Тренажер машиниста одноковшового экскаватора

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А3

Ц91 (111 (504 G09 E 9 04

: C y r (:a .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

<Я .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4038114/31-11 (22) 06 ° 01. 86 (46) 07. 11.87. Вюл. У 41 (71) Пермский политехнический институт (72) Е.М.Васильев, Э.Э.Грачева, В.Г.Коломыцев и M.Ñ.Òåð-Мхитаров (53) 681.3.071(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1260998, кл. G 09.В 9/04, 1986. (54) ТРЕНАЖЕР МАШИНИСТА ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА (57) Изобретение относится к тренажерам для профессиональной подготовки машинистов одноковшовых экскаваторов с рабочим оборудованием "прямая лопата" и позволяет расширить дидактические возможности тренажера, содержащего пульт оператора, блок моделирования экскаватора, блок задания программы обучения, блок отображения информации, два блока моделирования сопротивления нагрузки два преобразователя координат, формирователь эталонных импульсов, элемент сравнения и индикатор, за счет введения в „него формирования. начального импульса, ключевого элемента, генеI ратора меток, блока умножения, интегратора, блока деления и счетчика времени цикла. Управление положени.ем точки имитации ковша на индикаторе оператор осуществляет с помощью задатчиков режима подъема, напора и поворота, а нажатием выключателя сброса показаний информационных табло имитирует открывание днища ковша. 1 ил.

350659

1 I

Изобретение относится для профессиональной подготовке машинистов одноковшовых экскаваторов с рабочим оборудованием типа "прямая лопата".

Цель изобретения — расширение дидактических возможностей тренажера.

На чертеже приведена блок-схема тренажера.

Тренажер содержит пульт 1 оператора, блок 2 моделирования экскаватора, блок 3 задания программы обучения,блок 4 отображения информации, блок 5 имитации свойств забоя, блок

6 имитации визуальной обстановки и блок 7 определения производительности экскаватора.

Пульт 1 оператора содержит задатчик 8 режима подъема (ЗРП) задатчик

9 режима напора (ЗРН) и задатчик 10 режима поворота (ЗРВ).

Блок 2 моделирования экскаватора содержит электронные модели электромеханических систем подъемного, напорного и поворотного механизма,состоящие из электронных моделей систем управления на магнитных усилителях

1 1, 12 и 13, генераторов 14, 15 и 16 постоянного тока, электродвигателей постоянного тока 17, 18 и 19 приводов .подъема напора, и поворота, механизмов подъема 20 и напора 21, описывающих динамические свойства копающих механизмов, механической системы копающих механизмов 22, составляющих кинематический узел подъемный канат — активная часть рукояти-стрела-ковш и механизма 23 поворота, включающего динамическую систему поворотная платформа-стре.J ла-рукоять с ковшом.

На пульте 1 оператора находится выключатель 24 сброса показаний информационных табло блока 4.

Блок 5 имитации свойства забоя содержит два одинаковых блока 25 и

26 моделирования сопротивления нагрузки соответственно по резанию и на пору, моделирующих усилия сопротивления

Блок 4 отображения информации со% держит включаемые при перегрузках пороговые элементы 27,28 и 29 перегрузок соответственно напора, подъема и поворота информационные табло

30-32 превьппения нагрузок в механиз- мах соответсвенно напора,поцъема и поворота, формирователь 33 ошибки управления, включающий информационное табло 34 сигнализации ошибок .совме5

55 щения операций копания и поворота, а также информационные табло 35 индикации значений производительности, наполнения ковша и времени цикла.

Блок 6 содержит формирователь 36 эталонных импульсов (для определения радиуса забоя заданного профиля в зависимости от угла поворота рукояти), преобразователи 37 и 38 координат (вычисления вертикальной и горизонтальной координат ковша}, элемент

39 сравнения (вычисление толщины среэаемой ковшом стружки), индикатор 40 (ЗЛИ), ключевой элемент 41, формирователь 42 начального импульса (поворотного движения) и генератор

43 меток.

Блок 7 определения производительности экскаватора содержит блок 44 умножения, интегратор 45, счетчик

46 времени цикла и блок 47 деления.

Блок 3 задания программы предназначен для изменения режимов работы на тренажере, изменения структуры и параметров моделей и содержит узел 48 задания свойств забоя,задатчик 49 генератора 43 меток, узел 50 отключения пороговых элементов 27

29 и формирователя 33 ошибки управления и узел 51 задания структуры систем управления электропривода.ми механизмов.

Ключевой элемент 41 управляется формирователем 42 и переключает вход горизонтальной развертки с выхода преобразователя 38 на выход генератора 43 меток „

Формирователь 42 определяет момент начала поворота платформы при выведенном ковше из забоя.

Генератор 43 меток формирует последовательность импульсов, образующих на экране индикатора 40 движущиеся пропорционально скорости вращения платформы и равностоящие друг от друга метки. Направление перемещения меток выбрано противоположно по-. вороту платформы., Перемещение меток на экране индикатора 40 в горизонтальной плоскости имитирует поворот платформы экскаватора. Начало работы генератора ме.:-.ок синхронизируется с началом поворота экскаватора,а направление движения меток — с направлением поворота. Число меток определяется заданным углом поворота платформы значением сигнала с потенцио13506 метра задатчика 49, который сравнивается с текущим сигналом угла поворота, вычисляемого в результате интегрирования сигнала скорости с выхо5 да механизма 23 поворота.

При равенстве заданного и текущего значений углов поворота определяется момент формирования последней метки, имитирующей точку выгрузки ковша, Посредством блока задания программы обучения производится изменение структуры и параметров систем управления электроприводами механизмов 15 отключение информационных табло при контрольных испытаниях, изменение свойств забоя и заданного значения угла поворота на выгрузку.

Благодаря применению в тренажере математических моделей с имитацией поворотного движения машинист имеет возможность обучаться как управлению копанием,так и повороту с груженым и порожним ковшом. 25

Наличие блока 7 определения производительности экскаватора за цикл позволяет выполнять анализ успешных циклов управления, закрепление навыков. Сигнализация ошибочных дей- 30 ствий при управлении экскаватором позволяет обучаемому не допускать их в реальных условиях.

Тренажер работает следующим образом.

В начале работы обучаемый управляя ЗРП 8 и ЗРН 9, изменяет режимы моделей приводов подъемного и напорного механизмов, изменяя тем самым режимы моделей динамических систем механизмов копания и соотношения

45 дания программы обучения, второй вы-. ход которого соединен с первым входом блока отображения информации,а третий выход — с первыми входами первого и второго блоков моделирова50 ния сопротивления нагрузки, вторые входы которых соединены соответственно с четвертым и третьим выходами блока моделирования экскаватора, а выход — соответственно с пятым и

55четвертым входами блока моделирования экскаватора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока отображения информации, второй размеров кинематического узла стрела-канат-активная часть рукояти— ковш. Это моделирует изменения положения ковша относительно профиля забоя, за которым машинист наблюдает на экране индикатора 40. Изменяя глубину .внедрения ковша в забой и управляя скоростью механизмов копания, машинист формирует режимы механизмов и обеспечивает наполнение ковша. После завершения процесса наполнения ковша машинист выводи ковш из забоя и посредством 3РВ 10 управляет процессом поворота экскаватора.

С момента начала поворота и при выведении ковша из забоя формирователь

42 подключает посредством ключевого элемента 41 вход горизонтальной раз59

4 вертки индикатора 40 к выходу генератора 43.меток для отображения процесса поворота. Машинист о скорости и направлении поворота судит по движению меток на экране.

Управляя положением координат точки имитации ковша с помощью ЗРП 8 и

3РН 9, а имитатора положения транспортного сосуда с помощью ЗРВ 10, машинист подводит ковш к имитатору транспортного сосуда и нажатием кнопки 24 имитирует открывание днища ковша, сбрасывая показание интегратора 45 вычисления наполнения ковша.

Изменением положения ЗРВ 10 реверсируется направление поворота платформы. При этом на экране индикатора

40 реверсируется направление движения имитационных меток поворота, а в математической модели динамической системы поворота уменьшается момент инерции ковша относительно оси поворота.

После окончания цикла управления машинист совместно с инструктором по показаниям информационных табло

35 индикации значений производительности, наполнения ковша и времени цикла и табло 30-34 проводит анализ выполнения процесса управления циклом, после чего нажатием выключателя 24 сброса все табло приводятся в исходное состояние;

Формула изобретения

Тренажер машиниста одноковшового экскаватора, содержащий пульт оператора с задатчиками режима, выходы задатчиков подъема и силы напора соединены соответственно с первым и вторым входами блока моделирования экскаватора, третий вход которого соединен с первым выходом блока за-.

13 чального импульса и первым входом индикатора,а второй вход — с выходом генератора меток, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока задания программы обучения, а первый вход — с восьмым выходом блока моделирования экскаватора, связанным с вторым входом формирователя начального импульса, при этом восьмой вход блока моделирования экскака времени цикла, а выход — с девятым входом блока отображения информации, десятый вход которого подключен к выходу счетчика.

Составитель В.Копылов

Техред И.Попович КорреЕТор А.Тяско

Редактор И.Николайчук

Заказ 5285/48 Тираж 433

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, -r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вход которого соединен с выключателем сброса, пятый выход блока моделирования экскаватора соединен с первыми входами первого и второго преобразователей координат и элемента сравнения, а шестой выход — с вторыми входами первого и второго преобразователей координат и входом формирователя эталонных импульсов, выход которого соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого соединен с третьими входами первого и второго формирователей импульсов сопротивления нагрузки, выход первого преобразователя координат соединен с вторым входом индикатора, отличающийся . тем,что, с целью расширения дидактических возможностей тренажера, в него введены ключевой элемент, формирователь начального импульса, генератор меток, блок умножения, интегратор, блок деления и счетчик времени цикла,входы которого соединены с выходами соответствующих задатчиков, пульта оператора. а выход выключателя сброса и задатчика поворота которого соединены соответственно с вторым входом интегратора и пятым входом блока моделирования экскаватора,седьмой и восьмой выходы которого соединены соответственно с пятым и шестым входами блока отображения ин— формации, седьмой вход которого coe\

50659

6 динен с выходом элемента сравнения, подключенным к первому входу формирователя начального импульса и треть=

5 ему входу блока умножения, первый и второй входы которого соединены соответственно с четвертым и пятым выходами блока моделирования экскаватора, седьмой вход которого соединен с выходом второго преобразова-. теля,связанного с первым входом ключевого элемента, управляющий вход и выход которого соединены соответственно с выходом формирователя на2 ватора соединен с выходом интегратора,связанным с восьмым входом блока отображения информации, первый вход интегратора соединен с выходом блока умножения, а выход — с первым .«0 входом блока деления, второй вход которого соецинен с выходом счетчи