Устройство дистанционного управления с автономным источником энергии, электрический аппарат и установка, содержащая это устройство и этот аппарат
Номер патента: 4070
Опубликовано: 25.12.2003
Авторы: Муссане Ролан, Андре Филипп, Алмоснино Патрик, Кортез Жилль, Руссе Патрик
Формула / Реферат
1. Устройство дистанционного управления с автономным источником энергии, содержащее
средство (8, 9, 10) передачи,
питающую схему (6, 7), соединенную со средством передачи,
генератор, содержащий по меньшей мере один пьезоэлектрический элемент (1, 17, 18), воспринимающий механические напряжения, создаваемые за счет срабатывания средства управления, и подающий электрическую энергию в питающую схему, и
средство (3) управления, связанное с генератором электрической энергии,
отличающееся тем, что средство управления содержит средство (5) калибровки механической энергии для обеспечения удара по пьезоэлектрическому элементу (1, 17, 18) с предварительно определенным воздействием.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что питающая схема содержит средство (7) накопления электрической энергии, предназначенное для накопления электрической энергии, подаваемой пьезоэлектрическим элементом (1, 17, 18).
3. Устройство по одному из пп.1 или 2, отличающееся тем, что средство (5) калибровки механической энергии обеспечивает удар по пьезоэлектрическому элементу (1, 17, 18) в соответствии с предварительно определенным механическим перемещением.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что средство (5) калибровки механической энергии содержит по меньшей мере одну пружинную пластину (24), имеющую два устойчивых состояния (25, 26), для подачи команды калиброванного перемещения ударника (22, 23) при прохождении положения переключения.
5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что пьезоэлектрический элемент (1) содержит гибкую металлическую опору (17) и контактную площадку (18), выполненную из пьезоэлектрического материала и расположенную на одной поверхности упомянутой опоры.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что средство (5, 22, 23) управления обеспечивает удар по пьезоэлектрическому элементу на стороне, противоположной той, где находится контактная площадка (18).
7. Устройство по одному из пп.5 или 6, отличающееся тем, что гибкая металлическая опора (17) свободно поддерживается в корпусе (20), предназначенном для ее размещения.
8. Устройство по одному из пп.5 или 6, отличающееся тем, что гибкая металлическая опора закреплена посредством уплотнения (27), расположенного на ободе, направленном к поверхности упомянутой опоры, содержащей контактную площадку (18).
9. Устройство по любому из пп.5-8, отличающееся тем, что пьезоэлектрический материал контактной площадки (18), по существу, состоит из керамики или сополимера.
10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что пьезоэлектрический элемент имеет механический резонанс для увеличения продолжительности подачи электрической энергии в питающую схему (6, 7).
11. Устройство по любому из пп.2-9, отличающееся тем, что средство (7) накопления электрической энергии содержит по меньшей мере один электрический конденсатор, причем емкость средств накопления находится в диапазоне 0,4-50 микрофарад.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что емкость средства (7) накопления имеет величину в диапазоне 2-10 микрофарад.
13. Устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что оно содержит средство (8) управления электрической энергией, соединенное с питающей схемой (6, 7), для управления фазой (32) инициализации и кодирования и фазой (33) передачи.
14. Устройство по любому из пп.1-13, отличающееся тем, что средство передачи содержит средство (10) излучения и средство приема.
15. Устройство по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что средство передачи содержит средство (10, 36-44) излучения, запитываемое с помощью выходного порта (35) интегральной схемы (34).
16. Устройство по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что оно содержит средство (46) запоминания, соединенное со средством (8, 9, 10) передачи.
17. Устройство по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что оно содержит средство (47) подсчета, соединенное со средством (8, 9, 10) передачи.
18. Устройство по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что средство передачи содержит средство (45) управления условиями передачи.
19. Аппарат, содержащий механическое исполнительное средство (4, 52), отличающийся тем, что он содержит устройство дистанционного управления с автономным источником энергии по любому из пп.1-18, причем упомянутое средство выполнено с возможностью обеспечения срабатывания средства (3) управления, связанного с генератором (1) электрической энергии.
20. Аппарат по п.19, отличающийся тем, что он представляет собой электрический коммутационный аппарат (50), содержащий механическое исполнительное средство (52) для обеспечения срабатывания средства (3) управления в соответствии с состоянием упомянутого коммутационного аппарата.
21. Аппарат по одному из пп.19 или 20, отличающийся тем, что средство (8, 9, 10) передачи испускает сигналы, используемые для реализации логической избирательности.
22. Аппарат по любому из пп.19-21, отличающийся тем, что средство (8, 9, 10) передачи испускает сигналы, используемые для осуществления дифференцированного оповещения.
23. Аппарат по любому из пп.19-21, отличающийся тем, что средство (8, 9, 10) передачи испускает сигналы, отображающие количество операций упомянутого аппарата.
