Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10192
.pdf
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в системах управления дорожным движением.
Мы, компания Automatic Signal Corporation, зарегистрированная и действующая в соответствии с
законодательством штата Делавэр, Соединенных Штатов Америки, по адресу: 205, Church Street, S, New
Haven, New Haven County, State of Connecticut, United States of America, правопреемники Джона Луиса Биача и
Чарльза Дэвида Гира, оба граждане Соединенных Штатов Америки, оба проживающие по указанному выше
адресу, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть
реализовано, что будет подробно описано и установлено в следующем заявлении.
Данное изобретение относится к функционально и конструктивно усовершенствованной системе управления
дорожным движением и направлено на создание устройства такого рода, способного использоваться в
различных организациях, но в первую очередь предназначенного для применения в местах пересечения двух
или более полос движения транспортных средств, таких как проезжие части.
Целью изобретения является создание конструкции аппарата, обеспечивающего работу системы в
автоматическом режиме для оперативного управления дорожным движением, с помощью которой опасность
аварий будет сведена к минимуму, за исключением того факта, что функционирование системы будет
постоянно зависеть от фактических дорожных условий. Более того, благодаря настоящему изобретению
требуется минимальное количество оборудования, которое будет чрезвычайно прочным и относительно
простым по конструкции, а после установки будет работать с минимальным ручным вмешательством и без
механических или электрических неполадок в течение длительного времени.
Ещё одной целью является создание подобного устройства, различные части которого могут быть вручную
отрегулированы для работы в соответствии с особенностями дорожных условий, фактически существующих в
месте установки системы.
Таким образом, одни и те же производственные спецификации могут применяться к любому желаемому
количеству систем, и эти отдельные системы могут быть легко скорректированы после установки в
соответствии с существующими условиями, за исключением того факта, что если эти условия изменятся с
течением времени, могут быть внесены дополнительные и простые корректировки для учета таких изменений.
Еще одной целью изобретения является создание аппарата, обеспечивающего систему управления
дорожным движением, который может быть с успехом установлен в самых разных местах, но особенно
полезен на перекрестке, где сходятся полосы движения транспортных средств неравной важности. Иными
словами, эта система будет очень полезна при установке на автомагистрали, пересекаемой поперечными
улицами, где при обычных условиях транспортный поток по автомагистрали 65 значительно превышает
транспортный поток по ней.
Еще одна цель состоит в том, чтобы предоставить оборудование, предназначенное в первую очередь для
использования в связи с системами управления дорожным движением, и особенно с системами,
регулирующими поток движения по дорогам, по которым часто ездят автомобили, но которое, хотя и
предназначено в первую очередь для этой цели, может быть с успехом использовано в других областях, где
оно может оказаться полезным.
Согласно настоящему изобретению, система управления дорожным движением для пересекающихся полос
движения транспортных средств имеет сигнальные средства, расположенные 80 рядом с точкой пересечения
таких полос, при этом управляющее устройство, активируемое транспортным средством, предусмотрено
только в одной из указанных полос и соединено с указанными сигнальными средствами через устройство,
активируемое управляющим устройством, активируемым транспортным средством 85, таким образом, чтобы
передавать право проезда на заданный период времени с полосы движения, в которой управляющее
устройство, активируемое транспортным средством, не предусмотрено, на полосу движения, в которой
управляющее устройство, активируемое транспортным средством 90, предусмотрено, когда одно или
несколько транспортных средств активировали управление.
Изобретение будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: 95 Фиг. 1 схематически
иллюстрирует перекресток улиц с соответствующей системой; Фиг. 2 схематически показывает систему
управления, управляемую транспортным средством, являющуюся частью данной системы; Фиг. 3 показывает
один блок таймера; Фиг. 4 представляет собой вид сверху таймера или устройства управления системы; 105
Фиг. 5, 6 и 7 — это поперечные сечения, выполненные вдоль линий 5-5, 6-6 и 7-7 и в направлении стрелок, как
показано на рис. 4; рис. 8 — это схематическое изображение деталей некоторых устройств, показанных на
рис. 5; рис. 9 — это схематическое изображение компоновки устройств, входящих в блок управления и
таймера; и рис. 10 — схематически представляет один из ручных регуляторов для настройки параметров,
управляемых таймером. — Саморегулирующаяся автоматическая система управления дорожным движением,
воплощающая наше изобретение, может включать три части: устройство управления, приводимое в действие
транспортным средством, расположенное на дороге или сбоку от нее; электрическую систему управления с
ограничением времени; и сигнальное устройство для указания права проезда для движения транспорта. —
Функция устройства управления, приводимого в действие транспортным средством, заключается в том, что
приближающиеся по поперечной улице транспортные средства активируют электрические цепи управления.
Эти исполнительные механизмы управляют работой электрической системы ограничения времени, которая, в
свою очередь, управляет устройством регулирования полосы отвода. В качестве средства регулирования
движения на каждой улице, информирующего транспорт о необходимости двигаться и останавливаться, могут
использоваться стандартные красные, желтые и зеленые светофоры, которые сейчас широко
распространены, но также могут быть и любые другие удобные или желательные типы. Средства управления,
приводимые в действие транспортным средством, могут быть нескольких типов, как указано ниже: - Одно из
средств управления, приводимое в действие приближающимся транспортным средством, может иметь
механическую природу, например, механический переключатель, расположенный на улице или сбоку от нее,
при этом электрический контакт замыкается при проезде транспортного средства.
