вида информационной поверхности, которые при вращении предлагаемого информационного устройства становятся образующими этих информационных поверхностей.

В частности, форма держателей светоизлучателей показанного на фиг. 1 кронштейна позволяет формировать изображение на шаре (например, глобус или иное стилизованное изображение земного шара), а диаметрально вокруг него более узкое цилиндрическое изображение знакографической информации в виде бегущей строки.

Кроме того, для увеличения количества информационных поверхностей предлагаемое информационное устройство может содержать несколько формообразующих кронштейнов, расположенных в разных плоскостях.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 приведено схематическое изображение предлагаемого вращающегося информационного устройства, где: 1 – корпус, 2 – электродвигатель, 3 – несущий вал электродвигателя, 4 – балансировочный держатель, 5 – вращающийся блок индикации, 6 – кронштейн крепления светоизлучателей, 7 – основание кронштейна, 8 и 9 – формообразующие держатели светоизлучателей, 10 – светоизлучатели, 11 – блок управления светоизлучателями, 12 – блок питания, 13 – скользящий электроконтакт, 14 – контактная втулка, 15 – мягкая подвеска электродвигателя.

На фиг. 2 изображен кронштейн 6 крепления светоизлучателей 10 с тремя держателями светоизлучателей 8, 9 и 16.

На фиг. 3 приведена функциональная схема блока управления светоизлучателями, где: 17 – запоминающее устройство, 18 – центральный процессор, 19 – блок выходных регистров, 20 – схема привязки начала развертки, состоящей из неподвижной части 21 и приемной части 22, 23 – блок стабилизации питания.

На фиг. 4 приведена иллюстрация формирования элементарного изображения информации при работе предлагаемого вращающегося информационного устройства.

Предлагаемое вращающееся информационное устройство (фиг. 1) содержит корпус 1, вращающий электродвигатель 2 с несущим валом 3, закрепленный на валу 3 балансировочный держатель 4, вращающийся блок индикации 5, включающий кронштейн 6 крепления светоизлучателей и блок управления 11 излучением светоизлучателей 10, а также блок питания 12, укрепленный неподвижно в корпусе устройства 1. Кронштейн 6 крепления светоизлучателей 10, состоит из основания 7 и двух держателей 8 и 9, на которых укреплены светоизлучатели 10, соединенные с блоком 11 управления светоизлучателями 10. Блок питания 12 укреплен неподвижно в корпусе устройства 1 и соединен с блоком 11 управления светоизлучателями 10 через скользящий электроконтакт 13 и контактную втулку 14, укрепленную на валу 3 электродвигателя 2. Кронштейн 6 крепления светоизлучателей 10 выполнен асимметричным относительно оси вращения информационного устройства таким образом, что его противоположные держатели светоизлучателей 8 и 9 отличаются друг от друга по форме и по разному удалены от оси вращения. Держатель 8 светоизлучателей 10, менее удаленный от оси вращения, выполнен в виде дуги – образующей сферической информационной поверхности с центром, расположенным на оси вращения, а держатель 9 светоизлучателей 10, более удаленный от оси вращения, выполнен в виде отрезка прямой, параллельной оси вращения и являющегося образующей цилиндрической информационной поверхности. Середина упомянутого отрезка и центр упомянутой дуги лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения.

Кронштейн крепления светоизлучателей может содержать три держателя 8, 9 и 16 светоизлучателей 10 (фиг. 2), в котором держатель 8 светоизлучателей 10, менее удаленный от оси вращения, выполнен в виде дуги – образующей сферической информационной поверхности с центром, расположенным на оси вращения, а держатель 9 светоизлучателей 10, более удаленный от оси вращения, выполненный в виде отрезка прямой, параллельной оси вращения и являющегося образующей цилиндрической информационной поверхности, укреплен одним концом на основании 7 кронштейна 6, а свободным концом направлен вниз. Дополнительный держатель 16 светоизлучателей 10, выполненный в виде направленного вверх отрезка прямой, параллельной оси вращения и являющейся образующей дополнительной информационной цилиндрической поверхности, расположен на основании кронштейна со стороны, относительно от оси вращения, противоположной по отношению к держателю светоизлучателей в виде дуги, на расстоянии от оси вращения, меньшем радиуса упомянутой дуги.

Каждый светоизлучатель одним контактом соединен с общим полюсом блока питания 12, а другим через индивидуальный проводник с соответствующим выходом блока управления 11.