24. Аппарат по п.19, отличающийся тем, что этот аппарат представляет собой электрический аппарат (55, 56, 57, 62) управления, содержащий механическое исполнительное средство, выполненное с возможностью обеспечения его срабатывания оператором.
25. Аппарат по п.19, отличающийся тем, что этот аппарат представляет собой электрический аппарат (61) управления, содержащий механическое исполнительное средство, выполненное с возможностью обеспечения его срабатывания за счет перемещения механического устройства.
26. Электрическая установка, содержащая высокочастотное средство (12-15, 58-59, 63) приема, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере одно устройство дистанционного управления с автономным источником энергии по любому из пп.1-18, причем упомянутое средство приема предназначено для приема сигналов, испускаемых упомянутым по меньшей мере одним устройством с автономным источником энергии.
27. Электрическая установка по п.26, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один электрический шкаф (54), содержащий по меньшей мере одно устройство дистанционного управления с автономным источником энергии по любому из пп.1-18 и схему (60) автоматического управления, соединенную со средством (58) приема.
28. Электрическая установка по одному из пп.26 или 27, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один аппарат (50, 55, 56, 57, 61, 62) по любому из пп.19-24.
Текст
1 Изобретение относится к устройству дистанционного управления с автономным источником энергии, содержащему средство передачи,питающую схему, соединенную со средствами передачи,генератор, снабжающий электрической энергией и соединенный с питающей схемой, и средство управления, связанное с генератором электрической энергии. Известные устройства дистанционного управления в общем случае содержат передатчик и приемник для управления электрическим аппаратом. Передатчики известного типа имеют электронные схемы, обеспечивающие испускание высокочастотного, инфракрасного или ультразвукового электромагнитного излучения. Излучение, испускаемое этими передатчиками,предпочтительно модулируют и кодируют для обеспечения удовлетворительной надежности работы при эксплуатации нескольких передатчиков и приемников. Приемники принимают испускаемое излучение, а затем обнаруживают и декодируют принимаемый сигнал. Электронные схемы используют декодированный сигнал для управления, в частности, электрическими аппаратами. Стационарным или мобильным передатчикам с автономными источниками энергии в общем случае необходим источник энергии в виде батарей одноразового использования или перезаряжаемых батарей. Проведение замены таких батарей делает применение передатчиков с автономными источниками энергии весьма ограниченным. Кроме того, частое использование таких передатчиков приводит к быстрой разрядке батарей и, следовательно, к частым заменам и большим эксплуатационным затратам. Передатчики с автономными источниками энергии также допускают возникновение дефектов или прекращение функционирования в случае разрядки или выхода батарей из строя. Существуют устройства, в которых генератор представляет собой колебательный магнитный контур. Однако энергия, подаваемая такими генераторами, мала, а устройства дистанционного управления громоздки. Устройство этого типа описано в патенте США 4,471,353. Другие устройства, содержащие электромагнитный генератор с улучшенной рабочей характеристикой, описаны в заявке ЕР-0826166 на Европейский патент. Однако объем этих устройств нельзя уменьшить до такой степени,чтобы их можно было встраивать в аппараты малых размеров. Поэтому задача изобретения состоит в том,чтобы разработать устройство дистанционного управления, содержащее передатчик с автономным источником энергии, выполненный с возможностью занимать малый объем. В устройстве дистанционного управления с автономным источником энергии, соответст 004070 2 вующем изобретению, генератор содержит по меньшей мере один пьезоэлектрический элемент, воспринимающий механические напряжения, создаваемые за счет срабатывания средства управления, и подающий электрическую энергию в питающую схему. В предпочтительном конкретном варианте осуществления питающая схема содержит средство накопления электрической энергии, предназначенное для накопления электрической энергии, подаваемой пьезоэлектрическим элементом. В конкретном варианте осуществления средство управления содержит средство калибровки механической энергии для обеспечения удара по пьезоэлектрическому элементу с предварительно определенным механическим воздействием и перемещением. Средство калибровки механической энергии преимущественно содержит по меньшей мере одну пружинную пластину, имеющую два устойчивых состояния для подачи команды калиброванного перемещения ударника при прохождении положения переключения. Пьезоэлектрический элемент предпочтительно содержит гибкую металлическую опору и контактную площадку, выполненную из пьезоэлектрического материала и расположенную на одной поверхности упомянутой опоры. Средство управления преимущественно обеспечивает удар по пьезоэлектрическому элементу на стороне, противоположной той, где находится контактная площадка. Согласно первому альтернативному варианту осуществления, гибкая металлическая опора свободно поддерживается в корпусе, предназначенном для ее размещения. Согласно второму альтернативному варианту