Тренажер для обучения персонала транспортных средств

 

1. TPtHAp: ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ПЕРСОНАЛА ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, содержащий расположенные внутри неподвижной раьа с возможностью разворота относительно вертикальной и одной горизонтальной осей с .помощью силовых приводов родвижные рамы, на одной из которых установлена с возможностью разворота относительно другой горизонтальной оси щтанга с замере пленными на ее концах кабинами с органами управления, о тличающийся тем, что, с целью повышения зффективности обучения J он снабжен для каждой координаты расположенным симметрично первому силовому приводу относительно оси вращения кабины дополнительным силовым приводом с блоком управления и подключенными к первому и второму входам последнего тензометричеокими датчиками усилий, установленными на штанге и рамах кабины в ме.тах воздействия на них штоков силовых приводов 2 Тренажер по п.1, о т л и чающ-ийся тем, что блок управления г ид paiB ли чес кими приводами включает в себя компараторы, источ (Л ник опорного напряжения, подключенный к первым их входам, другие входы которых через преобразовательные связаны с входами блока управления, триггеры, одни входы которых подключены к выходам соответствукицих компараторов , другие - к кнопке спроФ со са сигнала, а выходы соедийены с выходами блока управления. со 4 Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН y(1 С 09 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 3686618/27-11 (22) 06.01,84 (46) 23,06,85,Бюл.Ф 23 (72) В.С,Минченко, В.Б.Кривоносов, В.И.Филиппов и Ю,Н.Спичек (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством Института металлофизики АН Украинской ССР (53) 629.113.014,9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И - 657450, кл, G 09 В 9/02, 26,.10.77. (54) (57) 1. ТРЗНА1КЕР ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ

ПЕРСОНАЛА ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, содержащий расположенные внутри неподвижной рамы с возможностью разворота относительно вертикальной и одной горизонтальной осей с помощью силовых приводов подвижные рамы, на одной из которых установлена с возможностью разворота относитель» но другой горизонтальной оси штанга с закрепленными на ее концах кабинами с органами управления, о т„„SU„„3 163346 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности обучения, он снабжен для каждой координаты расположенным симметрично первому силовому приводу относительно оси вращения кабины дополнительным силовым приводом с блоком управления и подключенными к первому и второму входам последнего тензометричео. кими датчиками усилий, установленными на штанге и рамах кабины в ме".тах воздействия на них штоков силовых приводов, 2. Тренажер по п.1, о т л и— ч а ю щ .и и с я тем, что блок управления гидравлическими приводами включает в себя компараторы, источник опорного напряжения, подключенный к первым их входам, другие входы которых через преобразовательные связаны с входами блока управления, тригеры, одни входы которых подключены к выходам соответствующих компараторов, другие — к кнопке спроса сигнала, а выходы соедийены с выходами блока управления.

1163346

ЗО

3S

Изобретение относится к обучающим устройствам, в частности к имитаторам акцелерационной информации тренажеров транспортных средств, и может быть использовано в составе последних для имитации движения транспортного средства.

Цель изобретения — повышение эффективности обучения,.

На фиг. l изображен тренажер, общий вид; на фиг. 2 — функциональная схема блока управления по одной из координат, например крену, B представленном на фиг. I тренажере в качестве приводов применены гидравлические приводы, что определяет элементную базу блока управления приводами. В случае применения в качестве исполнительных механиз-" мов электрических приводов блок управления может быть представлен на базе электрических элементов.

Тренажер состоит из рамы 1 (фиг. I) представляющей собой неподвижный корпус, в нижнем и верхнем основаниях которого на подшипниках 2 закреплена рама 3, имеющая вазможность разворота относительно оси Y (курс) .

В подшипниках 4 рамы 3 закреплена внутренняя рама 5, которая имеет возможность разворота относительно оси (дифферент). В подшипниках 6 внутренней рамы 5 закреплена штанга 7, которая имеет возможность разворота по оси Х (крен). Силовые приводы 8-13, корпуса которых шарнир но закреплены на кронштейнах 14-19 соответственно, а штоки попарно и симметрично относительно осей вра-щения Х,Y, g подсоединены к рамам

3,,5 и штанге 7, предназначены для вращения соответствующих рам 3 5 и штанги 7 относительно центра вращения(0). На концах штанги 7 установлены кабины 20 и 21. На штанге 7 установлен датчик 22 обратной связи по положению, связанный с вычислителем 23 (фиг,2 }, вход котороro связан с выходом датчика 24 положения органа 25 управления, установленного в кабине 20 или 21.

