Симулятор сельскохозяйственной машины

Изобретение относится к симулятору сельскохозяйственной рабочей машины. Симулятор содержит по меньшей мере один вычислительный модуль, соединенный по меньшей мере с одним индикаторным модулем и одной панелью управления. Моделируемая сельскохозяйственная рабочая машина содержит регулируемые рабочие агрегаты и органы управления, предназначенные для регулировки рабочих агрегатов. В вычислительный модуль записан программный модуль, описывающий по меньшей мере модель процесса обработки убранной культуры, выполняемого сельскохозяйственной рабочей машиной, и поведение машины, обусловленное выполнением процесса обработки убранной культуры. Также обеспечена возможность визуализации по меньшей мере модели процесса и/или поведения машины в индикаторном модуле и их изменения при помощи панели управления. Техническим результатом является повышение эффективности обучения управлению сельскохозяйственной рабочей машиной. 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к симулятору сельскохозяйственной рабочей машины с признаками, раскрытыми в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Из уровня техники в области транспортных средств как таковых широко известны симуляторы транспортных средств, предназначенные для того, чтобы пользователь этих транспортных средств мог потренироваться в управлении соответствующими транспортными средствами в смоделированной среде, не выводя реальное транспортное средство на дорогу или пересеченную местность. Например, можно сослаться на патентную заявку EP 1231582, в которой описан тренажер для водителей, моделирующий движение транспортного средства на дороге. Подобные системы предназначены для того, чтобы водитель транспортного средства мог потренироваться в управлении транспортным средством, в том числе, в сложных ситуациях дорожного движения, не подвергая опасности себя и других участников дорожного движения. Однако подобные системы имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что симуляторы транспортных средств вследствие реалистичного отображения окружающей среды имеют технически сложную концепцию, а пользователю приходится постоянно разыскивать нужный симулятор, причем этим симулятором нельзя гибко пользоваться из любой точки.

Раскрытие изобретения

Таким образом, задачей настоящего изобретения является устранение недостатков, присущих уровню техники, и, в частности, разработка симулятора машины, который будет прост в эксплуатации и не будет нуждаться в дорогостоящем техническом оборудовании.

Согласно изобретению, эту задачу решают характеристическими признаками, раскрываемыми в пункте 1 формулы изобретения.

Благодаря тому, что симулятор сельскохозяйственной рабочей машины содержит, по меньшей мере, один вычислительный модуль, соединенный, по меньшей мере, с одним индикаторным модулем и одной панелью управления, причем моделируемая сельскохозяйственная рабочая машина содержит регулируемые рабочие агрегаты и органы управления, предназначенные для регулировки рабочих агрегатов, а в вычислительный модуль записан программный модуль, описывающий, по меньшей мере, модель процесса обработки убранной культуры, выполняемого сельскохозяйственной рабочей машиной, и поведение машины, обусловленное выполнением процесса обработки убранной культуры, причем, по меньшей мере, модель процесса и/или поведение машины визуализируются в индикаторном модуле и могут редактироваться при помощи панели управления, гарантируется простота эксплуатации разрабатываемого симулятора машины и отсутствие необходимости в дорогостоящем техническом оборудовании.

Результатов моделирования совокупного процесса обработки убранной культуры, приближенных к реальным условиям, достигают путем использования выгодного варианта исполнения изобретения, в котором модель процесса учитывает параметры, специфичные для убираемой культуры, используемой машины и окружающей среды, рассчитывает на основании этих параметров и записанных в память характеристик и/или семейств характеристик, по меньшей мере, параметры качества сельскохозяйственной рабочей машины и визуализирует их в индикаторном модуле в качестве поведения машины. Кроме того, при этом пользователь симулятора может не только получить знания о взаимосвязях процессов, но и выработать навыки оптимальной регулировки машины.

В следующем выгодном варианте исполнения изобретения простое воспроизведение сложных процессов управления внутри сельскохозяйственной рабочей машины обеспечивается за счет того, что смоделированная сельскохозяйственная рабочая машина содержит несколько управляемых рабочих агрегатов, а управление рабочими агрегатами при помощи относящихся к ним блоков управления моделируется за счет того, что вычислительный модуль содержит, по меньшей мере, один программный модуль, моделирующий логическое поведение блоков управления.

Благодаря тому, что индикаторный модуль моделирует приближенную к реальности панель управления таким образом, чтобы она показывала не только реальные органы управления, но и процесс обработки убранной культуры и поведение машины, гарантируется, что пользователь окажется в смоделированных, но приближенных к реальности условиях, которые позволят ему получить навыки эффективного управления сельскохозяйственной рабочей машиной во время уборки урожая.

Чтобы симулятор машины работал без использования дорогостоящих технических средств и был универсален в применении, выгодный вариант исполнения изобретения предусматривает исполнение вычислительного модуля в виде домашнего компьютера, а также доступность, по меньшей мере, программного модуля, образующего симулятор, в глобальной сети передачи данных и/или облаке и возможность его активации с помощью домашнего компьютера. Кроме того, это позволяет структурировать моделирование поведения сельскохозяйственной рабочей машины в виде учебной онлайн-платформы.