осуществления, гибкая металлическая опора закреплена посредством уплотнения, расположенного на ободе, направленном к поверхности упомянутой опоры, содержащей контактную площадку. В предпочтительном варианте, пьезоэлектрический материал контактной площадки, по существу, состоит из керамики или сополимера. Пьезоэлектрический элемент преимущественно имеет механический резонанс для увеличения продолжительности подачи электрической энергии в питающую схему. Для обеспечения высокой эффективности средство накопления электрической энергии содержит по меньшей мере один электрический конденсатор, причем емкость средства накопления находится в диапазоне 0,4 - 50 микрофарад. В частности, емкость средства накопления имеет величину в диапазоне 2-10 микрофарад. В предпочтительном варианте осуществления устройство содержит средство управления электрической энергией, соединенное с питающей схемой, для управления фазой инициализации и кодирования и фазой передачи. 3 В конкретном варианте осуществления средство передачи содержит средство излучения и средства приема. Средство передачи преимущественно содержит средство излучения, запитываемое с помощью выходного порта интегральной схемы. Устройство предпочтительно содержит средство накопления, соединенное со средством передачи. Устройство предпочтительно содержит средство подсчета, соединенное со средством передачи. Устройство предпочтительно содержит средство контроля условий передачи. Аппарат, соответствующий конкретному варианту осуществления изобретения, содержит механическое исполнительное средство и устройство дистанционного управления с автономным источником энергии, описанное выше,причем упомянутое средство выполнено с возможностью обеспечения срабатывания средства управления, связанного с генератором электрической энергии. В конкретном варианте осуществления,аппарат представляет собой электрический коммутационный аппарат, содержащий механическое исполнительное средство для обеспечения срабатывания средства управления в соответствии с состоянием упомянутого коммутационного аппарата. В аппарате, соответствующем конкретному варианту осуществления, средство передачи испускает сигналы, используемые для реализации логической избирательности. В аппарате, соответствующем предпочтительному конкретному варианту осуществления, средство передачи испускает сигналы, используемые для осуществления дифференцированного оповещения. Средство передачи преимущественно испускает сигналы, отображающие количество операций упомянутого аппарата. В конкретном варианте осуществления аппарат представляет собой электрический аппарат управления, содержащий механическое исполнительное средство, выполненное с возможностью обеспечения его срабатывания оператором. В конкретном варианте осуществления аппарат представляет собой электрический аппарат управления, содержащий механическое исполнительное средство, выполненное с возможностью обеспечения его срабатывания за счет перемещения механического устройства. Электрическая установка, соответствующая конкретному варианту осуществления изобретения, содержит высокочастотное средство приема и по меньшей мере одно устройство дистанционного управления с автономным источником энергии, описанное выше, причем средство приема предназначено для приема сиг 004070 4 налов с помощью упомянутого по меньшей мере одного устройства с автономным источником энергии. Электрическая установка преимущественно содержит по меньшей мере один электрический шкаф, содержащий по меньшей мере одно устройство дистанционного управления с автономным источником энергии, описанное выше,и схему автоматического управления, соединенную со средством приема. Электрическая установка предпочтительно содержит по меньшей мере один аппарат, описанный выше. Другие преимущества и признаки станут более очевидными из нижеследующего описания конкретных вариантов осуществления изобретения, приводимых лишь в качестве неограничительных примеров и представленных на прилагаемых чертежах, где на фиг. 1 представлена блок-схема устройства дистанционного управления с автономным источником питания в соответствии с конкретным вариантом осуществления изобретения; на фиг. 2 - принимающее устройство, выполненное с возможностью работы вместе с устройством, соответствующим конкретному варианту осуществления изобретения; на фиг. 3 - пьезоэлектрическая контактная площадка устройства в соответствии с конкретным вариантом осуществления изобретения; на фиг. 4 - схема устройства калибровки воздействия на пьезоэлектрический элемент для устройства, соответствующего конкретному варианту осуществления изобретения; на фиг. 5 и 6 - поддержание и изгиб пьезоэлектрического элемента в результате воздействия по команде; на фиг. 7 и 8 - расстояния воздействий и напряжений пьезоэлектрических элементов для устройств дистанционного управления с автономными источниками энергии, соответствующих конкретным вариантам осуществления изобретения; на фиг. 9 А и 9 В - разрезы нажимной кнопки, содержащей устройство, соответствующее конкретному варианту осуществления изобретения; на фиг. 10 А-10 С - кривые, отображающие сигналы для управления электрической энергией; на фиг. 11 - схема высокочастотной головки, применяемой в устройстве, соответствующем конкретному варианту осуществления изобретения; на фиг. 12 - схема устройства дистанционного управления с автономным источником