На штанге 7 закреплены тензометрические датчики 26 и 27 усилий, электрически связанные с входами блока 28 управления приводом в состав которого входят усилители 29 и 30, входы которых соответственно связаны с выходами датчиков 26 и 27, а выходы — с входами выпрямительных мостов 31 и 32, выходы которых соединены с первыми входами компараторов 33 и 34 соответственно, вторые входы которых соединены между собой и с источником 35 опорноro напряжения. Выход компаратора 33 соединен с первым входом триггера 36, второй вход которого соединен с первым нормально разомкнутым кон,тактом кнопки 37, второй, нормально разомкнутый, контакт которой заземлен. Выход компаратора 34 соединен с первым входом триггера 38, второй вход которого соединен с первым нормально разомкнутым

1 контактом кнопки 37 сброса сигнала.

Выход триггера 38 соединен с электрическимии входами эле ктро гидр авлических перепускного клапана 39 и запорного вентиля 40, а выход триг— гера 36 — с электрическими входами электрогидравлических перепускного клапана 41 и запорного вентиля 42.

Первый гидравлический вход электрогидравлического перепускного клапана 39 соединен с первым входом гидравлического привода 8 и первым выходом электрогидравлического сер; вокланана 43, а второй — с вторым входом гидравлического привода 8 и вторым выходом электрогидравлического сервоклапана 43. Электрогидравлический клапан 43 через запорный вентиль 40 соединен с магистралями 44 нагнетания и 45 слива.

Первый гидравлический вход электрогидравлического перепускного клапана 41 соединен с первым входом гидравлического привода 9 и первым выходом электрогидравлического сервоклапана 46, а второй — с вторым входом гидравлического привода 9 и вторым выходом электрогидравлического сервоклапана 46. Электрогидравлический сервоклапан 46 через запорный вентиль 42 соединен с магистралями 47 нагнетания и 48 слива, Магистрали 44 и 47 нагнетания соединены с гидростанцией 49.

Подключение приводов по каждой координате может быть выполнено таким образом, что движение кабины по данной координате будет осуществляться либо при синфазном, либо при противофазном штоках приводов.

В качестве гидравлических приводов 8-13 в данном устройстве могут

1163346 быть применены гидроусилители типа БУ-170, БУ-190, КАУ-120, а в качестве кабин 20 и 21 — реальные кабины имитируемого транспортного средства с органами управления H имитируемым оборудованием и приборами. В качестве датчиков 22 может быть применен потенциометр типа

ПТП-11 или СКВТ. типа ВТ-5а, н качестве вычислителя 23 — аналоговая вычислительная машина типа ABK-32.

В качестве электрогидравлических сервоклапанов 43 и 46 могут быть при. менены электрогидравлические сервоклапаны типа встроенных в рулевые агрегаты PA-5ВП, а в качестве перепускных клапанов 39 и 41 запорных вентилей 40 и 42 — вентили, золотник которых связан сердечником электромагнитной катушки, В качестве тензодатчиксв 26 и 27 могут быть использованы тензодатчики типа

2ПКБ, в качестве ксмпаратсров 33 и 34 — компараторы типа К554САЗ, в качестве триггеров 36 и 38 — стандартные триггеры типа K155TBl с транзистором типа КТ827А, включенном на ьыходе для увеличения допустимого тока нагрузки, Работу тренажера рассмотрим на примере работы одной из пар гидравлических приводов (например, 8 и 9— приводы крена кабины, реализующие их разворот относительно оси Х, фиг.2) .

Рабочая жидкость (например, масло

АМГ-10) поступает из гидростанции 49 по магистралям 44 и 47 нагнетания через запорные вентили 40 и 42 и электрсгидравлические сервоклапаны

43 и 46 на входы гидроцилиндрсв 8 и 9 соответственно, В указанном сосг, тоянии схема готова к отработке управляющего воздействия, Таковым является усилие, приложенное обучаемым к органу 25 управления (в данном случае по крену) кабины 20 или 21 имитируемого транспортного средст- ва. Обучаемый, находящийся в кабине

20 или 21 имитируемого транспортногс средства, управляя последним (например, по крену), отклоняет орган 25 управления на угол, при этом механически связанный с ним датчик 24 разворачивается на угол К,= (где k — редукционное число). На вы. хсде датчика 24 появляется электрический сигнал, пропорциональный углу