Другим средством контроля для обнаружения и регистрации присутствия приближающегося транспортного
средства может быть луч света, проецируемый через проезжую часть и принимаемый фотоэлектрическим или
светочувствительным элементом, так что приближающееся транспортное средство вызывает колебания
электрического тока, проходящего через фотоэлектрический или светочувствительный элемент.
Электромагнитное устройство, расположенное на улице или сбоку от нее, может быть также сконструировано
таким образом, что приближающееся транспортное средство должно привести его в действие.
тиски для управления электрической цепью.
Разумеется, можно использовать любой другой тип детектора транспортных средств.
Устройство контроля временного ограничения работает следующим образом: Предположим, что на
поперечной улице, обозначенной буквой B, нет приближающихся транспортных средств. Тогда право проезда
предоставляется автомагистрали, обозначенной буквой A. Транспортное средство, приближающееся по
улице B, теперь управляет исполнительным механизмом, и механизм контроля, после подачи
соответствующего предупреждающего сигнала, передает право проезда улице B. Теперь улица B имеет
приоритет движения по трассе M65, и транспортные средства, приближающиеся по ней, могут пересекать
перекресток. Право проезда будет возвращено на улицу А при соблюдении одного из следующих условий:
Случай I — Как только движение по улице B полностью прекратится, — 70 Случай II — Если движение по
улице B продолжается по истечении установленного периода времени, право проезда возвращается на улицу
A. Различные периоды регулируются соответствующими механизмами синхронизации. 75 Передача права
проезда на улицу А, как указано в Варианте I, осуществляется с помощью механизмов регулирования
времени, которые обеспечивают достаточное время для проезда транспортных средств по улице В через
перекресток. Этот механизм синхронизации возвращается в исходное положение каждый раз, когда
транспортное средство приводит в действие приводной механизм на улице B. Следовательно, если по улице
B не приближаются другие транспортные средства, этот механизм синхронизации 85 в конечном итоге
завершит отсчет установленного периода, и по истечении этого времени право проезда перейдет на улицу A.
— Для обеспечения возможности в случае II, когда непрерывное движение по улице B должно быть прервано,
предусмотрен другой механизм синхронизации, который не сбрасывается транспортными средствами на
улице B и, по истечении установленного периода, передает право проезда на улицу A.
Когда право проезда передается, как в случае II, на улице B находятся транспортные средства, у которых не
было достаточно времени, чтобы пересечь перекресток, даже несмотря на то, что они активировали средства
управления движением на улице B. Система управления оставлена в таком состоянии, что право проезда в
конечном итоге будет передано улице 13 без необходимости какого-либо дополнительного приведения в
действие средств управления транспортным средством 105 на улице B.
Механизм синхронизации, сбрасываемый движением транспорта, устроен таким образом, что его можно
сбросить в соответствии со скоростью транспортного средства, вызывающего сброс. Таким образом,
110-дневный период защиты, предоставляемый каждому транспортному средству, соизмерим со скоростью
этого транспортного средства. Таким образом, ни одно транспортное средство не получает неоправданно
длительный гарантийный период, что позволяет избежать ненужных задержек на трассе 115.
Всякий раз, когда право проезда предоставляется автомагистрали, оно должно оставаться видимым на
автомагистрали в течение как минимум определенного минимального периода времени, прежде чем его
можно будет снова передать на поперечную улицу. Это достигается за счет использования механизма
отсчета времени, который начинает отсчет, как только право проезда предоставляется автомагистрали, и
предотвращает передачу права проезда на поперечную улицу до тех пор, пока не истечет отведенный период
времени. Если несколько транспортных средств проехали мимо исполнительного механизма во время подачи
сигнала остановки, то после предоставления им права приоритета пройдет некоторое время. 130 355,741
Разрыв цепи между проводами 10 и 11.
Приводные устройства 1 и 2 соединены параллельно.
В системе управления с ограничением по времени используются несколько механизмов синхронизации. Один
из вариантов реализации такого механизма синхронизации, описанного в пункте 70, схематически показан на
рис. 3. Когда между проводами 12 и 13 подключен источник напряжения, ток протекает через регулируемый
резистор 14 и конденсатор 15. 75 Таким образом, напряжение источника питания подается на конденсатор 15
через резистор 14, и напряжение на конденсаторе начинает нарастать с определенной скоростью,
определяемой размером конденсатора, резистором 8) 14 и напряжением источника питания. Для
шунтирования конденсатора 15 используется цепь, включающая лампу накаливания 16 и реле 18.
Накаливаемая трубка представляет собой колбу, содержащую подходящий газ, в которую входят электроды
17. 85 Эта трубка обладает такой характеристикой, что в норме она не проводит электричество, но когда
напряжение на её клеммах достигает определённого критического или порогового значения, газ ионизируется
и становится хорошим электрическим проводником, и не перестанет проводить электричество до тех пор,
пока напряжение на её клеммах значительно не упадёт ниже критического ионизирующего напряжения.