Светоизлучатели могут быть расположены на внешней стороне держателей светоизлучателей формообразующего кронштейна, или на внутренней, или на внешней и внутренней сторонах держателей светоизлучателей.

Балансировочный держатель 4 служит для балансировки вращающегося блока индикации 5 относительно оси вращения кронштейна 6.

Для предотвращения вибрации предлагаемого информационного устройства, которое может возникнуть при увеличении его размера, устройство, кроме балансировочного держателя 4, дополнительно содержит мягкую подвеску 15 электродвигателя 2 в корпусе 1.

Предлагаемое вращающееся информационное устройство работает следующим образом.

При включении предлагаемого информационного устройства электропитание с блока питания 12 подается на электродвигатель 2, а также через вал двигателя 3 и скользящий электроконтакт 13 с контактной втулкой 14 на вращающийся блок 5.

Электродвигатель 2 вращает блок индикации 5 и обеспечивает круговую развертку изображения.

Поскольку напряжение с блока питания 12, передаваемое через вал двигателя 3 и скользящий электроконтакт 13 с контактной втулкой 14 на блок 11 управления светоизлучателями 10 вращающегося блока 5, является, как правило, постоянным или переменным низкочастотным, передача этого напряжения через скользящий электроконтакт 13 осуществляется без существенных затрат и помех для остальных схем.

Каждый светоизлучатель одним контактом подключают к общему полюсу блока питания 12, а другим через индивидуальный проводник к соответствующему выходу блока управления 11, который в нужные моменты подключает его к другому полюсу.

Блок управления 11 светоизлучателей 10 формирует набор последовательностей управляющих сигналов для каждого светоизлучателя в отдельности, в соответствии с конкретным положением в пространстве кронштейна 6, положением этого светоизлучателя на держателях светоизлучателей и заданной для отображения информации.

Совместное вращение блока управления и кронштейна со светоизлучателями позволяет соединить их между собой обычным многопроводниковым шлейфом и не использовать сложные бесконтактные способы передачи сигналов. Это позволяет передавать независимо очень большое количество сигналов (соответственно, для очень большого количества светоизлучателей), используя дешевые обычные проводники, то есть упрощает конструкцию предлагаемого устройства, удешевляет его и повышает надежность.

За счет этого при работе предлагаемого устройства реализуется возможность управления большим количеством светоизлучателей и их функциональных групп, что расширяет информационные и функциональные возможности устройства.

Использование кронштейна крепления светоизлучателей с асимметричными формозадающими держателями светоизлучателей позволяет, во-первых, создавать одновременно несколько информационных поверхностей, увеличивая тем самым объем отображаемой визуальной информации при малых габаритах предлагаемого информационного устройства, во-вторых, формируя одновременно несколько информационных поверхностей различной формы, создавать из них оригинальные композиции с расширенными (синергически увеличенными) рекламно-имиджевыми возможностями.

Корпус 1 предлагаемого вращающегося индикаторного устройства от вибраций подвижных частей устройства изолирует мягкая подвеска 15 электродвигателя 2.

Балансировка вращающегося блока 5 осуществляется перемещением кронштейна 6 крепления светоизлучателей 10 относительно оси вращения информационного устройства. Для крепления кронштейна 6 используют балансировочный держатель 4.

Блок управления 11 свечением светоизлучателей 10 обеспечивает формирование полного изображения из минимальных элементов. Его функциональная схема представлена на фиг. 3. Вся информация об изображении расположена в запоминающем устройстве 17. Перед прохождением вращающимся блоком 5 каждого сектора, центральный процессор 18 помещает информацию о состоянии всех светоизлучателей (горит/не горит) из соответствующей области запоминающего устройства 17 в блок выходных регистров 19 на время прохождения сектора. Выходные регистры непосредственно электрически управляют светоизлучателями 10 в соответствии с помещенной в блок выходных регистров 19 информацией.

Включая устройство, подают питание на двигатель 2, а также через скользящий электроконтакт 13 и вал двигателя 3 на вращающийся блок 5. Двигатель 2 начинает вращать вращающийся блок 5. Блок стабилизации питания 23 подает стабилизированное питание постоянного тока на все элементы схемы. Центральный процессор 18 ожидает импульс привязки и по его приходу начинает процесс.

При включении устройства, блок управления в течение 2 с измеряет частоту вращения блока индикации для вычисления длительности минимального элемента изображения. После этого начинается процесс отображения информации. В случае сбоев работы микропроцессора автоматически формируется импульс сброса для перезапуска схемы.

