RU203531U1

RU203531U1 - UNIVERSAL DYNAMIC STAND OF CAR SIMULATOR

Info

Publication number: RU203531U1
Application number: RU2020137283U
Authority: RU
Inventors: Светлана Валерьевна Шевцова; Артём Юрьевич Сергеев; Владислав Викторович Сплендер; Иван Александрович Дронкин; Олег Витальевич Мазан; Даниил Викторович Кучер; Марат Арсенович Гасангусейнов; Алексей Васильевич Савельев; Дмитрий Борисович Зубатыкин; Владимир Григорьевич Горовой; Евгений Николаевич Лямзин; Игорь Григорьевич Федоров; Виктор Владимирович Филистеев; Рустам Рамильевич Салихов; Евгений Анатольевич Глухов; Сергей Владимирович Глущенко; Юрий Владимирович Тимофеев
Priority date: 2020-11-13
Filing date: 2020-11-13
Publication date: 2021-04-08

Abstract

Предложение относится к тренажерной технике, а именно к автомобильным динамическим стендам, и может быть использовано преимущественно для отработки навыков вождения автомобильного транспорта.Техническим результатом предложения является расширение функциональных возможностей универсального динамического стенда автомобильного тренажера.Технический результат достигается тем, что на жестко прикрепленной к подвижной платформе поперечной балке установлен двухступенчатый мультипликатор, сцепная электромуфта которого электрически связана с блоком управления, а входной вал выполнен заодно с удерживающей колодкой.По сравнению с прототипом предлагаемое решение позволяет расширить функциональные возможности универсального динамического стенда автомобильного тренажера.The proposal relates to simulator equipment, namely to automobile dynamic stands, and can be used mainly for practicing the skills of driving a motor transport. The technical result of the proposal is to expand the functionality of the universal dynamic stand of the automobile simulator. The technical result is achieved by the fact that on a rigidly attached to the mobile platform a two-stage multiplier is installed in the cross beam, the coupling electric coupling of which is electrically connected to the control unit, and the input shaft is made integral with the retaining block. In comparison with the prototype, the proposed solution allows you to expand the functionality of the universal dynamic stand of the car simulator.

Description

Предложение относится к тренажерной технике, а именно к автомобильным динамическим стендам, и может быть использовано преимущественно для отработки навыков вождения автомобильного транспорта.The proposal relates to simulator equipment, namely to dynamic automobile stands, and can be used mainly for practicing the skills of driving a road transport.

Известен гоночный симулятор для управления транспортными средствами по гоночной трассе, содержащий экран, видеопроектор, капсулу игрока с блоком имитации органов управления капсулой и гидравлической управляемой платформой, компьютер, вертикальную стойку шкафного типа, привод вертикального перемещения (патент RU №51775, G09B 9/02, Опубл. 2006 г.).Known racing simulator for driving vehicles on a race track, containing a screen, a video projector, a player's capsule with a block of imitation of capsule controls and a hydraulic controlled platform, a computer, a vertical rack of cabinet type, a vertical movement drive (patent RU No. 51775, G09B 9/02, Publ. 2006).

Основным недостатком гоночного симулятора является отсутствие возможности установки различных транспортных средств для большего погружения обучающегося в процесс обучения, т.е. обучающиеся могут занимать место только в однотипной капсуле.The main disadvantage of the racing simulator is the inability to install various vehicles for greater immersion of the student in the learning process, i.e. trainees can occupy space only in the same type of capsule.

Известен тренажер для обучения вождению автомобилем (Патент RU 74506 U1, G09B 9/05, Опубл. 27.06.2008, бюл. №18), содержащий штатный автомобиль заводского производства, установленный на опорах, при этом автомобиль содержит все составные части реального автомобиля, позволяющие использовать его после отсоединения от управляющих систем тренажера по прямому назначению. Тренажер имеет систему контроля положения органов управления автомобилем в пространстве подключенные через компьютер преподавателя к его монитору. Компьютер преподавателя выполнен с блоками сравнения для сопоставления действий, совершаемых обучаемым в процессе обучения.Known simulator for teaching driving a car (Patent RU 74506 U1, G09B 9/05, Publ. 27.06.2008, bul. No. 18), containing a standard factory-made car installed on supports, while the car contains all the components of a real car, allowing use it after disconnecting from the control systems of the simulator for its intended purpose. The simulator has a system for monitoring the position of the vehicle controls in space, connected through the teacher's computer to his monitor. The teacher's computer is made with comparison units for comparing the actions performed by the student in the learning process.

