RU2794976C1

RU2794976C1 - Luminous frisbee disk

Info

Publication number: RU2794976C1
Application number: RU2021136235A
Authority: RU
Inventors: Григорий Александрович Журавлев
Original assignee: Григорий Александрович Журавлев
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2023-04-26

Abstract

FIELD: sports equipment.

SUBSTANCE: invention relates to sports equipment. The frisbee disc contains a case in the form of a thin-sheeted transparent structure round in plan with a convex front surface, on the inner surface of the structure along its center there is a nest, inside which there is an on/off unit and electronic components of the unit for lighting the front side of the case, including radially located on the same angular displacement from the socket on the rear side of the housing and optical elements of the illumination unit of the front side of the housing reaching the edge of the housing. The optical elements of the illumination unit of the front side of the housing are made in the form of LED strips with the optical part of at least a part of the LEDs facing the surface of the rear side of the housing. The electronic components for lighting the front side of the case include an axial motion sensor with a gyroscope, a memory unit containing digital images of static images, and a microprocessor connected to the memory unit, connected to a microcontroller, to the outputs of which LED conductors on LED strips are connected, or a microprocessor, associated with microcontrollers, the output of each of which is connected to the conductors of the LEDs on one LED strip, or a microcontroller based on a microprocessor, to the outputs of which the conductors of the LEDs on the LED strips are connected. A microprocessor with a microcontroller, or a microcontroller based on a microprocessor, or a microprocessor associated with microcontrollers, is connected to an axial motion sensor with a gyroscope and is configured to retrieve image data from the memory unit and issue signals to turn on the LEDs on each LED strip to display the picture as a fragment of a picture in pixel form in each tape, where the glow of one LED is considered to be one pixel, and the function of transferring the glow of the LED line related to a fragment of the picture on each LED strip in the direction against the rotation of the disk body at the time of its flight at an angle equal to or less than the angle between adjacent radially located LED strips, when receiving data from the axial motion sensor with a gyroscope on the presence of an angular displacement of the disk in the direction of its rotation, equal to or less than the angle between adjacent and radially located LED strips.

EFFECT: sports equipment improvement.

8 cl, 4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится в спортивному инвентарю и касается, в частности, конструкции так называемых летающих дисков - дисков фрисби, выполненных с функцией подсветки поверхности корпуса.The present invention relates to sports equipment and relates, in particular, to the design of the so-called flying discs - Frisbee discs, made with the function of illuminating the surface of the body.

Летающий диск - общее название спортивного снаряда, представляющего собой пластиковый диск с загнутыми краями диаметром 20-25 см. Диск сделан таким образом, чтобы при его полете создавалась подъемная сила, что позволяет бросать диски на значительные расстояния и с большой точностью. Большинство русскоязычных людей назовут подобный диск «летающей тарелочкой». Следующим по популярности вариантом будет «фрисби». Люди же, которые занимаются различными видами спорта, в которых используется летающий диск, называют его просто «диск» или «тарелка». «Фрисби» формально является не общим названием летающих дисков, а товарным знаком игрушечного подразделения корпорации Wham-O - компании Mattel. Подобно ситуации с наименованием любых копиров ксероксами, слово «фрисби» используют и для обозначения летающих дисков вообще.A flying disc is the general name of a sports projectile, which is a plastic disc with curved edges with a diameter of 20-25 cm. The disc is made in such a way that lift is created during its flight, which makes it possible to throw discs over considerable distances and with great accuracy. Most Russian-speaking people will call such a disk a "flying saucer". The next most popular option would be the Frisbee. People who are involved in various sports that use a flying disc simply call it a "disc" or "plate". "Frisbee" is technically not a common name for flying discs, but a trademark of Mattel's toy division of Wham-O Corporation. Similar to the situation with the name of any copiers copiers, the word "frisbee" is used to refer to flying discs in general.

Чтобы справиться с 4-мя физическими силами (тяги, тяжести, подъемной и сопротивления воздуха) диск должен держаться за счет вращения вокруг собственного центра. Для полета ему необходимо иметь выпуклую и вогнутую поверхности. Над выпуклой обтекающий поток воздуха будет ускоряться, под вогнутой замедляться. Более высокая скорость создаст более низкое давление и родится подъемная сила. Как правило, выпуклая поверхность по толщине выполняется тонкой, а загнутая кромка - толстой. Так как основная масса сосредоточится по краям, то полет и вращение будут устойчивее, чем у плоского изделия. Тарелка «с бортиками» больше сопротивляется воздуху, но зато и воздействия распределяются равномерно. Например, благодаря задней кромке увеличивается подъемная сила сзади и диск не опрокидывается.To cope with the 4 physical forces (traction, gravity, lifting and air resistance), the disk must be kept by rotating around its own center. To fly, it needs to have convex and concave surfaces. Above the convex, the flow around the air will accelerate, under the concave it will slow down. Higher speed will create lower pressure and lift will be born. As a rule, the convex surface is thin in thickness, and the bent edge is thick. Since the main mass is concentrated at the edges, the flight and rotation will be more stable than with a flat product. A plate "with sides" resists air more, but the effects are distributed evenly. For example, thanks to the trailing edge, the rear lift is increased and the disc does not tip over.

Так, известен диск фрисби, содержащий пластиковый корпус, представляющий собой круглую в плане тонколистовую конструкцию, лицевая часть которой выполнена выпуклой и представляет собой фрагмент сферической поверхности, по краям которой выполнена кромка, загнутая в направлении, противоположном выпуклости, а на внутренней поверхности конструкции по ее центру выполнено гнездо с боковой стенкой, закрываемое крышкой и внутри которого расположен один светодиод, источник питания и кнопка включения/выключения узла освещения корпуса, в состав которого входит набор оптических волокон, отходящие по внутренней поверхности корпуса от боковой стенки гнезда через проемы в ней и доходящие до кромки корпуса ребра, при этом каждое оптическое волокно обращено с одного торца к светящейся части светодиода, закрепленного в центре диска в гнезде (US 2005090177, А63Н 33/18, А63Н 33/22, опубл. 28.04.2005).Thus, a frisbee disc is known, containing a plastic case, which is a thin-sheet structure round in plan, the front part of which is made convex and is a fragment of a spherical surface, along the edges of which an edge is made, bent in the direction opposite to the convexity, and on the inner surface of the structure along its in the center there is a socket with a side wall, closed by a lid and inside of which there is one LED, a power source and an on / off button for the body lighting unit, which includes a set of optical fibers extending along the inner surface of the body from the side wall of the socket through openings in it and reaching to the edge of the rib housing, with each optical fiber facing from one end to the luminous part of the LED fixed in the center of the disk in the socket (US 2005090177, A63H 33/18, A63H 33/22, publ. 28.04.2005).