Моделирование реальных процессов будет тем точнее, чем больше параметров реального процесса будет учтено. Таким образом, выгодный вариант исполнения изобретения предусматривает, что вычислительный модуль будет содержать программные модули, моделирующие модель процесса, поведение машины и блоки управления, относящиеся к соответствующей сельскохозяйственной рабочей машине.

Чтобы симулятор мог отображаться на домашнем компьютере, а обрабатываемые объемы данных соответствовали вычислительной мощности домашнего компьютера, в следующем выгодном варианте исполнения изобретения программные модули воспроизводят, по меньшей мере, электронную бортовую информационную систему и/или электронную систему оптимизации машины и/или автоматическую систему управления движением, причем, по меньшей мере, программные модули, индикаторный модуль и модель/модели процессов, записанные в память, соединены между собой программно или посредством виртуальной шины CAN.

Кроме того, для того, чтобы пользователь мог перенести навыки управления, полученные на симуляторе, на сельскохозяйственную рабочую машину, индикаторный модуль визуализирует электронную бортовую информационную систему, электронную систему оптимизации машины, автоматическую систему управления движением и панель управления с приближением к реальности.

В следующем выгодном варианте исполнения изобретения на качество результатов моделирования влияет, прежде всего, то, что модель процесса и выведенное на ее основе поведение машины отражает реальные рабочие состояния сельскохозяйственной рабочей машины.

Кроме того, симулятор можно будет универсально применять в том случае, если тип моделируемой сельскохозяйственной рабочей машины можно будет выбирать, а программные модули, активируемые, по меньшей мере, в соответствующее время и относящиеся к электронной бортовой информационной системе, электронной системе оптимизации машины и автоматической системе управления движением, будут соответствовать оригинальным программным модулям.

Чтобы защитить пользователя симулятора от сенсорной перегрузки и, одновременно, обеспечить высокий уровень узнаваемости на реальной сельскохозяйственной рабочей машине, в следующем выгодном варианте исполнения изобретения визуализация приближенного к реальности интерфейса управления содержит, по меньшей мере, рулевое колесо и органы управления, расположенные в кабине водителя соответствующей сельскохозяйственной рабочей машины. Этот эффект будет усилен в том случае, если органы управления будут содержать как консоль машины, так и органы управления, соответствующие индикаторам, расположенным в кабине водителя сельскохозяйственной рабочей машины.

Простота моделирования использования органов управления достигается за счет того, что в выгодном варианте исполнения с рулевым колесом и органами управления связаны указатели направления, активация которых приводит в действие рулевое колесо и соответствующие органы управления.

Условия моделирования, относящиеся к настройке регулируемых параметров, будут приближены к реальным условиям на сельскохозяйственной рабочей машине в том случае, если активация указателей направления будет вызывать движение рулевого колеса или настройку параметра машины, причем в активацию органов управления входит выбор рабочего меню, переход в выбранное рабочее меню и выбор определенных установочных значений для параметров машины. Этот эффект дополнительно усиливается за счет того, что в следующем выгодном варианте исполнения изобретения активацию указателей направления осуществляют путем использования графического элемента управления, соединенного с вычислительным модулем, или, в случае исполнения индикаторного модуля в виде сенсорного дисплея, путем непосредственного прикосновения к сенсорному дисплею.

Краткое описание чертежей

Прочие выгодные варианты исполнения раскрываются в следующих зависимых пунктах формулы и рассматриваются ниже на основании нескольких фигур, на которых изображено:

Фигура 1: схематичное изображение моделируемой сельскохозяйственной рабочей машины.

Фигура 2: детальная схема моделируемых модулей процесса.

Фигура 3: схематичное изображение описываемого изобретением симулятора сельскохозяйственной рабочей машины.

Фигура 4: детальная схема структуры симулятора, показанного на фигуре 3.

Фигура 5: детальная схема смоделированной настройки машины.

Осуществление изобретения

Сельскохозяйственная рабочая машина 1, схематично изображенная на фигуре 1 и выполненная в виде зерноуборочного комбайна 2, представляет собой объект 22, который должен быть смоделирован при помощи симулятора 21 согласно изобретению, который будет детально описан ниже. В передней части зерноуборочного комбайна 2 находится жатка 3, известным образом соединенная с наклонным транспортером 4 зерноуборочного комбайна 2. Поток убранной культуры, транспортируемый по наклонному транспортеру 4, в верхней задней части наклонного транспортера 4 поступает на молотильный агрегат 7 зерноуборочного комбайна 2, нижняя часть которого, по меньшей мере, частично окружена так называемой декой 6 молотильного агрегата. Отклоняющий барабан 8, расположенный за молотильным агрегатом 7, отклоняет поток 5 культуры, выходящий из задней части молотильного агрегата 7, таким образом, чтобы он поступал непосредственно на сепарирующее устройство 10, выполненное в виде сепарирующего ротора 9. Во вращающемся сепарирующем роторе 9 поток культуры направляют таким образом, чтобы содержащиеся в потоке культуры свободные зерна 11 отделялись в нижней части сепарирующего ротора 9. Согласно изобретению, сепарирующее устройство 10, выполненное в представленном варианте исполнения в виде сепарирующего ротора 9, может быть также выполнено в виде известного на уровне техники и потому не показанного на фигурах клавишного соломотряса. Зерно 11, отделенное в деке 6 молотильного агрегата и в сепарирующем роторе 9, поступает через возвратную деку 12 и подающую деку 13 на очищающее устройство 17, состоящее из многоуровневых решет 14, и воздуходувного устройства 16. Очищенный поток зерна транспортируют при помощи элеваторов 18 в бункер 19 для зерна. В дальнейшем жатка 3, наклонный транспортер 4, молотильный агрегат 7 и относящаяся к нему дека 6 молотильного агрегата, сепарирующее устройство 10, очищающее устройство 17, элеваторы 18 и бункер 19 для зерна будут называться рабочими агрегатами сельскохозяйственной рабочей машины 1.