1О

ЗО

45 разворота штока датчика 24, и поступает в вычислитель 23, куда поступают и другие параметры движения транспортного средства (скорость, дифферент, курс и т.д,), а также заданные условия внешней среды и где формируют сигналы задания, поступающие на электрические входы электрогидравлических сервоклапанов 43 и 46 гидравлических приводов 8 и 9. Эти сигналы будут равны по амплитуде и противоположны по знаку, так как согласно данной схеме штоки гидравлических приводов для отработки заданного угла крена должны двигаться во взаимно противоположных направлениях. Согласно величине и знаку сигнала задания электрогидравлические клапаны 43 и 46 соединяют соответствующую камеру гидравлических приводов 8 и 9 с магистралями 44 и 47 нагнетания и платформа перемещается дс тех пор, пока сигнал задания ае сравняется пс амплитуде с сигналом отработки, поступающим в вычислитель 23 с датчика 22.

Аналогичным образом схема отреагирует на изменение крена кабины

20 или 21 в результате изменения внешних условий (бальность моря, изменение силы и направления набегаюшего потока и т.д.), которые поступают в вычислитель 23 по другим входам и суммируются с сигналом задания крена обучаемым. При подаче на вычислитель 23 сигнала, пропорционального дифференту 1 (приводы 10 и 11) или курсу1 (приводы 12 и 13), внутренняя рама 5 и рама 3 совершают развороты 1вместе сс штангой 7 и кабинами 20 и 21 относительно осейте(дифферент) иУ(курс) соответственно. При этом направление движения штоков гидроцилиндров

12 и 13, как и в рассмотренной схеме, встречное и сигналы задания, поступающие на электрический вход электрогидравлических сервоклапанов 43 и 46 равны по амплитуде и противоположны по знаку, а штоков гидрсцилиндров IO и 11 — согласное, а следовательно, сигналы задания равны по амплитуде и знаку.

Таким образом, кабины 20 и 21, в которых находятся обучаемые, совершают развороты в соответствии с законами движения имитируемого транспортного средства в ответ на

1163346 отклонения органов управления обучаемым, которые преобразуются в вычислитель 23 и поступают на электрогидравлические сервоклапаны 40 и 43 гидравлических приводов 8-13 в виде сигналов управления.

Рассмотрим работу устройства в аварийных ситуациях: обрыв в магистрали нагнетания одного из гидравлических приводов; заклинивание одного из гидравлических приводов.

В случае обрыва магистрали нагнетания одного из гидравлических приВодов (например, 8) перемещение платформы осуществляется другим приводом 9 по описанному вы— ше алгоритму. При этом привод 8 становится своеобразным демпфирующим звеном, несколько снижающим скоростные характеристики платформы.

В случае заклинивания (например, гидравлического привода 81 один конец штанги 7 останавливается, а на другом в результате действия привода 9 возникает изгибающий момент.

На выходе датчика 2? появляется сигнал, пропорциональный величине изгибающего момента, и через усилитель 30 и выпрямительный иост 32 поступает на второй вход компаратора 34, где сравнивается с величиной опорного напряжения, поступающего на первый вход от источника 35. Пос ле того, как поступающее от датчика 27 напряжение превысит значение

5 опорного, компаратор 34 выдает управ. ляющий сигнал на первый вход тригге ра 38. Последний устанавливается в единичное состояние и подает сигнал на электрические входы электрогид1О равлических перепускного клапана 39 и запорного вентиля 40. При этом клапан 39 соединяет обе камеры (первый и второй входы) гидравлического привода 8, а запорный вентиль 40 отсекает электрогидравлический сервоклапан 43 от магистралей 44 нагнетания и 45 слива. Шток привода 8 приобретает возможность свободного перемещения и, как и в предыдущем случае, становится своеобразным демпферным звеном по отношению к гидравлическому приводу 9 ° Дальнейшее перемещение платформы производится приводом 9 описанным выше образом. Триггеры 36 и 38 устанавливаются в исходное (нулевое) состояние нажатием кнопки 37 "Сброс".

Изобретение позволяет демпфировать ударные нагрузки (при имитации акце39 лерационной информации) и повысить точность отработки управляющих сигналов, .что приводит в конечном счете к повышению эффективности обучения.

1163346. 1163346

Составитель Г. Корнева

Техред Т.Фанта,Корректор М.Самборская

Редактор В.Петраш

Подписное

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

Заказ 4106/49 Тираж 452

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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