Тренажер

 

Изобретение может быть использовано для обучения элементам и емам строевой подготовки. Цель изобретения - расширение функщ-юнальных возможностей. Тренажер содержит тредбан 1 с регулируемым приводом, блок 4 управления, соединенный с фотодатчиками 9-13, Фотодатчики установлены на различной высоте от ленты тредбана 1 и его центра для контроля правильности вьтолнения строевого шага. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н даторСКому СВиДЕтепьСтвм

ВСЕСОЮЗНАЯ

ГАЧ;ЛЮ к.л. ЮНАЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4229958/40-12 (22) 13.04.87 (46) 07.03.89. Вюл. № 9 (72) В.Ф.Вербов, Н.И.Олейник и П.П.Рыбалко (53) 685.648.796.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 997695, кл. А 63 В 23/06, 1981. (54) ТРЕНАЖЕР (57) Изобретение может быть исполь„„Я0„„1463323 А 1 (51)4 А 63 В 23/06, G 09 В 9/00 зовано для обучения элементам и при . емам строевой подготовки. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Тренажер содержит тредбан 1 с регулируемым приводом, блок 4 управления, соединенный с фотодатчиками 9-13. Фотодатчики установлены на различной высоте от ленты тредбана 1 и его центра для контроля правильности выполнения строевого шага. 5 ил.

1463323

Изобретение относится к обучающим устройствам нли тренажерам и может бЫть использовано для обучения правильному движению строевым шагом.

Цель изобретения — расширение функниональных возможностей.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — функциональная .схема устройства; на фиг.3 — - функ- 10 циональная схема блока управления; на фиг.4 — передняя панель блока управления; на фиг.5 — панель блока

1 и ндикации.

Тренажер для строевой подготов- 15 к содержит тредбан 1 с регулируемым приводом 2, датчики 3, блок 4 управления, зеркало 5, блок 6 индикации, источники 7 и приемники 8 света, первая 9, вторая 10, третья 11, четвертая 12 и пятая 13 пары датчика 3, на ленте тредбана 1 размещены параллельные полосы 14.

Блок 4 управления содержит формирователи 15-20, счетчики 21-27, 25 блок 28 сравнения, триггер 29, схемы ИЛИ 30 и 31, формирователь 32 задержки, формирователь 33 временных интервалов, Тренажер работает следующим образом.

Тренирующийся размещается на движущейся дорожке 1 в виде бесконечной ленты с приводом 2 с переменной скоростью вращения (например, цепНой, ременной или фрикционной передачей). Перед обучаемым установлены блок 6 индикации и зеркало 5. Блок

А управления электрически связан с блоком индикации и приводом. Фото40 элементы 8 размещены по одну сторону движущейся ленты соответственно перед и за человеком на уровне груди, на высоте 15-20 см от ленты на расстоянии вытянутой ноги обучаемого, за спиной человека на уровне пояса, перед обучаемым у движущейся ленты.

По другую сторону дорожки напротив фотоэлементов установлены соответствующие точечные источники 7 света.

На бесконечной ленте нанесены через 70-80 см параллельные полосы

14 для контроля ширины шага.

Фотоэлементы и источники света могут перемещаться руководителем занятия по горизонтали и вертикали относительно обучаемого.

Руководитель занятия с блока 4 управления подает питание на источники 7 (9, 10 и 11) света. Питание на источники 12 и 13 света подается в момент пересечения ногой обучаемого луча от источника 11 при ее движении вверх и прекращается в момент пересечения луча от того же источника при движении ее вниз.

Можно выдел .ть два основных режима работы тренажера: без выставления оценки и подсчета ошибок; с выставлением оценки и подсчетом ошибок, причем подсчитывается как общее количество ошибок, так и по элементам движения строевым шагом— четыре вида ошибок.

В обоих режимах на блоке управления выбирается вид управления скоростью вращения привода или скоростью движения дорожки — ручной (с блока) или автоматический.

Кроме двух основных режимов имеются и различные подрежимы, например с выключенным блоком индикации (с блока управления). В этом случае обучаемый идет "вслепую", без информации о допущенных ошибках.

Ошибками считаются:

1. Наклоны корпуса вперед или назад (в движении корпус должен оставаться вертикальным).

2. Отклонение частоты шага от 110 до 120 шагов в минуту.

