Тренажер оператора грузоподъемных машин

 

1.ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН, содержащий последовательно включенные блок ввода ответных действий оператора и блок моделирования реальных процессов, а также Последовательно соединенные блок моделирования перемещений груза, блок формирования изображений и .электронно-лучевой индикатор, о тличающийся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей тренажера, в него введены два вычислителя натяжения канатов и дополнительный блок моделирования перемещений груза, первый выход которого соединен с вторым входом блока формирования изображений, второй выход - с первыми входами первого и второго вычислителей натяжения канатов, а первый и второй входы - соответственно с первыми выходами первого и второго вычислителей натяжения канатов, вторые выходы которых подключены к второму и третьему вхо- . дам блока моделирования реальных процессов , первьй и второй входы основного блока моделирования перемещений груза соединены с первыми выходами первого и второго вычислителей натяжения канатов соответственно, а второй выход - с вторыми входами вычислителей натяжения канатов, третьи входы которых подключены к первому и второму выходам блока моделирования реальных процессов соответственно . 2. Тренажер по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что в нем вычислиQ тель натяжения канатов содержит послеiS довательно включенные первый сумматор , первый интегратор, второй сумматор и первьй узел умножения, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, последовательно включенные второй узел умножения, третий сумматор, второй интегратор, первый функциональный преобразователь .и третий узел умножения и последовательно включенные второй функцио ональный преобразователь и четвер00 тый узел умножения, вход второго формирователя импульсов соединен с выО5 ходом второго интегратора, а выход - . 4 СП с первым входом второго узла умножения , второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, вторые входытретьего и четвертого узлов умножения соединены с выходом первого интегратора, второй вход первого узла умножения подключен к выходу первого функционального преобразователя , вторые входы первого, второго и третьего сумматоров являются соответственно первьш, третьим и это

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) З(Я1) G 09 В 9/04 г1 Д) Щ; 1- „Д Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,,;ХЬЛ,",у с;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОтнРытий (21) 3443886/18-24 (22) 20.05.82 (46) 23.03.84. Бюп. ¹ 11 (72) С.Ф.Гордеев, В.А.Гофман, В.А.Жилин, И.Д.Колодный и М.С.Тер-Мхитаров (71) Пермский политехнический институт (53) 681.3.071(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 471599, кл. G 09 В 9/04, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 474037, кл. G 09 В 9/04, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 437122, кл. G 09 В 9/04, 1972 (прототип}. (54) (57) 1. ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН, содержащий последовательно включенные блок ввода ответных действий оператора и блок моделирования реальных процессов, а также последовательно соединенные блок моделирования перемещений груза, блок формирования изображений и .электронно-лучевой индикатор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей тренажера, в него введены два вычислителя натяжения канатов и дополнительный блок моделирования перемещений груза, первый выход которого соединен с вторым входом блока формирования изображений, второй выход — с первыми входами первого и второго вычислителей натяжения канатов, а первый и второй входы— соответственно с первыми выходами первого и второго вычислителей натяжения канатов, вторые выходы которых подключены к второму и третьему входам блока моделирования реальных процессов, первый и второй входы основного блока моделирования перемещений груза соединены с первыми выходами первого и второго вычислителей натяжения канатов соответственно, а второй выход -. c вторыми входами вычислителей натяжения канатов, третьи входы которых подключены к первому и второму выходам блока моделирования реальных процессов соответственно.

2. Тренажер по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в нем вычислитель натяжения канатов содержит после- а

Я довательно включенные первый сумматор, первый интегратор, второй сумматор и первый узел умножения, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, последовательно включенные второй узел умножения, тре-— тий сумматор, второй интегратор, первый функциональный преобразователь .и третий узел умножения и последовательно включенные второй функциональный преобразователь и четвертый узел умножения, вход второго формирователя импульсов соединен с выходом второго интегратора, а выход —, с первым входом второго узла умножения, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора, вторые входы третьего и четвертого узлов умножения соединены с выходом первого интегратора, второй вход первого узла умножения подключен к выходу первого функционального преобразователя, вторые входы первого, вто" рого и третьего сумматоров являются соответственно первым, третьим и вто1081645 рым входами вычислителя, выходы третьего и четвертого узлов умножения — первым выходом вычислителя, а выход первого вторым выходом ля. интегратора вычислитеИзобретение относится к. обучающим устройствам в области выполне4 ния погрузочно-разгрузочных работ в целях профессиональной подготовки, а также проверки и повышения квалификации операторов судовых стреловых грузоподъемных машин {ГПИ) методом

"телефон" в условиях учебного класса.

