Устройство для тренировки яхтсменов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВ-КИ ЯХТСМЕНОВ, содержащее ультразвуковой лаг, включающий пьезоэлектрический преобразиватель, генератор ультразвуковой частоты, приемник, смеситель и цифровой частотомеру о т л и ч а ю щ е с я тем, что, с целью увеличения эффективности подг-ГОТОВКИ и тренировки яхтсменов на воде, в него дополнительно введены гирокомпас, пульты установки курсового угла знака и установки расстояЗапись ния до знака, кнопки и Пуск, блок вычисления координат знака, два регистра хранения координат Хо и Уо знака, блок вычисления текущих координат яхты, коммутатор текущих координат, генератор тактовых импульсов, коммутатор команд, микропроцессор, последовательно соединенный с блоке цифровой индинации, причем три входа блока вычисления координат знака подключены к выходам пультов установки курсового угла знака и установки расстояния до знака и кнопке Запись, а его выходы соединены соотьетственно с входом регистра хранения координаты Хо знака и входом регистра хранения координаты Уд знака, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам коммутатора текущих координат, третий -и четвертый входы которого связаны с первым и вторым выходами блока вычисления текущих координат яхты, пятый и шестой входы коммутатора текущих координат связаны с выходом ультразвукового лага и выходом гирокомпаса, седьмой вход коммутатора текущих координат связан с первым выходом генератора тактовых импульсов, второй виход которого соединенС входом коммут.атора команд, выход которого и выход коммутатора текущих координат связаны спервым и вторым входами микропроцессора, а три входа ё блока вычисления текущих координат яхты соответственно соединены с выV ) ходами ультразвукового лага, выходом гирокомпаса и кнопкой Пуск. 2. Устройство поп.1,отли-. чающееся тем, что. вычислитель текущих координат яхты содержит два реверсивных счетчика, четыре схемы 1-2 ИЛИ - 2И,-дваделите.ля частоты с переменным коэффициентом деления, дешифратор, вычислительный блок и генератор импульсов , первый вход которого связан с в.ыходом ультразвукового лага, второй - с кнопкой Пуск , а выход - с переменньзми входами первого и второго делителей с переменным коэффициентом деления, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами вычислительного блока, первый вход которого связан с выходом гирокомпаса-, второй - с кнопкой Пуск, а третий и четвертый выходы вычислительнего блока соответственно подключены к первому и второму входам дешифратора, первый выход которого соединен с первьми входами 2 ИЛИ первой и третьей схем ;1-2ИЛН-2и второй выход которо

П9) (П) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН )

/:: :

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3382613/40-23 (22) 06. 01. 82. (46) 23.11.83. Бюл. Р 43 (72) A.Ñ.Ðoçèí, Н. E. Розина и Г.В.Белов (71) Куйбышевский инженерно-строительный .институт им.A И.Микояна (53) 629.12.014(088.8) (56) 1. Мархай Ч. Техника лавировки.— Катера и яхты, Судостроение, )) 16, с. 118.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 960906, кл. G 09 В 9/06, 1980 (прототип) . (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕННРОВ-КИ ЯХТСМЕНОВ, содержащее ультразвуковой лаг, включающий пьезоэлектрический преобразователь, генератор . ультразвуковой частоты, приемник, смеситель и цифровой частотомеру." о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения эффективности под-. готовки .и тренировки яхтсменов на воде, в него дополнительно введены гирокомпас, пульты установки курсового угла знака и установки расстояния до знака, кнопки Запись и Пуск, блок вычисления координат знака, два регистра хранения координат хо и уц знака,. блок вычисления текущих координат яхты, коммута.тор текущих координат, генератор тактовых импульсов, коммутатор команд, микропроцессор, последовательно соединенный с блоком цифровой инди-. кации, причем три входа блока вычисления координат знака подключены к выходам пультов установки курсового угла знака и установки расстояния до знака и кнопке Запись, а его выходы соединены. соответственно с входом регистра хранения координа ты х знака и входом регистра хранения координаты уц знака, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам коммутатора тек ущих координат, третий и четв ертый входы которого связаны с первым и вторым выходами блока вычисления текущих координат яхты, пятый и иестой входы коммутатора текущих координат связаны с выходом ультразвукового лага и выходом гирокомпаса, седьмой вход коммутатора текущих координат связан с первым выходом генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с входом коммутатора команд, выход которого и выход коммутатора текущих координат связаны с первым и вторым входами микропроцессора, а три входа блока вычисления текущих координат яхты .соответственно соединены с выходами ультразвукового лага, выходом гирокомпаса и кнопкой Пуск .