Это решение принято в качестве прототипа для заявленного объекта.This decision is accepted as a prototype for the declared object.

В известном решении оптические волокна используются для распространения светового излучения от светодиода по всей поверхности корпуса. Это дает возможность видеть освещенный диск во время его полета и заметить примерное место его падения и потом найти его на земле. Это статическое освещение диска используется для видимого контроля за летящим диском и местом его падения и не несет иной функциональной нагрузки.In the known solution, optical fibers are used to propagate light from the LED over the entire surface of the housing. This makes it possible to see the illuminated disk during its flight and notice the approximate place of its fall and then find it on the ground. This static illumination of the disk is used for visible control of the flying disk and the place of its fall and does not carry any other functional load.

На диске освещение оптическим волокнами носит стационарный характер и при вращении диска в полете картинка освещения так же вращается в синхронном режиме с вращением диска. Играть с диском фрисби можно как индивидуально, так и в групповых сеансах или в команде на площадках. При командной игре или при проведении соревновательных состязания в воздухе могут находиться достаточно много дисков, летящих по разным траекториям в одном или в разных направлениях. В этом случае становится затруднительным следить именно за своим диском среди одновременно летящих дисков с положим освещением корпусов. Независимо от степени и типа раскраски (от освещения) корпуса при вращении цветовая гамма становится однородной и все диски представляются одинаково раскрашенными - освещенными в одинаковой цветовой палитре. Это обусловлено инерционностью зрения человека (на ант. эффект называется POV - persistence of vision). Зрение человека не успевает отслеживать скорость смены картинки, что приводит к слиянию меняющихся картинок в общую массу цветовых эффектов. Если на диске высвечивается порядковый номер игрока, например, цифра «5», то при вращении диска в его полете нарушается четкость изображения, которая начинает выглядеть как смешанная палитра нескольких цветов.On the disk, illumination with optical fibers is stationary, and when the disk rotates in flight, the illumination image also rotates in synchronous mode with the rotation of the disk. You can play with a Frisbee disc both individually and in group sessions or in a team on the courts. During a team game or during competitive competitions, there can be quite a lot of discs in the air flying along different trajectories in one or in different directions. In this case, it becomes difficult to keep track of one's own disk among the simultaneously flying disks with supposed illumination of the hulls. Regardless of the degree and type of coloring (from lighting) of the case, during rotation, the color gamut becomes uniform and all disks appear to be the same color - illuminated in the same color palette. This is due to the inertia of human vision (the effect is called POV - persistence of vision). Human vision does not have time to track the speed of changing the picture, which leads to the merging of changing pictures into a total mass of color effects. If the player's serial number is displayed on the disk, for example, the number "5", then when the disk rotates in its flight, the clarity of the image is disturbed, which begins to look like a mixed palette of several colors.

Недостаток этого решения заключается в недостаточной эксплуатационной и длительной надежности диска, заключающейся в недостаточно конструктивной прочности, приводящей к разрушению конструкции. Это объясняется тем, что диск фрисби используется в качестве игрового снаряда, который бросают по правилам игры или в рамках развлечения. При таких играх диск подвергается ударным нагрузкам (в случае падения или удара о стену, если игра проводится вы закрытом помещении). В связи с этим корпус современных дисков фрисби изготавливается из полипропилена, обладающего высокими упругодеформационным сопротивлением динамическим нагрузкам. Но выполнение корпуса из современного материала не дает высокой надежности по прочности конструкции в целом. Например, в известном решении оптические волокна плотно уложены в открытые канавки в ребрах и удерживаются в них за счет трения материала. При ударе происходит колебательный процесс, который выдавливает эти волокна из канавок из-за того, что материал корпуса и соответственно ребер отличается по структуре и упругим свойствам от материала оболочки оптического волокна.The disadvantage of this solution lies in the lack of operational and long-term reliability of the disk, which consists in insufficient structural strength, leading to structural failure. This is because the Frisbee disc is used as a game projectile, which is thrown according to the rules of the game or as part of entertainment. During such games, the disc is subjected to shock loads (in the event of a fall or hit against a wall, if the game is played in an enclosed area). In this regard, the body of modern Frisbee discs is made of polypropylene, which has high elastic-deformation resistance to dynamic loads. But the implementation of the case from modern material does not provide high reliability in terms of structural strength as a whole. For example, in a known solution, optical fibers are tightly packed into open grooves in the ribs and are held in them due to material friction. Upon impact, an oscillatory process occurs that squeezes these fibers out of the grooves due to the fact that the material of the body and, accordingly, the ribs differ in structure and elastic properties from the material of the optical fiber sheath.

Ударное воздействие так же передается на электронные компоненты, отвечающие за подсветку корпуса диска. Слабая эксплуатационная надежность диска так же определена тем, что само гнездо для электронных компонентов выполнено в виде отдельной детали и закреплено в центре диска. Таким образом, в местах прикрепления образуется структура материала, которая отличается от структуры материала соединяемых деталей. Прочность любого диска определена тем, что он способен принимать пиковую внешнюю нагрузку в отдельном локальном месте. В момент нагружения в структуре материала возникает колебательный процесс, распространяющийся в направлении от точки приложения пиковой локальной нагрузки. За счет межмолекулярных связей происходит распространение этого процесса по структуре и гашение частоты и амплитуды колебаний по мере их удаления от точки приложения нагрузки. За счет этого происходит внутреннее гашение энергии удара в пределах упругих связей молекул материала.The impact is also transmitted to the electronic components responsible for the illumination of the disc case. The poor operational reliability of the disk is also determined by the fact that the socket for electronic components itself is made as a separate part and is fixed in the center of the disk. Thus, at the points of attachment, a material structure is formed, which differs from the material structure of the parts to be joined. The strength of any disk is determined by the fact that it is able to take the peak external load in a separate local place. At the moment of loading, an oscillatory process occurs in the structure of the material, propagating in the direction from the point of application of the peak local load. Due to intermolecular bonds, this process propagates along the structure and dampens the frequency and amplitude of vibrations as they move away from the point of application of the load. Due to this, internal damping of the impact energy occurs within the elastic bonds of the material molecules.