Известны тренажеры, содержащие пульпы оператора, блоки моделирования реальных процессов, логической обработки и предъявления учебной информации (f) и )2) .

Однако данные тренажеры не позволяют обучать операторов,пользованию одновременно двумя грузоподъемными механизмами (ГПИ).

Наиболее близким к изобретению является тренажер, содержащий последовательно включенные блок. ввода ответных действий и блок моделирования реальных процессов, каждый из которых включает два .одинаковых канала А и В для лебедки, а также блок вычисления координат груза по горизонтали, блок формирования изображения и электронно-лучевой индикатор (3) .

Недостатком известного устройстJ ва является невозможность его применения для обучения операторов судовых стреловых ГПМ перегрузке грузов методом "телефон", когда один оператор должен управлять двумя лебедками одновременно.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства путем приспособления его для обучения операторов судовых стрелковых ГПИ.

Дель достигается тем, что в тренажер, содержащий последовательно включенные блок ввода ответных действий оператора и блок моделирования реальных процессов, а также после довательно соединенные блок моделиро. вания перемещений груза, блок форми30

Вычислитель натяжения канатов содержит последовательно включенные первый сумматор, первый интегратор, второй сумматор и первый узел умножения, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, последовательно включенные второй узел умножения, третий сумматор, второй интегратор, первый функциональный преобразователь и третий узел умножения и последовательно включенные второй функциональный преобразователь и четвертый узел умножения, вход второго формирователя импульсов соединен с выходом второго интегратора, а выход — с первым входом второго узла умножения, второй вход

:.которого подключен к выходу второго сумматора, вторые входы третьего и четвертого узлов умножения соединены с выходом первого интегратора, второй вход первого узла умножения рования изображений и электронно-лучевой индикатор, введены два вычислителя натяжения канатов и дополнительный блок моделирования перемещений груза, первый выход которого соединен с вторым входом блока формирования изображений, второй выходс первыми входами первого и второго вычислителей натяжения канатов, а

10 первый и второй входы — соответственно с первыми выходами первого и второго вычислителей натяжения канатов, вторые выходы которых подключены к второму и третьему входам блока моделирования реальных процесов, первый и второй входы основного бло ка моделирования перемещений груза соединены с первыми выходами первого и второго вычислителей натяжения

20 канатов соответственно, а второй выход — с вторыми входами вычислителей натяжения канатов, третьи входы которых подключены к первому и второму выходам блока моделирования

2S реальных процессов соответственно.

3 108 подключен к выходу первого функционального преобразователя, вторые входы первого, второго и третьего сумматоров являются соответственно первым, третьим и вторым входами вычислителя, выходы третьего и четвертого узлов умножения — первым выходом вычислителя, а выход первого интегратора — вторым выходом вычислителя. 1О

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого тренажера, на фиг. 2 пример конкретной реализации вычислителей натяжения канатов.

Тренажер содержит блок 1 ввода ответных действий,. и блок 2 моделирования реальных процессов, каждый из которых включает два одинаковых канала. Блок 1 — это типовые командоанпараты 3 и 4, применяемые для управления подъемные лебедки на судах.

Блок 2 содержит два решающих устройства 5 и 6 для решения следующей системы дифференциальных уравне- 25 ний: F ат п- <; (1) о

1 а< < И < а (o1 > о "4 и . Ж, О где F> — пусковое усилие двигателя, аналог которого подается в виде постоянного напряже35 ния на вход сумматора, ш — суммарная масса привода и

z механизма лебедки, приведенная к окружности барабанаэ

4О

FA — сила натяжения каната;

20 (2)

30 (3) — длина каната.

Выходы блока 2 соединены с входами вычислителей 7 и 8 натяжения канатов, которые через блоки 9 и 10 моделирования перемещений груза (вертикальных и горизонтальных) соединены с блоком 11 формирования изображений, подключенным к электронно-лучевому индикатору 12.

Вычислители 7 и 8 предназначены для вычисления сил натяжения канатов лебедок А и В, основных FA u РВ и синусных и косинусных составляющих M сил. Вычислитель 7 является решающим устройством следующей системы уравнений:

1645 4

8-Ч,-Ч.-(Е, ЬО,q.о р; (4)

t s= —, dF ! dt

Ь=Х, Х,-(Е,Е, и Р; (6)

I (7) .j =a p с, (8) где Х и Y — горизонтальная и вер8 тикальная координаты точки подвеса каната В, Хс и Y — координаты груза, 46 — растяжение каната", — угол отклонения каната В от вертикали с — постоянный коэффициент.

На фиг. 2 изображены сумматора 1315, интеграторы 16 и 17, узлы 18-21 умножения и функциональные преобразователи 22 и 23 °

Блок 9 является решающим устройством дифференциального уравнения

< п1,Ке =F>cosa i F cos (э. (9)

Блок 10 является решающим устройством уравнения

<<

1 поХс=Рд 6мк.-F> s n p. (10)

С выходов блоков 9 и 10 аналоги координат груза Y и Х поступают на вход блока 11, который предназначен для получения сигналов, с помощью которых на электронно-лучевом индикаторе 12 (ЗЛИ) формируется изображение двух линий, связывающих точку, обозначающую груз, с точками подвеса канатов.

Блок 11 содержит четыре одинаковых канала, каждый из которых состоит .из операционных усилителей, транзис,торных ключей, конденсаторов, резис-

1торов и трансформатора (не показаны).

На экране индикатора 12 видно изображение груза в виде точки, двух канатов, связывающих груз с точками подвеса канатов: изображение судна (разрез) и участка пристани, которые отмечены на экране индикатора 12 краской.

Тренажер оператора грузоподъемных машин работает следующим образом.

В исходном положении груз находится на дне судна. Обучаемый, управляя рычагами командоаппаратов 3 и 4, одним или двумя сразу, "поднимает груз" и "Перемещает" его на "причал". ,Перемещение рычага командоаппарата 3

1081 б45 или 4 приводит к замыканию и размыканию контактов реле в блоке 2, что с приводит к появлению сигналов на его выходе — аналог длины каната А (Q). Изменение gg вызывает изменение натяжения каната Рд и его составляющих Fg ann C Раисов К, что приводит к изменению координат груза Х и Ус. Далее, через цени обратной связи, изменяется состояние вычислителей 7 и 8 и т.д. Происходящие в блоках тренажера процессы подобны (изоморфны) процессам, которые протекали бы в реальной ГНИ, поскольку они подчиняются тем же диф- 15 ференциальным уравнениям, что и реальная ГПМ.

На вход блока 11 поступают аналоги координат груза Х и Yg. Координаты точек подвеса Х, УА, Х и УВ 20 задаются в блоке 11 аналоговыми сигналами. На каждый из четырех кана-, лов блока 11 поступают аналоги одной координаты двух точек. Например, на вход усилителя первого канала поступают аналоги Хь и Хс. На вход усилителя интегратора подается постоянное напряжение. Когда напряжение на выходе интегратора становится больше Ug -О на выходе 30 усилителя первого канала появляется положительное напяжение и открывается цепь разряда конденсатора в цепи обратной связи усилителя. В результате на выходе усилителя появля- 35 ется пилообразное напряжение, амплитуда которого равна разности 1 @-Ц „, а частота больше 50 Гц.

Далее пилообразное напряжение с выхода усилителя суммируется с напряжением U . Это результирующее напряжение подается на вход транзисторного ключа, который управляется от вторичной обмотки трансформатора, размещенной в блоке

Трансформатор имеет четыре вторичные обмотки, включенные попарно встречно таким образом, что каждый полпериода одновременно открыты только два ключа. На отклоняющую систему индикатора 12 поступает одновременно два сигнала: один для формирования линии по координате Х, другой — по координате Y. Первые полпериода формируется изображение линии АС, вторые полпериода — линии ВС.

Многократно повторяя цикл "перегрузки" груза с судна на берег и обратно, обучаемый приобретает навыки управления грузоподъемными лебедками при перегрузке груза методом

"телефон".

Применение предлагаемого тренажера для обучения навыкам управления. грузоподъемными машинами целесообразно для обучения матросов-операторов палубных перегрузочных машин.

При этом повышается производительность труда вновь обученных операторов, уменьшается число поломок механизмов при обучении, исключается вероятность аварий и несчастных случаев во время обучения и из-за плохой подготовки оператора.

1081645

Составитель А.Карлов

Редактор А.Козориз, Техред Л.Микеш Корректор.Г.Решетнпк

Заказ 1553/44 Тираж 447 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4