Тренажер для подготовки оператора транспортно-заряжающей машины
Владельцы патента RU 2763003:
Акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ" им. А.Н. Ганичева (RU)
Изобретение относится к тренажеру для подготовки оператора транспортно-заряжающей машины (ТЗМ). Тренажер содержит: имитатор объекто-фоновой обстановки, аппаратно-программный комплекс, моделирующее устройство боевой машины, имитатор транспортно-заряжающей машины, модуль инструктора, модуль оператора, устройство отображения визуальной информации, источник питания, имитатор гидрораспределителя, пульт загрузки, контроллер. Имитатор объекто-фоновой обстановки и моделирующее устройство боевой машины реализованы в составе мобильного модуля виртуальной реальности в виде 3D-моделей. Тренажер также снабжен индуктивными датчиками положения, имитатором звукового сигнала, имитатором дросселя, дискретными датчиками положения, модулем имитатора шума ТЗМ, акустической системой оператора, акустической системой инструктора, устройством подсветки органов управления, модулем фиксации психофизиологических параметров, системой контроля климата, оптической системой контроля, имитатором гидрораспределителя инструктора, модулем ввода информации. Достигается создание тренажера для формирования навыков взаимодействия в системе «человек-машина» с целью повышения надежности оператора транспортно-заряжающей машины с использованием средств дополненной виртуальной реальности за счет формирования у обучаемого визуального восприятия последствий своих действий. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к учебно-тренировочным средствам и может быть использовано для подготовки заряжанию реактивных снарядов операторов транспортно-заряжающих машин (ТЗМ) реактивных систем залпового огня.
Известен комплексный тренажер для подготовки специалистов подразделений реактивных систем залпового огня по патенту РФ на изобретение №2525804 опубл. 20.08.2014 Бюл. №23, содержащий имитатор внешней тактической обстановки, моделирующее устройство боевой машины реактивной системы залпового огня, рабочее место инструктора, рабочие места обучаемых, аппаратуру контроля обучения и источник питания, причем в него дополнительно введены имитаторы транспортно-заряжающей машины, командно-штабной машины батареи, командно-штабной машины дивизиона, имитатор объекто-фоновой обстановки и приборы-имитаторы боевых, транспортно-заряжающих и командно-штабных машин, при этом рабочее место инструктора связано информационно управляющей магистралью второго уровня с имитаторами боевой машины и командно-штабных машин батареи и дивизиона и с приборами имитаторами боевых, транспортно-заряжающих и командно-штабных машин, а также - двунаправленной шиной с имитатором транспортно-заряжающей машины, кроме того - с имитатором объекто-фоновой обстановки.
Известное техническое решение не обеспечивает требуемую имитацию окружающей реальности и погружение оператора в работу с оборудованием в режиме реального времени, не формирует навыков определения возможности дальнейшего использования боеприпаса при нештатном взаимодействии (ударе) с элементами транспортно-заряжающей машины, боевой машины и иными объектами, а также контролировать психофизиологическое состоянием обучаемого.
Общими признаками с предлагаемым авторами тренажером является наличие имитатора объекто-фоновой обстановки, аппаратно-программного комплекса, моделирующего устройства боевой машины, имитатора транспортно-заряжающей машины, модуля инструктора, модуля оператора, устройства отображения визуальной информации, источник питания, имитатор гидрораспределителя, пульт загрузки, контроллер,
В отличие от прототипа предлагаемый тренажер для подготовки оператора транспортно-заряжающей машины содержит имитатор гидрораспределителя оператора, имитатор гидрораспределителя инструктора, имитатор звукового сигнала, имитатор дросселя, модуль фиксации психофизиологического состояния, систему контроля климата, оптическую систему контроля.
В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:
- содержит комплект программных методик психофизиологической оценки влияния на состояние операторов виртуальной реальности с элементами дополненной реальности, обеспечивающих оценку эффективности и сокращение временных затрат выполнения оператором на тренажере по сравнению с аналогичными операциями на транспортно-заряжающей машине следующих действий: погрузка-разгрузка снарядов, находящихся в контейнерах на ложементах транспортно-заряжающей машины, визуализация процесса заряжания боевой машины снарядами.
- содержит комплект программных методик психофизиологической оценки влияния на состояние операторов виртуальной реальности с элементами дополненной реальности, включающий простую зрительно-моторную реакцию и(или) реакцию выбора, и(или) реакцию на движущийся объект и(или) красно-черные таблицы Шульте-Платонова, и(или) тест Люшера;
- содержит комплект программных методик психофизиологической оценки влияния на состояние операторов виртуальной реальности с элементами дополненной реальности, включающий треморометрию и(или) исследование рефракции и(или) мониторирование АД и ЭКГ;
- содержит комплект программных методик психофизиологической оценки влияния на состояние операторов виртуальной реальности с элементами дополненной реальности, включающий самооценку состояния.
Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявленного технического решения и достигаемым техническим результатом.
Указанные признаки, отличительные от прототипа, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.
Задачей предлагаемого изобретения является создание тренажера для формирования навыков взаимодействия в системе «человек-машина» с целью повышения надежности оператора транспортно-заряжающей машины с использованием средств дополненной виртуальной реальности за счет формирования у обучаемого визуального восприятия последствий своих действий, автоматического представления на рабочем месте руководителя оценки степени подготовки обучаемого с учетом его психофизиологических характеристик, оценки надежности обучаемого, выдаче рекомендаций по количеству циклов тренировки с учетом заданной величины надежности, обеспечение безопасности обучения за счет текущего автоматизированного контроля критических параметров психофизиологических характеристик обучаемого, а также сокращение экономических расходов на тренировки операторов транспортно-заряжающей машины.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной конструкции тренажера включающей имитатор объекто-фоновой обстановки, аппаратно-программный комплекс, моделирующее устройство боевой машины, имитатор транспортно-заряжающей машины, модуль инструктора, модуль оператора, устройство отображения визуальной информации, источник питания, имитатор гидрораспределителя, пульт загрузки, контроллер, особенность заключается в том, что он содержит индуктивные датчики положения, имитатор звукового сигнала, имитатор дросселя, дискретные датчиками положения, модуль имитатора шума ТЗМ, акустическую систему оператора, акустическую систему инструктора, устройство подсветки органов управления, модуль фиксации психо-физиологических параметров, систему контроля климата, оптическую систему контроля, имитатор гидрораспределителя инструктора, модуль ввода информации.
Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между параметрами заявляемого устройства позволили, в частности за счет:
- индуктивных датчиков положения, имитатора кнопки звукового сигнала, имитатора дросселя, дискретных датчиков приближения, модуля имитатор шума ТЗМ, акустической системы оператора, устройства отображения визуальной информации, выполненной в виде очков виртуальной реальности, устройство подсветки органов управления, имитатора объекто-фоновой обстановки, выполненного в виде мобильного модуля виртуальной реальности, моделирующего устройства боевой машины, реализованного в виде 3D модели, имитатор транспортно-заряжающей машины реализованного в виде 3D модели в виртуальной реальности сформировать у обучаемого визуальное восприятия последствий своих действий, а самое главное позволит снизить экономические расходы на тренировки операторов транспотрно-заряжающей машины;
- модуля ввода информации, имитатора гидрораспределителя инструктора, акустической системы инструктора, системы контроля климата, оптической системы контроля, модуля фиксации психофизиологического состояния произвести оценку степени подготовки обучаемого с учетом его психофизиологических характеристик, оценку надежности обучаемого, выдачу рекомендаций по количеству циклов тренировки с учетом заданной величины надежности, а так же позволит обеспечить безопасность обучения путем автоматизированного контроля критических параметров психофизиологических характеристик обучаемого.
Перечисленные конструктивные элементы позволяют обеспечить обучение оператора максимально приближенное к работе на реальном образце техники и выработать у оператора необходимые навыки работы.
Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения позволяют, в частности, за счет:
- включения в устройство комплекта программных методик психофизиологической оценки влияния на состояние операторов виртуальной реальности с элементами дополненной реальности, обеспечивающих оценку эффективности и сокращение временных затрат выполнения оператором на тренажере по сравнению с аналогичными операциями на транспортно-заряжающей машине следующих действий: погрузка-разгрузка снарядов, находящихся в контейнерах на ложементах транспортно-заряжающей машины, визуализация процесса заряжания боевой машины снарядами, объективное восприятие последствий своих действий позволяющее оценить последствия ошибок оператора, тем самым повысить надежность обучаемого;
- включения в устройство комплекта программных методик психофизиологической оценки влияния на состояние операторов виртуальной реальности с элементами дополненной реальности, включающий простую зрительно-моторную реакцию и(или) реакцию выбора, и(или) реакцию на движущийся объект и(или) красно-черные таблицы Шульте-Платонова, и(или) тест Люшера;
- включения в устройство комплекта программных методик психофизиологической оценки влияния на состояние операторов виртуальной реальности с элементами дополненной реальности, включающий треморометрию и(или) исследование рефракции и(или) мониторирование АД и ЭКГ;
- включения в устройство комплекта программных методик психофизиологической оценки влияния на состояние операторов виртуальной реальности с элементами дополненной реальности, включающий самооценку состояния для проверки психического состояния, обучаемого.
Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизны».
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена блок-схема тренажера для подготовки оператора транспортно-заряжающей машины. Тренажер состоит из модуля инструктора 1, модуля оператора 2, имитатора гидрораспределителя 3, индуктивных датчиков положения 4, контроллера 5, имитатора звукового сигнала 6, имитатора дросселя 7, дискретных датчиков положения 8, моделирующего устройства боевой машины 9, имитатора объекто-фоновой обстановки 10, модуля имитатора шума ТЗМ 11, акустической системы оператора 12, устройства подсветки органов управления 13, устройства отображения визуальной информации инструктора 14, пульта загрузки 15, акустической системы инструктора 16, имитатора транспортно- заряжающей машины 17, системы контроля климата 18, оптической системы контроля 19, аппаратно-программного комплекса 20, имитатора гидрораспределителя инструктора 21, модуля ввода информации 22, модуля фиксации психофизиологического состояния 23, источника питания 24.
Тренажер для подготовки оператора транспортно-заряжающей машины работает следующим образом.
После запуска источник питания 24 инструктор занимает место в модуле инструктора 1, а оператор занимает место в модуле оператора 2, инструктор посредством модуля ввода информации 22 запускает требуемую учебную задачу аппаратно-программного комплекса 20, информацию подают на имитатор объекто-фоновой обстановки 10 и осуществляют контроль ее выполнения на устройстве отображения визуальной информации 14. Вербальное взаимодействие инструктора и оператора осуществляют посредством акустической системы инструктора 16 и акустическая система оператора 12. Для более полного погружения оператора в виртуальную реальность активируют модуль имитатора шума транспортно-заряжающей машины 11. Работа оператора начинается с включения имитатора звукового сигнала 6, для информирования экипажа ТЗМ о начале работы, имитатор дросселя 7 устанавливается в исходное положение. Информация с дискретных датчиков положения 8 о положении имитатора дросселя 7, с индуктивных датчиков положения 4 о положении имитатора гидрораспределителя 3, пульта загрузки 15 и имитатора звукового сигнала 6 передают в контроллер 5. С контроллера 5, посредством аппаратно-программного комплекса 20, информацию подают в моделирующее устройство боевой машины 9, далее на имитатор транспортно-заряжающей машины 17, затем на имитатор объекто-фоновой обстановки 10 и устройство отображения визуальной информации 14. Инструктор посредством имитатора гидрораспределителя инструктора 21 корректирует, при необходимости, действия оператора в процессе выполнения учебной задачи. Модуль оператора 2 содержит модуль фиксации психофизиологического состояния 23, устройство подсветки органов управления 13 и оптическую систему контроля 19, обеспечивающую контроль состояния оператора и одновременное проведение анализа ошибок при выполнении задач, а также систему контроля климата 18 в модуле оператора 2.
Поставленная задача решается тем, что создан тренажер для формирования навыков взаимодействия в системе «человек-машина» с целью повышения надежности оператора транспортно-заряжающей машины с использованием средств дополненной виртуальной реальности за счет формирования у обучаемого визуального восприятия последствий своих действий, автоматического представления на рабочем месте руководителя оценки степени подготовки обучаемого с учетом его психофизиологических характеристик, оценки надежности обучаемого, выдаче рекомендаций по количеству циклов тренировки с учетом заданной величины надежности, обеспечение безопасности обучения за счет текущего автоматизированного контроля критических параметров психофизиологических характеристик обучаемого, а также сокращение экономических расходов на тренировки операторов транспортно-заряжающей машины.
На предприятии-заявителе разработана конструкторская документация предлагаемого изобретения, по которой возможно воспроизвести заявляемый тренажер с использованием современного оборудования и технологии, что позволяет сделать вывод о соответствии критерии «промышленная применимость» для изобретения.
1. Тренажер для подготовки оператора транспортно-заряжающей машины (ТЗМ), содержащий имитатор объекто-фоновой обстановки, аппаратно-программный комплекс, моделирующее устройство боевой машины, имитатор транспортно-заряжающей машины, модуль инструктора, модуль оператора, устройство отображения визуальной информации, источник питания, имитатор гидрораспределителя, пульт загрузки, контроллер, отличающийся тем, что имитатор объекто-фоновой обстановки и моделирующее устройство боевой машины реализованы в составе мобильного модуля виртуальной реальности в виде 3D-моделей, дополнительно снабжен индуктивными датчиками положения, имитатором звукового сигнала, имитатором дросселя, дискретными датчиками положения, модулем имитатора шума ТЗМ, акустической системой оператора, акустической системой инструктора, устройством подсветки органов управления, модулем фиксации психофизиологических параметров, системой контроля климата, оптической системой контроля, имитатором гидрораспределителя инструктора, модулем ввода информации.
2. Тренажер для подготовки оператора транспортно-заряжающей машины по п. 1, отличающийся тем, что содержит комплект программных методик психофизиологической оценки влияния на состояние операторов виртуальной реальности с элементами дополненной реальности, обеспечивающих оценку эффективности и сокращение временных затрат выполнения оператором на тренажере по сравнению с аналогичными операциями на транспортно-заряжающей машине следующих действий: погрузка-разгрузка снарядов, находящихся в контейнерах на ложементах транспортно-заряжающей машины, визуализация процесса заряжания боевой машины снарядами.
3. Тренажер для подготовки оператора транспортно-заряжающей машины по п. 1, отличающийся тем, что содержит комплект программных методик психофизиологической оценки влияния на состояние операторов виртуальной реальности с элементами дополненной реальности, включающий простую зрительно-моторную реакцию и(или) реакцию выбора, и(или) реакцию на движущийся объект и(или) красно-черные таблицы Шульте-Платонова, и(или) тест Люшера.
4. Тренажер для подготовки оператора транспортно-заряжающей машины по п. 1, отличающийся тем, что содержит комплект программных методик психофизиологической оценки влияния на состояние операторов виртуальной реальности с элементами дополненной реальности, включающий треморометрию и(или) исследование рефракции и(или) мониторирование АД и ЭКГ.
5. Тренажер для подготовки оператора транспортно-заряжающей машины по п. 1, отличающийся тем, что содержит комплект программных методик психофизиологической оценки влияния на состояние операторов виртуальной реальности с элементами дополненной реальности, включающий самооценку состояния.