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. вычислитель текущих. координат яхты содержит два реверсивных счетчика, четыре схемы 1-2 ИЛИ - 2И, два делителя частоты с переменным коэффициентом деления, дешифратор, вычислительный блок и генератор импульсов, первый вход которого связан с выходом ультразвукового лага, BTopoA — с KHoIIKoA Пуск, а выход - с переменными входами первого и второго делителей с пере менным коэффициентом деления, вторые входы которых соединены соответственно с первщм и вторьм выходами вычислительного блока, первый вход которого связан с выходом гирокомпаса, второй — с кнопкой Пуск, а третий и четвертый выходы вычислительнего блока соответственно подключены к первому и второму входам дешифратора, первый выход которого соединен с пер вьми входами 2. ИЛИ первой и третьей схем l1-2ИЛИ-2И> второй выход которо1056254 го соединен с вторым входом 2. ИЛИ первой схемы 1-2ИЛИ-2И и первым вхо дом.2 ИЛИ четвертой схемы 1-2ИЛИ-,2И,; ,третий выход которого соединен с первым вхОдом 2 ИЛИ второй схемы

1-2ИЛИ-2И и вторьм входом 2 ИЛИ .четвертой*схемы 1-2ИЛИ-2И, четвертый выход которого соединен с вторы и зходами 2ИЛИ второй и третьей схем.

1-.2ИЛИ-2И, выход первого делителя частоты о переменным коэффициентом деления связан с входами 1ИЛИ первой и второй схем 1-2ИЛИ-2И, а выход второго делителя частоты соединен. с

2 ческий преобразователь, генератор ультразвуковой частоты, приемник, смеситель и цифровой частотомер, дополнительно введены гирокомпас, пульты установки куРсового угла

,знака и установки расстояния до . анака, кнопки Запись и Пуск

; блок вычисления координат знака,, два регистра .хранения координат .О х о и у знака, блок вычисления текущих координат. яхты, коммутатор текущих .координат, генератор так..товых импульсов,. коммутатор команд, микропроцессор, последовательно соединенный с блоком цифровой индика-. ции, причем три входа блока вычисления координат.знака подключены к выходам пультов установки. курсового угла знака и установки расстояния до знака и кнопке Запись, à его выходы соединены соответственно с входом регистра хранения координаты ,xq .и знака и входом ..-Регистра хранения,координаты у знака, выходы которых подключены соответственно к первому.и второму входам коммута тора текущих координат, третий и четвертый входы которого связаны. с первым и вторьзу выходами блока . . вычисления текущих координат яхты, ЗО пятый и.шестой входы коммутатора текущих координат связаны с выходом ультразвукового лага и выходом гиро«.

Компаса, седьмой вход коммутатора .. текущих. координат связан с первич

35 выходом генератора тактовых импуль сов, второй выход которого соединен с.входом коммутатора команд, — выход .; которого и выход коммутатора текущих координат связаны с первым и вторым

4р входами микропроцессора, а три вхрда блока вычисления текущих координат яхты..соответственно соединены ,с вв ходами ультразвукового лага, ; выходом гирокомпаса и. кнопкой Пуск .

Изобретение относится. к тренажерам для обучения управлению парусным судном на воде.

Известно устройство, состоящее из трех плексигласовых дисков! наруж.ного (курсового), среднего (компасного) и внутреннего (ветрового), . соединенных общей осью, причем на курсовом диске нанесены четыре отметки, соответствующие курсам гоночной дистанции: A — против ветра,  — по ветру, С -.бакштаг правого галса, .1) - бакштаг левого галса, на компас ном диске наносятся отметки, соответстнукщие делениям компаса, а на ветровом диске наносится стрелка.направления вектора ветра> при этом устройство устанавливается совмест1но с компасом в яхте flJ .

Недостатком этого устройства является отсутствие фиксирования мо:мента выхода яхты на траверс знака дистанции и погрешность определения точки поворота на другой: галс.

Известно также устройство для .тренировки йхтсменов, содержащее передатчики, установленные на знаках .гоночной дистанции, электромеханический лаг и приемник фазометр, размещенные в яхте g2) ., .недостатком известного устройства является необходимость установки большого количества передатчиКов на ,стационарных буях гоночной дистанции, а,также.их перемещение в .процессе тренировки при проведении контроля скорости сближенйя яхты с точками экватории.

Пелью изобретения является увеличение эффективНцсти подготовки и тренировки яхтсменов на воде.

