Устройство для обучения крановщика навыкам по управлению краном

 

О П И-C--А-Н -И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 17.11.72 (21) 1848982/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 14.06.75. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 18.09.75 (51) М. Кл. G 09Ь 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 796(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. И. Изюмов, И. Д. Колодный, О. Б. Низамутдинов и М. С. Тер-Мхитаров (71) Заявитель

Пермский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ КРАНОВЩИКА

НАВЫКАМ ПО УПРАВЛЕНИЮ КРАНОМ

Изобретение относится к отрасли строительства и области выполнения погрузочно-разгрузочных работ, а именно к различным кранам, и может быть использовано для профессионального отбора, профессиональной подготовки и для проверки квалификации крановщиков в условиях учебного класса.

Известно устройство для обучения крановщи ка навыкам по управлению краном, содержащее блок управления, выходы которого подключены к блокам моделирования привода подъема и вылета, выход блока моделирования привода подъема соединен через блоки формирования отличительных сигналов и коммутаторов с блоком отображения информации, выход блока моделирования привода вылета соединен через блоки сумматоров и коммутаторов с блоком отображения информации.

Известное устройство позволяет осуществлять обучение крановщиков с целью получения ими профессиональных навыков по управлению движением, подвешенного на канате груза только по ортогональным осям, что соответствует лишь малым перемещениям стрелы крана в направлении поворота илп движениям мостового, крана. Указанные устройства не обеспечивают эффективного обучения крановщиков поворотных кранов операциям по перемещению грузов на большой или неограниченный угол.

В известных устройствах, кроме того, несколько примитивно учитывается действие центробежных сил, что лишает модель необходимого подобия в процессах поворота.

Целью настоящего изобретения является приближение имитируемых процессов к действительным и повышение эффективности обучения крановщика.

Согласно изобретению это достигается тем, что в устройство введены блоки моделированием привода поворота, интегрирования поворота и преобразователь координат, вход блока моделирования .привода поворота соединен с блоком управления, а выход его подключен к блоку интегрирования поворота, кинематически связанному с преобразователем координат, вход которого подключен к выходу блока моделирования привода вылета, а выходы его через соответствующие блоки сум20 маторов и коммутаторов связаны с блоком отображения информации.

В этом устройстве преобразователь координат содержит блок моделирования движения груза, сумматоры продольного и поперечного

25 отклонения груза, соответственно связанные с спнусно-косинусными преобразователями, расположенными на одной оси и кпнематически связанными с поворотным диапозитивом, который расположен на одной оптической оси с

30 объективом и зеркалом.

474037

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Блэк управления 1 содержит аппараты управления блоками моделирования приводов крана; командоаппарат подъема 2 соединен со входом блока 3 моделирования привода подьема, командоаппарат вылета 4 соединен со входом блока 5 моделирования привода вылета, а командоаппарат поворота 6 — со входом блока 7 моделирования привода поворота.

Выходами блоков моделирования приводов подъема и вылета являются аналоги высоты подъема h и радиуса вылета р. Выходом блока моделирования привода поворота является аналог угловой скорости поворота Q.

Выход блока 7 моделирования привода поворота подключен ко входу блока 8 интегрирования поворота, который состоит, например, из усилителя 9, двигателя 10 и тахогенератора 11. Выходом его является механический аналог угла поворота ср.

Механический выход блока 8 интегрирования поворота подключен к механическому входу преобразователя координат 12, который состоит из оптического проектора, включающего в себя лампочку 13, поворотный диапозитив 14, на который нанесена, на пример, .координатная сетка или схема участка порта, объектив 1 5 и зеркало 16; первого

17, второго 18 и третьего 19 синусно-косинусных вращающихся преобразователей (СКП); блока 20 моделирования движения груза, сумматора 21 продольного отклонения и сумматора 22 поперечного отклонения, причем электрический вход преобразователя координат 12 является входом первого СКП 17, выходы первого СКП 17 подключены к входу блока 20 моделирования движения груза, выходы которого подключены ко входам второго СКП 18 и третьего СКП 19, выходы второго и третьего

СКП подключены ко входам сумматоров продольного 21 и поперечного 22 отклонения груза в системе координат, связанной со стрелой, а механический вход преобразователя координат 12 соединен с иоворотным диапозитивом

14 и с валом синусно-косинусных преобразователей 17, 18, 19.

Электрические выходы преобразователя координат 12, а та кже блоков 3 моделирования привода подъема, 5 моделирования привода вылета подключены ко входу блока 23 сумматоров, который состоит из сумматоров

24 — 28, причем каждый сумматор имеет два входа.

Ко входу блока 23 сумматоров подключены также два выхода блока 29 формирования отличительных сигналов, который состоит из генератора 30 высокой частоты, фазосдвигающей цепочки 31 и модулятора 32. Ко входу блока

29 подключен выход блока 3 моделирования привода подъема.

Выходы блока 23 сумматоров и выход блока 29 формирования отличительных сигналов подключены ко входам блока 33 коммутаторов, состоящего из коммутатора 34 продольно5

65 го отклонения и коммутатора 35 поперечного отклонения.

Выходы блока 33 подключены к .продольному и поперечному входам блока отображения

36, на экран которого спроектировано изображение, нанесенное на диапозитив 14.