Напряжение питания превышает критическое напряжение лампы 16. Когда напряжение на конденсаторе
достигает критического напряжения лампы, лампа внезапно становится проводящей, вызывая
кратковременное протекание тока от конденсатора 15 100 через лампу 16 и реле 18, что приводит к
кратковременному срабатыванию реле 18. Это вызывает кратковременный контакт между якорем 20 и
контактом 19 и, таким образом, на мгновение замыкает цепь между проводами 21 и 105 22.
Интервал времени, прошедший между подачей напряжения питания на провода 12 и 13 и срабатыванием
реле 18, является периодом, отсчитываемым механизмом. Путем соответствующей регулировки
сопротивления 14 можно получить любой желаемый интервал. Приведенное выше описание отражает лишь
основные принципы работы механизма синхронизации, и детали могут значительно отличаться, как будет
объяснено далее. Кроме того, хотя реле 18, как показано, замыкает одну цепь, оно, очевидно, может замыкать
несколько цепей или размыкать цепи.
Прежде чем подробно описывать механизм управления временем 120, рассмотрим его часть, показанную на
рис. 4, 5 и 6. На фиг. 4 показан вал 23, вращательно установленный в подшипниках 24. К валу 23 прикреплено
зубчатое колесо 25 (125 зубьев). На фиг. 5 показано зубчатое колесо 25, установленное на валу 23. Также на
валу 23 установлены и свободно перемещаются относительно него элементы 26, один из которых находится
на сигнале 130, перед тем как последний из указанных транспортных средств начнет движение. По этой
причине предусмотрен дополнительный механизм синхронизации, который вводит дополнительный
начальный период защиты, по истечении которого начинается период перезапускаемой защиты. Этого
времени достаточно, чтобы ожидающие транспортные средства смогли начать движение.
Периодическое перераспределение права проезда на поперечную улицу, даже если на ней нет ожидающих
транспортных средств, осуществляется с помощью механизма отсчета времени, который начинает отсчет
сразу после передачи права проезда автомагистрали. Если право проезда не было передано на поперечную
улицу ранее, то из-за приближающихся по ней транспортных средств право проезда переходит к поперечной
улице после истечения отведенного на нее времени. Выше мы описали саморегулирующуюся
автоматическую систему управления дорожным движением, воплощающую наше изобретение, и показали,
что это изобретение может включать три взаимосвязанные части, поэтому теперь мы подробно опишем
конструкцию одной полной и конкретной системы, использующей наше изобретение.
На рисунке 1 схематически показана саморегулирующаяся система управления дорожным движением,
применяемая к пересекающимся улицам А и В. А представляет собой автомагистраль, а В — поперечную
улицу.
Средства управления, активируемые транспортными средствами, расположены только на пересечении улиц и
обозначены цифрами 1 и 2. В данном конкретном варианте осуществления сигнальное устройство обозначено
цифрой 3 и включает в себя красные и зеленые электрические лампы, отражатели и/или линзы, видимые с
любого направления на улице А, но невидимые на улице В; красные и зеленые электрические лампы,
отражатели и/или линзы, видимые с любого направления на улице В, но невидимые на улице А; желтую
электрическую лампу, отражатель и/или линзу, видимые с любого направления на улице А, и желтую
электрическую лампу, отражатель и/или линзу, видимые с любого направления на улице В.
Устройство электрического ограничения времени обозначено цифрой 4. Сплошные линии обозначают
управляющие цепи. Таким образом, устройства, управляемые транспортным средством, контролируют
ограничительный механизм 4, а ограничительный механизм 4 контролирует сигнал 3.
На рис. 2 схематически показана одна из форм управления транспортным средством, состоящая из пандуса 5,
шарнирно закрепленного в точке 6 и принудительно приводимого в поднятое положение пружиной 7. Верхняя
поверхность пандуса может находиться практически на одном уровне с улицей. Когда колесо транспортного
средства проезжает по пандусу, вес транспортного средства опускает пандус, в результате чего контакты 8 и
9 сжимаются, замыкая цепь между проводами 10 и 11. Когда колесо покидает пандус 5, пружина 7 приводит
пандус в приподнятое положение, разделяя контакты 8 и 9 и 355 741 355,741 с каждой стороны колеса 25.
Концы двух элементов 26 соединены между собой, как показано на рисунках 27 и 28. Магнит 29, клеммы
обмотки которого обозначены проводами 30 и 31, при подаче напряжения притягивает сердечник 32.
Посредством соединения 33 ядро 32 соединено с элементами 26. Таким образом, становится ясно, что всякий
раз, когда магнит 29 находится под напряжением, два элемента 26 вращаются против часовой стрелки.
Пружина 34 прикреплена к штифту 27 таким образом, что всякий раз, когда магнит 29 обесточивается, он
вращает два элемента 26 по часовой стрелке. Соединительный штифт 28 также несет приводную собачку 35,
которая прижимается к зубчатому колесу 25 пружиной 36. Мертвая собачка 37, шарнирно установленная в
точке 39 на раме 38, также прижимается к зубчатому колесу 25 пружиной 40. Защелка 37 предотвращает
любое вращение зубчатого колеса 25 против часовой стрелки, и поэтому всякий раз, когда магнит 29
находится под напряжением, вращение элементов 26 приводит к тому, что защелка 35, находящаяся под
напряжением, скользит по колесу 25. Движение элементов 26 отрегулировано таким образом, что собачка 35
проходит мимо следующего зуба колеса 25 и входит в зацепление с ним.
Когда магнит 29 обесточивается, пружина 34 вращает элементы 26 по часовой стрелке, а собачка 35,
находясь в зацеплении с колесом 25, вращает колесо 25 по часовой стрелке. Регулируемый установочный
винт 41 ограничивает вращение элементов 26 по часовой стрелке величиной, равной одному зубцу колеса 25.
Когда колесо 25 вращается по часовой стрелке, собачка 37 скользит по следующему зубу колеса 25 и в конце
движения входит в зацепление с этим следующим зубом.
Механизм возвращается в положение, показанное на рис. 5, за исключением того, что колесо 40-25 повернуто
на угол, образованный одним зубцом. Таким образом, станет ясно, что последовательное включение и
выключение магнита 29 вызывает зубчатое движение колеса 25. Поскольку вал 4:Y-23 соединен с колесом 25,
вал 23 вращается синхронно с колесом 25. В данном конкретном варианте исполнения показано колесо 25,
имеющее зубья типа IS. На валу 23 установлен ряд расположенных на расстоянии 4 кулачков 42,
закрепленных на валу 23 с помощью шпонок; на фиг. 6 подробно показан боковой вид одного из кулачков.
Следует отметить, что кулачок имеет круглую форму и имеет 3 равномерно расположенных выступа 43. На
раме 38 установлен элемент 44, несущий устройства для изготовления схем 45. Подробная информация об
этих производителях схем представлена на рис. 6. Следует отметить, что каждый печатный платой элемент
может состоять из двух плоских полосок 46 и 47. Две полосы разделены изолятором 48, а от элемента 44 —
изолятором 49. Они крепятся к элементу 44 с помощью винтов 50.
Элемент 47 имеет V-образный выступ 51, а элементы 46 и 47 соответственно несут контакты 52 и 53. Как
элемент 46, так и элемент 47 предпочтительно изготовлены из упругого материала, и элемент 47 натянут
таким образом, что край V-образного выступа 51 всегда упирается в кулачок 42. 70 При соприкосновении с
круглой частью кулачка 42 элемент 47 находится в нижнем положении, что приводит к разъединению
контактов 52 и 53. Но когда во время цикла вращения кулачка 42 выступ 4375 перемещается под выступом 51,
элемент 47 поднимается, приводя в контакт контакты 52 и 53. Таким образом, цепь между проводами 54 и 55
замыкается в течение времени, пока проекция 51 опирается на проекцию 8Q 43. Кроме того, следует
отметить, что цепь между проводами 54 и 55 замыкается 3 раза за один оборот кулачка 42.
Как описано выше, движение кулачка 42 не является непрерывным, а происходит в виде последовательности
из 85 шагов, по 18 шагов за один оборот. Выступы 43 могут быть сконструированы таким образом, что в одном
положении кулачка 42 происходит контакт между 52 и 53, а в следующих 5 положениях контакт между 52 и 53
разрывается. Аналогично, если сделать так, чтобы выступ 43 занимал в четыре раза большую часть
поверхности кулачка 42, как показано на рис. 6, то контакт между 52 и 53 может быть обеспечен в течение 95
четырех положений и разорван в течение следующих 2 положений. Очевидно, что соответствующее
изменение в конструкции выступа позволило бы обеспечить контакт между 52 и 53 в любом желаемом
положении. На рис. 8 более подробно показан один конец элемента 26 и соединительный штифт 27. Как
видно на рис. 4, штифт 27 выступает за пределы элемента 26 в форме проекции 73. Когда магнит 29
обесточен, и пружина 34 переместила элементы 26 до упора по часовой стрелке, выступ 73 отсоединяется от
пружины 74, так что контакт 75 последней выходит из зацепления с контактом 76, установленным на пружине
77, и цепь между проводами 78 и 79 разрывается.
Когда магнит 29 находится под напряжением, выступ 73 прижимается к пружине 74, как показано на рисунке
11a.
Как только элементы 26 начнут двигаться, цепь между проводами 78 и 79 снова замкнется. Как только
элемент 26 перемещается против часовой стрелки до упора (этот угол регулируется путем ограничения хода
сердечника 32), выступ 73 также входит в зацепление с пружиной 80, в результате чего контакты 83 и 85,
поддерживаемые пружинами SO и 87 соответственно, соприкасаются друг с другом и через изоляционный
штырь 81 контакты 84 и 86, поддерживаемые пружинами 82 и 88 соответственно, замыкаются друг с другом,
тем самым замыкая цепи между проводами 89 и 90 X и между проводами 91 и 92 соответственно. 130
определяется значением сопротивления 105.
Предположим, что это сопротивление отрегулировано таким образом, чтобы конденсатор 109 заряжался до
критического напряжения трубки 110 за тридцать секунд. Однако, даже если конденсатор 109 достигает
критического напряжения трубки 110, трубка 110 не становится проводящей, поскольку ее разрядная цепь
разомкнута на контакте 63, а также разомкнута на якоре 111 и контакте 112. Таким образом, система остается
неактивной, и право проезда по-прежнему предоставляется для автомагистрали.
Если транспортное средство приближается по пересекающейся улице, управляя одним из 80 расположенных
там устройств управления, цепь между проводами 10 и 11 кратковременно замыкается, позволяя току течь от
провода 98 через провод 113, реле 114, цепи 11 и 10, провод 115 и провод 99. 85 Это привело бы лишь к
кратковременному замыканию реле 114, если бы не блокировочная цепь, состоящая из контакта 1.16, якоря
117, провода 118, контакта 62 (контакт 62 замыкается в положении F) и провода 119, и эта блокировочная
цепь замыкается при срабатывании реле 114. При срабатывании реле -114 оно замыкает контакт между
якорем 1.11 и контактом 112, замыкая цепь шунтирования конденсатора 109 через провод 95 120. Трубка 110
становится проводящей, и энергия, накопленная в конденсаторе 109, разряжается через реле 97, которое
кратковременно включает его. Это замыкает контакт между якорем 100 и контактом 101, активируя магнит 29
(100), который, в свою очередь, приводит в движение механизм фиксации, состоящий из элементов 26.
Как только сердечник 32 будет полностью притянут, между проводами 89 и 90 замыкается цепь, которая
шунтирует сопротивление 121 непосредственно между клеммами конденсатора 109 и проводником 105.
Сопротивление 121 имеет очень низкое значение, его единственное назначение — предотвращение искрения
при замыкании коммутационного механизма 94. Это позволяет любой оставшейся энергии в конденсаторе 110
109 рассеиваться в сопротивлении 121, трубка 110 становится непроводящей, цепь питания реле 97,
следовательно, разрывается, якорь 100 отсоединяется от контакта 101, и магнит 29 115 обесточивается. Это
позволяет элементам 26 вернуться в свое нормальное положение и, таким образом, переместить или
зафиксировать кулачки из положения F в положение A.
В положении А контакт 57 замкнут, при этом контакт 120 зажигает желтый сигнал светофора на улице А, а
контакт 60 замкнут, при этом зажигает желтый сигнал светофора на улице В. Одновременно с этим
замыкается контакт 63, обеспечивая, чтобы разрядная цепь конденсатора 109 через трубку 125 оставалась
замкнутой независимо от последующих действий с реле 114. Одновременно контакт 67 замыкается, позволяя
току протекать от провода 98 через контакт 67, резистор 122, провод 123, провод 124, провод 130. Когда
магнит 29 обесточивается, пружина 34 немедленно начинает возвращать элементы 26 в их прежнее
положение.
Как только начинается вращение элемента 26 по часовой стрелке, цепь между проводами 91 и 92
разрывается, а также разрывается цепь между проводами 89 и 90. В тот момент, когда элемент 26 полностью
обесточивается, выступ 73 выходит из зацепления с пружиной 74, и цепь между проводами 78 и 79
разрывается.
На рис. 9 показана полная схема электропроводки механизма управления, а цифра 72 обозначает кулачки в
развернутом состоянии; показана одна треть одного оборота, остальные две трети представляют собой
просто дублирование. Следует отметить, что имеется 16 кулачков, а цифры от 56 до 71 обозначают контакты,
управляемые этими кулачками. Схема представления, показанная под цифрой 72, выглядит следующим
образом: в одном положении, например, А, замыкаются контакты 57, 60, 62, 63 и 67. Если магнит 29 теперь
включить и выключить, кулачки зафиксируются или сместятся в положение B. Контакты 62 и 63 останутся
замкнутыми. Контакты 57, 60 и 67 открыты, а контакты 58, 61 и 69 закрыты. Принцип работы аналогичен:
кулачки последовательно фиксируются в положениях C, D, E и F. На этом рисунке снова показан
фиксирующий магнит 29, который при подаче напряжения приводит в действие 3 переключающих элемента
93, 94, которые схематически представляют собой 3 замыкателя цепи, показанных на рис. 8. 93 — это
элемент, который срабатывает сразу после начала движения элемента 26, а 94 и 95 — это два элемента,
которые срабатывают в конце движения элемента 26.
Замкнутые цепи обозначены теми же цифрами, что и на рис. 8. 96 и 97 представляют собой реле, и всякий
раз, когда срабатывает любое из реле, срабатывает и магнит 29, поскольку ток течет от провода 98 через
провод 31, магнит 29, провод 30, а в случае срабатывания реле 97 — через якорь 100, контакт 101, провод 102
и провод 99, а в случае срабатывания реле 96 — через якорь 103, контакт 104, провод 102 и провод 99.
Провода 98 и 99 подключены к источнику питания.
Как станет ясно позже, когда движение на улице B полностью прекратится, устройство в конечном итоге
остановится в положении F. В этом положении контакт 56 замкнут, зажигая зеленый сигнал на улице A, а
контакт 59 замкнут, зажигая красный сигнал на улице B.
Таким образом, право проезда предоставляется автомагистрали, и транспортные средства могут двигаться по
этой улице. Одновременно замыкается контакт, позволяя току течь от провода 98 через контакт 65, резистор
105, провод 106, провод 107, провод 108, конденсатор 109 и провод 99, и напряжение конденсатора 109
начинает нарастать со скоростью 355,741 125, конденсатора 126 и провода 99, и аналогичным образом
напряжение конденсатора 126 начинает нарастать со скоростью, определяемой значением резистора 122.