Вместе с тем указанная конструкция тренажера не позволяет создавать сопротивление вращению рулевого колеса соответствующее сопротивлению в реальных условиях эксплуатации автомобиля.At the same time, the indicated design of the simulator does not allow creating resistance to the rotation of the steering wheel corresponding to the resistance in real conditions of vehicle operation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявленному устройству, является тренажер для имитации движения транспортного средства (Патент RU 2715325, G09H 9/02, Опубл. 26.02.20. Прототип), содержащий связанные между собой неподвижную и подвижную платформы, из которых последняя снабжена приводами изменения ее положения, рабочий модуль водителя, размещенный на подвижной платформе и оснащенный креслом и штатными органами управления с имитацией обратной связи в виде рулевого колеса, педалей тормоза и газа, рычагами переключения передач на рулевом колесе, систему визуализации, воспроизводящую дорожную обстановку, в виде, по меньшей мере, фронтального экрана с видеопроектором, размещенных на стойках, и систему управления элементами тренажера в виде блока управления, источника питания и компьютера, на подвижной платформе в качестве рабочего модуля установлено реальное транспортное средство, сменяемое при необходимости, а связь неподвижной и подвижной платформ выполнена с помощью карданного шарнира и приводных тяг, связанных с валами приводов изменения положения подвижной платформы, при этом блок управления и приводы жестко закреплены на нижней платформе, а валы приводов снабжены датчиками их положения, подключенными к блоку управления, причем колеса транспортного средства выполнены свободными от контакта с опорной поверхностью и отключены от привода транспортного средства.The closest in technical essence and the achieved technical result to the claimed device is a simulator for simulating the movement of a vehicle (Patent RU 2715325, G09H 9/02, Publ. 26.02.20. Prototype), containing interconnected fixed and movable platforms, of which the latter is equipped with drives for changing its position, a driver's working module, located on a movable platform and equipped with a seat and standard controls with imitation of feedback in the form of a steering wheel, brake and gas pedals, gear levers on the steering wheel, a visualization system that reproduces the road situation, in the form of at least a front screen with a video projector, placed on racks, and a control system for the elements of the simulator in the form of a control unit, a power source and a computer, a real vehicle is installed on the mobile platform as a working module, which can be replaced if necessary, and the communication is stationary and movable pla The tform is made using a cardan joint and drive rods connected to the drive shafts for changing the position of the movable platform, while the control unit and drives are rigidly fixed on the lower platform, and the drive shafts are equipped with position sensors connected to the control unit, and the vehicle wheels are made free from contact with the supporting surface and disconnected from the vehicle drive.

Недостатком известного тренажера является отсутствие возможности имитации реальных условий управления транспортным средством, а именно указанная конструкция тренажера не позволяет создавать сопротивление вращению рулевого колеса соответствующее сопротивлению в реальных условиях эксплуатации автомобиля. Известно, что сопротивление вращению рулевого колеса присутствует при вождении автомобиля всегда и обусловлено его конструкцией, скоростью движения, типом дорожного полотна и усилителя руля (или его отсутствием) и пр. Таким образом, данный недостаток не в полной мере позволяет воспроизвести реальные условия работы водителя автомобиля, что оказывает негативное влияние на формирование навыков вождения обучаемых.The disadvantage of the known simulator is the inability to simulate real driving conditions of a vehicle, namely, the indicated design of the simulator does not allow creating resistance to the rotation of the steering wheel corresponding to the resistance in real operating conditions of the car. It is known that resistance to rotation of the steering wheel is always present when driving a car and is due to its design, speed, type of road surface and power steering (or lack thereof), etc. Thus, this drawback does not fully reproduce the real working conditions of the driver of the car. , which has a negative impact on the formation of trainees' driving skills.