Если на пути распространении колебательной волны возникает отличная структура с иным расположением молекул и связей между ними, то происходит удар волны об эту структуру без гашения энергии. Места приклейки или приварки гнезда и ребер являются такими структурами. То есть энергия удара переносится на другие детали. Это и приводит к разрушению конструкции диска и зоны размещения электронных компонентов.If an excellent structure with a different arrangement of molecules and bonds between them appears on the path of propagation of an oscillatory wave, then the wave hits this structure without damping the energy. Places of gluing or welding of the socket and ribs are such structures. That is, the impact energy is transferred to other parts. This leads to the destruction of the disk structure and the area where the electronic components are located.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении распознавательной способности летящего диска фрисби за счет формирования на поверхности летящего и вращающегося диска стационарной и невращающейся вместе с диском световой картинки на всей поверхности корпусе.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the recognition ability of a flying Frisbee disc by forming on the surface of a flying and rotating disc a stationary and non-rotating light image along with the disc on the entire surface of the body.

Указанный технический результат достигается тем, что в светящемся диск фрисби, содержащем корпус в виде круглой в плане тонколистовой транспарантной конструкции с выпуклой лицевой поверхностью, на внутренней поверхности конструкции по ее центру выполнено гнездо, внутри которого расположен узел включения/выключения и электронные компоненты узла освещения лицевой стороны корпуса, включающие в себя радиально расположенные на одинаковом угловом смещении от гнезда на тыльной стороне корпуса и доходящие до кромки корпуса оптические элементы узла освещения лицевой стороны корпуса, оптические элементы узла освещения лицевой стороны корпуса выполнены в виде светодиодных лент с обращением оптической части по крайней мере части из светодиодов к поверхности тыльной стороны корпуса, электронные компоненты освещения лицевой стороны корпуса включают в себя осевой датчик движения с гироскопом, блок памяти, содержащий в цифровой форме изображения статических изображений, и связанный с блоком памяти микропроцессор, связанный с микроконтроллером, к выходам которого подключены проводники светодиодов на светодиодных лентах, или микропроцессор, связанный с микроконтроллерами, к выходу каждого из которых подключены проводники светодиодов на одной светодиодной ленте, или микроконтроллер на базе микропроцессора, к выходам которого подключены проводники светодиодов на светодиодных лентах, микропроцессор с микроконтроллером или микроконтроллер на базе микропроцессора или микропроцессор, связанный с микроконтроллерами, связаны с осевым датчиком движения с гироскопом и выполнены с возможностью извлечения из блока памяти данных о картинке и выдачи сигналов для включения свечения светодиодов на каждой светодиодной ленте для представления картинки в виде фрагмента картинки в пиксельной форме в каждой ленте, где свечение одного светодиода считается одним пикселем, и выполнены и функцией переноса свечения линии светодиодов, относящейся к фрагменту картинки, на каждой светодиодной ленте в направлении против вращения корпуса диска в момент его полета на угол, равный или менее угла между смежно радиально расположенными светодиодными лентами, при получении от осевого датчика движения с гироскопом данных о наличии углового смещения диска в направлении его вращения, равного углу или менее между смежно и радиально расположенными светодиодными лентами.The specified technical result is achieved by the fact that in a luminous Frisbee disc containing a body in the form of a round thin-sheet transparent structure with a convex front surface, a nest is made on the inner surface of the structure in its center, inside which there is an on/off unit and electronic components of the front lighting unit sides of the housing, including optical elements of the illumination unit of the front side of the housing, radially located at the same angular offset from the socket on the rear side of the housing and reaching the edge of the housing, the optical elements of the illumination unit of the front side of the housing are made in the form of LED strips with the optical part facing at least part of the LEDs to the surface of the rear side of the case, the electronic components for lighting the front side of the case include an axial motion sensor with a gyroscope, a memory unit containing digital images of static images, and a microprocessor connected to the memory unit, connected to the microcontroller, to the outputs of which are connected conductors of LEDs on LED strips, or a microprocessor connected to microcontrollers, to the output of each of which are connected conductors of LEDs on one LED strip, or a microcontroller based on a microprocessor, to the outputs of which LED conductors of LEDs on LED strips are connected, a microprocessor with a microcontroller or a microcontroller based on a microprocessor or a microprocessor connected to microcontrollers, connected to an axial motion sensor with a gyroscope and configured to retrieve data about the picture from the memory unit and issue signals to turn on the LEDs on each LED strip to represent the picture as a fragment of a picture in pixel form in each strip, where the glow of one LED is considered to be one pixel, and the function of transferring the glow of the line of LEDs related to a fragment of the picture on each LED strip in the direction against the rotation of the disk body at the time of its flight at an angle equal to or less than the angle between adjacent radially located LED strips is also implemented, upon receipt from the axial motion sensor with a gyroscope of data on the presence of an angular displacement of the disk in the direction of its rotation, equal to or less than the angle between adjacent and radially located LED strips.

При этом микропроцессор с микроконтроллером или микроконтроллер на базе микропроцессора или микропроцессор, связанный с микроконтроллерами, связаны каждым выходом с каждым отдельным светодиодом на светодиодных лентах.In this case, a microprocessor with a microcontroller or a microcontroller based on a microprocessor or a microprocessor associated with microcontrollers are connected by each output to each individual LED on the LED strips.

Диск может быть снабжен блоком Bluetooth или блоком WiFi для удаленного управления и передачи данных микропроцессору или микроконтроллеру или загрузки блока памяти. А на лицевой стороне корпуса диске в центре или на тыльной стороне корпуса в центре выполнено гнездо USB-разъем. А кнопка узла включения/выключения освещения корпуса выведена на тыльную сторону корпуса.The drive can be equipped with a Bluetooth unit or a WiFi unit for remote control and data transfer to the microprocessor or microcontroller or download of the memory unit. And on the front side of the case, the disk in the center or on the back side of the case in the center, there is a USB socket. And the button of the unit for turning on / off the lighting of the case is displayed on the back side of the case.

