Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

КОЛЬЦО С ЗАПОМИНАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ - Патент РФ 2142042
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КОЛЬЦО С ЗАПОМИНАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ
КОЛЬЦО С ЗАПОМИНАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ

КОЛЬЦО С ЗАПОМИНАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение касается кольца с запоминающим устройством для записи информации. Технический результат изобретения заключается в возможности совмещения функций кольца как украшения и как устройства, позволяющего передавать информацию и/или энергию посредством контактирования. Предлагаемое техническое решение характеризуется тем, что на кольце с запоминающим устройством и электрическими контактами для передачи информации и/или энергии за счет расположения контактов обеспечивается возможность быстрого и надежного соединения контактов на кольце с соответствующими встречными контактами на контроллере без особых манипуляций для создания связи в целях передачи информации и/или энергии с одной стороны. С другой стороны, обеспечивается возможность прочного, простого и разнообразного выполнения как контактов на кольце, так и встречных контактов на контроллере. 2 с. и 16 з. п. ф-лы, 16 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2142042
Класс(ы) патента: E05B49/00, G06K19/04
Номер заявки: 97110156/09
Дата подачи заявки: 21.11.1995
Дата публикации: 27.11.1999
Заявитель(и): Реин Клаус (DE)
Автор(ы): Реин Клаус (DE)
Патентообладатель(и): Реин Клаус (DE)
Описание изобретения: Изобретение касается кольца с электронным запоминающим устройством для записи информации.
Известны технические решения оснащения колец электронным запоминающим устройством для записи информации, обеспечивающие возможность наличия и использования надежного устройства записи информации, удобного в обслуживании и постоянно находящегося под контролем. Для обмена информацией с соответствующим контроллером необходимо передать информацию, для чего предлагаются как бесконтактные, например, оптические (DE-OS 35 07 381 (E 05 В 49/00), DE-OS 42 11 386 (G 08 В 25/12)), электромагнитные (DE-OS 35 07 389 (E 05 В 49/00), DE-OS 25 57 637 (E 05 B 47/00), DE-AS 25 57 637 (E 05 В 49/00), DE-OS 42 11 386 (G 08 В 25/12)), магнитные (DE-OS 35 07 389 (E 05 В 49/00)) технические решения, так и электрические контакты (DE-OS 35 07 389 (E 05 В 49/00)). Бесконтактная связь, правда, имеет преимущество удобного обслуживания, но ее недостаток заключается в том, что передаваемая информация легко может улавливаться посторонними, например, при помощи устройства подслушивания, регистрирующего рассеянное излучение. В этом отношении непосредственный электрический контакт обеспечивает значительно большую безопасность; недостаток данного решения заключается в необходимости соответствующего позиционирования контактов кольца на контактах контроллера с одновременным контактированием соответствующих контактных пар. В DE-OS 25 57 637 (E 05 В 47/00) и DE-AS 25 57 637 (E 05 В 49/00) описывается кольцо, имеющее на внешней стороне гнездо, в которое поставлен узел, на поверхности которого расположены два контактных участка из твердого металлического материала и который оснащен электронной схемой с записанным кодом. Более подробно описание обоих контактных участков не дается, но из фиг. 1 по DE-OS 25 57 637 и DE-AS 25 57 637 вытекает, что оба контакта находятся в одной плоскости с поверхностью вышеуказанного узла или же находятся только на незначительном расстоянии от нее. Это расположение неудобно в связи с тем, что для реализации хорошего контактирования со встречными контактами требуется довольно сложная конструкция. Такая конструкция описывается по фиг. 2 и 3 по DE-OS 25 57 637 и DE-AS 25 57 637, где пружинящие встречные контакты выпуклой формы расположены на контактной поверхности с формой, соответствующей форме кольцевого узла, на котором размещены контакты. Для контактирования кольца со встречными контактами необходимо точно его позиционировать на поверхности соприкосновения, прижимая его к ней в случае необходимости. Для этого требуется спокойная рука, благоприятные внешние условия (сеть, отсутствие вибраций) и, возможно, время, что относительно удобства использования такого кольца не очень приемлемо.
В общем контактирование требует довольно сложной манипуляции и очень неудобно для пользователя, так как для реализации контактирования кольца со встречными контактами его надо точно установить в определенную позицию.
Известны также другие носители информации с электрической передачей информации. В US-PS 3, 806, 874 описывается идентификационная система, для которой изображена идентификационная единица в виде браслета. На внешней стороне браслета находятся два контакта. Для идентификации единицы браслет прижимается к двум встречным V-образным контактам. Для этого требуются, однако, точное позиционирование контактов напротив встречных контактов, что достигается только при точном приближении и правильной, не косой позиции лучезапястного сустава. Наряду с этим недостатком использование браслета ставит и определенные неудобные требования к встречным контактам. Их размеры приблизительно должны соответствовать диаметру браслета, они должны быть размещены на основании, к которому они прикреплены, как отдельно стоящие с тем, чтобы обеспечить удобную их доступность для руки, которая может оказаться одетой, и для того, чтобы браслет мог бы быть прижат к V-образным контактам.
Другой недостаток заключатся в том, что такое решение, требующее точного позиционирования контактов и встречных контактов, не позволяет осуществлять передвижение браслета по поверхности, на которой расположены встречные контакты, с целью его фиксации между встречными контактами. Доступ к контактам осложняется в двух направлениях - самой рукой и одеждой. Беспрепятственный доступ контактов к встречным контактам, следовательно, обеспечивается только в одном направлении, а именно непосредственно сверху, без сворачивания.
Цель изобретения заключается в том, чтобы на кольце с запоминающим устройством и электрическими контактами передачи информации и/или энергии без ухудшения эстетических свойств кольца как украшения за счет расположения контактов обеспечить возможность быстрого и надежного подсоединения контактов на кольце к соответствующим встречным контактам на контроллере без особых манипуляций для создания связи в целях передачи информации и/или энергии, с одной стороны, а также возможность прочного, простого и разнообразного выполнения как контактов на кольце, так и встречных контактов на контроллере, с другой стороны.