Кроме того, сельскохозяйственная рабочая машина 1 оснащена кабиной 23 водителя, в которой расположено, по меньшей мере, одно управляющее и регулирующее устройство с индикаторным модулем 24, которое, будучи инициировано автоматически или пользователем 26 сельскохозяйственной рабочей машины 1, позволяет управлять известными и потому не описываемыми в деталях процессами. Управляющее и регулирующее устройство известным образом обменивается данными посредством так называемой системы 27 шин с различными сенсорными системами 28. Структура сенсорных систем 28 детально описана в патентной заявке DE 10147733, содержание которой в полном объеме включено в состав настоящей патентной заявки, вследствие чего в дальнейшем структура сенсорных систем 28 не будет описываться повторно. Кроме того, управляющее и регулирующее устройство соединено с системой помощи водителю, содержащей индикаторный модуль 29. Согласно изобретению, система помощи водителю может быть также непосредственно встроена в управляющее и регулирующее устройство 25, а информацию 31, предоставляемую системой помощи водителю и детально рассматриваемую ниже, можно выводить непосредственно на индикаторный модуль 24, относящийся к управляющему и регулирующему устройству 25. Кроме того, в кабине 23 водителя находится рулевое колесо 32 и консоль 34 управления, содержащая несколько органов 33 управления, которые будут описаны в дальнейшем. Один или несколько индикаторных модулей 24, 29 расположены в области консоли 34 управления таким образом, чтобы в поле зрения пользователя 26 сельскохозяйственной рабочей машины 1 находились как органы 33 управления, так и индикаторные модули 24, 29.

На фигуре 2 схематично показано управляющее и регулирующее устройство 25, а также его соединение с индикаторными модулями 24, 29, 35. Индикаторный модуль 24 служит для визуализации электронной бортовой информационной системы 36, которая будет детально описана впоследствии. Индикаторный модуль 29, относящийся к системе 30 помощи водителю, служит (как будет описано ниже) для визуализации электронной системы 37 оптимизации машины, относящейся к сельскохозяйственной рабочей машине 1. Индикаторный модуль 35, показанный на фигуре 2 внизу, служит для визуализации так называемой автоматической системы 38 управления движением (также называемой GPS Pilot), причем изобретение подразумевает, что автоматическая система 38 управления движением может не иметь отдельного индикаторного модуля 35 и может быть вызвана, например, на индикаторном модуле 29, относящемся к системе 30 помощи водителю. Кроме того, к управляющему и регулирующему устройству присоединен вычислительный модуль 39, устроенный таким образом, что он может преобразовывать в различные выходные сигналы 43 не только внутреннюю информацию 40, предоставляемую сенсорными системами 28, но и внешнюю информацию 41, а также записанную в вычислительном модуле 39 информацию 42, например, экспертные знания. При этом выходные сигналы 43 содержат, по меньшей мере, сигналы 44 управления индикацией и сигналы 45 управления рабочими агрегатами, причем первые сигналы определяют информацию, выводящуюся на индикаторные модули 24, 29, 35, а последние сигналы влияют на изменение различных рабочих параметров 46 рабочих агрегатов сельскохозяйственной рабочей машины 1, причем стрелка 46 обозначает частоту вращения молотильного барабана. Кроме того, доступные индикаторные модули 24, 29, 35 устроены таким образом, что они могут обмениваться данными между собой и с управляющим и регулирующим устройством 25.