Поставленная цель достигается

" тем,.что в устройство для.тренировки яхтсменов, срдерщащее ультразву.ковой лег .включакв(ий пьеэоэлектривходами 1ИЛИ третьей и четвертой схем 1-2ИЛИ-2И, выходы первой и третьей схем l-2ИЛИ-2И соединены соответственно с суммирукщими входами первого и второго реверсивных счетчиков, вычитаищие входы которых связаны с выходами второй и четвер- . той схем. 1-2ИЛИ-2И, а входы установки нуля,реверсивным счетчиков связаны с кнопкой Пуск, при этом выходы первого и второго реверсивным счетчиков связаны с третьим и четвертым входами коммутатора аргумента.

1056254

При этом вычислитель текущих координат яхты содержит два реверсивных счетчика, четыре схемы 1-2 ИЛИ-2И, . два делителя частоты с переменнич коэф" фициентом деления, дешифратор, вычислительный блок и генератор импульсов, первый вход которого связан с выходом ультразвукового;лага, второй - с киопкой Пуск, а выход - с первыми входами первого и второго делителей с переменным коэффициентом деления, вторые входы которых соединены соответственно с первьм и вторьм выходами вычислительного блока, первый вход которого связан с выходом гирокомпаса, второй - с кнопкой Пуск, а третий 15 и четвертый выходы вычислительного блока соответственно подключены к..первому и второму входам дешифратора, первый выход которого соединен с пер-. вычи входами 2ИЛИ первой и третьей 2() схем 1-2ИЛИ-2И, второй выход которого .. соединен с вторьм входом 2ИЛИ первой схемы .1-2ИЛИ-2И и первым. входом . 2ИЛИ четвертой схемы 1-2ИЛИ-2И, третий выход .которого соединен с первым 25 входом 2ИЛИ второй схемы 1-2ИЛИ-2И и вторым входом: 20JIH четвертой схемы.1-2ИЛИ-2И, четвертый выход которо

ro соединен с вторыми входами 2. ИЛИ второй и третьей схем 1-2ИЛИ-2И, выход первого делителя частоты с переменным коэффициентом деления свя- зан с входами 1ИЛИ первой и второй схем 1-2ИЛИ-2И, выход второго делите-. ля частоты соединен с входами 1ИЛИ . третьей и.четвертой схем 1-2ИЛИ-2И, выходы первой и третьей схем

1-2ИЛИ-2И соединены соответственно с .суммирующими входами первого и второго реверсивных счетчиков, вычитакщие входы которых связаны с " 40 выходами второй и четвертой схем, 1-2ИЛИ-2И, а входы установки нуля реверсивных счетчиков связаны:с кнопкой.. Пуск, при этом выходы первого и второго реверсивных счетчи " 45 ков связаны с третьим и четвертьм входами коммутатора аргумента.

На фиг. 1 изображена схема устройства для тренировки яхтсменову на -Фиг.2 - навигационная картина, 5п поясняющая, работу устройства.

Устройство для тренировки спОРт- сменов содержит ультразвуковой лаг

l, гирокомпас 2, пульт 3 установки курсового угла, знака пульт 4 .Уста- . новки расстояния до знака, кнопку

5 Запись, кнопку 6 Пуск, блок,7.вычисЛения координат.знаха, .рехистр 8 хранения координаты х знака, регистр 9 хранения коордииа= 60 ты ур- знака,.блок 10; вычисления текущих координат яхты., коммутатор

11 текущих координат, генератор 12

;.тактовых импульсов, коммутатор

13 команд, микропроцессор 14, : 65 блок 15 цифровой индикации, при этом блок 10 вычисления текущих .координат яхты включает два ревер; сивных счетчика 16 и 17, четыре схемы 1-2ИЛИ-2И 18-21 два делителя

22 и 23 частоты с переменным коэффи;дйентом детрЬния дешифратор 24, вычислительный блок 25 и генератор 26 импульсов.

Обозначения на фиг.2 ХОУ - прямоугольная система координат; направление оси ОУ совпадает с направлением на норд - .ОМ;,т.A - местоположение знака, на.который нужно выйти яхте; угол А- курсовой угол знака

R.- расстояние до знака; хо и уо координаты знака в собственной прямоугольной системе координат ХОУ; т.  — текущее местоположение яхты и у - текущие координаты яхты;

Ч -, вектор скорости яхты;< — кур- . ..совой угол яхты; - курсовой угол знака в т.. В; g — текущий пеленг знака (т. A); в центре прямоугольных координат ХОУ наложена шкала магнитного компаса.