В диске все оптические части всех светодиодов могут быть обращены к поверхности тыльной стороны корпуса или в противоположном направлении от этой поверхности или оптические части одних светодиодов обращены к поверхности тыльной стороны корпуса, а оптические части других светодиодов обращены в противоположном направлении от этой поверхности.In the disk, all optical parts of all LEDs can face the surface of the rear side of the housing or in the opposite direction from this surface, or the optical parts of some LEDs face the surface of the rear side of the housing, while the optical parts of other LEDs face in the opposite direction from this surface.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are essential and are interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.This utility model is illustrated by a specific example of execution, which, however, is not the only possible one, but clearly demonstrates the possibility of achieving the required technical result.

На фиг. 1 - общий вид диска фрисби с демонстрацией расположения светодиодных лент;In FIG. 1 - general view of the Frisbee disk with a demonstration of the location of the LED strips;

на фиг. 2 - показано размещение платы в гнезде и светодиодной ленты по отношению к гнезду;in fig. 2 - shows the placement of the board in the socket and the LED strip in relation to the socket;

на фиг. 3 - вид на плату с одной ее стороны;in fig. 3 - view of the board from one side;

на фиг. 4 - вид на плату с другой ее стороны.in fig. 4 - view of the board from its other side.

Согласно настоящего изобретения рассматривается новая конструкция диска фрисби, используемого в качестве светящегося спортивного снаряда, способного лететь на большие расстояния без переворачивания. Особенностью заявленного диска является его повышенная конструктивная особенность, определяющая его возможность реализации функции демонстрации светящихся рисунков на поверхности корпуса с сохранением композиционной целостности этих рисунков при вращении диска во время полета. Так же особенностью длительной работы электронной части диска является то, что гнездо для этих компонентов выполнено заодно с самим корпусом методом 3D-печати с тем, чтобы исключить участки концентрации напряжений.According to the present invention, a new design of the Frisbee disc is considered, used as a luminous sports equipment capable of flying long distances without turning over. A feature of the claimed disk is its increased design feature, which determines its ability to implement the function of demonstrating luminous patterns on the body surface while maintaining the compositional integrity of these patterns when the disc rotates during flight. Also, a feature of the long-term operation of the electronic part of the disk is that the socket for these components is made integral with the case itself by 3D printing in order to exclude areas of stress concentration.

В общем случае, диск фрисби содержит корпус из полимерного материала, представляющий собой круглую в плане тонколистовую конструкцию, лицевая поверхность которой выполнена выпуклой и представляет собой фрагмент сферической поверхности, а по краям которой выполнена кромка, загнутая в направлении, противоположном выпуклости лицевой части. Таким образом, корпус диска выполнен с аэродинамической поверхностью, обеспечивающей диску стабильность полета в воздухе на определенное расстояние и возможность во время полета вращаться вокруг своей оси.In general, the Frisbee disc contains a body made of a polymeric material, which is a thin-sheet structure round in plan, the front surface of which is made convex and is a fragment of a spherical surface, and along the edges of which an edge is made, bent in the direction opposite to the convexity of the front part. Thus, the body of the disc is made with an aerodynamic surface that provides the disc with flight stability in the air for a certain distance and the ability to rotate around its axis during the flight.

На внутренней поверхности конструкции по ее центру выполнено гнездо с боковой стенкой с отверстиями, закрываемое крышкой и внутри которого расположены электронные компоненты узла освещения корпуса и управления свечением светодиодов.On the inner surface of the structure, in its center, there is a nest with a side wall with holes, closed by a lid and inside which are located the electronic components of the unit for lighting the case and controlling the glow of the LEDs.

На тыльной поверхности конструкции сформированы радиально отходящие от боковой стенки гнезда для размещения оптических элементов формирования картинки на поверхности транспарантного корпуса. Оптические элементы узла освещения лицевой стороны корпуса выполнены в виде светодиодных лент с обращением оптической части по крайней мере части из светодиодов к поверхности тыльной стороны корпуса.On the rear surface of the structure, there are slots radially extending from the side wall for placing optical elements for forming an image on the surface of the transparent body. The optical elements of the illumination unit of the front side of the housing are made in the form of LED strips with the optical part of at least a part of the LEDs facing the surface of the rear side of the housing.

Как вариант исполнения, все оптические части всех светодиодов могут обращены к поверхности тыльной стороны корпуса или в противоположном направлении от этой поверхности. Или, как вариант, оптические части одних светодиодов обращены к поверхности тыльной стороны корпуса, а оптические части других светодиодов обращены в противоположном направлении от этой поверхности. В зависимости от направления оптических частей светодиодов можно получить подсветку только наружной лицевой поверхности корпуса или подсветку с тыльной стороны с проекцией на лицевую через транспаратные стенки корпуса или корпус с двухсторонней подсветкой в виде статической картинки.As an embodiment, all optical parts of all LEDs can face the surface of the rear side of the housing or in the opposite direction from this surface. Or, alternatively, the optical parts of some LEDs face the surface of the rear side of the housing, and the optical parts of other LEDs face in the opposite direction from this surface. Depending on the direction of the optical parts of the LEDs, it is possible to obtain illumination of only the outer front surface of the housing or illumination from the back side with a projection onto the front through the transparent walls of the housing or a housing with two-sided illumination in the form of a static picture.

Особенностью является то, что корпус, гнезда для оптических элементов и гнездо с боковой стенкой для электронных компонентов выполнены в виде одной детали методом 3D-печати. Корпус может быть выполнен из полипропилена, который очень устойчив к различным механическим воздействиям, не боится воды и высоких температур. При этом этот материал обладает упругодеформированностью структуры и способностью восстанавливать форму.A special feature is that the housing, the optical element sockets and the socket with a side wall for electronic components are made in one piece by 3D printing. The case can be made of polypropylene, which is very resistant to various mechanical stresses, is not afraid of water and high temperatures. At the same time, this material has an elastically deformed structure and the ability to restore its shape.