Для того чтобы изображение формировалось каждый раз в одном и том же месте служит схема привязки начала развертки 20. Она состоит из двух частей – неподвижной 21 и приемной 22. Неподвижная часть 21 расположена на корпусе устройства 1, а приемная 22 на вращающемся блоке 5. При прохождении приемной части схемы развертки 22 в непосредственной близости от неподвижной 21, в первой формируется импульс привязки, который служит сигналом для центрального процессора 18 о начале развертки изображения. Получив от схемы привязки 20 импульс привязки, центральный процессор 18 помещает в блок выходных регистров 19 информацию о состоянии всех светоизлучателей 10, соответствующую первому сектору изображения. По истечении времени отображения сектора (Т_отбор. = 1/FN, где F – частота вращения, a N – количество секторов разложения изображения), центральный процессор 18 помещает в блок выходных регистров 19 информацию о состоянии всех светоизлучателей 10, соответствующую второму сектору изображения, и так далее, пока вращающийся блок 5 не сделает полный оборот и не будет сформирован новый импульс привязки, после которого процесс отображения повторится. Таким образом осуществляется круговая развертка изображения.

На фиг. 4 приведен конкретный пример формирования элементарного изображения информации при работе предлагаемого вращающегося информационного устройства.

Светоизлучатели 10, расположенные на держателях кронштейна 6 крепления светоизлучателей, при его вращении описывают окружности, которые складываются в поверхности вращения (в нашем примере сферу и цилиндр, фиг. 4). Поверхность сферы разбивается на N секторов и M поясов. Поверхность цилиндра разбивается на N секторов и K поясов. При вспыхивании одного светоизлучателя в одном и том же месте в пространстве возникает узкий светящийся штрих, который является минимальным элементом изображения.

Текст бегущей строки и графические изображения создаются с использованием специального программного обеспечения. Подготовленная на компьютере информация заносится в микросхему памяти (например, ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием 27С512), которая устанавливается в разъемную панель блока управления.

Возможны схемные решения, при которых программирование устройства памяти осуществляется без его извлечения из изделия.

Формула изобретения

1. Вращающееся информационное устройство, включающее корпус, вращающий двигатель с валом, вращающийся блок индикации, включающий светоизлучатели, по меньшей мере, один кронштейн крепления светоизлучателей и блок управления излучением светоизлучателей, имеющий раздельные схемы управления для каждого светоизлучателя, неподвижно соединенные со входами соответствующих светоизлучателей, и блок питания, укрепленный неподвижно в корпусе и соединенный с блоком управления излучением светоизлучателей через подвижные электроконтакты, кронштейн крепления светоизлучателей включает основание и, по меньшей мере, два расположенных на нем держателя светоизлучателей, отличающееся тем, что кронштейн крепления светоизлучателей установлен на балансировочном держателе, закрепленном на валу двигателя, и выполнен асимметричным относительно оси вращения таким образом, что держатели светоизлучателей разноудалены от оси вращения и являются образующими, по меньшей мере, двух тел вращения разной формы, задающих форму информационных поверхностей.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что держатель светоизлучателей, более удаленный от оси вращения, выполнен в виде отрезка прямой, параллельного оси вращения и являющегося образующей цилиндрической информационной поверхности, а держатель светоизлучателей, менее удаленный от оси вращения, выполнен в виде дуги – образующей сферической информационной поверхности, с центром, расположенным на оси вращения, причем середина упомянутого отрезка и центр упомянутой дуги лежат в одной плоскости, перпендикулярной к оси вращения.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что упомянутый держатель светоизлучателей, выполненный в виде отрезка прямой и укрепленный одним концом на основании кронштейна, свободным концом направлен вниз, устройство дополнительно имеет держатель светоизлучателей, выполненный в виде направленного вверх отрезка прямой, параллельного оси вращения, и являющего образующей дополнительной цилиндрической информационной поверхности, расположенного на основании кронштейна со стороны относительно оси вращения, противоположной по отношению к держателю светоизлучателей в виде дуги, на расстоянии от оси вращения, меньшем радиуса упомянутой дуги.

4. Устройство по любому из пп.1 – 3, отличающееся тем, что светоизлучатели расположены на внешней и/или внутренней сторонах держателей кронштейна.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 14.03.2008

Извещение опубликовано: 20.03.2010 БИ: 08/2010