Содержимое индикаторных модулей 24, 29, 35, показанное на фигуре 2, является примерным и будет детально описано ниже. В центральной части индикаторного модуля 24, относящегося к электронной бортовой информационной системе 36, находится активизируемое пользователем 26 поле 47 выбора, причем в поле 47 выбора отображаются регулируемые рабочие параметры 46, например, частота вращения 46a воздуходувного устройства 16, относящегося к очищающему устройству 17, или, как показано на фигуре, размер 46b отверстий верхнего решета 15, относящегося к очищающему устройству 17, причем в поле 47 выбора отображается соответствующее текущее значение рабочего параметра 46. Кроме того, в правой части индикаторного модуля 24 расположены индикаторы 48, служащие для визуализации текущих значений определенных параметров 49 качества сельскохозяйственной рабочей машины 1. В представленном варианте исполнения верхний индикатор 48 отображает состав так называемой «мякины» 50, причем левая часть описывает «объем мякины» 50а, а правая часть - «содержание зерна в мякине» 50b. Левый нижний индикатор 48 отображает так называемые «потери на сепарацию» 51, то есть, те потери зерна, которые были выведены из сепарирующего устройства 10, выполненного в виде сепарирующего ротора 9 или клавишного соломотряса, через заднюю часть сельскохозяйственной рабочей машины 1 и не попали в бункер 19 для зерна. Правый нижний индикатор 48 отображает так называемые «потери на очистку» 52, причем он отражает те потери зерна, которые выводятся очищающим устройством 17 из сельскохозяйственной рабочей машины 1 аналогично сепарирующему устройству и не попадают в бункер 19 для зерна. Кроме того, каждый из индикаторов 39 содержит выполненный в виде горизонтальной черты индикатор 53 заданного значения, определяющий максимально допустимый и предварительно заданный пользователем 26 уровень потерь для соответствующего параметра 49 качества, благодаря чему пользователь 26 может быстро определить, соблюдается ли достаточное качество работы сельскохозяйственной рабочей машины 1. Учитывая сложные взаимосвязи между разнообразнейшими рабочими параметрами 46 и, по меньшей мере, параметрами 49 качества, функции регулировки сепарирующего устройства и очищающего устройства 17 заложены в так называемые регулирующие автоматы 54. В представленном варианте исполнения (см. фиг. 2) запрограммирован и записан в управляющее и регулирующее устройство сепарирующий автомат 55, оптимизирующий работу сепарирующего устройства 10, и очищающий автомат 56, оптимизирующий работу очищающего устройства 17. Изобретение предполагает, что каждый из доступных регулирующих автоматов 54 может быть полностью или частично заложен в систему помощи водителю. Навигация по электронной бортовой информационной системе 36 осуществляется, как правило, при помощи 25 описанных ранее органов 33 управления, относящихся к консоли 34 управления.

Параметры 49 качества, отображаемые в электронной бортовой информационной системе 36, можно оптимизировать известным и потому не описываемым способом при помощи электронной системы 37 оптимизации машины, причем навигация по электронной системе 37 оптимизации машины осуществляется либо также при помощи органов 33 управления, относящихся к консоли 34 управления, либо непосредственно при помощи колеса 57 прокрутки, связанного с индикаторным модулем 29. Аналогичным образом осуществляется навигация по индикаторному модулю 35 также известной и потому не описываемой в деталях автоматической системы 38 управления движением. Это обусловлено, прежде всего, тем, что электронная система 37 оптимизации машины и автоматическая система 38 управления движением, как правило, обслуживаются и визуализируются одним и тем же индикаторным модулем 29, 35.

На фигуре 3 схематично показан описываемый изобретением симулятор 21, воспроизводящий сельскохозяйственную рабочую машину 1, выполненную в данном варианте исполнения в виде зерноуборочного комбайна 2. В простейшем случае симулятор 21 образован так называемым домашним компьютером 58, который известным образом содержит вычислительный модуль 59, индикаторный модуль 60, выполненный в виде монитора 61, и модуль 64 управления, образованный клавиатурой 62 и манипулятором «мышь» 63. Согласно изобретению, вычислительный модуль 59 содержит, по меньшей мере, один программный модуль 65, описывающий модель процесса 67 обработки убранной культуры, выполняемого сельскохозяйственной рабочей машиной и описанного выше в связи с фигурой 1, и поведение 68 машины, обусловленное процессом 67 обработки убранной культуры, и визуализирующий их в индикаторном модуле 60 способом, который будет детально рассмотрен ниже, причем как визуализированный процесс 67 обработки убранной культуры, так и поведение 68 машины можно редактировать при помощи модуля 64 управления, состоящего из клавиатуры 62 и манипулятора «мышь» 63. В описанном варианте исполнения процесс 67 обработки убранной культуры отображается на мониторе 61 домашнего компьютера 58, образующего симулятор 21, путем визуализации электронной системы 37 оптимизации машины, а поведение 68 машины - путем визуализации электронной бортовой информационной системы 36. Как электронная бортовая информационная система 36, так и электронная система 37 оптимизации машины воспроизводятся на мониторе 61 близко к реальности, причем воспроизведение охватывает, в том числе, органы 69 управления, относящиеся к индикаторным модулям 24, 29 этих систем 36, 37 и детально рассматриваемые ниже. Кроме того, в нижней части индикаторного модуля 60 близко к реальности воспроизводится рулевое колесо 32, расположенное в кабине 23 водителя, а также консоль 34 управления и содержащиеся на консоли 34 управления органы 33 управления, причем рулевое колесо 32, консоль 34 управления и относящиеся к ней органы 33 управления впоследствии будут именоваться панелью 69 управления. Изобретение предполагает, что индикаторный модуль 35 автоматической системы 38 управления движением в качестве дополнения или альтернативы может быть визуализирован близко к реальности в индикаторном модуле 60 симулятора 21. Индикаторный модуль 60 симулятора 21 будет отличаться максимальной плотностью информации в том случае, если он будет близко к реальности визуализировать электронную бортовую информационную систему 36, электронную систему 37 оптимизации машины, автоматическую систему 38 управления движением и панель 69 управления. Кроме того, высокой универсальности симулятора 21, описываемого изобретением, достигают за счет того, что программный модуль 65, образующий симулятор 21, доступен в глобальной сети 70 передачи данных или в так называемом облаке 71, благодаря чему его можно вызвать с любого домашнего компьютера 58 и активировать на этом компьютере. Таким образом, симулятор 21 можно также использовать в качестве так называемой учебной онлайн-платформы для моделирования поведения 68 сельскохозяйственной рабочей машины 1.