Устройство работает . следукщим образом, На пульте 3 установки курсового угла и на пульте 4 установки расстояния до знака яхтсмен устанавливает курсовой угол Ф и расстояние К "до знака, на который надо выйти (эти параметры отсчитываются от судейского судна, находящегося на стартовой линии) . После нажатия кнопки

5 Запись .блок 7 вычисления координат знака определяет координаты знака::о i R ging и у = Мсоэ ot.., кото-. рые зайосятся соответственно в регистры 8.и 9. Параллельно и непрерывно ультразвуковой лаг 1 и гиро компас 2 измеряют модуль скорости яхты относительно дна и курсовой угол яхты (p, При прохождении яхты вблизи судейского судна (в точке

0 на Фиг.2), яхтсмен нажимает кнопку.6 Пуск .,. при этом начинают работать генератор 26, вычислительный блок 25 и устанавливаются в нуль реверсивные счетчики 16 и 17. На первый вход делителя частоты 22 поступает импульсная последовательность, частота которой пропорциональна модулю скорости. яхты, на .его второй входкод, пропорциональный синусу курсового угла Щ, a:íà выходе .делителя 22 частоты получается частота, пропорциональная проекции вектора скорости на ось у! Ч Чсоэ .. Аналогичньм образом на выходе делителя 23 частоты, получается .частота, пройорциональная проекции вектора .скорости на /ось ЖЧ„ Ys

:симости от их комбинации на выходах .дешифратара 24 появляются сигналы на первом выходе, если курсовой угол о яхты находится в интервале 0 «90, на

Цтором выходе, если курсовой угол ты находится в интервале 90-180 третьем выходе, если курсовой угол о я ты находится в интервале 180-270 на четвертом выходе, если курсовой угол яхты находится .в интервале 270360о. В зависимости от соотношения сигналов на выходах дешифратора 24 .схемы 1 2ИЛИ-2И l8- 21 пропускают частоты, пропорциональные Vq и Yq, на суммирукщие.или вычитающие входы реверсивных счетчиков 16 и 17. Напри- 15 мер, если яхта движется в первом квадранте (курсовой угол О с q c 90 как на фиг.2), то posp и Мп положи тельны„ на первом выходе дешифратора

24 присутствует сигнал (на других вы- 2(} ходах дешифрато1Уа 24 сигналов нет), и.схемы 18 и 20 пропускают частоты, пропорциональные Ч и Ч, соответст= венно на сую ирующие входы реверсивных счетчйков 16 и 17. В реверсивуых счетчиках 16 и 17 происходит запись

Ихранение .текущих координат яхты (j "-. Чц - Ф, и х= Vq ° t где Ф, - время. Вычисление скорости сближения со . знаком осуществляется микропроцессором по формуле х -x

Y„ч соб arc9(n (Ч

Генератор 12 тактовых импульсов определяет цикл вычисления скорости с ближения яхты со знаком V, и по, ei о сигналам происходит подключение в соответствующей последовательности. 40 аргументов x„. у, х, уо -(т.е. сигнальных кодов, соответствукщих этим аргументам) через коммутатор 11 к микропроцессору 14 и последовательное включение команд Запись, 45 Сложение, Вычитание, Умно,жение, Деление, Возведение в степейь, спс мв и соВ согласно алгоритму Формулы (l ) коммутатором 13 в микропроцессоре 14.

После окончания каждого цикла вычисления результат, соответствующий скорости сближения яхты со знаком Yg появляется на блоке 15 цифровой индикации, Таким образом, яхтсмен постоянно контролирует по лагу 1 скорость яхты относительно воды и по блоку 15 цифI ровой индикации скорость сближения со знаком. Постоянный контроль этих скоростей помогает распознавать периодические перемены разной длительности направления ветра, которые могут колебаться в широких пределах, делать выходы о характере течений, определять стейень.своего сближения ro знакoM дистанции и в соответствии с этим принимать решения о необходимости совершать повороты.

I .Устройство поз волит оператив но производить настройку яхты на воде, которая заключается в достижении максимально возможной. проекции вектора скорости яхты ка линию ветра (важнейший лавировочный параметр яхты) .

По сравнению с базовым объектом предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами: является полностью автономным, так как не содержит передатчики, которые надо устанавливать на знаках гоночной дистанции, позволяет быстро и просто задать курс и расстояние до любой требуемой точки акватории, по отношению -к которой необходимо определить скорость сближения, причем в процессе тренировки местоположение этой точки можно менять большое число раэ с минимальньми временными затратами.

Ультразвуковой лаг не имеет непосредственного контакта с водой, что также весьма существенно для гоночных яхт. При этом значительно .повышаются эффективность подготов-; ки и тренировки гонщиков на воде.

1056254

Фиа,4

1056254

Составитель О.Курилович ,Редактор Э.Данко Техред N.Тенер . .Корректор C. екмар

Юю аЬ Ф

Заказ 9314/4б, Тирам 468, Подписное

BHHHBN Государственного комитета СССР ио. делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д.4/5

ЮЬ Isa ю ааааа е ее

Филиал ЛИП Патент, г.уагород, ул. Проектная, 4