Электронные компоненты освещения лицевой стороны корпуса включают в себя осевой датчик движения с гироскопом, блок памяти, содержащий в цифровой форме изображения статических изображений, и связанный с блоком памяти микропроцессор, связанный с микроконтроллером, к выходам которого подключены проводники светодиодов на светодиодных лентах, или микропроцессор, связанный с микроконтроллерами, к выходу каждого из которых подключены проводники светодиодов на одной светодиодной ленте, или микроконтроллер на базе микропроцессора, к выходам которого подключены проводники светодиодов на светодиодных лентах,The electronic components for lighting the front side of the case include an axial motion sensor with a gyroscope, a memory unit containing digital images of static images, and a microprocessor connected to the memory unit, connected to a microcontroller, to the outputs of which LED conductors on LED strips are connected, or a microprocessor, associated with microcontrollers, to the output of each of which LED conductors on one LED strip are connected, or a microcontroller based on a microprocessor, to the outputs of which LED conductors on LED strips are connected,

Микропроцессор с микроконтроллером или микроконтроллер на базе микропроцессора или микропроцессор, связанный с микроконтроллерами, связаны с осевым датчиком движения с гироскопом и выполнены с возможностью извлечения из блока памяти данных о картинке и выдачи сигналов для включения свечения светодиодов на каждой светодиодной ленте для представления картинки в виде фрагмента картинки в пиксельной форме в каждой ленте, где свечение одного светодиода считается одним пикселем, и выполнены и функцией переноса свечения линии светодиодов, относящейся к фрагменту картинки, на каждой светодиодной ленте в направлении против вращения корпуса диска в момент его полета на угол, равный или менее угла между смежно радиально расположенными светодиодными лентами, при получении от осевого датчика движения с гироскопом данных о наличии углового смещения диска в направлении его вращения, равного углу или менее угла между смежно и радиально расположенными светодиодными лентами.A microprocessor with a microcontroller or a microcontroller based on a microprocessor or a microprocessor associated with microcontrollers is connected to an axial motion sensor with a gyroscope and is configured to retrieve image data from the memory unit and issue signals to turn on the LEDs on each LED strip to present the picture as a fragment images in pixel form in each strip, where the glow of one LED is considered one pixel, and are also performed by the function of transferring the glow of the line of LEDs related to the fragment of the picture on each LED strip in the direction against the rotation of the disk body at the time of its flight at an angle equal to or less than the angle between adjacent radially arranged LED strips, upon receipt from the axial motion sensor with a gyroscope of data on the presence of an angular displacement of the disk in the direction of its rotation, equal to or less than the angle between adjacent and radially located LED strips.

Ниже приводится пример конкретного исполнения диска фрисби (фиг. 1-4).Below is an example of a specific implementation of the disc Frisbee (Fig. 1-4).

Базовым элементом диска фрисби, определяющим его эксплуатационные качества, является полимерный упругодеформируемый корпус 1 с наружной аэродинамической поверхностью (фиг. 1), обеспечивающей возможность диску лететь с одновременным вращением (или без вращения) на заданное расстояние. Поэтому корпус 1 из полимерного материала представляет собой круглую в плане тонколистовую конструкцию, лицевая поверхность (лицевая сторона) которой выполнена выпуклой и представляет собой фрагмент сферической поверхности. По краям конструкции выполнена кромка, загнутая в направлении, противоположном выпуклости лицевой части (для формирования подъемной силы). На внутренней поверхности конструкции (на тыльной стороне) по ее центру выполнено гнездо 2 с боковой стенкой 3 с отверстиями в ней. Гнездо закрывается отдельной крышкой 4.The basic element of the Frisbee disc, which determines its performance, is a resiliently deformable polymer body 1 with an outer aerodynamic surface (Fig. 1), which makes it possible for the disc to fly with simultaneous rotation (or without rotation) at a given distance. Therefore, the body 1 made of polymeric material is a thin-sheet structure round in plan, the front surface (front side) of which is convex and is a fragment of a spherical surface. Along the edges of the structure, an edge is made, bent in the direction opposite to the convexity of the front part (to form a lifting force). On the inner surface of the structure (on the back side) in its center there is a nest 2 with a side wall 3 with holes in it. The nest is closed with a separate cover 4.

На тыльной поверхности конструкции корпуса сформированы радиально отходящие от боковой стенки 3 гнезда 2 и доходящие до кромки 3 корпуса посадочные места для размещения оптических элементов узла освещения корпуса. Эти места 4 выполнены полыми с расположением их полостей напротив отверстий в боковой стенке 3 гнезда. Корпус 1, места 4 и гнездо 2 с боковой стенкой выполнены в виде одной детали методом 3D печати. При использовании этого метода изготовления корпуса в материале всех его составляющих элементов формируется однородная структура без концентраторов напряжения, как в теле корпуса, так и в местах перехода одной поверхности в другую. То есть создаются условия работы корпуса исключительно в режиме упругой деформации.On the rear surface of the housing structure, slots 2 radially extending from the side wall 3 and reaching the edge 3 of the housing are provided with seats for accommodating optical elements of the housing illumination unit. These places 4 are made hollow with the location of their cavities opposite the holes in the side wall 3 of the socket. The body 1, seats 4 and socket 2 with a side wall are made in the form of a single part by 3D printing. When using this method of manufacturing a body, a homogeneous structure is formed in the material of all its constituent elements without stress concentrators, both in the body of the body and at the points of transition from one surface to another. That is, the working conditions of the body are created exclusively in the elastic deformation mode.