Предположим, что требуемый период составляет 2 секунды. По истечении двух секунд конденсатор 126
достигает критического напряжения трубки 127, и энергия, накопленная в конденсаторе 126, разряжается
через трубку 127 и реле 96. Реле 96 срабатывает, замыкая цепь между якорем 103 и контактом 104, активируя
магнит 29, который, в свою очередь, приводит в движение механизм фиксации, состоящий из элементов 26.
Когда элементы 26 перемещаются в крайнее положение под напряжением, переключающее устройство 95
замыкает цепь между проводами 91 и 92, создавая сопротивление 128 непосредственно между клеммами
конденсатора 126. Резистор 128 аналогичен резистору 121 и выполняет для конденсатора 126 ту же функцию,
что и резистор 121 для конденсатора 109. Оставшаяся энергия конденсатора 126 рассеивается в
сопротивлении -128, реле 96 обесточивается, что приводит к обесточиванию магнита 29, позволяя элементам
26 снова перемещать кулачки вперед, которые переходят из положения А в положение В. В положении В
контакт 58 замыкается, зажигая красный сигнал светофора на улице А, а контакт 61 замыкается, зажигая
зеленый сигнал светофора на улице В.
В настоящее время предоставляется право проезда по улице B, и транспортное средство, которое
приближалось к ней, может проехать. В положении B контакт 69 замкнут, и ток протекает в конденсатор 126
через сопротивление 129, при этом конденсатор 126 достигает критического напряжения трубки 127 за 3
секунды. В этот момент трубка 127 снова начинает проводить ток.
Операция по заточке и вырезанию пазов выполняется точно так же, как описано ранее, перемещая кулачки из
положения B в положение C. При перемещении из положения B в положение 0 сигнальные огни не меняются.
Контакты 58 и 61 остаются закрытыми. Однако контакт 62 разомкнут, что разрывает цепь проверки реле 114,
которое переходит в обесточенное положение. Кроме того, контакт 71 замкнут, и поскольку реле 114
обесточено, ток течет от провода 98 через резистор 130, контакт 131, якорь 132, резистор 71, провода 123, 124
и 125, конденсатор 126 и провод 99, и аналогично напряжение на конденсаторе 126 начинает нарастать со
скоростью, определяемой резистором 130.
Предположим, что это сопротивление установлено таким образом, что конденсатор 126 достигает
критического напряжения лампы 127 за 7 секунд. Если предположить, что на перекрестке не приближаются
другие автомобили, то через 7 секунд конденсатор 126 разрядится через трубку 127, выполняя те же самые
шаги операции вырезания, описанной ранее.
- Это. Выравнивание кулачков из положения C в положение D.
В положении D контакты 57 и 60 снова замыкаются, зажигая желтые уличные фонари A и B. Кроме того,
выполнен контакт 68, который замыкает цепь зарядки конденсатора 126 через резистор 133. Предположим,
что сопротивление 133 установлено таким образом, чтобы конденсатор 126 заряжался до критического
напряжения трубки 127 за 2 секунды. Тогда конденсатор 126 разрядится через 275 секунд, и операция
зазубривания продолжится — опять же, как описано ранее, — перемещением кулачков из положения D в
положение E.
В этом положении контакты 56 и 59 замыкаются, загорается зеленый сигнал светофора на улице А и красный
сигнал светофора на улице В, и право проезда возвращается на проезжую часть. Одновременно
устанавливается контакт 70, который заряжает конденсатор 126 через сопротивление 85 134, как описано
ранее. Предположим, что период времени, определяемый настройкой сопротивления 134, составляет 5
секунд.
Затем, через 5 секунд, операция продвижения возобновится, как описано ранее, и кулачки переместятся из
положения E в положение F. Мы достигли описанного состояния в начале процесса, и начинается зарядка
конденсатора 109, при этом замыкается контакт 65. Но после того, как конденсатор 109 достигнет
критического напряжения лампы 110, разряд через эту лампу не происходит, поскольку цепь разряда
разомкнута, как описано ранее.
— Таким образом, мы описали работу устройства, предполагая, что по пересекающейся улице подъезжает
только один автомобиль. Следует отметить, что после того, как право проезда по шоссе было предоставлено
в течение определенного времени, право проезда немедленно переходит к поперечной улице, если к ней
приближается транспортное средство. Но если транспортное средство приблизится к поперечной улице в
любое время после того, как поперечная улица утратила право проезда, и до того, как право проезда будет
предоставлено автомагистрали на определенный период времени, реле 114 сработает и заблокируется,
замыкая цепь разряда конденсатора 109, но разряд конденсатора 109 не может произойти до тех пор, пока он
не будет заряжен до критического напряжения лампы 110, а это невозможно до тех пор, пока право проезда
не будет предоставлено автомагистрали на определенный период времени. Если право проезда было
передано на поперечную улицу в ответ на приближение транспортного средства, и второе транспортное
средство приближается к поперечной улице до истечения 7-секундного периода, отмеряемого в положении C,
реле 114 сработает, в результате чего якорь 132 коснется контакта 135, который шунтирует сопротивление
136 через клемму.