На фигуре 4 детально рассматривается принцип действия и структура симулятора 21, описываемого изобретением. Чтобы симулятор 21 можно было запускать на так называемом домашнем компьютере, к структуре программного модуля 65 симулятора 21 предъявляют особые требования. Принцип действия сельскохозяйственной рабочей машины 1, в данном случае, зерноуборочного комбайна 2, в решающей степени определяется принципом действия рабочих агрегатов 20, обрабатывающих поток убранной культуры, свойствами убираемой культуры и разнообразнейшими внешними факторами. Эти взаимосвязи известным образом заложены в сельскохозяйственную рабочую машину 1 в виде так называемой модели 66 процесса. Такая же модель 66 процесса доступна, в том числе, в программном модуле 65 симулятора 21, благодаря чему процесс 67 обработки культуры отображается в симуляторе 21 аналогично сельскохозяйственной рабочей машине 1. Для моделирования процесса 67 обработки культуры модель 66 процесса известным образом учитывает, по меньшей мере, специфические параметры 72 культуры, специфические параметры 73 машины и специфические параметры 74 окружающей среды. На основании характеристик 75 и/или полей 76 характеристик, заложенных в модель 66 процесса, сначала определяют вышеописанные параметры 49 качества сельскохозяйственной рабочей машины 1, которые впоследствии визуализируют в виде так называемого поведения 68 машины в индикаторном модуле 24, отображающем информацию бортовой информационной системы 36, на мониторе 61 домашнего компьютера 58, образующего симулятор 21. Чтобы все рабочие агрегаты 20, сенсорные системы 28 и узлы передачи приводной энергии, относящиеся к сельскохозяйственной рабочей машине 1, работали надлежащим образом, сельскохозяйственная рабочая машина 1 известным образом оснащена несколькими блоками 77 управления, не описываемыми в деталях. Логика этих блоков 77 управления в сельскохозяйственной рабочей машине 1 моделируется в программном модуле 65 симулятора в соответствующих программных модулях 78, причем эти программные модули 78 в простейшем случае представляют собой именно те программные модули, которыми оснащены блоки 77 управления, установленные непосредственно на сельскохозяйственной рабочей машине 1. В представленном варианте исполнения схематично обозначены, например, программные модули 78 важных блоков 77 управления. При этом речь идет, в первую очередь, о так называемом главном управляющем модуле 77a, определяющем основные функции сельскохозяйственной рабочей машины 1. Кроме того, предусмотрен так называемый модуль 77b исполнения процессов, содержащий основные функции электронной системы 37 оптимизации машины. Кроме того, в сельскохозяйственной рабочей машине 1, выполненной в виде зерноуборочного комбайна 2, особое значение имеет модуль 77 с измерения урожая, измеряющий, в том числе, количество зерна, убранного зерноуборочным комбайном 2. Это обусловлено тем, что объем убранного урожая является определяющей величиной для многих регулирующих процессов, выполняемых в зерноуборочном комбайне 2. Кроме того, на фигуре 4 схематично показан управляющий модуль 77d, обрабатывающий управляющие сигналы органов 33 управления, относящихся к консоли 34 управления.

Помимо программного модуля 78, моделирующего управляющие устройства 77, и модели 66 процесса программный модуль 65 симулятора 21 содержит программный модуль 79 визуализации, управляющий отображением данных на индикаторном модуле 60 симулятора 21. Чтобы обеспечить эффективную и рациональную обработку массивов данных в программном модуле 65 симулятора 21 и, тем самым, сделать возможным использование домашнего компьютера 58 для моделирования сельскохозяйственной рабочей машины 1, доступные программные модули 79, 78, 66, 38, 37, 36 соединены друг с другом так называемой виртуальной шиной CAN, причем программирование этих программных модулей 79, 78, 66, 38, 37, 36 осуществляют, предпочтительно, в расширенной и испытанной среде программирования, например, Simulink или Matlab. Благодаря тому, что, по меньшей мере, заложенные в симулятор 21 модели 66 процессов и построенное на их основе поведение 68 машины отражают практически реальные рабочие состояния сельскохозяйственной рабочей машины 1, гарантируется, что симулятор 21 будет с высокой точностью поддерживать выработку у пользователя навыков управления сельскохозяйственной рабочей машиной 1.