При ударе о препятствие (например, дерево или стена) на корпусе в месте ударного контакта формируется смятие, приводящее в образованию колебательной волны внутри структуры материала корпуса. При однородной структуре материала волна проходит в направлении удара и оказывает давление на молекулы, которые увеличивают собственную частоту и амплитуду колебания в диапазоне упругих связей с другими молекулами. Это увеличение приводит к потере энергии удара и рассеиванию этой энергии, которая выражается в потере частоты и амплитуды колебательного процесса от удара. Дойдя до противоположного края, волна возвращается с меньшей энергией и полностью ее теряет в точке нанесения ударного воздействия. Этот процесс проходит в диапазоне упругой характеристики материала корпуса. Такие деформации для однородной структуры полимерного материала являются естественными и выражаются в тысячных циклах до момента старения материала и потери им упругих свойств. При ударе корпус испытывает деформацию формы, которая отражается на форме мест 4 в зоне линии направления удара. Но эта форма восстанавливается. Эта особенность тела с однородной структурой материала позволяет использовать более сложные электронные системы для освещения корпуса диска, так как ударная нагрузка на них не передается. При ударе волна колебаний двигается вдоль линии удара и отражается от боковой стенки 3 гнезда 2, возвращаясь в обратном направлении. В связи с этим стало возможным разместить в гнезде не только источник питания (аккумулятор или батарейку) и кнопку включения/выключения узла освещения корпуса, но и электронные компоненты управления свечением оптических элементов.When hitting an obstacle (for example, a tree or a wall), a collapse is formed on the body at the place of impact contact, resulting in the formation of an oscillatory wave inside the structure of the body material. With a homogeneous structure of the material, the wave passes in the direction of impact and exerts pressure on the molecules, which increase their own frequency and vibration amplitude in the range of elastic bonds with other molecules. This increase leads to the loss of impact energy and the dissipation of this energy, which is expressed in the loss of frequency and amplitude of the oscillatory process from the impact. Having reached the opposite edge, the wave returns with less energy and completely loses it at the point of impact. This process takes place in the range of the elastic characteristics of the body material. Such deformations for a homogeneous structure of a polymeric material are natural and are expressed in thousand cycles until the material ages and loses its elastic properties. Upon impact, the body experiences shape deformation, which is reflected in the shape of seats 4 in the zone of the impact direction line. But this form is being restored. This feature of the body with a homogeneous material structure allows the use of more complex electronic systems for illuminating the disc body, since the shock load is not transferred to them. Upon impact, the oscillation wave moves along the impact line and is reflected from the side wall 3 of the socket 2, returning in the opposite direction. In this regard, it became possible to place in the socket not only a power source (accumulator or battery) and an on / off button for the housing lighting unit, but also electronic components for controlling the glow of optical elements.

Каждый оптический элемент узла освещения корпуса выполнен в виде светодиодной ленты 5, пропущенной через соответствующее отверстие в боковой стенке 3 гнезда 2 и подключенной к размещенной в гнезде плате 6 с электронными компонентами управления свечением светодиодов (фиг. 3 и 4).Each optical element of the housing lighting unit is made in the form of an LED strip 5, passed through the corresponding hole in the side wall 3 of the socket 2 and connected to the board 6 placed in the socket with electronic components for controlling the glow of the LEDs (Fig. 3 and 4).

Особенностью применения светодиодных лет является то, что все деформации, приходящие на этот элемент, воспринимаются самой лентой, то есть основой, на которой закреплены светодиоды. Сами светодиоды, чувствительные к механическим нагрузкам, не подвергаются этим нагрузкам, а претерпевают смещение своего положения по месту установки. То есть, при ударе корпуса о препятствие происходит деформация формы корпуса, а внутри корпуса деформируется сама лента, как носитель светодиодов, не передавая деформационную нагрузку оптическим элементам. Это важное свойство и то, что деформационная нагрузка от удара не переходит границу боковой стенки гнезда, позволило в гнезде смонтировать плату 6 с электронными компонентами управления свечением светодиодов.A feature of the use of LED years is that all deformations that come to this element are perceived by the tape itself, that is, the base on which the LEDs are fixed. The LEDs themselves, which are sensitive to mechanical loads, are not subjected to these loads, but undergo a shift in their position at the installation site. That is, when the body hits an obstacle, the shape of the body is deformed, and inside the body the tape itself is deformed, as a carrier of LEDs, without transferring the deformation load to the optical elements. This important property and the fact that the deformation load from the impact does not go beyond the side wall of the socket made it possible to mount board 6 with electronic components for controlling the glow of the LEDs in the socket.

При монтаже оператор пропускает светодиодную ленту через отверстие в боковой стенке гнезда до упора в торец и прикрепляет ее токопроводящие выводы к плате. Ленты находятся в полости ребер свободно расположенными в местах их расположения. В данном конкретном примере исполнения каждое место под светодиодную ленту выполнено в виде полого радиального ребра, в полости которого и расположена лента.During installation, the operator passes the LED strip through the hole in the side wall of the socket until it stops at the end and attaches its conductive leads to the board. The tapes are located in the cavity of the ribs freely located at their locations. In this particular embodiment, each place for the LED strip is made in the form of a hollow radial rib, in the cavity of which the strip is located.

Электронные компоненты управления свечением (фиг. 3 и 4) светодиодов включают в себя микропроцессорный элемент 7, 2-6 или 9-осевой датчик движения 8 и блок 9 Bluetooth или блок WiFi (для управления в удаленном режиме - для удаленного управления и передачи данных микропроцессору или микроконтроллеру или загрузки блока памяти). При таком составе становится возможным не только подсвечивать диск для видимости его траектории перемещения, но и формировать на поверхности корпуса динамические или статические картинки (через Flash-память 10, на которой хранятся картинки, отображаемые при вращении диска). В целях малогабаритности, монтаж компонентов проводится на обеих сторонах платы 6 (фиг. 3 и 4). Так на фиг. 2 показано, что источник питания 11 размещается на дне гнезда. На одной стороне платы (фиг. 3) закреплены микропроцессорный элемент, датчик движения и блок Bluetooth. А на оборотной стороне платы (фиг. 4) закреплены узел 12 включения/выключения питания с кнопкой, USB-разъем 13 и Flash-память 10, на которой хранятся картинки, отображаемые при вращении диска. В данном примере исполнения кнопка узла включения/выключения освещения корпуса выведена на тыльную сторону корпуса.The electronic components for controlling the glow (Fig. 3 and 4) of the LEDs include a microprocessor element 7, 2-6 or 9-axis motion sensor 8 and a Bluetooth unit 9 or a WiFi unit (for remote control - for remote control and data transmission to the microprocessor or microcontroller or memory block loading). With such a composition, it becomes possible not only to highlight the disk for the visibility of its movement trajectory, but also to form dynamic or static pictures on the surface of the case (via Flash memory 10, which stores pictures displayed when the disk rotates). In order to keep the dimensions small, the components are mounted on both sides of the board 6 (FIGS. 3 and 4). So in FIG. 2 shows that the power supply 11 is located at the bottom of the socket. On one side of the board (Fig. 3), a microprocessor element, a motion sensor and a Bluetooth unit are fixed. And on the reverse side of the board (Fig. 4) there is a power on / off node 12 with a button, a USB connector 13 and a Flash memory 10, which stores pictures displayed when the disk rotates. In this example of execution, the button of the unit for turning on / off the lighting of the case is displayed on the back side of the case.