энергии, соответствующего другому конкретному варианту осуществления изобретения; на фиг. 13 - схема автоматического выключателя, соответствующего конкретному варианту осуществления изобретения и содержа 5 щего устройство дистанционного управления с автономным источником энергии; на фиг. 14 представлена схема установки,соответствующей конкретному варианту осуществления изобретения и содержащей устройства дистанционного управления с автономными источниками энергии. Устройство дистанционного управления,соответствующее конкретному варианту осуществления изобретения, представлено на фиг. 1. Это устройство содержит пьезоэлектрический элемент 1 для подачи электрической энергии в электронную схему 2 обработки передачи. Пьезоэлектрический элемент 1 подает электрическую энергию, когда к упомянутому пьезоэлектрическому элементу приложено воздействие или механическое напряжение. На фиг. 1 показано, что средство 3 управления обеспечивает калиброванное воздействие,прикладываемое к пьезоэлектрическому элементу. Средство управления содержит, например, нажимную кнопку 4, которая обеспечивает срабатывание устройства 5 калибровки механической энергии для осуществления удара по пьезоэлектрическому элементу с предварительно определенным воздействием и перемещением. Электрическая энергия, вырабатываемая пьезоэлектрическим элементом, подается в электронную схему 2, которая в этом конкретном варианте осуществления содержит выпрямительный мост 6, соединенный с элементом 1 и подающий выпрямленный ток, конденсатор 7,соединенный с выходом из моста для накопления электрической энергии путем аккумуляции выпрямленного тока и для подачи напряженияVc постоянного тока в схему 8 управления электрической энергией. Схема 8 управления управляет схемой 9 кодирования для инициализации и передачи информации. Высокочастотный передатчик 10, соединенный со схемой кодирования, испускает кодированные высокочастотные сигналы посредством антенны 11. Кодирование сигналов преследует, в частности, цель идентификации передающего устройства. Передатчик 10 может также содержать средство приема,предназначенное для приема, например, информации о задании параметров во время подачи энергии. На фиг. 2 представлено принимающее устройство, предназначенное для работы с устройством, соответствующим фиг. 1. Это принимающее устройство содержит высокочастотный приемник 12, принимающий сигналы, улавливаемые антенной 13, и подающий сигналы в схему 14 декодирования. Схема 14 подает декодированные сигналы в устройство 15 пользователя или, например, в исполнительные органы 16, такие как реле. Устройство пользователя может быть, например, блоком обработки данных, автоматическим контроллером, устройст 004070 6 вом управления производственным процессом или сетью связи. Пример конструкции пьезоэлектрического элемента представлен на фиг. 3. В этом примере пьезоэлектрический элемент содержит гибкую металлическую опору 17, на которой закреплена контактная площадка 18, выполненная из пьезоэлектрических материалов. Контактная площадка 18 предпочтительно выполнена из керамики или сополимера, что позволяет достичь высокой эффективности. Устройство калибровки, предназначенное для калибровки воздействия на пьезоэлектрический элемент, представлено на фиг. 4. Кнопка 4 нажимного типа удерживается в исходном состоянии посредством пружины 19 возврата, которая оказывает нажим на корпус 20 устройства. Вилка 21, неподвижно прикрепленная к кнопке,обеспечивает перемещение ударного устройства 22, содержащего воздействующий конец 23, на который подается команда удара по контактной площадке пьезоэлектрического элемента. В этом конкретном варианте осуществления устройство калибровки воздействия содержит пружинную пластину 24 с двумя устойчивыми положениями, поддерживаемую в корпусе 20 и связанную с устройством 22. В исходном положении пружинная пластина 24 занимает первое положение 25, удаленное от контактной площадки. Когда нажимают кнопку 4, вилка 21 оказывает нажим на ударное устройство 22, которое перемещает пружинную пластину 24 вместе с собой. Как только при перемещении пройдена средняя точка переключения, пластина мгновенно перемещается во второе устойчивое положение 26. Перемещаясь во второе положение, пластина приводит ударное устройство 22 в движение к элементу 1, и воздействующий конец 23 бьет по пьезоэлектрическому элементу. Таким образом,характеристики, касающиеся механического воздействия на пьезоэлектрический элемент и механического перемещения ударного устройства, зависят от пружинной пластины и расстояния относительно пьезоэлектрического элемента. Кнопка может срабатывать быстро или медленно. Пружинная пластина накапливает энергию, когда перемещается между первым устойчивым положением 25 и положением переключения. Энергия, накопленная посредством деформации пластины, затем высвобождается,когда эта пластина перемещается во второе устойчивое положение 26. Когда имеет место воздействие на пьезоэлектрический элемент, механическая энергия преобразуется в электрическую энергию посредством контактной площадки 18. Когда нажим на кнопку 4 больше не оказывается, пружина 19 возврата перемещает кнопку 4 и вилку 21 в исходное положение. Перемещаясь, вилка перемещает ударное устройство 22 и пружинную пластину, неподвижно 7 прикрепленную к упомянутому устройству 22,обратно в первое устойчивое положение 25. Механическое воздействие