Имитатор визуальной обстановки тренажера крановщика

 

Изобретение относится к обучающим устройствам и может быть использовано для профессиональной подготовки крановщиков. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей имитатора путем обеспечения имитации различных типов кранов и упрощение его за счет реализации функций моделирования реальных процессов и отображения визуальной обстановки одними и теми же элементами имитатора. Имитатор содержит блоки командоаппаратов, включающие переключатели, связанные с входами регистров, и блок предъявления учебной информации. Новым является то, что в состав имитатора включены три блока мультиплексоров, регистры фазовых координат, три блока памяти, три счетчика, генератор, арифметико-логический блок 22, информационный регистр, дешифратор, пять одновибраторов, элементы И, инвертор. Положительный эффект от использования изобретения состоит в снижении стоимости технических средств, поскольку подготовка операторов различных перегрузочных машин возможна на одном тренажере. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИ(ТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11> (51)5 09 В 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"< A BTGPCHQM>J СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4445292/24-24

« 22) 06.07.88 46) 07.,06,90. Бюл. N - 21 ,71) Лермский политехническии институт

::,; 2) В.А.Жилин, И.Д. Колодный, :.1.Л.Френкель и И.Д.Иарыбин (53) 681.3.071(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф- 474037, кл. G 09 В 9/00, 1973. (54) ИМИТАТОР ВИЗУАЛЬНОЙ ОБСТАНОВКИ

ТРЕНАЖЕРА КРАНОВЩИКА (57) Изобретение относится к .обучающим устройствам и может быть использовано для профессиональной подготовки крановщиков. Цель изобретения— расширение дидактических возможностей имитатора путем обеспечения имитации .;;:-зличных типов кранов и упрощение его за счет реализации функций модеИзобретение относится к обучаю :,мм устройствам и: ожет быть использова .=- при подготовке операторов различных крановых устройств, например портальных и мостовых кранов, контейнерных перегружателей и других перегрузочных машин, Целью изобретения является расширение дидактических воэможностей имитатора путем обеспечения имитации различных типов кранов и упрощение

его за счет реализации функций моделирования реальных процессов и отображения визуальной обстановки одними и теми же элементами имитатора.

На фиг.1 представлена функциональная схема имитатора; на фиг.2 — врелирования реальных процессов и отображения визуальной обстановки одними и теми же элементами имитатора.

Имитатор содержит блоки командоаппаратов, включающие переключатели,связанные с входами регистров и блок предъявления учебной информации. Но- . вым является то, что в состав имитатора включены три блока мультиплексоров, регйстры фазовых координат, три блока памяти, три счетчика, генератор, арифметико-логический блок, информационный регистр, дешифратор, пять одновибраторов, элементы И,инвертор. Положительный эффект от использования изобретений состоит в снижении стоимости технических средств, поскольку подготовка операторов различных перегрузочных машин возможна на одном тренажере. 2 ил. менные диаграммы, поясняющие работу имитатора.

Имитатор визуальной обстановки тренажера крановщика содержит первый 1, второй 2 и третий 3 блоки командоаппаратов, блок 4 предъявления учебной информации, представляющий собой телевизионный приемник, первый 5 и второй 6 блоки мультиплексоров, регистры 7-16 фазовых координат, блок

17 памяти, счетчики 18 и 19, генератор 20, счетчик 2 1, арифметико-логический блок 22, блоки 23 и 24 памяти, блок 25 мультиплексоров, информационный регистр 26, дешифратор 27, одновибраторы 28-32, элементы И 331569866

36, инвертор 37, переключатели 38-40, информационные регистры 41-43.

Блоки 1-3 предназначены для преобразования положения рукояток командоаппаратов в двоичные коды. Каждый двоичный код соответствует номеру механической характпристики асинхронного двигателя с фазным ротором, ис/ пользуемого в приводе того или ино- 10 го механизма.