Техническим результатом предложения является расширение функциональных возможностей универсального динамического стенда автомобильного тренажера.The technical result of the proposal is to expand the functionality of the universal dynamic stand of the car simulator.

Технический результат достигается тем, что на жестко прикрепленной к подвижной платформе поперечной балке установлен двухступенчатый мультипликатор, сцепная электромуфта которого электрически связанна с блоком управления, а входной вал выполнен за одно с удерживающей колодкой.The technical result is achieved by the fact that a two-stage multiplier is installed on a cross beam rigidly attached to the movable platform, the coupling electric coupling of which is electrically connected to the control unit, and the input shaft is made in one piece with a retaining block.

Предложение поясняется чертежами, где на фиг. 1. изображена принципиальная схема универсального динамического стенда автомобильного тренажера (вид сбоку), на фиг. 2 изображен вид спереди (главный вид).The proposal is illustrated by drawings, where FIG. 1. shows a schematic diagram of a universal dynamic stand of a car simulator (side view), FIG. 2 shows a front view (main view).

Предлагаемый универсальный динамический стенд автомобильного тренажера содержит связанные между собой соответствующие неподвижную и подвижную платформы 1 и 2, из которых последняя снабжена приводами 3, 4 изменения ее положения. Систему контроля положения штатных органов управления автомобилем в пространстве 5 в виде рулевого колеса, педалей сцепления, тормоза и газа, рычага переключения передач (на чертеже не показаны). Для воспроизводства дорожной обстановки предусмотрена система визуализации в виде, по меньшей мере, фронтального экрана 6 с видеопроектором 7, размещенных на стойках 8, 9, а также система управления элементами тренажера в виде блока 10 управления, источника 11 питания и компьютера 12, установленного на столе 13. Связь неподвижной и подвижной платформ 1 и 2 выполнена с помощью карданного шарнира 14 и приводных тяг 15, 16, связанных с валами приводов 3, 4 изменения положения подвижной платформы 2. При этом блок 10 управления и приводы 3, 4 жестко закреплены на нижней платформе 1, а валы приводов 3, 4 снабжены датчиками их положения (на чертеже не показаны), подключенными к блоку 10 управления. Колеса транспортного средства отключены от привода транспортного средства. На поперечной балке 21 которая жестко крепится к подвижной платформе 2 с помощью болтового соединения закреплен двухступенчатый мультипликатор 18 со сцепной электромуфтой 20 который своими входным валом жестко соединен с удерживающей колодкой 19 в которой зафиксировано управляемое колесо 17 транспортного средства. Второе управляемое колесо располагается в ложе другой удерживающей колодки 19, которая свободно вращается вокруг своей оси.The proposed universal dynamic stand of the automobile simulator contains interconnected corresponding fixed and movable platforms 1 and 2, of which the latter is equipped with drives 3, 4 for changing its position. A system for monitoring the position of standard vehicle controls in space 5 in the form of a steering wheel, clutch pedals, brake and gas pedals, a gear lever (not shown in the drawing). To reproduce the traffic situation, a visualization system is provided in the form of at least a front screen 6 with a video projector 7, placed on racks 8, 9, as well as a control system for the elements of the simulator in the form of a control unit 10, a power source 11 and a computer 12 installed on the table 13. The connection between the fixed and movable platforms 1 and 2 is made using a cardan joint 14 and drive rods 15, 16 connected to the shafts of drives 3, 4 for changing the position of the movable platform 2. In this case, the control unit 10 and drives 3, 4 are rigidly fixed on the lower platform 1, and the shafts of the drives 3, 4 are equipped with sensors for their position (not shown in the drawing) connected to the control unit 10. The wheels of the vehicle are disconnected from the drive of the vehicle. On the transverse beam 21, which is rigidly attached to the movable platform 2 by means of a bolted connection, a two-stage multiplier 18 with an electric coupling 20 is fixed, which is rigidly connected with its input shaft to the retaining block 19 in which the controlled wheel 17 of the vehicle is fixed. The second steered wheel is located in the bed of another retaining block 19, which rotates freely around its axis.