на пьезоэлектрический элемент предпочтительно осуществляется на стороне, противоположной той, где находится контактная площадка. Таким образом, эффективность преобразования механической энергии в электрическую повышается, поскольку между ними существует зависимость. На фиг. 5 показано, что пьезоэлектрический элемент расположен в опоре 20 таким образом, что он поддерживается в нужном месте. В этом конкретном варианте осуществления,между опорой 17 пьезоэлектрического элемента и опорой 20 установлено уплотнение 27 для разделения передней и задней частей упомянутого элемента. Уплотнение 27 преимущественно установлено на той же стороне, на которой находится элемент 1 и которая воспринимает механическое воздействие, чтобы гарантировать высокую эффективность. На фиг.5 показано,что контактная площадка 18 также находится на стороне, которая воспринимает воздействие, для восстановления большой электрической энергии. Эффективность является высокой, когда пьезоэлектрический элемент 1 деформирован у жесткой опоры 20. Такая компоновка представлена на фиг. 6, где показано, что опора 17 лежит на жесткой опоре 20 на стороне, противоположной той, где находится контактная площадка 18,воспринимающая механическое воздействие. Характеристики механического воздействия преимущественно можно регулировать в соответствии с характеристиками применяемых пьезоэлектрических элементов и количеством накопленной электрической энергии. На фиг. 7 и 8 показаны расстояния перемещения ударного устройства. На фиг. 7 показано, что расстояние 28 перемещения является большим, а деформация 29 элемента 1 является малой, поскольку воздействие имеет место в конце перемещения. На фиг. 8 показано, что расстояние 28 перемещения является малым, а деформация 29 является большой, поскольку воздействие имеет место до окончания перемещения. Регулировка расстояния в соответствии с типом пьезоэлектрического элемента также обеспечивает высокую эффективность и большое количество гарантированных операций. В зависимости от способа закрепления пьезоэлектрического элемента на опоре, механический резонанс обеспечивает увеличение продолжительности подачи электрической энергии в электронную схему 2. На фиг. 9 А и 9 В показаны разрезы электрического аппарата управления, соответствующего конкретному варианту осуществления изобретения, такого как нажимная кнопка, содержащая устройство дистанционного управления с автономным источником энергии. В этом конкретном варианте осуществления элемент 1 закреплен посредством уплотнительного кольца 8 27 круглого поперечного сечения, а нажимная кнопка 4 смещена в свое исходное положение двумя пружинами 19 возврата. Средство накопления электрической энергии, такое как конденсатор 7, выполнено с возможностью согласования характеристик пьезоэлектрического элемента, нагрузки электронной схемы и времени передачи. В конкретном варианте осуществления изобретения, конденсатор имеет величину емкости в диапазоне 0,4 - 50 микрофарад (мкФ). Емкость средства накопления предпочтительно имеет величину от 2 до 10 микрофарад (мкФ). Напряжение конденсатора прикладывается к схеме 8 управления электрической энергией с целью управления фазой инициализации и кодирования и фазой передачи. На фиг. 10 А-10 С показана работа схемы 8 управления электрической энергией в соответствии с конкретным вариантом осуществления изобретения. Показанная на фиг. 10 А кривая отображает напряжение Vc питающего конденсатора 7 схемы 8 управления, когда пьезоэлектрический элемент воспринимает механическое воздействие по команде. Напряжение Vc имеет возрастание 30, за которым следует убывание 31. Когда напряжение Vc возрастает и превышает порог Vs в момент t1, схема управления управляет схемой 9 кодирования. Рабочее состояние схемы кодирования представлено кривой 32 на фиг. 10 В. После команды схемы кодирования схема управления командует работой высокочастотного передатчика. Кривая 33 на фиг. 10 С показывает время работы высокочастотного передатчика 10. Передатчик 10 может получать команды, например, в пределах предварительно заданной временной задержки после команды схемы кодирования, как только возрастание напряжения Vc больше не оказывается большим или как только напряжение Vc начинает убывать. В предпочтительном варианте осуществления, представленном на фиг. 11, схемы 8 и 9 могут быть встроены в одну схему 34, выполненную в цифровой и/или аналоговой форме. Управление высокочастотным передатчиком предпочтительно осуществляется с помощью выхода 35 схемы 34, которая запитывает генератор. За счет этого накапливается электрическая энергия, гарантируя достаточное и зависимое от нее время передачи. На фиг. 11 показано, что генератор содержит транзистор 36 и колебательный контур 37,состоящий из кварцевого или керамического резонатора. Поляризацию базы осуществляет резистор 38, а поляризацию передатчика - резистор 39, который развязан посредством конденсатора 40. На коллекторе транзистора 36 схема настройки, содержащая два конденсатора 41 и 42, катушка индуктивности 43 и рамочная антенна 44 обеспечивают испускание высокочастотного излучения. Конденсатор 41 предпочти 9 тельно является регулируемым, чтобы можно было регулировать настройку схемы. Антенна 11 или 44 адаптирована к расстоянию между передатчиком и приемником. Для коротких расстояний, составляющих несколько метров, частота передачи предпочтительно