При включенном тренажере на экране устройства отображения видны: а) яркая электронная световая точка, положение которой отвечает положению проекции груза на Землю; б) исходящая из нее световая тонкая наклонная прямая линия, которая обозначает высоту поднятого над Землей груза; если линия уходит от точки влево — вверх, то это обозначает подъем груза вверх, если линия уходит от точки вправо — вниз, то это обозначает провисание каната при опущенном на Землю грузе; в) световая окружность, положение которой отвечает положению проекции точки подвеса каната на Землю; г) картина Земли, например координатная сетка, спроектированная на экран устройства отображения 36 сверху от диапозитива 14 через зеркало 16.

Таким образом, перед обучаемым имитируется сенсорное поле реального крана, где он видит положение груза, положение точки подвеса каната, положение крана на Земле. ,Коммутаторы 34 и 35 работают синхронно со сравнительно низкой частотой (например, 50 Гц) и подключают ко входам устройства отображения 36 поочередно то сумматоры 26 и

28, то сумматор 27 и синусный выход фазосдвигающей цепочки 31. В первую часть периода на входы блока отображения подаются сигналы, характеризующие положение груза, а именно его отклонение в сторону $ и отклонение .по радиусу «+ Лр, а также сигналы модулятора 32, зависящие от величины h и характеризующие высоту подъема груза.

Во вторую часть периода на один вход блока отображения 36 подается сигнал, характеризующий величину вылета стрелы Лр, а также сигналы, снимаемые с фазосдвигающей цепочки 31, обеспечивающие появление световой окружности на экране.

Для осуществления «подъема» или «опускания» груза обучаемый воздействует на командоаппарат 2. При этом он видит результат своих операций на экране как изменение длины,наклонной световой линии.

Перемещение «груза» по радиусу осуществляется воздействием на командоаппарат 4 в направлении от себя («вперед») или на себя («назад»). При этом приходит в действие блок

5 моделирования изменения вылета, что выражается в изменении его выходной величины р. Изменение р вызывает соответствующее изменение сигнала на входе устройства отображения, что приводит к перемещению «точки подвеса» (т. е. окружности) на экране в соответствующем направлении.

Одновременно начинаются процессы инте474037 грирования в блоке 20 моделирования движения груза, что приводит к изменению сигнала

r на выходе сумматора 21 продольного отклонения груза. Это отразится на экране как перемещение световой точки.

Движение «точки подвеса» «каната» и «груза» будет происходить в продольном направлении, т. е. от крановщика или к крановщику, что обеспечивается блоком преобразователя координат 12.

Если ручка командоаппарата 4 будет включена на короткое время, например, «вперед», то «груз», начав движение вперед, перейдет положение равновесия и будет раскачиваться с периодом, равным периоду раскачки на реальном кране, практически без затухания. Такое поведение «груза» обеспечивается совпадением дифференциальных ураьненпй движения реального груза и уравнений, решаемых блоком 20 моделирования движения груза.

Лналогичным образом можно вызвать «поворот крана». Для этого надо повернуть рукоятку командоаппарата 6 вправо нлп влево.

Тогда придут в действие блок 7 моделирования привода поворота, блок 8 интегрирования поворота и начнется вращение диапозитива 14 и СКП 17, 18 и 19.

Поворот картины Земли вправо перед обучаемым имитирует «поворот крана» влево и наоборот.

В первый момент «груз» также движется с

«Землей» (по инерции), затем начинает отставать и т. д. Возникает относительное движение «груза» по отношению к «Земле» и к

«крану», которое может содержать движение по двум координатам.

Полная имитация движения «груза» позволяет во время тренировок приобретать навыки управления краном.

Предмет изобретения

1. Устройство для обучения крановщика навыкам по управлению краном, содержащее блак управления, выходы которого подключены к блокам моделирования привода подъема и вылета, выход блока моделирования привода подъема соединен через блоки формирования отличительных сигналов и коммутаторов с блоком отображения информации, выход блока моделирования привода вылета соединен через блоки сумматоров и коммутаторов с блоком отображения информации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью приближения имитируемых процессов к действительным и повыэффсктпвности об LtpHlt$1 крановщика, в него введены блоки моделирования привода поворота, интегрирования поворота и преобразователь координа"., вход блока моделирования привода поворога соединен с блоком управления, а выход его подключен к блоку интегрирования поворота, кинематическн связанному с преобразователем координат, вход которого подключен к выходу блока моделирования привода вылста, а выходы его через соответствующие блоки сумматоров и коммутаторов связаны с блоком отображения информации.

ЗО 2. Устройство по п. 1, о тл и ч а ю щее ся тем, что преобразователь координат содержит блок моделирования движения груза, сумматоры продольного и поперечного отклонения груза, соответственно связанные с синусно-ко35 синусными преобразователями, расположенными на одной оси и кинематическп связанными с поворотным диапозитивом, который расположен на одной оптической осн с объективом и зеркалом.

474037

Составитель В. Гончаров

Техред T. Миронова

Корректор H. Лебедева

Редактор Б. Нанкина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2257/5 Изд. Ма 1564, Тираж 496 Под пенес

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5