3. Подъем ноги ниже 15-20 см и ширина шага менее 70-80 см.

4. Рука движется не назад до отказа, а в сторону (или рука сгибается в локте).

Первую группу ошибок регистрируют фотоэлектронные пары 9 и 10, установленные перед и за обучаемым на уровне груди. Второй вид ошибок регистрирует пара 13, установленная перед обучаемым внизу у ног так, чтобы он пересекал луч даже при самом невысоком подъеме ноги. Третью группу ошибок фиксирует пара 11 установленная так, чтобы луч пересекался носком ноги при ее подъеме на высоту 15-20 см и ширине шага 70-80 см.

Четвертый вид ошибок регистрируется парой 12, которая размещается сзади так, чтобы луч пересекал кулак отведенной назад до отказа руки.

Рассмотрим работу тренажера в первом режиме (в этом случае будет задействована только верхняя половина блока индикации). Выбирают временной интервал в 5 с и определяют ется клавиша "Ввод информац ш". Далее задается соответствующее количество ошибок по каждому из четырех элементов строевого шага.

Тренирующийся становится на лен- ту, включается дорожка и нажимается клавиша "Пуск" в группе "Обработка информации". Обучаемый идет по дорожке строевым шагом, а в блоке управления обрабатывается поступающая с фотоэлемента информация (как в! первом режиме). Через установленное время автоматически лента останав-ливается и прекращается подсчет ошибок (это можно сделать в случае необходимости и вручную клавишами

"Стоп" ). При нажатии клавиши "Оценка" на блоке индикации высвечивается оценка, которая определяется по какому-то выбранному критерию.

Формирователи 15-20 импульсов формируют на выходе короткий импульс только в момент перекрытия луча света частью тела обучаемого, после чего они вновь готовы к работе,. т.е. готовы формировать короткий импульс при очередном перекрытии луча.

Формирователь 33 временных интервалов формирует последовательно пусковые;импульсы-метки и через

5 с — стоповые (считывания}.

Узел контроля частоты шагов содержит формирователь 15 импульсов со связанной с ним парой 9, формирователь 33 временных интервалов, счетчик 21 частоты шагов и блок 28 сравнения. Временной интервал в 5 с наиболее удобен для подсчета частоты шагов, так как при меньшем ин- тервале. увеличивается погрешность вычисления, а при большем увеличивается время. Таким образом, в течение 5 с идет подсчет числа шагов, в течение слецующих 5 с идут обработка информации, высвечивание на табло соответствующих транспарантов, корректировка обучаемым своей скорости движения, корректировка скорости движения ленты, затем опять 5 с подсчет числа шагов и т.д. Шаги-импульсы считаются счетчиком 21. По команде "Стоп" на формирователь 15 подается и команда "Считывание" на счетчик 21, в результате которой происходит передача информации (NÄ) из счетчика в блок 28 сравнения. В зто устройство заранее постоянно .

45 з 1463323 значения М . При требуемой частоте

120 шагов в минуту оно должно быть равно 10. Но так.как при движении луч света от источника 13 перекрыва-:: ется каждой ногой два раза (при подъеме и опускании), то N = 20.

Если обучаемый идет медленно (пусть

N „ = 19), то в блоке управления определяется разность (N 1 — И, = 1) и на блоке индикации формируется сигнал "Чаще шаг". Если обучаемый идет быстрее (пусть N = 21), то разность

-Уг

N „- N, = -1 и формируется сигнал

"Реже шаг". При автоматическом управлении приводом должен формироваться сигнал "Быстрее" или "Медленнее".

Если обучаемый сделал шаг и пересек луч от источника 13, то он обязан носком ноги перекрыть и луч света от включенного при этом источника 11. Если этого не происходит, то, значит, он ногу или поднял ниже, или сделал короче шаг, или согнул ногу в колене, т.е. допустил ошибку. Аналогично, если он сделал шаг, то обязан кулаком отведенной назад до отказа руки перекрыть луч от включенного источника 12. Если этого не происходит, то также будет фиксироваться ошибка.На блоке индикации высвечиваются соответствующие транспаранты.

Фотоэлектронные пары 9-13 устанавливаются руководителем занятия относительно человека в зависимости от его роста, объема груди и степени обученности.

Для прекращения движения на блоке управления нажимается клавиша

"Стоп" и в группе "Дорожка". При этом снимается питание с привода 2 и лента останавливается.

Рассмотрим работу тренажера во втором режиме — с выставлением оценки и контролем ошибок.

Для работы в этом режиме перед началом тренировки руководителем вводится в блок управления ряд констант. Вводится длительность (время) тренировки. Для этого на блоке тумблера "Ввод" ставится в положение

"Длительная тренировка", в группе

"Набор информации" нажимаются клавиши, соответствующие выбранному времени, по цифровому табло "Контроль набора информации" проверяется правильность набора времени и нажима1463323

5 записывается число N = 20, соответствующее числу импульсов (пересечений луча света ногами) при оптимальной частоте шагов 120 шагов в

tl

Минуту. После команды Считывание

Р арифметическом устройстве определяется разность (N — N ). Если

Й вЂ” N „ 1, т. е. обучаемый идет

Медленнее, то высвечивается транспарант "Чаще шаг", идет сигнал на

Незначительное увеличение скорости

Вращения привода 2. В этом случае„ тобы не пересечь луч света от лары

О,обучаемый должен идти быстрее. сли N 1 = N,, то скорость движения

1тенты остается прежней, т.е, оптимальной. Если N „ — N „ -1, т.е обучаемый идет быстрее, то высве гивается транспарант "Реже шаг" и идет сигнал на незначительное уменьшение скорости вращения приРода 2, В этом случае, чтобы не

I пересечь луч света от пары 9, обучаемый должен идти чуть медленнее. 25

Отклонение частоты шагов от оптимальной считается ошибкой и сигйалы об этом через элемент ИЛИ 30 поступают на счетчик 22 ошибок (по частоте шага). Информация в этом

Счетчике хранится до нажатия клавиши "Оценка". При этом информация

Записывается в блок 6.

Узлы контроля положения руки и ноги содержат аналогичные элементы: соответственно формирователь 17, счетчик 23 и формирователь 18,устройство 25, связанные с.формирователями фотоэлектронные пары 10 и 11, а также формирователь 32 задержки.

Кроме того, с входами источников

10 и 11 света и с входом формирователя 32 задержки Ьвязан прямой выход Т-триггера 29, вход которого йодключен к выходу формирователя 16 45 ймпульсов, вход которого, в свою очередь, связан с выходом фотоэлемента 9.

Формирователь 32 может состоять, иапример, из последовательно соединенных дифференцирующего элемента (конденсатора)„ диода, пропускающего отрицательный импульс, инвертора полярности этого импульса и элемента задержки, чтобы опросный импульс при55 ходил на устройства 23 " 25 после импульса формирователей 17 и 18, Когда обучае aN начинает делать

lar любой ногой, он обязательно пересекает луч от источника 13, тем самым изменяется состояние фотоэлемента 8 и лары 9. Изменение состояния фотоэлемента вызывает появление короткого импульса на выходе формирователя t6. Т-триггер 29, который первоначально находится в нулевом состоянии, перебрасывается в единичное состояние, в результате чего загораются источники 7 света пар 10 и 11.

При опускании ноги обучаемый вновь пересекает луч света от источника

13. На выходе формирователя 16 появляется опять короткий импульс, перебрасывающий триггер 29 вновь в нулевое состояние, источники 7 света пар 10 и 11 гаснут и т.д. Формирователи 17 и 18 импульсов формируют на своих выходах короткие импульсы только в моменты пропадания света на фотоэлементах. В данном случае это будет при пересечении луча от пары 11 носком ноги (луча от пары

12 — кулаком руки сзади) и при полном опускании ноги, т.е. при пересечении луча от пары 13. Таким образом, если обучаемый делает движения правильно, то на выходах формирователей 17 и 18 будут появляться пары импульсов, следующие с некоторым интервалом.

Если обучаемый допускает ошибку, то первого импульса в паре импульсов нет. Это и фиксирует логическое устройство. Оно может быть выполнено в виде двухразрядного двоичного счетчика, в котором второй импульс является импульсом переполнения. Если все правильно, то к приходу опросного. импульса счетчик (логическое устройство) обнуляется. Если допущена ошибка, то к приходу опросного импульса в счетчике будет одна логическая "1", которая передается в соответствующий счетчик 24 или 26 ошибок и на блок 6 индикации.

При этом также логическое устройство обнуляется и готово принять очередную пару импульсов с выхода формирователей 17 и 18.

Нога должна подниматься одновременно с отводом руки назад, поэтому формируется один общий опросный импульс. Опросный импульс является как бы синхронизирующим импульсом этих двух узлов.

63323 8

Формула изобретения

Тренажер, содержащий тредбан с регулируемым приводом, датчики положения тренирующегося, выходами соединенные с входами блока управления, выход которого подключен к приводу, отличающийся тем,,что, с целью расширения функциональных возможностей путем контроля параметров строевой подготовки, в тренажер введены отражательный элемент, расположенный перед тредбаном, блок индикации, связанный с выходами блока управления, причем датчики положения тренирующегося выполенны в виде источников и приемников света, установленных попарно перпендикулярно перемещению ленты тредбана,при этом первая и вторая пары являются датчиками положения груди и спины тренирующегося, третья пара является датчиком положения поднятой ноги тренирующегося,g четвертая парадатчиком положения кулака отведенной до отказа руки тренирующегося, пятая — датчиком подъема ноги, при этом на ленте тредбана размещены параллельные полосы на расстоянии шага друг от друга, а блок управления содержит формирователи,счетчи.ки, блок сравнения, триггер, схемы

ИЛИ, формирователь задержки и формирователь временных интервалов, причем входы первого и второго формирователей соединены параллельно и являются первым входом блока управления, а входы третьего, четвертого, пятого и шестого формирователей являются соответственно вторым, третьим, четвертым, пятым входами блока управления, при этом первый

30

7 14

Таким образом, тренажер по строевой подготовке имеет большие функциональные возможности и позволяет существенно повысить качество индивидуальной строевой подготовки военнослужащих всех категорий. формирователь соединен вторым и третьим входами с первым и вторым выходами формирователя временных-интервалов, второй выход которого подключен к первому входу первого счетчика, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя, а выход подключен,к входу блока сравнения, первый и второй выходы которого являются первым и вторым выходами блока управления и соединены через первый элемент ИЛИ с вторым счетчиком, выход которого является третьим выходом блока управления, а выход второго формирователя соединен с вхо,дом триггера, прямой выход которого является четвертым выходом блока управления и соединен с входом формйроватепя задержки, при этом выход третьего формирователя соединен с первым входом третьего счетчика, выход которого является пятым выходом блока управления и соединен с четвертым счетчиком, выход которого является шестым выходом блока управления, причем выход четвертого формирователя соединен с первым входом пятого счетчика, выход которого является седьмым выходом блока управления и соединен с входом шестого счетчика, выход которого является восьмым выходом блока управления, а выход формирователя задержки под35 ключен к вторым входам третьего и пятого счетчиков, а выход пятого формирователя является девятым выходом блока управления и подключен к первому входу второй схемы ИЛИ, вто40 рой вход которой соединен с выходом шестого формирователя, который является десятым выходом блока управления, а выход второй схемы ИЛИ соединен с входом седьмого счетчика, 45 выход которого является одиннадцатым выходом блока управления, четвертый выход которого соединен с управляющими входами второго и третьего источников света.

1463323

1463323

K0llTP0ll0 НЛЬООЛ (П Д

ИНЧУОРНЛЦИИ

НЛ60Р ИНФОРПЛЦИИ

ПО ПОЛОМ. ПО 0IACOTE ПО KACTOTE ПО ПОЛОМ.

ИОРПТСЛ НОГИ И ШИ ВЛТЛ РТИИ

РИНЕ ШЛГЛ

ЕЕЬЬЮЕ

&004 ИНФ

П ICK СТОП С6РОС ОЦЕНИЛ

ООРЛ60ТХ4 ИНФ.

ПИТЛНИЕ

ПУСИ СТ00

6IuC S

Составитель Г.Плотникова

Редактор А.Козориз Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

Заказ 764/10 Тираж 372 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-HspRTEEJIbcKHO комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101

ЛЬТОПЛТ.

Ь

УПРЛОЛ

ПРИ004

РУЧНОЕ

6blCTPEE hI4AEHHEE

Qo ©

РУЧНОЕ

УПРЛОЛЕНИЕ

ПРИЬОЛОН

0lllN0K0 ф ЬЬО4

ЛЛИТЕЛОН

ТРЕНИРОЬИИ

ЬИЛ.

Quoa

ЬЫИЛ.

ОВИЬИИ