Кроме того, изобретение предполагает, что тип сельскохозяйственной рабочей машины 1, моделируемой симулятором 21, может изменяться, то есть, помимо зерноуборочных комбайнов 2 других годов постройки и других комплектаций можно моделировать так называемые силосоуборочные комбайны 80 или комбинации 81 тракторов с навесными агрегатами, а также разнообразные сельскохозяйственные рабочие машины. Кроме того, предусмотрено, что соответствующие активируемые программные модули 65, 66, 67, 68, относящиеся к электронной бортовой информационной системе 36, электронной системе 37 оптимизации машины и автоматической системе 38 управления движением соответствуют оригинальным программным модулям, фактически применяемым в сельскохозяйственной рабочей машине 1.

Органы 33 управления, визуализированные на панели 69 управления, и рулевое колесо 32 анимированы таким образом, чтобы ими можно было управлять аналогично элементам, в действительности установленным в кабине 23 водителя. В представленном варианте исполнения направления движения рулевого колеса 32 и части органов 33 управления обозначены указателями 82, 83 направления. При помощи указателя 84 мыши, отражающего движение мыши 63, можно изменять (образом, который будет рассмотрен ниже) разнообразнейшие параметры 46, 72, 73, 74, задействовав соответствующие органы 33 управления и рулевое колесо 32. Этого достигают путем щелчка на указателях 82, 83 направления или путем непосредственного щелчка на органах 33 управления. Изменение этих параметров 46, 72, 73, 74 после обработки программных модулей, заложенных в программный модуль 65 симулятора 21, приводит к изменению поведения 68 машины, визуализированного в индикаторном модуле 60 симулятора 21. Таким образом, пользователь 26 может изучать соответствующие взаимосвязи процессов и вырабатывать навыки соответствующих регулировок.

На фигуре 5 детально рассмотрена структура анимации индикаторного модуля 60 симулятора 21. Визуализированная система 37 оптимизации машины анимирована в соответствии с поведением индикаторного модуля 29, расположенного в кабине 23 водителя, и воспроизводит его близко к реальности. В симуляторе 21 все органы 85 управления системы 37 оптимизации машины могут быть активированы аналогичным образом при помощи указателя 84 мыши. Если, например, система 37 оптимизации машины будет запущена, как показано на фигуре 5a, путем активации органа 85.1 управления, то область визуализации системы 37 оптимизации машины переключится на структуру, показанную на фигуре 5b. Навигация по активируемому при этом рабочему меню 86 может выполняться аналогично индикаторному модулю 29, расположенному в кабине 23 водителя, при помощи смоделированного колеса 57 прокрутки. Таким образом, по аналогии с реальной эксплуатацией машины, можно смоделировать оптимизацию параметров 49 качества и, тем самым, поведения 68 сельскохозяйственной рабочей машины 1, в данном случае, зерноуборочного комбайна 2. Изменения параметров 49 качества и, тем самым, поведения 68 машины, рассчитанные программным модулем 65 симулятора 21, визуализируются непосредственно в бортовой информационной системе 36, связанной с индикаторным модулем 60.

Графическое отображение и анимация бортовой информационной системы 36 также соответствуют реальным условиям, имеющим место при использовании бортовой информационной системы 36 в кабине 23 водителя. Все органы 33 управления, визуализированные на панели 69 управления, включая рулевое колесо 32, могут быть активированы указателем 84 мыши аналогично реальным условиям в кабине 23 водителя. Например, опишем переключение с настройки размера 46b ячеек верхнего решета (фигура 5a) на настройку частоты 46a вращения воздуходувного устройства (фигура 5c). Сначала соответствующий орган 33.1 управления переводят с пиктограммы «Размер ячеек верхнего решета» на пиктограмму «Частота вращения воздуходувного устройства» при помощи указателя 84 мыши. Это изменение визуализируется в поле 47 выбора бортовой информационной системы 36 за счет того, что первоначально выделенная пиктограмма «Размер ячеек верхнего решета» 46b бледнеет, а пиктограмма «Частота вращения воздуходувного устройства» 46a выделяется. Затем при помощи органа 33.2 управления можно изменить текущее значение рабочего параметра «Частота вращения воздуходувного устройства» 46a, визуализированного в виде столбиковой диаграммы внутри поля 47 выбора. Изменение осуществляется описанным ранее способом, а именно, путем щелчка указателем 84 мыши на правой или левой части указателя 83 направления, связанного с органом 33.2 управления. Таким образом, изменение визуализируется непосредственно в поле 47 выбора. В то же время изменение рабочего параметра «Частота вращения воздуходувного устройства» 46a вызывает изменение визуализированных параметров 49 качества, воспроизводящее реальные условия на основании заложенных в память характеристик 75 и полей 76 характеристик. В предлагаемом варианте, например, выполненное заметное повышение частоты вращения воздуходувного устройства 46a приводит к тому, что усиленный поток воздуха в очищающем устройстве 17 выводит больше зерна 11 из зерноуборочного комбайна 2. Такое увеличение потерь 52 на очистку отображается в виде соответствующим образом увеличенного треугольника, визуализирующего этот параметр 49 качества (см. фиг. 5c). Изобретение предполагает, что все параметры, которые могут быть изменены на мониторе 61, могут активироваться не только при помощи указателя 84 мыши. В случае исполнения монитора 61 в виде сенсорного дисплея редактирование соответствующих параметров может быть осуществлено путем соответствующего прикосновения к монитору.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 сельскохозяйственная рабочая машина