ниже 400 МГц и передача происходит в поле ближней зоны. В предпочтительном варианте, с настроенной рамочной антенной будет применяться магнитное поле. На фиг. 12 показан подробный конкретный вариант осуществления устройства в соответствии с изобретением, содержащий схему 45 управления данными. На блок-схеме, показанной на фиг. 12, со схемой управления данными могут быть соединены схема 46 запоминания, схема 47 подсчета, схема 48 задания параметров, содержащая другие данные,и/или по меньшей мере один электрический контакт 49. В зависимости от прикладной системы, в которую встроено устройство, схема запоминания может, например, запоминать условия посылки сообщений, посылаемые данные или идентификацию прикладной системы. Схема 47 подсчета используется, в частности,для подсчета количества команд, выполненных на пьезоэлектрическом элементе. Когда устройство встроено в электрический аппарат, такой как автоматические выключатели, переключатели или контакторы, срабатывания механизма этого аппарата на пьезоэлектрическом элементе обеспечивают подсчет размыканий или замыканий электрических контактов упомянутого аппарата. Например, в автоматическом выключателе,содержащем устройство, соответствующее конкретному варианту осуществления изобретения,счетчик получает приращения своего значения при каждой операции автоматического выключателя. В связи с посылкой условий, запомненных в схеме запоминания, устройство управления может посылать данные подсчета, как только достигается или превышается предварительно заданное количество подсчитанных событий. Кроме того, подсчитанные значения можно запоминать в схеме запоминания. Схема запоминания также может быть связана с различными устройствами подсчета и/или измерения, такими как счетчики перемещения, автоматические контроллеры, вращающиеся машины, машины возвратно-поступательного перемещения,приборы для измерения расхода текучих сред или электрической энергии со средствами дистанционного измерения. Приборы для измерения расхода текучих сред, такие как газовые счетчики, водомеры горячей воды или водомеры холодной воды со средствами дистанционного измерения, в этом случае не требуют никакой электрической энергии извне. В этом случае устройство дистанционного управления с автономным источником энергии посылает данные измерений и кадр идентификации устройства и/или пользователя. Приемник восстанавливает эти данные и обрабатывает их, или посылает их в концентратор или центральный блок. 10 Схема 48 задания параметров обеспечивает выдачу данных, которые могут ожидать команды на передачу. Например, схема 48 в автоматическом выключателе может получать информацию о типе возникающего отказа. Затем, как только происходит отключение или выполняется некоторая операция, механическая энергия сообщается устройству дистанционного управления, которое посылает информацию, имеющуюся в схеме 48. Эта информация может касаться дифференциальных функций отображения отказов, функций логической избирательности или, например, сообщений о состоянии автоматического выключателя, например, разомкнутом, замкнутом, отключенном или нагруженном состояниях. Электрический контакт 49 может также служить в целях выдачи передаваемой информации,когда срабатывает устройство дистанционного управления; например, этот контакт может быть связан с подачей команд на пьезоэлектрический элемент 1 и может служить для указания выполняемой команды. Например, контакт 49 может указывать, что кнопка 4 связана с функцией размыкания или замыкания контактов. Точно так же, если кнопка 4 заменена вращающейся рукояткой типа переключателя, имеющей по меньшей мере два положения, то переключатель 49 может отрабатывать изменение направления (перемещения) или изменение состояния кнопки, например - нахождение в разомкнутом или замкнутом положении. Кнопку 4 также можно заменить средством типа рычага, вызывающим срабатывание пьезоэлектрического элемента при каждом изменении состояния или положения. Устройство дистанционного управления также может быть встроено в устройство обнаружения окончания перемещения в автоматических установках, при этом механическая энергия обеспечивается за счет перемещения механического элемента. Другие электрические аппараты, соответствующие конкретным вариантам осуществления изобретения, такие как автоматические выключатели, переключатели или контакторы, оснащены механизмами, которые могут вызывать срабатывание устройства дистанционного управления с автономным источником питания. Блок-схема автоматического выключателя 50, соответствующего конкретному варианту осуществления изобретения и содержащего устройство дистанционного управления, представлена на фиг. 13. Автоматический выключатель 50 содержит по меньшей мере один силовой контакт 51, срабатывание которого вызывается посредством механизма 52. Отключающее устройство 53 выдает на механизм 52 команды в соответствии с предварительно заданными токовыми и временными характеристиками. Например,если токовый порог превышается в течение предварительно заданного времени, отключающее устройство 53 выдает на механизм 52 команду переключиться на размыкание автоматического выключателя. Механизм 52 использует механическую энергию, которая также может быть подведена в 11 форме воздействия или деформации к пьезоэлектрическому элементу 1 устройства дистанционного управления с автономным источником энергии. В блок-схеме, представленной на фиг. 13, механизм 52 осуществляет удар по элементу 1, однако срабатывание этого элемента можно также вызвать с помощью силовых контактов 51 или с помощью реле отключающего устройства 53. Устройство 5 калибровки может использоваться для оптимизации эффективности устройства дистанционного управления. Устройство управления в автоматическом выключателе может быть соединено с отключающим устройством 53 для передачи информации, используемой для функций логической избирательности, для дифференцированных функций оповещения и/или для функций сообщения о состоянии автоматического выключателя, например,замкнутом, разомкнутом или отключенном состоянии. Для реализации функции логической избирательности может потребоваться функция приема сигналов, чтобы можно было указать размыкание автоматического выключателя неработающей шины для отключающего устройства. В этом случае,функция приема может быть встроена в схему 2, а соединение с отключающим устройством может быть дуплексным. Электронная схема 2 также может получать из отключающего устройства электрическую энергию для непрерывных передач, при этом подача механической энергии, по существу,резервируется для механических действий размыкания или замыкания и на тот случай, когда на автоматический выключатель не подается электрическая энергия. На фиг. 14 показана установка, соответствующая конкретному варианту осуществления изобретения и содержащая устройства дистанционного управления с автономными источниками энергии. Электрический шкаф 54 в этой установке содержит устройства 55 и 56, имеющие кнопку управления типа нажимной кнопки, аналогичной той, которая показана, например, на фиг. 1, устройство 57,имеющее орган управления типа переключателя, и принимающее устройство 58, аналогичное тому,которое показано на фиг. 2, с принимающей антенной 59. Устройство 58 может быть соединено со схемой 60 автоматического управления, такой, как логические схемы с жесткими соединениями (схемы зашитой логики), программируемые логические схемы и/или программируемый контроллер. Устройства дистанционного управления с автономными источниками питания, находящиеся снаружи шкафа 54, можно использовать для выполнения других функций. Например, устройство 61 может быть механическим детектором окончания перемещения или детектором перемещения, а устройство 62 может быть кнопкой отключения питания, аварийной остановки или включения питания. Устройства 61 и 62 могут быть связаны с приемником 63, соединенным со схемой 6 автоматического управления. Другие функциональные узлы или аппараты могут включать в себя устройства дистанционного 12 управления с автономными источниками энергии для осуществления, в частности, дистанционного управления этими аппаратами. Устройства с автономными источниками питания, соответствующие конкретным вариантам осуществления изобретения, могут быть дуплексными и могут содержать приемник, который принимает информацию, когда механическая энергия подается на пьезоэлектрический элемент. Такие устройства могут иметь цикл синхронизации с удаленным передатчиком. Например, по команде это устройство посылает информацию, указывающую,что оно готово к приему, а затем удаленный передатчик посылает информацию обратно в устройство дистанционного управления с автономным источником энергии. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство дистанционного управления с автономным источником энергии, содержащее средство (8, 9, 10) передачи,питающую схему (6, 7), соединенную со средством передачи,генератор, содержащий по меньшей мере один пьезоэлектрический элемент (1, 17, 18), воспринимающий механические напряжения, создаваемые за счет срабатывания средства управления,и подающий электрическую энергию в питающую схему, и средство (3) управления, связанное с генератором электрической энергии,отличающееся тем, что средство управления содержит средство (5) калибровки механической энергии для обеспечения удара по пьезоэлектрическому элементу (1, 17, 18) с предварительно определенным воздействием. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что питающая схема содержит средство (7) накопления электрической энергии, предназначенное для накопления электрической энергии, подаваемой пьезоэлектрическим элементом (1, 17, 18). 3. Устройство по одному из пп.1 или 2, отличающееся тем, что средство (5) калибровки механической энергии обеспечивает удар по пьезоэлектрическому элементу (1, 17, 18) в соответствии с предварительно определенным механическим перемещением. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что средство (5) калибровки механической энергии содержит по меньшей мере одну пружинную пластину (24), имеющую два устойчивых состояния(25, 26), для подачи команды калиброванного перемещения ударника (22, 23) при прохождении положения переключения. 5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что пьезоэлектрический элемент (1) содержит гибкую металлическую опору (17) и контактную площадку (18), выполненную из пьезоэлектрического материала и расположенную на одной поверхности упомянутой опоры. 13 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что средство (5, 22, 23) управления обеспечивает удар по пьезоэлектрическому элементу на стороне, противоположной той, где находится контактная площадка (18). 