отключение конденсатора 126, одновременно прерывая цепь зарядки конденсатора 126. Снова обратимся к
рисунку 2, 130 355,7411 355,741, и заметим, что продолжительность замкнутой цепи между проводами 10 и 11
полностью зависит от времени, в течение которого колесо транспортного средства находится на пандусе 5.
И это опять же полностью зависит от скорости транспортного средства. Чем медленнее движется
транспортное средство, тем дольше этот промежуток времени, и чем быстрее движется транспортное
средство, тем короче этот промежуток времени. Следовательно, регулируемое сопротивление 136
шунтируется между клеммами конденсатора 126 на период времени, полностью зависящий от скорости
срабатывания реле 114 транспортного средства. Если транспортное средство движется медленно, это время
будет больше, и практически вся энергия, запасенная в конденсаторе 126, будет рассеяна в сопротивлении
136, и, таким образом, когда цепь питания будет восстановлена, зарядка конденсатора 126 начнется
практически без запасенной в нем энергии, и время, необходимое для его зарядки до критического
напряжения трубки 127, составит приблизительно 7 секунд. Если транспортное средство движется с высокой
скоростью, время разряда, а следовательно, и объем разряда, будут невелики. Таким образом, при
восстановлении цепи питания начнётся зарядка конденсатора 126 с использованием оставшейся накопленной
энергии, а затраченное время будет равно времени, необходимому для зарядки конденсатора 126 от
напряжения, существующего в данный момент, до критического напряжения лампы 127. Это время будет
короче на величину времени, которое потребовалось бы для зарядки конденсатора 126 от нулевого
напряжения до напряжения, до которого он был сброшен.
Таким образом, оказывается, что величина сброса зависит от продолжительности прерывания цепи питания.
Вышеописанное описывает работу аппарата в случае, если цепь питания постоянно прерывается, когда
конденсатор 126 заряжен до определенного напряжения. На практике, как станет ясно позже, обрыв цепи
питания может происходить при самых разных напряжениях.
При более детальном рассмотрении работы устройства становится очевидно, что фактическое количество
разряда, хотя и зависит от продолжительности отключения цепи питания, также зависит от напряжения, до
которого был заряжен конденсатор 126 в момент отключения цепи питания. Таким образом, при импульсе
сброса определенной длительности величина сброса пропорциональна напряжению, существовавшему в
момент начала сброса. Таким образом, становится ясно, что, хотя первому транспортному средству на
перекрестке дается полные 7 секунд, последующим транспортным средствам предоставляется период,
зависящий от их скорости, и, следовательно, периоды защиты, соответствующие скорости их движения.
Чем быстрее движется транспортное средство, тем меньше время перезарядки и, следовательно, тем
меньше время, отведенное транспортному средству. Но чем быстрее движется транспортное средство, тем
меньше времени ему требуется.
Вышеописанное действие произойдет, если следующие друг за другом транспортные средства будут
непрерывно приближаться непосредственно перед тем, как конденсатор 126 начнет разряжаться.
На практике транспорт редко подъезжает именно с этой стороны. Например, второе транспортное средство
может приблизиться в течение секунды или 75 секунд с момента приближения первого, и, если бы никакого
сброса не было, второе транспортное средство могло бы получить 5 или 6 секунд на пересечение
перекрестка, чего может быть вполне достаточно. Устройство автоматически устраняет подобную ситуацию.
Если второй автомобиль приблизится, скажем, через 2 секунды, конденсатор 126 будет находиться под
напряжением в течение 2 секунд, и достигнутое им напряжение будет довольно низким. Следовательно,
величина сброса будет очень мала, и дополнительное время, предоставленное сверх того времени, которое
было бы предоставлено, если бы сброса вообще не было, также будет незначительным. Если вторая машина
приблизится через 5 или 6 секунд, то напряжение конденсатора 126 будет большим, величина сброса —
большой, а дополнительное время — большим. Таким образом, предусмотрен механизм, который очень
эффективно обеспечивает период защиты в 95°C в соответствии со скоростью транспортного средства.
Как только движение на улице B прекратится, конденсатор 126 начнет разряжаться через трубку 127,
фиксируя или перемещая кулачки в положение D, и с этого момента работа осуществляется так, как описано
выше.
Если транспортные средства будут непрерывно приближаться по улице B, постоянно перезапуская
конденсатор 126, право проезда будет сохраняться на поперечной улице неограниченно долго, что будет
невыгодно для автомагистрали, если не будут установлены какие-либо ограничения на продолжительность
времени, в течение которого поперечная улица может сохранять право проезда. Следует отметить, что в
положении C контакт 64 замкнут, что позволяет зарядному току протекать в конденсатор 109 через
сопротивление 137. Предположим, что сопротивление 137 отрегулировано таким образом, что конденсатор
109 достигнет критического напряжения лампы 110 за 20 секунд. Конденсатор 115 не сбрасывается при
приближении транспортных средств, и если движение продолжается по истечении 20 секунд, конденсатор 109
разрядится через трубку 110, активируя реле 97, которое включает магнит 29, и механизм фиксируется в
положении 120 D, как описано ранее. Разница заключается в том, что реле 97 также приводит в действие
якорь 138, который касается контакта 139, что позволяет току протекать через реле 114, приводя его в
действие. Цепь питания 125, замыкающаяся на якоре 138, является кратковременной, и реле 114 не
оставалось бы под напряжением (его блокирующая цепь размыкается на контакте 62), если бы не контактное
устройство 93, которое замыкается, как только механизм зацепления 26 начинает двигаться.
Это замыкает цепь между проводами 78 и 79, обеспечивая временную блокировку. Контакт 62 замыкается в
положении D и, по сути, замыкается немного раньше, чем элементы 26 завершат свое движение по часовой
стрелке, и отрегулирован таким образом, что контакт 62 замыкается непосредственно перед разрывом цепи
между проводами 78 и 79, поддерживая реле 1141 в заряженном положении. Таким образом, хотя некоторые
транспортные средства теряют право преимущественного проезда до того, как у них появляется достаточно
времени для пересечения перекрестка, система остается в таком состоянии, что без необходимости
дополнительного срабатывания устройства, активируемого транспортными средствами на улице B, право
преимущественного проезда вернется к улице B по истечении срока действия права преимущественного
проезда на автомагистрали.
Следует отметить, что право проезда предоставляется улице B в точке B, хотя перезапускаемый таймер еще
не начал работать. Этот период, в данном случае 3 секунды, предназначен для того, чтобы одно или
несколько транспортных средств, ожидающих на улице B, могли начать движение, и, предположительно,
последнее из таких ожидающих транспортных средств фактически находится в движении, когда механизм
фиксирует кулачки в положении C.
Если на улице B нет ожидающих транспортных средств, право проезда будет предоставлено шоссе, и оно
может оставаться там неограниченно долго, тем самым препятствуя переходу пешеходов через шоссе.
Желательно предусмотреть систему, которая будет периодически перенаправлять движение на поперечную
улицу, даже если на ней нет ожидающих транспортных средств, останавливая движение по автомагистрали и
позволяя пешеходам переходить дорогу.
Это достигается через контакт 66, расположенный в положении F. Он заряжает конденсатор 126 через
сопротивление 1391, которое регулируется таким образом, чтобы конденсатор 126 заряжался до критического
напряжения лампы 127 за 2 минуты. — Это фиксирует кулачки в положении A, и с этого момента они
автоматически перемещаются в последующие положения.
Разумеется, если транспортные средства приблизятся к месту установки кулачков, когда они находятся в
положении C, они сбросят конденсатор 126, как описано ранее.
Но если к шоссе не подъезжают никакие транспортные средства, право проезда вскоре будет возвращено
шоссе 55, и движение по шоссе может возобновиться.
При описании работы системы мы показали, что устройство отображает сигнальные огни в обычной
последовательности, а именно: зеленый, желтый, красный, желтый, зеленый.
Зачастую желательно не включать желтый свет при переходе от красного к зеленому и продолжать включать
красный свет, пока на улице, теряющей право проезда, горит желтый свет. Этого легко можно добиться,
предусмотрев, что кулачок под контактом 57 управляет контактом только в положении A, что кулачок под
контактом 58 управляет контактом в положениях B, C и D, что кулачок под контактом 59 управляет контактом
70 в положениях E, F и DA, и что кулачок под контактом 60 управляет контактом только в положении D;
очевидно, что при соответствующем расположении кулачков можно получить любую другую желаемую
последовательность сигналов. 75 Если необходимо исключить шаг изменения шага на перекрестке, это можно
сделать, исключив положение B, в этом случае, разумеется, потребуется всего 15 зубьев на один оборот
кулачков. 80 Позиция E предусмотрена по ряду причин, которые будут объяснены позже. На данный момент
достаточно сказать, что если опустить положение B, то положение E также можно удобно опустить, и, таким
образом, потребуется всего 12 зубьев на 85 оборотов.
Аналогичным образом, желаемый период осторожности может быть пропущен при изготовлении кулачков без
учета этого конкретного положения. Следует отметить, что один оборот кулачков 90 обеспечивает три полных
цикла сигнала.
Причина выбора именно такой конструкции станет ясна позже, но, по сути, кулачки можно сконструировать
таким образом, чтобы за 95 оборотов выполнялось два полных цикла, или любое другое желаемое число.
Контакты 62 и 63 остаются замкнутыми в течение 5 секунд. Единственное различие между ними заключается
в том, что контакты смещены на три позиции относительно друг друга. Другими словами, контакт 62
разрывается на три позиции раньше, чем контакт 63, что, конечно же, составляет половину цикла, а цикл —
это шесть позиций. Теперь обратимся к рисунку 6. Видно, что если в нижней части кулачка установлена
контактная структура -142 с длительностью контакта 105 секунд, то один кулачок может использоваться для
управления двумя контактами. Единственное отличие заключается в том, что нижний контакт смещен на
полцикла относительно верхнего контакта 110. Теперь представляется, что вместо использования одного
кулачка для контакта 62 и другого кулачка для контакта 63, расположив контакты, как показано на рисунке 6,
один кулачок может выполнять работу двух. Кроме того, следует отметить, что кулачки 64 и 65 могут быть
соединены таким же образом, а также контакты 66 и 71, контакты 67 и 68, контакты 69 и 70, контакты 56 и 58,
Соседние файлы в папке патенты