Генератор 20, второй 18 и третий

19 счетчики предназначены для формирования кодов, соответствующих координатам электронного луча на плоско- 15 сти экрана телевизионного приемника в блоке 4, а также управления строчной и кадровой развертками с помощью сосигветствующих синхроимпульсов.

Одновибраторы 28-32 и элементы 20

И 33-35 предназначены для формироваФ ния на экране телевизионного приемника в блоке 4 трех изображений прямоугольной конфигурации: зеленого — изображения проекции стрелы 25 крана на землю, красного — изображения груза, синего — иэображейия тени, отбрасываемой грузом.

Элемент И 36 и инвертор 37 предназначены для формирования сигнала, 30 разрешающего переключение алгоритма вычислений на выполнение программы решения дифференциальных уравнений, Остальные элементы необходимы для органиэации процесса, связанного с вычислением координат элементов иэображения на плоскости экрана, их отображения, а также для хранения промежуточных результатов.

Имитатор работает следующим обра- 40 зом.

После подачи. электропитания с выхода генератора 20 на вход счетчика

18 поступают высокочастотные импульсы. После прохождения серии импуль- 45 сов выход старшего разряда.счетчика 18 переходит из единичного в нулевое состояние, в результате чего срабатывает канал строчной синхронизации телевизионного приемника в блоке 4, а состояние счетчика 19 увеличивается на единицу. После прохождения .на выход счетчика 19 серии импульсов выход еro старшеro разряда переходит из единичного в нулевое состояние, что приводит к срабатыванию канала кадровой синхронизации телевизионного приемника в блоке 4 (1-й и 2-й сигналы, фиг.2). В результате этого на экране блока 4 образуется затемненный растр из строк, в каждой из которых можно выделить элементы разложения, Коды на выходах счетчиков 18 и 19 можно рассматривать в качестве координат электронного луча на плоскость экрана телевизионного приемника в блоке 4, На С-вход счетчика 21 поступают импульсы с выхода генератора 20, а на вход установки нуля — сигналы с выхода элемента И 36. Эти сигналы (диаграмма 3, фиг.2) появляются тогда, когда сигнал на выходе старшего разряда счетчика 18 равен единице, а на выходе старшего разряда счетчика 19 — нулю ° Таким образом, в течение прямого хода луча по строке состояние счетчика 21 последовательно увеличивается, а в конце каждой строки он обнуляется (диаграмма 4, фиг,2).

При появлении единицы на выходе старшего разряда счетчика 19 на выходе инвертора 37 появляется уровень логического нуля, который запрещает прохождение обнуляющего сигнала через элемент И 36, В результате этого в конце прямого хода луча по кадру код на выходе счетчика 21 один раз изменяется. В результате в течение каждой строки "просматриваются первые ячейки блока 17 (в них записана программа отображения информации на экране блока 4), а в конце кадра — ячейки, в которых записана программа интегрирования дифференциальных уравнений, описывающих систему кран — груз, Последовательность кодов на выходе блока 17 представляет собой последовательность команд программы вычислений. В первые восемь разрядов записаны константы, необходимые для выполнения ряда команд, На выходах с девято- го по двенадцатый разрядов сменяются коды адреса источника первого операнда, на выходах с тринадцатого по шестнадцатый — источника второго операнда (в качестве источников операндов могут выступать блоки 1-3 командоаппаратов, регистры 7-16 фазовых координат, счетчики 18 и 19, младшие разряды блока 17), на семнадцатом и восемнадцатом выходах — код выполняемой команды. Например, при выполнении команды умножения содержимого первого регистра 7 фазовых координат на константу на выходах с девятого по двенадцатый разрядов появ—

10 !

5 аграммы 6 и 7, фиг.2). При совпаде20 нии импульсов на выходах третьего 30 и четвертого 31 одновибраторов срабатывает элемент И 34 и на экране блока

4 появляется изображение груза. Аналогично формируется изображение стре=25 лы крана, однако поскольку Оно не ог= раничивается по вертикали, вход элемента И 35 соединяется с шестым выходом информационного регистра 26 непосредственно.

30 При воздействии на командоаппара.ты блоков 1-3 меняются условия решения системы дифференциальных уравнений (меняются значения усилий со стороны электродвигателей), что приводит к перемещению на экране блока 4 иэображения стрелы крана, колебаниям груза, а также изменению расстояния от иэображения груза до изображения тени, чем имитируется подьем

40 гРуза или его опускание.

При необходимости имитации крана того же типа, но имеющего иные динамические характеристики, необходкы заменить блок 24 (ипи переключить

45 его адресные ВхОды) При переходе к имитации крана другого типа необходимо заменить блок 17.

Таким образом, предлагаемый имитатор имеет расширенные дидактические возможности за счет обеспечения имитации различных типов кранов.

Кроме того, достигнуто упрощение конструкции, поскольку большинство элементов несет двойную вычислительную

55 нагрузку и используется как для мо- делирования реальных процессов, так и для отображения информации.

Положительный эффект от использования изобретения состоит в сни5 156 ляется код 0100, на выходах с тринадцатого по шестнадцатый разрядов код

1110, а на семнадцатом и восемнадцатом выходах разрядов — код 10 (код операции умножения).

Выполнение арифметических операций производится блоком 22, Блок 23 служит для аппаратного выполнения тригонометрических операций и выбирается при появлении сигнала на девятнадцатом выходе блока 17. Блок

24 необходим для хранения механических характеристик электродвигателей приводов крана и выбирается сигналом на выходе двадцатого разряда блока 17.

Лля выбора источника результата операции (блоков 22, 23 или 24) служит блок 25, на адресные входы которого поступают управляющие сиглалы с двадцать первого и двадцать второго блока 17.

В процессе моделирования реальных процессов решается система дифференциальных уравнений.

Программа вычислений (как указывалось ранее) записана в ячейках блока 17. Фазовые координаты хранятся в регистрах 7-16. Занесение результата в соответствующий регистр 7-16 осуществляется под управлением сигнала с одного из выходов дешифратора 27, который, в свою очередь, управляется с двадцать третьего по двад-; цать шестой выходами блока 17, Программа отображения информации, хранящаяся в ячейках блока 17, состоит в сравнении координат отдельных частей крана (фазовых координат) с координатами луча на плоскости экрана телевизионного приемника в блоке 4. При равенстве координат в соответствующие разряды информационного регистра 26 записываются единицы (с помощью сигнала на одиннадцатом выходе дешифратора 27).

Таким образом, выполнение программы состоит в чередовании двух фрагментов, один из которых связан с решением дифференциальных уравнений, другой — с отображением информации (диаграмма 5, фиг.2).

Формирование изображения производится следующйм образом.

При равенстве горизонтальной координаты элемента координате луча ! (появление единицы на выходе первого, третьего или пятого разрядов ре9866

6 гистра 26) срабатывают первый 28, третий 30 и пятый 32 одновибраторы, длительность сигналов на выходе которых соответствует размерам изображения тени, груза и стрелы крана по горизонтали. При равенстве вертикальной координаты тени или груза координате луча срабатывают второй 29 или четвертый 31 одновибраторы, длительность сигналов на выходах которых соответствует вертикальным размерам изображения.

При совпадении импульсов на выходах первого 28 и второго 29 однсви = раторов срабатывает элемент И 33 и на экране блока 4 формируется изображение тени, отбрасываемой грузом (д"":-1569866 жении затрат на приобретение средств Френажа, поскольку становится возI можной подготовка крановщиков портальных, мостовых, козловых кранов, йерегружателей и пр, на одном и том же тренажере, снабженном предлагаемым имитатором. Кроме того, снижается стоимость самого имитатора.

Формула изобретения

Имитатор визуальной обстановки тренажера крановщика, содержащий лервый, второй и третий переключатели, выходы которых соединены с вхо.и пе;.:oro, второго и третьего ин :,у 1ационных регистров соответствен:.;,и блок предъявления учебной ин- g0 ,,вариации, отличающийся

3 ем, что, с целью расширения дидактических возможностей и упрощения имитатора, в него введены первый

t- второй блоки мультиплексоров,первторые и третьи информационные

Входы которых соединены с выходами первого, второго и третьего информационных регистров соответственно, г.,";ппа регистров фазовых координат, ЗО ы которых подключены к соответ=:твующи. информационным входам с четвертого по тринадцатый первого и второго блоков мультиплексоров, первый, второй и третий счетчики, пергый блок памяти, входы которого со..:;инены с соответствующими выходами рвог. счетчика, выходы с первого с. Восьмой - с четь рнад1атыми инфор- ыционньыи входами перво -o и второе уль,идлексоров, выходы с. девятого по двенадцатый — с со,ответствующими адреснымн входами пер;:«ro блока мультиплексоров, выходы тринадцатого по шестнадцатый — с 45 в;=:.:.."вующими адресными входами

<;оого блока мультиплексоров, ариф: . ..::xo-логический блок, первый и втоои информационные входы которых .а:;,-почены к выходам соответственно у первoro и второго блоков мультиплексоров, а первый и второй управляющие входы — с семнадцатым и восемнадцатым выходами .соответственно первого блока памяти, второй и третий бло- >> ки памяти, адресные входы которых подключены к соответствующим выходам второго блока мультиплексоров, а входы выборки - к девятнадцатому и двадцатому выходам первого блока памяти соответственно, дешифратор,третий блок-мультиплексоров, первый, второй и третий информационные входы которых соединены с выходами соответственно арифметико-логического блока, второго блока памяти и третьего блока памяти, первый и второй адресные входы — соответственно с двадцать первым и двадцать вторым выходами первого блока памяти, а выходы — с соответствующими информационными входами регистров фазовых координат, четвертый информационный регистр,, входы данных которого подключены к соответствующим выходам арифметикологического блока, а С-вход — к одному из выходов дешифратора, входы кс ,o oporo подключены к соответствую= щим выходам с двадцать третьего по двадцать шестой первого блока памяти, а выходы - к С-входам соответствующих регистров фазовых координат, генератор, выход которого соединен с С-входами первого и второго счетчиков, первый, второй, третий, четвертый и пятый одновибраторы, входы которых подключены к соответствующим выходам четвертого информационного регистра, инвертор, вход которого соединен с одним из выходов третьего счетчика и входом кадровой развертки блока предъявления учебной информации, первый элемент И, входы которого подключены к выходам перво"о и второго одновибраторов соответ:.венно, а выход — к первому входу

:„. етности блока предъявления учебной информации, второй элемент V! входы которого соединены с выходами третьего и четвертого одновибраторов соответственно, а выход — к второму вхо„ у цветности блока предъявления учебной информации, третий элемент И, один вход которого соединен с выходом пятого одновибратора, другой вход— с шестым выходом четвертого информационного регистра, а выход — с треТ1..я входом цветности блока предъявления учебной информации, и четвертый элемент И, один вход которого подключен к выходу инвертора, другой вход — к одному из выходов второго счетчика, С-входу третьего счетчика и входу строчной развертки блока предъявления учебной информации, а выход — к установочному входу пер- вого счетчика, выходы второго и тре-

1569866

1О тьего счетчиков соединены с пятнадцатыми и шестнадцатыми входами соответственно первого и второго блоков мультиплексоров °

1569866

Составитель А. Карлов

Редактор В.Петраш Техред М,Дидык Корректор Т.Палий

Заказ 1452 Тираж 393 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям-и открытиям при ГКНТ СССР

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

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