7. Устройство по одному из пп.5 или 6, отличающееся тем, что гибкая металлическая опора (17) свободно поддерживается в корпусе (20), предназначенном для ее размещения. 8. Устройство по одному из пп.5 или 6, отличающееся тем, что гибкая металлическая опора закреплена посредством уплотнения (27), расположенного на ободе, направленном к поверхности упомянутой опоры, содержащей контактную площадку (18). 9. Устройство по любому из пп.5-8, отличающееся тем, что пьезоэлектрический материал контактной площадки (18), по существу, состоит из керамики или сополимера. 10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что пьезоэлектрический элемент имеет механический резонанс для увеличения продолжительности подачи электрической энергии в питающую схему (6, 7). 11. Устройство по любому из пп.2-9, отличающееся тем, что средство (7) накопления электрической энергии содержит по меньшей мере один электрический конденсатор, причем емкость средств накопления находится в диапазоне 0,4-50 микрофарад. 12. Устройство по п.11, отличающееся тем,что емкость средства (7) накопления имеет величину в диапазоне 2-10 микрофарад. 13. Устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что оно содержит средство (8) управления электрической энергией, соединенное с питающей схемой (6, 7), для управления фазой (32) инициализации и кодирования и фазой (33) передачи. 14. Устройство по любому из пп.1-13, отличающееся тем, что средство передачи содержит средство (10) излучения и средство приема. 15. Устройство по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что средство передачи содержит средство (10, 36-44) излучения, запитываемое с помощью выходного порта (35) интегральной схемы (34). 16. Устройство по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что оно содержит средство (46) запоминания, соединенное со средством (8, 9, 10) передачи. 17. Устройство по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что оно содержит средство (47) подсчета, соединенное со средством (8, 9, 10) передачи. 18. Устройство по любому из пп.1-14, отличающееся тем, что средство передачи содержит средство (45) управления условиями передачи. 19. Аппарат, содержащий механическое исполнительное средство (4, 52), отличающийся тем, 004070 14 что он содержит устройство дистанционного управления с автономным источником энергии по любому из пп.1-18, причем упомянутое средство выполнено с возможностью обеспечения срабатывания средства (3) управления, связанного с генератором (1) электрической энергии. 20. Аппарат по п.19, отличающийся тем, что он представляет собой электрический коммутационный аппарат (50), содержащий механическое исполнительное средство (52) для обеспечения срабатывания средства (3) управления в соответствии с состоянием упомянутого коммутационного аппарата. 21. Аппарат по одному из пп.19 или 20, отличающийся тем, что средство (8, 9, 10) передачи испускает сигналы, используемые для реализации логической избирательности. 22. Аппарат по любому из пп.19-21, отличающийся тем, что средство (8, 9, 10) передачи испускает сигналы, используемые для осуществления дифференцированного оповещения. 23. Аппарат по любому из пп.19-21, отличающийся тем, что средство (8, 9, 10) передачи испускает сигналы, отображающие количество операций упомянутого аппарата. 24. Аппарат по п.19, отличающийся тем, что этот аппарат представляет собой электрический аппарат (55, 56, 57, 62) управления, содержащий механическое исполнительное средство, выполненное с возможностью обеспечения его срабатывания оператором. 25. Аппарат по п.19, отличающийся тем, что этот аппарат представляет собой электрический аппарат (61) управления, содержащий механическое исполнительное средство, выполненное с возможностью обеспечения его срабатывания за счет перемещения механического устройства. 26. Электрическая установка, содержащая высокочастотное средство (12-15, 58-59, 63) приема,отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере одно устройство дистанционного управления с автономным источником энергии по любому из пп.1-18, причем упомянутое средство приема предназначено для приема сигналов, испускаемых упомянутым по меньшей мере одним устройством с автономным источником энергии. 27. Электрическая установка по п.26, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один электрический шкаф (54), содержащий по меньшей мере одно устройство дистанционного управления с автономным источником энергии по любому из пп.1-18 и схему (60) автоматического управления, соединенную со средством (58) приема. 28. Электрическая установка по одному из пп.26 или 27, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один аппарат (50, 55, 56, 57, 61,62) по любому из пп.19-24.
МПК / Метки
МПК: H01L 41/113
Метки: энергии, электрический, дистанционного, это, содержащая, устройство, источником, управления, аппарат, установка, автономным
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-4070-ustrojjstvo-distancionnogo-upravleniya-s-avtonomnym-istochnikom-energii-elektricheskijj-apparat-i-ustanovka-soderzhashhaya-eto-ustrojjstvo-i-etot-apparat.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство дистанционного управления с автономным источником энергии, электрический аппарат и установка, содержащая это устройство и этот аппарат</a>
Предыдущий патент: Многослойная термопластичная структура
Следующий патент: Управляющий программный продукт и система обработки данных
Случайный патент: Катализатор