В соответствии с изобретением проблема решается признаками, указанными в п.1 и п.10 формулы.
Существенное преимущество изобретения заключается в том, что выполняемыми в соответствии с п.1 и п.10 формулы простыми, прочными и снаружи хорошо доступными контактами на кольце обеспечивается надежное и несложное по манипуляции контактирование между контактами на кольце и простыми прочными встречными контактами на контроллере, которые могут иметь разнообразную форму, причем под контактированием подразумевается создание электрической связи путем механического соприкосновения контактов со встречными контактами в целях передачи информации и/или энергии. Формулами по п.1 и п.10 определяются конструкции колец, на которых контакты расположены на поверхности, легко доступны снаружи благодаря наличию свободных пространств, свободных от элементов кольца, а нахождение и установление оптимальной позиции кольца для надежной передачи информации и/или энергии определяется не только движением руки с кольцом, но производится как под воздействием симметричного расположения контактов и при энергетической поддержке, оказываемой прижатием контактов к встречным контактам соответствующей формы.
Контакты на кольце могут быть обращены в соответствии с п.1 формулы друг от друга или же обращены в соответствии с п.10 формулы друг к другу; они расположены так, чтобы на них можно было бы наложить касательные плоскости, пересекающиеся на одной прямой пересечения, т. е. касательные плоскости наклонны одна к другой. Места прилегания в случае аппликации являются местами электрического контактирования со встречными контактами, их надо принять как точки. Если касательные плоскости соприкасаются с контактной поверхностью не по точкам, а по одномерным или двухмерным участкам, то любую точку внутри этих участков необходимо понимать как отдельное место соприкосновения соответствующего контакта. Взаимонаклонность касательных плоскостей на внешних кромках или на наклонных - по отношению к параллельной плоскости, проходящей параллельно с прямой пересечения касательных плоскостей через оба места соприкосновения - контактных поверхностях в соответствии с п.1 формулы или п. 10 выгодна тем, что благодаря производимому прижатием кольца силовому компоненту, действующему в вертикальном направлении на параллельную плоскость, обеспечивается надежное механическое, и тем самым и электрическое контактирование, поскольку силовые компоненты действуют как на места прилегания кольца, так и на места соприкосновения встречных контактов контроллера по направлению прижатия и во все стороны, причем предполагается, чтобы конструкция встречных контактов позволила принять эти усилия. Указанное расположение кольцевых и встречных контактов, таким образом, отличается от расположений контактов для чистого соприкосновения, при которых, как в DE-AS 25 57 637, усилие на контакты и встречные контакты действует только в направлении прижатия, а также от известных решений с применением штепсельных контактов обычного типа вилка-розетка или вилка-гнездовой зажим, при которых надежное механическое и электрическое контактирование обеспечивается действием боковых усилий. Реализация контактирования между контактами и встречными контактами предполагает доступность мест соприкосновения. Естественными ограничениями доступности при ношении кольца обычным образом являются сами пальцы. При закрытом или полуоткрытом кулаке, отвечающем позиции руки, пригодной для соприкосновения встречных контактов, хорошая доступность кольца обеспечивается только на фронтальной стороне кулака. Для намечаемого контактирования со встречными контактами поэтому рекомендуется носить кольцо таким образом, чтобы контактные участки, используемые в качестве мест соприкосновения, находились на фронтальной стороне кулака. Тем самым определяется линия направления по направлению движения кулака или же вертикально к основным фалангам пальцев. Эта линия направления одновременно точно противоположна направлению взгляда на контакты и центральную часть кольца, т.е. на фронтальный вид кольца. Рекомендуется разместить контакты на обычных кольцах в зоне размещения его декоративных элементов с тем, чтобы линия направления показала примерно в центр декоративной зоны кольца и чтобы непосредственный вид декоративной зоны кольца был фронтальным его видом.
Предел практической доступности контактов на кольце проходит примерно по плоскости, до которой кулак беспрепятственно может быть приближен по направлению удара. Предполагая наличие точно идущего кольца, а также идеальное положение пальцев, указанная плоскость в качестве касательной соприкасается с параллельно лежащими основными фалангами пальцев, соприкасаясь с внутренней поверхностью кольца, но не пересекая ее. Одновременно указанная плоскость вертикальна к направленной линии, являясь по отношению к ней нормальной плоскостью и представляя собой практически предельную плоскость доступности для позиционирования возможных мест соприкосновения, так как за ней уже начинается межпальцевое пространство, не очень удобное для контактирования по соображениям манипуляции. Для реализации контактирования со встречными контактами кольцо необходимо приблизить хотя бы к местам соприкосновения встречных контактов. Плоскость, проходящая параллельно к предельной плоскости доступности и с минимальным расстоянием от последней через место соприкосновения, по этой причине для операции контактирования выступает в качестве практической предельной плоскости, называемой в дальнейшем пределом действия. Если параллельная плоскость вертикальна к направлению взгляда на контакты-центр кольца, т.е. параллельна предельной плоскости доступности, то расположение параллельной плоскости и предела действия идентично. Если данная параллельная плоскость непараллельна пределу действия, то в соответствии с п.1 и п.10 формулы изобретения значение для выполнения функции контактирования имеет только ситуация на пространственных участках фронтальной стороны контактов до мест соприкосновения, т.е. на фронтальной стороне предела действия, так как за пределом действия и без того контактирование не предусматривается. Для обеспечения надежного контактирования между контактами и встречными контактами требуется воздействие усилия прижатия вертикально к параллельной плоскости, т.