2 зерноуборочный комбайн

3 жатка

4 наклонный транспортер

5 поток убранной культуры

6 дека молотильного агрегата

7 молотильный агрегат

8 отклоняющий барабан

9 сепарирующий ротор

10 сепарирующее устройство

11 зерно

12 возвратная дека

13 подающая дека

14 решето

15 решето

16 воздуходувное устройство

17 очищающее устройство

18 элеватор

19 бункер для зерна

20 рабочий агрегат

21 симулятор

22 моделируемый объект

23 кабина водителя

24 индикаторный модуль

25 управляющее и регулирующее устройство

26 пользователь

27 система шин

28 сенсорная система

29 индикаторный модуль

30 система помощи водителю

31 информация

32 рулевое колесо

33 органы управления

34 консоль управления

35 индикаторный модуль

36 бортовая информационная система

37 система оптимизации машины

38 автоматическая система управления движением

39 вычислительный модуль

40 внутренняя информация

41 внешняя информация

42 информация

43 выходной сигнал

44 сигнал индикации

45 сигнал рабочего агрегата

46 рабочий параметр

47 поле выбора

48 индикатор

49 параметр качества

50 мякина

50a объем мякины

50b содержание зерна в мякине

51 потери на сепарацию

52 потери на очистку

53 индикатор заданного значения

54 регулировочный автомат

55 сепарирующий автомат

56 очищающий автомат

57 колесо прокрутки

58 домашний компьютер

59 вычислительный модуль

60 индикаторный блок

61 монитор

62 клавиатура

63 мышь

64 панель управления

65 программный модуль

66 модель процесса

67 процесс обработки убранной культуры

68 поведение машины

69 панель управления

70 глобальная сеть передачи данных

71 облако

72 параметры, специфические для культуры

73 параметры, специфические для машины

74 параметры, специфические для окружающей среды

75 характеристика

76 поле характеристик

77 управляющее устройство

78 программный модуль

79 программный модуль визуализации

80 кормоуборочный комбайн

81 комбинация трактора с навесными агрегатами

82 указатель направления

83 указатель направления

84 указатель мыши

85 орган управления

86 рабочее меню

87 виртуальная шина CAN

1. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины, содержащий по меньшей мере один вычислительный модуль, соединенный по меньшей мере с одним индикаторным модулем и одной панелью управления, причем моделируемая сельскохозяйственная рабочая машина содержит регулируемые рабочие агрегаты и органы управления, предназначенные для регулировки рабочих агрегатов, отличающийся тем, что в вычислительный модуль (59) записан программный модуль (65), описывающий по меньшей мере модель (66) процесса (67) обработки убранной культуры, выполняемого сельскохозяйственной рабочей машиной (1), и поведение (68) машины, обусловленное выполнением процесса (67) обработки убранной культуры, причем обеспечена возможность визуализации по меньшей мере модели (66) процесса и/или поведения (68) машины в индикаторном модуле (60) и их изменения при помощи панели (64) управления.

2. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 1, отличающийся тем, что модель (66) процесса учитывает параметры (72), специфичные для убираемой культуры, параметры (73), специфичные для используемой машины, и параметры (74), специфичные для окружающей среды, рассчитывает на основании этих параметров (72-74) и записанных в память характеристик (75) и/или полей (76) характеристик по меньшей мере параметры (49) качества сельскохозяйственной рабочей машины (1) и визуализирует их в индикаторном модуле (60) в качестве поведения (68) машины.

3. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 1 или 2, отличающийся тем, что смоделированная сельскохозяйственная рабочая машина (1) содержит несколько управляемых рабочих агрегатов (20), при этом управление рабочими агрегатами (20) при помощи относящихся к ним блоков (77) управления моделируется за счет того, что вычислительный модуль (59) содержит по меньшей мере один программный модуль (78), моделирующий логическое поведение блоков (77)управления.

4. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 1 или 2, отличающийся тем, что индикаторный модуль (60) выполнен с возможностью моделирования приближенной к реальности панели (69) управления таким образом, чтобы она показывала не только реальные органы (33) управления, но и процесс (67) обработки убранной культуры и поведение (68) машины.

5. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 1 или 2, отличающийся тем, что вычислительный модуль (59) выполнен в виде домашнего компьютера (58), при этом по меньшей мере программный модуль (65), образующий симулятор (21), доступен в глобальной сети (70) передачи данных и/или облаке (71) и может быть активирован с помощью домашнего компьютера (58).

6. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 5, отличающийся тем, что моделирование поведения (68) сельскохозяйственной рабочей машины (1) структурировано в виде учебной онлайн-платформы.

7. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 1 или 2, отличающийся тем, что вычислительный модуль (59) содержит программные модули, моделирующие модель (66) процесса, поведение (68) машины и блоки (77) управления, относящиеся к соответствующей сельскохозяйственной рабочей машине (1).

8. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 6, отличающийся тем, что программные модули воспроизводят по меньшей мере электронную бортовую информационную систему (36), и/или электронную систему (37) оптимизации машины, и/или автоматическую систему (38) управления движением, причем по меньшей мере программные модули, индикаторный модуль (60) и модель/модели (66) процессов, записанные в память, соединены между собой программно или посредством виртуальной шины (87) CAN.

9. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 1 или 2, отличающийся тем, что индикаторный модуль (60) выполнен с возможностью визуализации электронной бортовой информационной системы (36), электронной системы (37) оптимизации машины, автоматической системы (38) управления движением и панели (69) управления с приближением к реальности.

10. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 1 или 2, отличающийся тем, что модель (66) процесса и выведенное на ее основе поведение (68) машины отражает реальные рабочие состояния сельскохозяйственной рабочей машины (1).

11. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 1 или 2, отличающийся тем, что обеспечена возможность выбора типа моделируемой сельскохозяйственной рабочей машины (1), при этом программные модули, активируемые по меньшей мере в соответствующее время и относящиеся к электронной бортовой информационной системе (36), электронной системе (37) оптимизации машины и автоматической системе (38) управления движением, соответствуют оригинальным программным модулям.

12. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 9, отличающийся тем, что визуализация приближенной к реальности панели (69) управления включает по меньшей мере рулевое колесо (32) и органы (33) управления, расположенные в кабине (23) водителя соответствующей сельскохозяйственной рабочей машины (1).

13. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 12, отличающийся тем, что органы (33) управления содержат как консоль (34) машины, так и органы (57, 85) управления, соответствующие индикаторам (24, 29), расположенным в кабине (23) водителя сельскохозяйственной рабочей машины (1).

14. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 12, отличающийся тем, что с рулевым колесом (32) и органами (33) управления связаны указатели (82, 83) направления, активация которых приводит в действие рулевое колесо (32) и соответствующие органы (33) управления.

15. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 14, отличающийся тем, что активация указателей (82, 83) направления имитирует движение рулевого колеса или настройку параметра (46, 72-74) машины, причем в активацию органов (33, 57, 85) управления входит выбор рабочего меню (86), переход в выбранное рабочее меню (86) и выбор определенных установочных значений для рабочих параметров (46).

16. Симулятор сельскохозяйственной рабочей машины по п. 14, отличающийся тем, что активация указателей (82, 83) направления обеспечена путем использования панели (62-64) управления, соединенной с вычислительным модулем (59), или, в случае исполнения индикаторного модуля (60) в виде сенсорного дисплея (61), путем непосредственного прикосновения к сенсорному дисплею (61).



 

Похожие патенты:

Заявленное изобретение относится к области массовых развлечений и тренировочным аппаратам и может быть использовано в разных модификациях в сфере отдыха и развлечений, а также для профессиональной подготовки водителей автомобилей, пилотов спортивных болидов и пр.

Изобретение относится к медицинской и измерительной технике и может быть применено для определения профессиональной пригодности водителя к управлению транспортными средствами.

Изобретение относится к области эксплуатации автомобильного транспорта. Предлагаемый способ содержит процедуру определения квалификации водителя путем измерения параметров управляемого водителем автомобиля, в число которых входят путевой расход топлива и скорость автомобиля, а также дополнительно вводится угол открытия дроссельной заслонки, управляющей подачей воздуха в двигатель.

Изобретение относится к симулятору лесной машины. При отображении рабочей области стрелы (524) смоделированной лесной машины (520, 522) на тренажере лесной машины (520, 522) определяют размер части рабочей области (530, 532, 536, 540, 542) смоделированной лесной машины (520, 522).

Изобретение относится к спортивным тренажерам и предназначено для обучения специализированной акробатической подготовке при последующем управлении мотоциклом.

Изобретение относится к психофизиологической медицине, медицинской и измерительной технике и может быть применено для определения профессиональной пригодности водителя к управлению транспортными средствами путем измерения в стационарных условиях времени зрительно-моторной реакции водителя на опасные дорожные ситуации.

Изобретение относится к тренажерам. .

Изобретение относится к области медицинской техники, а также к спортивным и игровым тренажерам. .

Изобретение относится к дублированным органам управления транспортных средств, в которых инструктор сидит сзади ученика. .

Изобретение относится к симулятору сельскохозяйственной рабочей машины. Симулятор содержит по меньшей мере один вычислительный модуль, соединенный по меньшей мере с одним индикаторным модулем и одной панелью управления. Моделируемая сельскохозяйственная рабочая машина содержит регулируемые рабочие агрегаты и органы управления, предназначенные для регулировки рабочих агрегатов. В вычислительный модуль записан программный модуль, описывающий по меньшей мере модель процесса обработки убранной культуры, выполняемого сельскохозяйственной рабочей машиной, и поведение машины, обусловленное выполнением процесса обработки убранной культуры. Также обеспечена возможность визуализации по меньшей мере модели процесса иили поведения машины в индикаторном модуле и их изменения при помощи панели управления. Техническим результатом является повышение эффективности обучения управлению сельскохозяйственной рабочей машиной. 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх