Устройство управления движением кабины тренажера

 

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ КАБИНЫ ТРЕНАЖЕРА, содержащее гидроцилиндр, сливной бак, основной электрогидравлический сервоклапан, имеющий два выхода и входа, при этом один выход через основной запорный вентиль сообщен с запоршневым пространством гидроцилиндра, а входы соответственно с магистралями нагнетания и слива, подключенный к выходной магистрали бака гидравлический генератор, выход которого через магистраль нагнетания, в которой последовательно установлены основной обратный клапан и фильтр, соединен с упомянутым основным электрогидравлическим сервоклапаном ,основные гидравлический аккумулятор и перепускной вентиль, подсоединенные к магистрали нагнетания между фильтром и обратным клапаном, при этом выход основного перепускного вентиля через магистраль слива связан с баком, потенциометрический датчик положения штока гидроцялиндра, движок которого механически соединен с штоком гидроцилиндра, а электрически - с первым электрическим входом основного электрогидравлического сервоклапана . Причем средняя точка потенциометрического датчика заземлена, а крайние выводы подключены к задатчику опорного напряжения, при этом второй электрический вход сервоклапана подключен к блоку управления, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности устройства , оно снабжено дополнительными вентилем и электрогидравлическим сервоклапаном, один выход которого соединен с запоршневым пространством :: градроцилиндра, а другой - с предпорсл шневым и через дополнительный венс: тиль - с первым входом основного электрогйдравлического сервоклапана, при этом один электрический вход дополнительного электрогидравлического сервоклапана связан с движком потенциометрического датчика, а второй СП заземпен, причем фильтр и вход доСдд СО 4 полнительного сервоклапана связаны дополнительной магистралью нагнетания с последовательно расположенными в ней дополнительным обратным клапаном и вспомогательным запорным вентилем, между которыми подключен дополнительный гидравлический аккумулятор , при этом второй вход дополнительного сервоклапана соединен посредством сливной магистрали с баком .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) (111

4(5ц G 09 В 9/04!

3 ! ф л р ! у

1д

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3661 206/ 18-1 l (22) 05. 11. 83 (46) 30. 04. 85. Бюл. У 16 (72) В. Б. Кривоносов, И.П. Поезд, Ю.H.Ñêè÷åê и В.И.Филиппов (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством

Института металлофизики АН УССР (53) 629.113.014.9(088.8) (56) I.Ïàòeíò ЧССР 11! 174053, . кл.G 09 В 9/04, 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ КАБИНЫ ТРЕНАЖЕРА, содержащее гидроцилиндр, сливной бак, основной электрогидравлический сервоклапан, имеющий два выхода и входа, при этом один выход через основной запорный вентиль сообщен с запоршневым пространством гидроцилиндра, а входысоответственно с магистралями нагнетания и слива, подключенный к выходной магистрали бака гидравлический генератор, выход которого через магистраль нагнетания, в которой последовательно установлены основной обратный клапани фильтр, соединен супомянутым основным электрогидравлическим сервоклапаном, основные гидравлический аккумулятор и перепускной вентиль, подсоединенные к магистрали нагнетания между фильтром и обратным клапаном, при этом выход основного перепускного вентиля через магистраль слива связан с баком, потенциометрический датчик положения штока гидроцилиндра, движок которого механически соединен с штоком гидроцилиндра, а электрически — с первым электрическим входом основного электрогндравлического сервоклапана, причем средняя точка потенциометрического датчика заземлена, а крайние выводы подключены к задатчику опорного напряжения, при этом второй электрический вход сервоклапана подключен к блоку управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно снабжено дополнительными вентилем и электрогидравлическим сервоклапаном, один выход которого соединен с запоршневым пространством Б гидроцилиндра, а другой — с предпоршневым и через дополнительный вентиль — с первым входом основного электрогидравлического сервоклапана, при этом один электрический вход дополнительного электрогидравлического сервоклапана связан с движком потенциометрического датчика, а второй— заземпен, причем фильтр н вход дополнительного сервоклапана связаны дополнительной магистралью нагнетания с последовательно расположенными в ней дополнительным обратным клапаном и вспомогательным запорным вентилем, между которыми подключен дополнительный гидравлический аккумулятор,.при этом второй вход дополнительного сервоклапана соединен 3 посредством сливной магистрали с баком.

1153341

Изобретение относится к устройствам управления движением кабины тренажеров транспортных средств и может быть использовано в имитаторе акцелерационной информации тренажера для управления движением < илового привода кабины тренажера и в составе последнего — для обучения персонала вождению транспортного средства.

Наиболее близким к предлагаемому 10 является устройство управления движением кабины тренажера, содержащее гидроцилиндр, сливной бак, основной электрогидравлический сервоклапан, имеющий два выхода и входа, при 15 этом один выход через основной запорный вентиль сообщен с запоршневым пространством гидроцилиндра, а входы — соответственно с магистралями нагнетания и слива, подключенный к щ выходной магистрали бака гидравлический генератор, выход которого через магистраль нагнетания, в которой последовательно установлены основной обратный клапан и фильтр, соединен 5 с упомянутымосновным электрогидравлическим сервоклапаном, основные гидравлический аккумулятор и перепускной вентиль, подсоединенные к магистрали нагнетания между фильтром и обратным клапаном„ при этом выход основного перепускного вентиля через магистраль слива связан с баком, потенциометрический датчик положения штока гидроцилиндра, движок которого

35 механически соединен с штоком гидроцилиндра, а электрически — с основным электрическим входом основного сервоклапана, причем средняя точка датчика заземлена, а крайние выводы подключены к задатчику опорного напряжения, при этом дополнительный электрический вход сервоклапана подключен к блоку управления

Недостаток известного устройства 5 заключается в том, что запорный вентиль в случае аварии в магистрали нагнетания запирает только эту магистраль,оставляя открытоймагистраль HÂÂ, и поэто у кабина тренажера, 50 осуществляя давление (собственным seco ) на шток гидроцилиндра, перемещает его. В случае совпадения направления движения кабины до момента аварии с направлением действия силы тяжести кабины, скорость указанного перемещения значительна и приводит к удару, что может нежелательно отразиться на конструкции гидроциЛиндра и привести к травме обучаемого

Кроме того в известном устройстве в случае аварии отсутствует возможность выставки кабины в горизонталь-. ное положение, так как в случае обрыва магистрали нагнетания (например, между фильтром и сервоклапаном / сервоклапан и гидроцилиндр оказываются отрезанными от аккумулятора и гидравлического генератора, следовательно, отсутствует сила, способная привести кабину в горизонтальное положение.

Цель изобретения — повышение надежности устройства за счет устранения аварийных ситуаций.

Поставленная цель достигается тем,- что устройство. управления движением кабины тренажера, содержащее гидроцилиндр, сливной бак, основной электрогидравлический сервоклапан, имеющий два выхода и входа, при этом один выход через основной запорный вентиль сообщен с запоршневым пространством гидроцилиндра, а входы— соответственно с магистралями нагнетания и слива, подключенный к выходной магистрали бака гидравлический генератор, выход которого через магистраль нагнетания, в которой последовательно установлены основной обратный клапан и фильтр, соединен с упомянутым основным электрогидравлическим сервоклапаном, основные гидравлический аккумулятор и перепускной вентиль, подсоединенные к магистрали нагнетания между фильтром и обратным клапаном, при этом выход основного перепускного вентиля через магистраль слива связан с баком, потенциометрический датчик положения штока гидроцилиндра, движок которого механически соединен с штс..ом гидроцилиндра, а электрически — L первым электрическим входом основного электрогидравлического сервоклапана, причем средняя точка потенциометрического датчика заземлена, а крайние выводы подключены к задатчику опорного напряжения, при этом второй электрический вход сервоклапана подключен к блоку управления, снабжено дополнительными вентилем и электрогидравлическим сервоклапаном, один выход которого соединен с запоршневым пространством гидроцилиндра, а другой — c Редпоршневым и через дополнительный вентиль— с первым входом основного электрогидравлического сервоклапана,при этом

334 1

3 l l 5 один электрический вход дополнитель-! ного электрогидравлического сервоклапана связан с движком потенциометрического датчика, а второй заземлен, причем фильтр и вход дополнительного сервоклапана связаны дополнительной магистралью нагнетания с последовательно расположенными в ней дополнительным обратным клапаном и вспомогательным запорным вентилем, между 10 которыми подключен дополнительный гидравлический аккумулятор, при этом второй вход дополнительного сервоклапана соединен посредством сливной магистрали с баком. 15

Предлагаемое техническое решение позволяет решить задачу фиксации штока гидроцилиидра при повреждении магистрали нагнетания, исключая дальнейшее перемещение кабины даже в 20 случае совпадения направления силы, действующей на шток гидроцилиндра, и силы тяжести кабины тренажера при помощи второго запорного вентиля в цепи слива (второй вход гидроцилиндра ). Кроме того, данное решение позволяет в аварийной ситуации и в нормальном режиме работы решить задачу выставки в горизонтальное положение кабины при помощи электрогидравлической цепи управления, состоящей из е второго электрогидравлического сервоклапана, третьего запорного вентиля, второго обратного клапана, второго аккумулятора.

На фиг.l изображена блок-схема

35 устройства на фиг.2 — конструктивное выполнение основного и дополнительного запорных вентилей; на фиг.3конструктивное выполнение вспомога-.

40 тельного запорного вентиля; на фиг.4график работы запорных вентилей.

Устройство управления движением кабины тренажера содержит гцпооцилиндр

l,äîïoëíèòåëüíbM электрогидравличес- 45 кий сервоклапан 2, выходы которого подключены к входам гидроцилиндра 1 и через основной 3 и дополнительный

4 запорные вентили — к соответствующим выходам основного электрогидрав- 50 лического сервоклапана. 5, бак б, гидравлический генератор 7, вход которого подсоединен к выходу бака 6, а выход через основной обратный клапан 8 — к магистрали 9 нагнетания, 55 фильтр 10, установленный в магистрали

9 нагнетания между основным обратным клапаном 8 и первым входом основного электрогндравличе< кого сервоклапана

5, основной гидравлический аккумулятор 11, подключенный к магистрали 9 нагнетания между основным обратным клапаном 8 и филы ром 10, перепускнои вентиль 12, вход которого подключен к магистрали 9 нагнетания между обратным клапаном 8 и фильтром 10, а выход — через магистраль 13 слива в бак 6. При этом магистраль 13 слива соединяет бак 7 с вторым входом основного электрогидравлического сервоклапана 5 и с вторым входом дополнитель-. ного электрогидравлического клапана 2.

Первый вход дополйительного электрогидравлического клапана 2 через последовательно соединенные вспомогательный запорный вентиль 14 и дополнительный обратный клапан 15 подсоединен к магистрали 9 нагнетания.

Между электрогидравлическим сервоклапаном 2 и обратным клапаном 15 к ма-. гистрали 9 нагнетания подключен дополнительный гидравлический аккумулятор

16.

Шток гидроцилиндра 1 механически связан с движком потенциометрического датчика 17. С этого движка электрический сигнал поступает на первые электрические входы основного и вспомогательного электрогидравлических сервоклапанов 5 и 2. Средняя точка потенциометрического датчика заземлена, а крайние подключены к задатчику опорного напряжения (не показан ). Второй электрический вход дополнительного электрогидравлического сервоклапана 2 заземлен, а на второй электрический вход основного электрогидравлического сервоклапана 5 подается сигнал с блока 18 задания.

Основной и дополнительный запорные вентили 3 и 4 содержат корпус 19, внутри которого установлена пружина

20., опирающаяся с одной стороны на торцовую стенку корпуса 19, а с, другой — на золотник 21. В корпусе установлены три штуцера 22, 23 и 24, соединенные с камерами 25, 26 и 27 соответственно. На золотнике 21 выполнена проточка 28, которая при перемещении золотника 21 может соединять камеру

25 с. камерой 26, соединяя тем самым каналы штуцеров 22 и 23, т.е, открывая запорный вентиль.

Конструкция вспомогательного запорного вентиля 14 (фиг.31 аналогична конструкции основного и дополни1!5334l тельного запорных вентилей 3 и 4 и отличается от них только расположением проточки 28 на золотнике 21 и жесткостью пружины 20, при этом ycuJIHe срабатывания вспомогательного 5 запорного вентиля 14 F1 намного меньше усилия срабатывания F основного и дополнительного запорных вентилей 3 и 4.

Конструктивная реализация устрой ства возможна на основе как серийно выпускаемых, так.и оригинальных конструктивных элементов. Так, в качестве гидроцилиндра могут быть использованы гидроцилиндры, применяемые в стенде динамическом тренажера КТС ТУ-144 или КТС ТУ=154Б, или гидроцилиндры БУ-!70, КАУ=120 и т.д., в качестве электрогидравлических сервоклапанов 5 и 2 - клапаны управления, применяемые в рулевых агрегатах РА-5ВП. В качестве обрат,ных клапанов 8 и 15 могут быть применены обратные клапаны типа 671800/Б самолета ТУ-124, а в качестве

25 фильтра 0 — фильтр 22ГФ-1ОБН самолета АН-)О. В качестве гидравлических аккумуляторов 11 и 16 могут быть применены аккумуляторы типа 124-5898-150 самолета ТУ-$24, а в ка- 30 честве перепускного вентиля 12 — предохранительный клапан типа A!86M самолета АН-10 ÑÒÓ. В качестве бака

6 может быть применен бак типа

У5612-0 самолета ТУ-124, а в качестве первого и второго запорных вентилей 3 и 4 — отсечные клапаны самолета АН-10 либо вентили, конструкция которых приведена на фнг.2.

В качестве датчика положения што- 40 ка гидроцилиндра I могут быть использованы датчики, применяемые в стенде динамического тренажера КТС ТУ-144 или КТС ТУ-154Б. В качестве гидравлического генератора может быть ис- 4> пользована гидравлическая станция

"Волна" либо насос типа 435Ф, либо станция гидронасосиая С72.962.000.

Блок 18 задания в составе тренажера представляет собой устройство, включающее вычислительную машину с запрограммированной моделью пространственного движения объекта, соединенную с датчиками положения органов управления кабины имитируемого объек-.55 та и через устройство сопряжения— с основным сервоклапаном. В качестве такого блока задания может быть применена устройства управления стендам динамическим, разработанное ОКТБ с

ОП ИМФ АН УССР (С7! . 899, 000 ) или аналогичные устройства управления из тренажеров КТС ТУ-154 илн КТС

ТУ-144.

Устройство работает следующим образом. !

Гидравлический генератор 7 перекачивает рабочую жидкость иэ бака

6 в магистраль 9 нагнетания. При достижении давлением определенного значения (например 0,3 К„,„ ) на выходе гидравлического генератора открываются основной и дополнительный обратные клапаны 8 и 15 н рабочая жидкость поступает на основной и дополнительный аккумуляторы li и 16 и через фильтр !Π— на первый вход основного электрогидравлического сервоклапана 5, а также на основной, дополнительный и вспомогательный запорные вентили 3,4 и 14, которые срабатывают по достижении давлениеи определенного значения в иагистрали

9 нагнетания. При этом основной и дополнительный запорные вентили 3 и 4 открывают каналы, соединяющие выходы основного электрогидравлического сервоклапана 5 с входами гидроцилиндра, а вспомогательный запарный вентиль 14 отсекает ат магистрали 9 нагнетания дополнительный электрогидравлический сервоклапан 2. В случае превышения давлением в магистрали 9 нагнетания номинального срабатывает перепускнай вентиль 12, соеди- . няя магистраль 9 нагнетания с магистралью 13 слива и бакам 6. После спада давления до номинального перепускной вентиль 12 отсекает магистраль

9 нагнетания от магистРали !3 слива и .бака 6.

В описанном состоянии устройство готово к отработке управляющего сигнала, который поступает на первый электрический вход основного электрогидравлического серваклапана 5 из блока !8 задания и сравнивается с электрическим сигналом, поступающим на второй электрический вход ат датчика положения штока гидрацилиндра -l.

Результирующий электрический сигнал управления управляет эалотннковым механизмом (не показан) основного электрогидравлического серваклапана 5, соединяя магистраль 9 нагнетания с предпоршневым и запаршневыи прастран1153341 ствами гидропилиндра 1 и перемещая шток последнего в ту или другую сторону. При этом перемещается движок датчика положения штока гидроцилиндра механически связанный со штоком, 5 а следовательно, изменяется электрический сигнал, поступающий на второй электрический вход основного электрогидравлического сервоклапана 5. Очевидно, что перемещение штока гидро- 10 цилиндра 1 происходит до тех пор, пока не сравняются величины электрических сигналов на первом и втором электрических входах основного электрогидравлического сервоклапана 5. 15

В случае необходимости выставки кабины в горизонтальное положение например,для выхода обучаемого из кабины после отработки учебной задачи на первый электрический вход 20 электрогидравлического сервокла-. пана 5 из блока 18 задания — подается сигнал, равный нулю. Отработка этого сигнала производится аналогичным образом, при этом перемещение штока гидроцилиндра 1 происходит до тех пор, пока связанный с ним движок задатчика положения штока гидроцилиндра 1 не установится напротив его средней заземленной точки и сиг- 30 налы на первом и втором электрических входах основного электрогидравлического сервоклапана 5 ие окажутся равными нулю. В случае аварии в гидравлическом генераторе 7 и падении давленИя рабочей жидкости на его выходе срабатывает основной обратный клапан 8,отсекая от гидравлического генератора 7 магистраль 9 нагнетания.

В данной ситуации выставка кабины в 4О горизонтальное положение производится описанным выше образом и обеспечивается давлением рабочей жидкости, поступающей из первого гидравлического аккумулятора 45

В случае обрыва магистрали 9 нагнетания в любой точке за основным обратным клапаном 8 давление в камерах 27 основного, дополнительного и вспомогательного запорных вентилей

3,4 и 14 резко падает. При этом основной и дополнительный запорные вентили 3 и 4 перекрывают первый и второй входы гндроцнлиндра 1, фиксируя его в данной точке, а вспомогательный55 запорный вентиль 14 соединяет дополнительный гидравлический аккумулятор

16 с дополнительным электрогидравлическим сервоклапаном 2, а дополнительный клапан 15 отсекает эту гидравлическую цепь управления от остальной магистрали 9 нагнетания. Так как первый электрический вход дополнительного электрогидравлического сервоклапана 2 заземлен (что равносильно подаче на этот вход управляющего сигнала, равного нулю ), а второй соединен с движком датчика положения штока гидроцилиндра 1, то далее происходит автоматическая выставка кабины в горизонтальное положение описанным выше образом, обеспечиваемая за счет энергии дополнительного гидравлического аккумулятора 16.

Основной, дополнительный и вспомогательный запорные вентили работают следующим образом. При поступлении давления в камеру 27 (фиг.2} золотник

21 перемещается под действием этого давления в корпусе 19 сжимая пружину 20, при этом проточка 28 на золотнике 21 соединяет камеры 25 и 26 и штуцеры 22 и 23 и рабочая жидкость проходит через запорные вентили 3 и

4 (вентили открыты ).

Проточка на золотнике 21 (фиг.3) вспомогательного запорного вентиля

14 выполнена таким образом, что в описанном случае золотник 21 перекрывает камеры 25 и 26 и штуцеры 22 и 23 (вентиль закрыт ).

Аналогично при падении давления в камере 27 основной и дополнительный вентили 3 и 4 закрываются под действием пружины 20, а вентиль 14 открывается.

Характерным для конструкции вентилей 3,4 и 14 является то, что в нормальном режиме работы первым при подаче номинального давления на вход должен сработать вспомогательный запорный вентиль 14, запирая вход нагнетания дополнительного электрогидравлического сервоклапана 2, прежде чем откроются основной и дополнительный запорные вентили 3 и 4, разрешая работу, основного электрогидравлического сервоклапана 5. В противном случае управляющее воздействие дополнительного электрогидравлического сервоклапана 2 на входах силового гидроцилиндра 1 является помехой для отработки задания первым электрогидравлическим сервоклапаном 5, Аналогич1 но в аварийной ситуации прн- реэк м

1153341

НаарАЕн падении давления в магистрали 9 нагне1 тания первым должны сработать основ-. ной и дополнительный запорные вентили 3 и 4, запирая первый и второй входы. силового гидроцилиндра l, а затем вспомогательный запорный вентиль 14, разрешая работу дополнительного электрогидравлического сервоклапана 2. Данная задача решается за счет подбора характеристик пружин 20.

16

Усилие срабатывания пружины 20 основного и дополнительного запорных вентилей 3 и 4 должно быть значительно выше усилия срабатывания пружины

20 вспомогательного запорного вентиля )4, что поясняется графиком (фиг.4 ).

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность работы устройства и, как следствие, безопасность обучения за счет решения задачи надежной фиксации штока гидроцилиндра в аварийных ситуациях (фиксируются оба входа гидроцилиндра), а также решить задачу выставки кабины в горизонтальное положение как в режиме нормальной работы, так и в аварийной ситуации при помощи основного или дополнительного злектрогидравлических сервоклапанов.

) 53341

Р1 f!

153341

1153341

Составитель А.Любин

Редактор И.Рыбченко Техред И.Асталош Корректор В.I èðíÿê

Заказ 2509/41. ирак 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ИПП "Патент",г.у кгород,ул.Проектная,4