е. вектор силы должен указать в то же самое направление. Особо удобные условия контактирования в отношении манипуляции обеспечиваются, если линия направления и вектор силы указывают в одно и то же направление, т. е. если контактирование производится фронтально движущимся кулаком. Если линия направления и вектор силы не указывают в одно и то же направление, то противодействующая сила при прижатии кольца к встречным контактам не действует в направлении центра кольца, чем вызывается силовой момент, действующий в боковом направлении, под воздействием которого кольцо легко может выйти из стабильной позиции на пальце. Совершенно свободная и независимая от направления доступность контактов перед пределом действия позволяет, правда, контактирование со встречными контактами, но сама по себе еще не имеет никаких преимуществ манипуляции относительно простого и быстрого получения надежной электрической связи. Указанные преимущества достигаются только в результате установления определенных предпочтительных путей и направлений. Такое предпочтение устанавливается разбивкой всего пространства на шесть подпространств в соответствии с п.1 и п.10 формулы. Шесть подпространств получаются пересечением параллельной плоскости двумя нормальными плоскостями, вертикально стоящими на ней в местах соприкосновения и параллельно идущими с прямой пересечения касательных плоскостей. Значение имеют, в частности, внутреннее подпространство, через которое не проходят касательные плоскости, а также два внешних подпространства, находящиеся с другой стороны параллельной плоскости. Указанные три подпространства называются 1-й группой подпространств, в пределах которой в соответствии с п.1 и п. 10 формулы определяются две сравнимые, взаимодополняющие ситуации. В этой 1-й группе подпространств та часть контактов, на которых расположены места соприкосновения, размещена во внутреннем подпространстве, и оба внешних подпространства по фронтальной стороне контактов до мест соприкосновения свободны от элементов кольца, как это устанавливается п.1 формулы, или в соответствии с п. 10 формулы внутреннее подпространство по фронтальной стороне контактов до мест соприкосновения свободно от элементов кольца, и контактный участок с местом соприкосновения размещается в обоих внешних подпространствах. По фронтальной стороне контактов, таким образом, в обоих случаях имеется возможность преимущественного доступа до мест соприкосновения через свободные от элементов кольца пространственные участки, ориентированные параллельно прямой пересечения касательных плоскостей, или, рассматривая под другом углом зрения, элементы кольца в подпространствах, не свободных от элементов кольца, но ориентированных также параллельно прямой пересечения касательных плоскостей, действуют как препятствия или же потенциальные барьеры, которые позволяют одновременный доступ обоим контактам, преимущественно через свободные от элементов кольца части подпространств при расположении встречных контактов согласно расстоянию до мест соприкосновения, и которые действуют с учетом конечных габаритных размеров как кольца, так и встречных контактов своего рода направляющих по расстоянию до места контактирования. Если встречные контакты на определенной длине ориентированы параллельно со свободными от элементов кольца пространственными участками и имеют взаимодополняющее расположение, обеспечивающее соприкосновение с контактами на местах соприкосновения в свободных от элементов кольца пространственных участках, то при передвижении кольца вдоль поверхности, в которой расположены встречные контакты, в направлении этого ориентированного и взаимодополняющего расположения встречных контактов по всей длине данного расположения обеспечена надежность попадания. Если пользователю известна ориентация встречных контактов и если он держит кольцо таким образом, чтобы совпала ориентация свободных от элементов кольца пространственных участков с ориентацией встречных контактов, то в случае неточного или же бокового приближения кольца к встречным контактам вероятность реализации контактирования выше, чем в случае, требующем высокоточного подведения контактов к встречным контактам. Данное преимущество тем больше, чем длиннее данный участок ориентированных встречных контактов с взаимодополняющимся расположением.
Если кольцо согласно изобретению передвигается по поверхности, располагающей вышеописанной ориентацией контактов к встречным контактам, и если учесть, что в соответствии с п.1 и п.10 формулы места соприкосновения находятся на наклонных друг к другу участках поверхности контактов, контактирование с которыми возможно также через свободные от элементов кольца пространственные участки 2-й группы подпространств, то при незначительном нажиме и при примерной ориентации или же направленности движения кольца уже заданной позицией и движением руки кольцо вблизи окончательного места контактирования самостоятельно будет устанавливаться в желаемой позиции без целенаправленного точного его подведения с самого начала, как это требуется в случае применения штепсельных контактов. Пространственные участки, непосредственно примыкающие в соответствии с п.1 и п.10 формулы к свободным от элементов кольца пространственным участкам 1-й группы подпространств, вдающихся во 2-ю группу подпространств, очерченные внешними контурами контактов и проходящие параллельно с нормальными плоскостями и параллельной плоскостью, могут быть довольно небольшими и не должны быть определены совершенно точно, ибо их преимущественная задача заключается в том, чтобы обеспечить создание перепада потенциальной энергии в случае прижима к встречным контактам.
Контакты и встречные контакты тогда могут перемещаться в стабильную друг к другу позицию, так как вблизи места окончательного контактирования кольцо под воздействием усилия прижима переходит с позиции с более высоким энергетическим уровнем в район перепада потенциальной энергии и подобно шарику, катящемуся в углубление, скользит в направлении энергетического минимума. В связи с нестабильностью статики двухточечной опоры оба контакта в присутствии усилия прижима надежно прижимаются к встречным контактам. Также и в случае использования трех контактов, в котором для каждой возможной контактной пары следует применить п.1 и п.10 формулы на базе собственной статики трехточечной опоры еще обеспечивается надежное контактирование и сохранение связи. Только в случае использования четырех или более контактов возникают проблемы, хотя бы по отношению к жестким конструкциям контактов, для решения которых необходимо использовать или очень точные конструкции посадки контактов и встречных контактов, или же гибкие контакты и встречные контакты, что связано с дополнительными затратами и чем ухудшается прочность контактов. В соответствии с п.п. 2 и 11 формулы имеется возможность перехода от расположения согласно п.1 или п.10 формулы к другому расположению в соответствии с п.1 или п.10 формулы, так как места соприкосновения близко расположены друг к другу. Данный вариант очень выгоден для практического применения, так как в этом случае разные участки кольца могут быть использованы для возможного контактирования со встречными контактами контроллера. Это означает, что при соответствующей конструкции встречных контактов и при условии сохранения электрической связи между соответствующими контактами на кольце со встречными контактами кольцо в определенных пределах может поворачиваться или опрокидываться на встречных контактах, что в свою очередь увеличивает вероятность надежного контактирования при неточном положении кольца относительно встречных контактов.
Кольцо в соответствии с изобретением согласно п.1 и п.10 формулы, а также с расширением согласно п.п. 2 и 11 формулы для выполнения задачи контактирования удобно объединяет вспомогательную функцию - содействовать взаимному приближению контактов - с необходимой функцией реализации контактирования. Факт контактирования, выполнение необходимой функции на каждом контакте происходит только на одном месте поверхности контакта, а именно на месте соприкосновения. Остальная часть поверхности более или менее способствует выполнению вспомогательной функции или же обеспечивает в соответствии с п. п. 2 и 11 формулы комфортабельность манипуляции. Есть возможность использования элементов кольца, не являющихся контактами, для выполнения хотя бы части вспомогательной функции содействия приближению кольца к окончательному месту самого контактирования. Эти элементы кольца во многих случаях можно понять как пространственное или художественное продолжение формы контактов. Далее в соответствии с п.п. 3 и 12 формулы выгодно, если контакты имеют продолговатую форму и размещаются друг около друга по длине. Тем самым достигается дополнительное увеличение вероятности контактирования при неточной исходной позиции. Указанное увеличение вероятности контактирования растет с увеличением соотношения между длиной и шириной контактов и улучшает преимущество, уже достигнутое благодаря расположению встречных контактов. Даже при использовании двух точечных встречных контактов кольцо может приближаться сбоку на высоте обеих точек, так как надежность контактирования обеспечивается по всей длине контактов. С учетом условий для конструкции кольца согласно изобретению можно выполнить крупные по площади и прочные конструкции встречных контактов, возможно в комбинации с элементами-удлинителями из других материалов, чем увеличивается вероятность контактирования и при неблагоприятных условиях, таких как ограниченная видимость, плохая доступность встречных контактов в конкретной ситуации и т.д. В связи с тем что при использовании для запоминающего устройства микроэлектронных приборов, например, таких как ПЗУ, СППЗУ или ЭППЗУ, для передачи большого массива информации требуются только доли секунды, т.е. требуется только кратковременное поддержание стабильной энергетической позиции, хорошие условия для намечаемой передачи информации обеспечиваются даже при наличии вибрации.
В общем для конструкции и размещения встречных контактов достаточно выполнение требования относительно того, чтобы контакты на кольце были доступными в пределах свободных от элементов кольца пространственных и подпространственных участков, определенных в соответствии с п. 1 или п. 10 формулы.
Более глубокое размещение контактного участка встречных контактов в случае, если контакты на кольце обращены друг от друга, или более высокое их размещение в случае, если контакты на кольце обращены друг к другу, содействует, правда, реализации вышеописанного эффекта скольжения кольца в позицию окончательного контактирования под воздействием перепада энергетических потенциалов, что требуется только в некоторых случаях, в которых касательные плоскости на кольце могут быть приложены только к внешним кромкам или углам и в которых отсутствует наклонная плоскость, создающая боковой компонент усилий. Из этого вытекает большое разнообразие для возможного оформления встречных контактов и для их интеграции в имеющиеся устройства и здания, как, например, в декоративные металлические конструкции, части корпусов и т.п. То же самое относится также и к контактам на кольце, на котором местом соприкосновения контактов могут быть изогнутые и плоские площади, изогнутые и плоские кромки и точки. Сами контакты могут быть изготовлены из компактных прочных деталей, так как точные посадки для встречных контактов и конструкции из тонких, пружинящих или подобных элементов совершенно не требуются. Хорошо подходят выпуклые формы, такие как, например, шаровидные колпачки, яйцевидные, цилиндрические полуколпачки или пустотелые формы, a также и призматические тела или полиэдры. Контакты могут быть размещены в декоративной части кольца, одним контактом может быть само кольцо или же контакты могут образовывать, как указано в п. п. 4, 13 формулы, само кольцо, что очень удобно прежде всего для обручальных колец. В качестве материалов для изготовления контактов предлагаются, в целях обеспечения хорошей контактной связи со встречными контактами, сплавы драгоценных металлов, которые обычно применяются для изготовления украшений. Далее выгодно изготовить как контакты, так и соседние элементы кольца из твердых износостойких материалов, таких как, например, сталь, твердые сплавы или сплавы цветных металлов, что обеспечивает сокращение износа в эксплуатации.
В связи с тем что изоляционные материалы наряду с функцией электрической изоляции часто выполняют дополнительную функцию крепления контактов, для этой цели выгодно использовать органические и неорганические керамические и стеклянные заливочные составы, которые дополнительно можно окрасить в художественно-эстетических целях. Далее, возможны механические конструкции, в которых в качестве изоляционных материалов используются драгоценные камни, минералы, пластмассы, стекло, жемчуг, раковина, рог, дерево или керамика.
В случае необходимости как по эстетическим соображениям, так и для улучшения износостойкости в соответствии с п. п. 5, 14 формулы выгодно локальное нанесение покрытия из достаточно твердого материала на поверхность кольца. Подходящими материалами являются окиси металлов, стекло, керамика, металлокерамика, пластмассы, нитрид, карбид, силицид, борид или алмаз. Некоторые из указанных материалов сами имеют металлический цвет, так что возможно кашировать наполненные изоляционным материалом щели между металлическими элементами кольца. Наносится ли покрытие только на контакты, на части контактов, на изоляционные участки между контактами или на всю поверхность зависит также и от электрических свойств данного вида материала. При использовании материалов со свойствами полупроводников покрытие можно нанести на всю поверхность при условии, если расстояние между контактами значительно превышает толщину покрытия.
Наряду с электрической передачей информации удобным может являться также и использование бесконтактного метода, если ситуация это позволяет или этого требует. В соответствии с п.п. 6 и 15 формулы данная возможность реализуется простым образом путем размещения дополнительно к электрическим контактам оптически прозрачного элемента кольца, за которым находится соединенный с запоминающим устройством блок оптической передачи информации. Включение передачи информации может осуществляться, с одной стороны, замыканием электрического контакта при соприкосновении контактов на кольце со встречными контактами или, с другой стороны, путем одновременного включения микровыключателя согласно п. п. 7 и 16 формулы, причем электрический контакт призван обеспечить снабжение электроэнергией. Если кольцо в соответствии с п.п. 8 и 17 формулы имеет автономное питание, преимущественно в виде миниатюрного элемента питания, то передача информации к контроллеру может осуществляться также и дистанционным способом путем включения микровыключателя. Контакты могут быть использованы для передачи электроэнергии, требуемой для зарядки установленного на кольце элемента питания. Вместо блока оптической передачи информации аналогичным образом в соответствии с п.п. 8 и 17 формулы можно использовать приемопередающую катушку, причем необходимо учесть экранирующее воздействие, оказываемое на функцию катушки металлическими элементами кольца.
Изобретение удобно, в частности, для использования в случаях и ситуациях, в которых требуется, с одной стороны, надежная передача информации, как, например, при передаче кодовых цифр, личных данных, конфиденциальных данных и данных, связанных с выполнением определенных услуг, и в которых необходимо обеспечить, с другой стороны, удобство облуживания в целях реализации быстрой, надежной и, в случае необходимости, скрытой передачи информации, например, при обслуживании установок и систем охранной сигнализации, безопасности или закрывания дверей и/или окон, а также при передаче информации, связанной с ценностями, равноценными деньгам.
На чертежах изображены:
фиг. 1 - схема, поясняющая основной принцип действия в случае использования контактов с местами соприкосновения, обращенными друг от друга:
фиг. 2 - схема, поясняющая основной принцип действия в случае использования контактов с местами соприкосновения, обращенными друг к другу:
фиг. 3 - схема, поясняющая принцип действия взаимного приближения контактов со встречными контактами под воздействием перепада энергетических потенциалов;
фиг. 4 - схема, показывающая приближение кольца к встречным контактам;
фиг. 5 - кольцо с выпуклыми контактами в разрезе;
фиг. 6 - вид кольца согласно фиг. 5 сбоку, включая частичный эскиз встречных контактов;
фиг. 7 - фронтальный вид кольца согласно фиг. 5;
фиг. 8 - вид кольца с вогнутыми контактами сбоку, включая частичный эскиз встречных контактов;
фиг. 9 - вид кольца с угловатыми контактами сбоку, включая частичный эскиз встречных контактов;
фиг. 10 - вид кольца с обращенными друг к другу местами соприкосновения касательных плоскостей на выпуклых контактах, включая частичный эскиз встречных контактов;
фиг. 11 - разрез обручального кольца сбоку, у которого контакты образуют кольцо;
фиг. 12 - разрез кольца, у которого само кольцо является одним из контактов и у которого вектор силы не противонаправлен непосредственно фронтальному виду;
фиг. 13 - разрез кольца с оптическим и электрическим опционом для передачи информации, включая микровыключатель;
фиг. 14 - разрез кольца с электромагнитным и электрическим опционом для передачи информации, у которого вектор силы направлен вертикально к фронтальному виду;
фиг. 15 - фронтальный вид кольца согласно фиг. 14;
фиг. 16 - контакты колец согласно фиг. 14 и 15, включая частичный эскиз встречных контактов.
На фиг. 1 изображен отрезок с двумя контактами 1 и с двумя касательными плоскостями 2. В соответствии с п. 1 формулы касательные плоскости 2 соприкасаются с контактами 1 в местах соприкосновения 3 и пересекаются на прямой пересечения касательных плоскостей 4, которая в данном изображении может быть отображена только в виде точки. Параллельно прямой пересечения плоскостей 4 по обоим местам соприкосновения 3 проходит параллельная плоскость 5. В обоих местах соприкосновения 3 вертикально на параллельной плоскости 5 стоят обе нормальные плоскости 6. Так как они расположены параллельно с прямой пересечения касательных плоскостей 4, они с параллельной плоскостью 5 образуют те же самые касательные пересечения 7, как и параллельная плоскость 5 с касательными плоскостями 2. Параллельная плоскость 5 и нормальные плоскости 6 подразделяют пространство на шесть подпространств 8, 9, 10, 11, 12, 13, два внутренних 9, 12 и четыре внешних 8, 10, 11, 13, из которых внутреннее подпространство 12, через которое не проходит никакая из касательных плоскостей 2, и два внешних подпространства 8, 10, находящихся на другой стороне параллельной плоскости 5, образуют 1-ю группу подпространств. Во внутреннем подпространстве 12 находятся участки контактов 1, на которых расположены места соприкосновения 3. Другие два внешних подпространства 8, 10 1-й группы подпространств не содержат элементов кольца. На фиг. 2 в соответствии с п. 10 формулы прикрепление подпространств 8, 10, 12 1-й группы подпространств изменено по сравнению с п.1 формулы. Участки контактов, на которых расположены места соприкосновения, здесь находятся во внешних подпространствах 8 и 10, а внутреннее подпространство 12 свободно от элементов кольца. В первом случае, указанном на фиг. 1, это означает, что места соприкосновения 3 находятся на сторонах кольца, обращенных друг от друга, в то время как на фиг. 2 они обращены друг к другу. Первый предпочтительный путь к оптимальной позиции контактирования на местах соприкосновения 3 предопределяется уже тем, что совершенно беспрепятственный доступ к встречным контактам возможен только через свободные от элементов кольца подпространства (простая штриховка). Во всех остальных подпространствах находятся элементы кольца, мешающие приложению двух встречных контактов. В некоторых случаях они могут действовать, однако, в качестве направляющих. Далее места соприкосновения 3 доступны также и через свободные от элементов кольца пространственные участки 14 (попеременно простая и прерывистая штриховка) 2-й группы подпространств, непосредственно примыкающих к свободным от элементов кольца участкам 1-й группы подпространств и ограниченныx контуром контактов 1, проходящих параллельно с параллельной плоскостью 5 и с нормальными плоскостями 6. Расстояние этих границ 15 свободных от элементов кольца участков 14 от параллельной плоскости 5 или от нормальных плоскостей 6 может быть очень незначительным, но должно быть больше нуля для того, чтобы реализовать преимущества в случае неточного приближения к окончательному месту контактирования со встречными контактами.
Данная взаимосвязь поясняется фиг. 3, на которой показано движение контактов 1, электрически разделенных изоляционным материалом 16, на условном кольце вдоль поверхности встречных контактов 17 в двух стадиях по поверхности одного из встречных контактов 1 и между встречными контактами 17. Если кольцо при вертикальном прижатии, отраженном векторной стрелкой 18, передвигается в направлении щели встречных контактов 19, оно скользит под воздействием перепада энергетических потенциалов, реализуемого благодаря данному расположению, в наиболее стабильную в энергетическом отношении позицию, которая одновременно соответствует стабильной позиции контактирования встречных контактов 17 с контактами 1 в местах соприкосновения 3. Однако такое скольжение под воздействием энергетического перепада происходит только при условии существования свободных от элементов кольца пространственных участков 14 во 2-й группе подпространств.
Преимущества взаимного приближения контактов 1 и встречных контактов 17 в направлении вектора силы 18 отображены на фиг. 4. Встречные контакты 17 пластинчатой формы и компактной конструкции установлены на поверхности изображенного как отрезок пластмассового корпуса 20 контроллера. При передвижении кольца по поверхности пластмассового корпуса 20 в направлении встречных контактов 17 вся длина встречных контактов 17 может быть использована в качестве потенциальной мишени для контактирования. Даже в случае только приближенного наблюдения нужного направления при перемещении кольца по встречным контактам последнее плотно входит в щель встречных контактов 19, замыкая электрический контакт между контактами 1 и встречными контактами 17. В связи с тем что потенциальные места соприкосновения 3 по касательным плоскостям 2 находятся близко к поверхности контактов 1, кольцо в определенной мере может поворачиваться или опрокидываться по отношению к исходному положению без ухудшения контактирования контактов 1 со встречными контактами 17. Вероятнo, что этим достигается даже улучшение взаимного приближения и контактирования контактов 1 со встречными контактами 17, ибо существуют резервные возможности для успешного контактирования в случаях, в которых манипуляция кольцом осложнена по обстоятельствам конкретной ситуации. Кольцо с запоминающим устройством 21 изображено на фиг. 5 в разрезе, на фиг. 6 - сбоку по направлению прямой пересечения касательных плоскостей 4 и на фиг. 7 - его вид спереди. Контакты 1 имеют выпуклую поверхность, а места соприкосновения 3 находятся на сторонах, обращенных друг от друга.
Заливочная масса 22 используется как для крепления запоминающего устройства 21 в выемке кольца, так и для изоляции и крепления контактов, имеющих электрическую связь с запоминающим устройством. Запоминающее устройство 21 является программируемым, его питание электроэнергией идет по контактам 1. Тем же путем происходит также и обмен информацией в обоих направлениях.
На фиг. 6 для этого кольца отображено разделение пространств параллельной плоскостью 5 и нормальными плоскостями 6 на шесть подпространств 8, 9, 10, 11, 12 и 13. Свободное от касательных плоскостей внутреннее подпространство 12 содержит те участки контактов 1, на которых расположены места соприкосновения 3. Внешние подпространства 8 и 10 являются подпространствами, совершенно свободными от элементов кольца. При передвижении кольца по расположению встречных контактов оно, если его легко прижимают, входит в оптимальную позицию контактирования, как только оно приближается к участку расположения изогнутых встречных контактов 17. В зависимости от положения руки и тем самым от положения кольца контактирование со встречными контактами 17 с целью передачи информации и/или энергии может осуществляться на разных местах соприкосновения 3.
На фиг. 8, 9 и 10 показаны разные варианты конструкции контактов 1, например выпуклые или угловатые контакты 1, а также расположение, в котором оба места соприкосновения 3 обращены друг к другу.
На фиг. 11 показано обручальное кольцо, составленное из двух колец 23, склеенных заливочной массой 22, между которыми находится запоминающее устройство 21, окруженное заливочной массой. В связи с тем что на данном кольце нет декоративной части, в которой обычно размещаются контакты 1, а контактами 1 на нем являются два кольца 23, образующие кольцо, касательные плоскости 2 могут быть приложены по всему его периметру.
На фиг. 1-11 параллельная плоскость 5 идентична пределу действия 24. На фиг. 12 показана конструкция, в которой кольцевая часть кольца сама является одним из контактов 1. Вектор силы 18 в данном случае имеет наклонное направление к фронтальному виду, а не противонаправлен направлению взгляда 25 на контакты 1 - центр кольца 26, т.е. фронтальному виду. Предполагая, что такое кольцо находится на пальце в целях контактирования и точно сидит на пальце, то сам палец и параллельные соседние пальцы находились бы за пределом доступности 27, находящимся вертикально на фронтальной стороне и касающимся внутренней поверхности 28 кольца. Все части кольца, находящиеся перед этим пределом доступности 27, легко доступны с фронтальной стороны для соприкосновения. Однако доступность необходима только до мест соприкосновения 3, т. е. до предела действия 24. В указанном случае внешнее подпространство 10, свободное от элементов кольца, находится за пределом действия 24. Однако данное обстоятельство не имеет значения, так как за пределом действия контактирование обычно не предусматривается. Такое расположение пригодится в случаях, в которых один встречный контакт 17 имеет вертикальное расположение, а второй встречный контакт 17 выступает в качестве уступа, достигаемого перемещением с вертикального верхнего встречного контакта 17.
Возможность оптической передачи информации показана на фиг. 13. В оптически прозрачной заливочной массе 22 находятся запоминающее устройство 21, узел оптической передачи информации 29 в составе светодиода и фотодиода, а также гнездо 30 для установки миниатюрного элемента питания 31. Наклеены на заливочной массе 22 два контакта 1 для передачи электроэнергии и информации, в случае необходимости, а также рубин в качестве прозрачного оптического элемента кольца 32. Далее в массивной части кольца установлен микровыключатель 33, предназначенный для ручного включения оптической передачи информации. Оба контакта 1 предназначены как для передачи электроэнергии и для зарядки миниатюрного элемента питания 31, так и для передачи информации. Миниатюрный элемент питания 31 заменяем, так как внутренняя часть кольца доступна через отверстие с резьбовой крышкой 34.
Вместо оптической передачи информации возможны также и бесконтактная передача, и прием информации электромагнитным путем при помощи катушки. Фиг. 14 показывает вид кольца сбоку, запоминающее устройство 21, которое соединено как с приемопередающей катушкой 35, так и с контактами 1. Приемопередающая катушка размещена непосредственно за электрически непроводящей подложкой 36, на которой непосредственно перед приемопередающей катушкой 35 находится электрически непроводящий декоративный элемент 37, а под ним контакты 1. Электроэнергия, необходимая для функционирования запоминающего устройства 21 и для приема и передачи информации, также может передаваться со стороны при помощи приемопередающей катушки 35. Как электрически непроводящая подложка 36, так и декоративный элемент 37 должны быть прозрачными в диапазоне волн, в котором при помощи приемопередающей катушки 35 производится прием и передача информации в виде электромагнитных волн. Пригодными для этого являются классические диэлектрики, такие как пластмассы, керамика, а также стекло, янтарь или драгоценные камни. В противоположность фиг. 1-13 прямая пересечения касательных плоскостей 4 контактов 1 здесь проходит в направлении взгляда 25 на фронтальную сторону, и как параллельная плоскость 5, так и нормальные плоскости 6 и все подпространства 8, 9, 10, 11, 12 и 13 вертикально пересекаются предельной плоскостью доступности 27 и пределом действия 24. На фиг. 15 показан фронтальный вид кольца на фиг. 14, а на фиг. 16 - без остальных частей кольца исключительно контакты 1, находящиеся перед встречными контактами. Возможные позиции мест соприкосновения 3 и предела действия 24 представимы непосредственно до электрически непроводящей подложки 36. За пределом действия 24 во всех подпространствах 8, 10, 12 1-й группы подпространств находятся элементы кольца. Перед пределом действия 24, в противоположность, в двух внешних подпространствах 8, 10 1-й группы подпростраств элементов кольца нет, а контакты 1 на фронтальной стороне свободно доступны до мест соприкосновения 3. Если контакты 1, находясь в позиции, показанной на фиг. 16, перемещаются по горизонтальной поверхности встречных контактов 17, то они входят в щель встречных контактов, осуществляя тем самым контактирование. Комбинация электрической и бесконтактной передачи информации при помощи катушки пригодна в случаях, в которых используются различные контроллеры и где применение бесконтактного варианта возможно исключается из-за высокого энергопотребления некоторых контроллеров.
Перечень применяемых обозначений:
1 контакты
2 касательные плоскости
3 места соприкосновения
4 прямая пересечения касательных плоскостей
5 параллельная плоскость
6 нормальная плоскость
7 касательная пересечения
8 внешнее подпространство
9 внутреннее подпространство
10 внешнее подпространство
11 внешнее подпространство
12 внутреннее подпространство
13 внешнее подпространство
14 пространственные участки, свободные от элементов кольца
15 ограничение
16 изоляционный материал
17 встречные контакты
18 вектор силы
19 щель встречных контактов
20 пластмассовый корпус
21 запоминающее устройство
22 заливочная масса
23 кольцо
24 предел действия
25 направление взгляда на контакты в центре кольца
26 центр кольца
27 плоскость предела доступности
28 внутренняя поверхность
29 узел оптической передачи информации
30 гнездо
31 миниатюрный элемент
32 оптически прозрачный элемент кольца
33 микровыключатель
34 резьбовая крышка
35 приемопередающая катушка
36 электрически непроводящая подложка
37 электрически непроводящий декоративный элемент
Формула изобретения: 1. Кольцо с запоминающим устройством и не менее чем двумя электрически проводящими расположенными изолированно друг от друга элементами, имеющими электрическую связь с запоминающим устройством и служащими контактами для передачи информации и/или энергии между кольцом и контроллером, на которых находятся места соприкосновения для контактирования с встречными контактами контроллера, отличающееся тем, что касательные плоскости к поверхности контактов в местах соприкосновения пересечены по прямой, в дальнейшем именуемой прямой пересечения касательных плоскостей, параллельная плоскость определена двумя местами соприкосновения и расположена параллельно прямой пересечения касательных плоскостей, для каждого места соприкосновения определена нормальная плоскость, проходящая через место соприкосновения, расположенная перпендикулярно параллельной плоскости, параллельной плоскостью и двумя нормальными плоскостями определены шесть подпространств, два внутренних и четыре внешних, причем два внутренних подпространства расположены между нормальными плоскостями, фронтальный вид контактов определен направлением взгляда на контакты - центр кольца, в составе упомянутых шести подпространств определены первая и вторая группы подпространств, при этом первая группа подпространств включает два внешних подпространства, расположенных со стороны фронтального вида контактов с одной стороны параллельной плоскости, и одно
внутреннее подпространство, расположенное с другой стороны параллельной плоскости, во внутреннем подпространстве первой группы подпространств расположены те участки контактов, к которым в местах соприкосновения прилегают касательные плоскости, прямая пересечения касательных плоскостей принадлежит внутреннему подпространству второй группы подпространств, элементы кольца расположены вне пределов внешних подпространств первой группы подпространств и вне пределов четырех пространственных участков, примыкающих к внешним подпространствам первой группы и внешним контурам контактов, причем два из упомянутых пространственных участков размещены вдоль нормальных плоскостей и вдаются во внутреннее подпространство второй группы подпространств, а два других - вдоль параллельной плоскости и вдаются во внешние подпространства второй группы подпространств.
2. Кольцо по п.1, отличающееся тем, что возможные места соприкосновения расположены в непосредственной близости друг от друга.
3. Кольцо по п.1 или 2, отличающееся тем, что контакты выполнены продолговатой формы и обращены друг к другу по их длине.
4. Кольцо по одному из пп.1 - 3, отличающееся тем, что элементы кольца, служащие контактами, выполнены в виде колец.
5. Кольцо по одному из пп.1 - 4, отличающееся тем, что на поверхности кольца частично нанесено покрытие из твердого изоляционного материала, такого, как металлоокись, стекло, керамика, металлокерамика, пластмасса, нитрид, карбид, силицид, борид или алмаз.
6. Кольцо по одному из пп.1 - 5, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено оптически прозрачным элементом, за которым расположен узел оптической передачи информации, имеющий электрическую связь с запоминающим устройством.
7. Кольцо по одному из пп.1 - 6, отличающееся тем, что оно снабжено микровыключателем.
8. Кольцо по одному из пп.1 - 7, отличающееся тем, что оно снабжено источником энергии преимущественно в виде миниатюрного элемента питания, имеющего электрическую связь с не менее чем двумя элементами кольца, выполняющими функцию электрических контактов.
9. Кольцо по одному из пп.1 - 8, отличающееся тем, что оно снабжено приемопередающей катушкой для электромагнитных волн, имеющей электрическую связь с запоминающим устройством.
10. Кольцо с запоминающим устройством и не менее чем двумя электрически проводящими расположенными изолированно друг от друга элементами, имеющими электрическую связь с запоминающим устройством и служащими контактами для передачи информации и/или энергии между кольцом и контроллером, на которых находятся места соприкосновения для контактирования с встречными контактами контроллера, отличающееся тем, что касательные плоскости к поверхности контактов в местах соприкосновения пересечены по прямой, в дальнейшем именуемой прямой пересечения касательных плоскостей, параллельная плоскость определена двумя местами соприкосновения и расположена параллельно прямой пересечения касательных плоскостей, для каждого места соприкосновения определена нормальная плоскость, проходящая через место соприкосновения, расположенная перпендикулярно параллельной плоскости, параллельной плоскостью и двумя нормальными плоскостями определены шесть подпространств, два внутренних и четыре внешних, причем два внутренних подпространства расположены между нормальными плоскостями, фронтальный вид контактов определен направлением взгляда на контакты - центр кольца, в составе упомянутых шести подпространств определены первая и вторая группы подпространств, при этом первая группа подпространств включает два внешних подпространства, расположенных со стороны фронтального вида контактов с одной стороны параллельной плоскости, и одно внутреннее подпространство, расположенное с другой стороны параллельной плоскости, в двух внешних подпространствах первой группы подпространств расположены те участки контактов, к которым в местах соприкосновения прилегают касательные плоскости, прямая пересечения касательных плоскостей принадлежит внутреннему подпространству второй группы подпространств, элементы кольца расположены вне пределов внутреннего подпространства первой группы подпространств и вне пределов трех пространственных участков, примыкающих к внутреннему подпространству первой группы подпространств и внешним контурам контактов, причем один из упомянутых пространственных участков размещен вдоль параллельной плоскости и вдается во внутреннее подпространство второй группы подпространств, а два других - вдоль нормальных плоскостей и вдаются во внешние подпространства второй группы подпространств.
11. Кольцо по п.10, отличающееся тем, что возможные места соприкосновения расположены в непосредственной близости друг от друга.
12. Кольцо по п.10 или 11, отличающееся тем, что контакты выполнены продолговатой формы и обращены друг к другу по их длине.
13. Кольцо по одному из пп.10 - 12, отличающееся тем, что элементы кольца, служащие контактами, выполнены в виде колец.
14. Кольцо по одному из пп.10 - 13, отличающееся тем, что на поверхности кольца частично нанесено покрытие из твердого изоляционного материала, такого, как металлоокись, стекло, керамика, металлокерамика, пластмасса, нитрид, карбид, силицид, борид или алмаз.
15. Кольцо по одному из пп.10 - 14, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено оптически прозрачным элементом, за которым расположен узел оптической передачи информации, имеющий электрическую связь с запоминающим устройством.
16. Кольцо по одному из пп.10 - 15, отличающееся тем, что оно снабжено микровыключателем.
17. Кольцо по одному из пп.10 - 16, отличающееся тем, что оно снабжено источником энергии преимущественно в виде миниатюрного элемента питания, имеющего электрическую связь с не менее чем двумя элементами кольца, выполняющими функцию электрических контактов.
18. Кольцо по одному из пп.10 - 17, отличающееся тем, что оно снабжено приемопередающей катушкой для электромагнитных волн, имеющей электрическую связь с запоминающим устройством.