При этом в гнезде плата 6 находится в точке, где отсутствует путь прохождения процесса колебания молекул, вызванный ударным воздействием. Такое стало возможным за счет выполнения боковой стенки гнезда заодно с корпусом.At the same time, in the slot, the board 6 is located at a point where there is no path for the process of vibration of molecules caused by impact. This became possible due to the implementation of the side wall of the socket at the same time with the body.

Для обеспечения подключения диска к компьютеру на лицевой стороне корпуса в центре выполнено гнездо 14 USB-разъема (фиг. 1). Ничто не ограничивает возможность размещения этого разъема на тыльной стороне корпуса.To ensure the connection of the disk to the computer on the front side of the case in the center there is a socket 14 of the USB connector (Fig. 1). Nothing limits the possibility of placing this connector on the back of the case.

А для удобства пользования кнопка включения/выключения узла освещения корпуса выведена на тыльную сторону корпуса.And for ease of use, the on / off button of the body lighting unit is displayed on the back of the case.

Под выражением «микропроцессорный элемент 7» понимается одно из современных решений: либо микропроцессор, связанный с микроконтроллером, к выходам которого подключены проводники светодиодов на светодиодных лентах, либо микропроцессор, связанный с микроконтроллерами, к выходу каждого из которых подключены проводники светодиодов на одной светодиодной ленте, либо микроконтроллер на базе микропроцессора, к выходам которого подключены проводники светодиодов на светодиодных лентах. Независимо от исполнения (микропроцессор с микроконтроллером или микроконтроллер на базе микропроцессора или микропроцессор, связанный с микроконтроллерами), микропроцессорный элемент 7 связан каждым выходом с каждым отдельным светодиодом на светодиодных лентах, что позволяет ему программно выдавать сигнал на каждый светодиод отдельно. Именно это и позволяет формировать не цветовую смесь, а изображение смыслового или тематического плана.The expression “microprocessor element 7” refers to one of the modern solutions: either a microprocessor connected to a microcontroller, to the outputs of which LED conductors on LED strips are connected, or a microprocessor connected to microcontrollers, to the output of each of which LED conductors are connected on one LED strip, or a microprocessor-based microcontroller, to the outputs of which LED conductors on LED strips are connected. Regardless of the execution (microprocessor with a microcontroller or microcontroller based on a microprocessor or a microprocessor associated with microcontrollers), the microprocessor element 7 is connected by each output to each individual LED on the LED strips, which allows it to programmatically output a signal to each LED separately. This is what allows you to form not a color mixture, but an image of a semantic or thematic plan.

В составе электронных компонентов освещения лицевой или тыльной стороны корпуса блок памяти, функцию которого выполняет связанный с микропроцессорным элементом 7 Flash-память 10, содержит в цифровой форме изображения статических изображений. Микропроцессорный элемент 7 выполнен с возможностью извлечения из блока памяти данных о картинке и выдачи сигналов для включения свечения светодиодов на каждой светодиодной ленте для представления картинки в виде фрагмента картинки в пиксельной форме в каждой ленте, где свечение одного светодиода считается одним пикселем. При этом микропроцессорный элемент 7 связан с осевым датчиком движения 8 с гироскопом и выполнен и функцией переноса свечения линии светодиодов, относящейся к фрагменту картинки, на каждой светодиодной ленте в направлении против вращения корпуса диска в момент его полета на угол, равный или менее угла между смежно радиально расположенными светодиодными лентами, при получении от осевого датчика движения с гироскопом данных о наличии углового смещения диска в направлении его вращения, равного или менее угла между смежно и радиально расположенными светодиодными лентами.As part of the electronic components for lighting the front or rear side of the housing, the memory unit, the function of which is performed by the Flash memory 10 associated with the microprocessor element 7, contains images of static images in digital form. The microprocessor element 7 is configured to retrieve image data from the memory unit and issue signals to turn on the LEDs on each LED strip to present the picture as a fragment of a picture in pixel form in each strip, where the glow of one LED is considered one pixel. At the same time, the microprocessor element 7 is connected to the axial motion sensor 8 with a gyroscope and is also designed to transfer the glow of the LED line related to the image fragment on each LED strip in the direction against the rotation of the disk body at the time of its flight at an angle equal to or less than the angle between adjacent radially arranged LED strips, when receiving data from an axial motion sensor with a gyroscope on the presence of an angular displacement of the disk in the direction of its rotation, equal to or less than the angle between adjacent and radially located LED strips.

По сути, пиксельные элементы стационарной картинки, образованные светодиодами на каждой светодиодной ленте, переносятся при повороте диска фрисби на светодиоды той смежно расположенной светодиодной ленты, которая расположена первой в направлении против вращения корпуса диска. В реальности при угле равном, например, 1-5°, дискретность переноса человеческому глазу не видна вследствие инерционности самого зрения. Угол, по сути, является угловым разрешением картинки, он задается в прошивке и зависит от шага светодиодов на лентах и количества светодиодов на лентах. Под переносом линейки пиксельных элементов на каждой светодиодной ленте понимается выключение свечения светодиодов и их последующее выключение в том алгоритме пиксельной раскладки, в которой было свечение светодиодов на смежно расположенной светодиодной ленте. Управляющий сигнал на переключение алгоритмов свечения светодиодов на лентах исходит от 2-6 или 9-осевого датчика движения 8.Essentially, the pixel elements of the stationary picture formed by the LEDs on each LED strip are transferred when the Frisbee disc is rotated onto the LEDs of the adjacent LED strip that is located first in the counter-rotation direction of the disc body. In reality, at an angle equal to, for example, 1-5°, the discreteness of the transfer is not visible to the human eye due to the inertia of the vision itself. The angle, in fact, is the angular resolution of the picture, it is set in the firmware and depends on the step of the LEDs on the tapes and the number of LEDs on the tapes. By transferring a line of pixel elements on each LED strip, we mean turning off the glow of the LEDs and then turning them off in the pixel layout algorithm in which the LEDs on the adjacent LED strip were lit. The control signal for switching the LED lighting algorithms on the tapes comes from a 2-6 or 9-axis motion sensor 8.

Как это реализовано:How it's implemented:

- вдоль радиусов диска расположены гибкие ленты из адресуемых светодиодов, управление каждым из которых происходит независимо. Таких лент может быть три и более;- flexible tapes of addressable LEDs are located along the radii of the disk, each of which is controlled independently. There can be three or more such tapes;

- в диск встроен датчик движения с гироскопом, который измеряет угловую скорость и угловое положение диска;- a motion sensor with a gyroscope is built into the disk, which measures the angular velocity and angular position of the disk;

- управляющая схема получает информацию о картинках, которые нужно отобразить, из FLASH-памяти, в которую картинки предварительно загружены. В общем случае картинки могут передаваться в реальном времени по WiFi, Bluetooth или другому радиоканалу;- the control circuit receives information about the pictures to be displayed from the FLASH memory into which the pictures are preloaded. In general, pictures can be transmitted in real time via WiFi, Bluetooth or other radio channel;

- алгоритм управляющей схемы считывает данные о текущей картинке и из нее формирует набор пикселей, который нужно отобразить на светодиодах при их пространственном положении в данный момент времени:- the algorithm of the control circuit reads data about the current picture and forms a set of pixels from it, which must be displayed on the LEDs at their spatial position at a given time:

- вместе с этим по мере вращения диска алгоритм считывает данные с гироскопа и при достижении необходимого углового смещения отображает очередной сформированный столбец пикселей на светодиодах каждой ленты;- along with this, as the disk rotates, the algorithm reads data from the gyroscope and, when the required angular displacement is reached, displays the next formed column of pixels on the LEDs of each strip;

Предыдущие два пункта повторяются через заданные равные угловые смещения. Например, через каждый градус поворота диска формируется и отображается на светодиодах новый набор пикселей, соответствующий цветам картинки при данном пространственном расположении светодиодов.The previous two points are repeated through given equal angular displacements. For example, after each degree of rotation of the disk, a new set of pixels is formed and displayed on the LEDs, corresponding to the colors of the picture for a given spatial arrangement of the LEDs.

Когда совершен полный оборот диска, контроллер начинает отрисовку картинки заново.When a complete revolution of the disk is made, the controller starts drawing the picture again.

Если же отображается не постоянная картинка, а видеоряд, то при каждом следующем обороте отображается следующая картинка видеоряда. Таким образом, формируется последовательность картинок, которая выглядит на вращающемся диске как стационарное изображение.If, however, not a permanent picture is displayed, but a video sequence, then with each next turn, the next image of the video sequence is displayed. Thus, a sequence of pictures is formed, which looks like a stationary image on a rotating disk.

Настоящее изобретение промышленно применимо и реализовано в рамках мелкосерийного выпуска. Эксперименты на ударные нагрузки показывают стабильность и непрерывность работы электронной части диска, сохранение картинки на поверхности без искажения и разрывов. Изобретение позволяет сформировать на вращающемся диске неизменяемую вращением диска картинку, которая обеспечивает визуальный контроль за перемещением диска в воздухе и местом его падения.The present invention is industrially applicable and implemented in the framework of small-scale production. Experiments on shock loads show the stability and continuity of the electronic part of the disk, the preservation of the image on the surface without distortion and breaks. EFFECT: invention makes it possible to form on a rotating disk a picture that does not change due to rotation of the disk, which provides visual control over the movement of the disk in the air and the place of its fall.

Claims

1. Luminous frisbee disc, containing a body in the form of a thin-sheeted transparent structure round in plan with a convex front surface in the form of a fragment of a spherical surface, on the inner surface of the structure in its center there is a socket, inside which there is an on/off unit and electronic components of the front side lighting unit housings, including optical elements of the housing front side lighting unit, radially located at the same angular offset from the socket on the back side of the housing and reaching the housing edge, characterized in that the optical elements of the housing front side lighting unit are made in the form of LED strips with the optical part reversed at least part of the LEDs to the surface of the rear side of the case, the electronic components of the lighting of the front side of the case include an axial motion sensor with a gyroscope, a memory unit containing digitally images of static images, and a microprocessor connected to the memory unit, connected to the microcontroller, to the outputs of which are connected to LED conductors on LED strips, or a microprocessor connected to microcontrollers, to the output of each of which LED conductors are connected on one LED strip, or a microcontroller based on a microprocessor, to the outputs of which LED conductors on LED strips are connected, a microprocessor with a microcontroller, or a microcontroller based on a microprocessor, or a microprocessor associated with microcontrollers, is connected to an axial motion sensor with a gyroscope and is configured to retrieve data about the picture from the memory unit and issue signals to turn on the LEDs on each LED strip to represent the picture in the form of a fragment of a picture in a pixel form in each strip, where the glow of one LED is considered one pixel, and are made with the function of transferring the glow of the line of LEDs related to the fragment of the picture on each LED strip in the direction against the rotation of the disk body at the time of its flight at an angle equal to or less than the angle between adjacent radially arranged LED strips, when receiving data from an axial motion sensor with a gyroscope on the presence of an angular displacement of the disk in the direction of its rotation, equal to or less than the angle between adjacent and radially located LED strips.

2. The disk according to claim 1, characterized in that a microprocessor with a microcontroller, or a microcontroller based on a microprocessor, or a microprocessor associated with microcontrollers, is connected by each output to each individual LED on the LED strips.

3. The disk according to claim 1, characterized in that it is equipped with a Bluetooth unit or a WiFi unit for remote control and data transfer to a microprocessor or microcontroller, or loading a memory unit.

4. A drive according to claim 1, characterized in that a USB socket is made in the center on the front side of the case.

5. A drive according to claim 1, characterized in that a USB connector is made on the back of the case in the center.

6. The disk according to claim 1, characterized in that the button of the unit for turning on / off the lighting of the case is displayed on the back side of the case.

7. Disc according to claim 1, characterized in that all optical parts of all LEDs face the surface of the rear side of the case or in the opposite direction from this surface.

8. The disk according to claim 1, characterized in that the optical parts of some LEDs face the surface of the rear side of the housing, and the optical parts of other LEDs face in the opposite direction from this surface.