Заявленный универсальный динамический стенд автомобильного тренажера работает следующим образом.The declared universal dynamic stand of a car simulator works as follows.

На подвижную платформу 2 устанавливается реальное транспортное средство той или иной модели. Управляемые колеса транспортного средства фиксируются в удерживающих колодках 19. Обучающийся занимает место водителя в кабине транспортного средства. Блок 10 управления через USB кабель подключается к компьютеру 12 с установленным программным обеспечением и специальным ретранслятором цифровых сигналов. Компьютер 12 через USB кабель подключается к системе контроля положения штатных органов управления автомобилем в пространстве. Блок 10 управления подключается к источнику 11 питания напряжением 24 В постоянного тока. Запустив программное обеспечение и специальный ретранслятор цифровых сигналов, включается тумблер питания приводов 3, 4 на блоке 10 управления. После обработки сигналов от компьютера 12 и блока 10 управления через приводы 3 и 4 с датчиками положения вала и приводные тяги 15, 16 приводится в движение подвижная платформа 2. При работе тренажера согласно программе имитируются условия движения реального транспортного средства той или иной модели, а именно, продольные и поперечные наклоны транспортного средства, характеризующие движение по качественному дорожному полотну или по бездорожью, что позволяет отрабатывать у обучающихся навыки управления в режиме разгона, торможения, при поворотах с использованием органов управления автомобилем при изменении дорожной обстановки, воспроизводимой с помощью экрана 6 и видеопроектора 7.A real vehicle of one model or another is installed on the movable platform 2. The steered wheels of the vehicle are fixed in the retaining blocks 19. The student takes the driver's seat in the vehicle cabin. The control unit 10 is connected via a USB cable to the computer 12 with installed software and a special digital signal repeater. Computer 12 is connected via a USB cable to the control system of the position of the standard vehicle controls in space. The control unit 10 is connected to a 24 VDC power supply 11. Having started the software and a special digital signal repeater, the power switch of the drives 3, 4 on the control unit 10 is turned on. After processing signals from the computer 12 and the control unit 10 through drives 3 and 4 with shaft position sensors and drive rods 15, 16, the movable platform 2 is set in motion. When the simulator is running, according to the program, the conditions of movement of a real vehicle of a particular model are simulated, namely , longitudinal and transverse slopes of the vehicle, characterizing movement on a high-quality road surface or off-road, which allows students to practice control skills in acceleration, braking, when cornering with the use of vehicle controls when the traffic situation changes, reproduced using the screen 6 and a video projector 7.

С целью имитации нагрузок в системе рулевого управления установлен двухступенчатый мультипликатор 18 входной вал которого выполнен за одно с удерживающей колодкой 19 в которой фиксируется одно из управляемых колес автомобиля (см. фиг. 2). Имея передаточное число меньше единицы двухступенчатый мультипликатор 18 создает сопротивление повороту зафиксированного в удерживающей колодке 19 управляемого колеса, а следовательно и вращению рулевого колеса. Таким образом, увеличивается усилие прикладываемое обучаемым к рулевому колесу. Двухступенчатый мультипликатор 18 имеет по крайней мере две ступени что позволяет варьировать величину сопротивления вращению рулевого колеса в зависимости от моделируемых условий движения автомобиля. Переключение между ступенями осуществляется с помощью сцепной электромуфты 20, выключающей (включающей) блок шестерен второй ступени и управляемой с помощью блока 10 управления согласно программе имитирующей условия движения реального транспортного средства. Двухступенчатый мультипликатор 18 посредством болтового соединения закреплен на поперечной балке 21, которая жестко крепится к подвижной платформе 2.In order to simulate the loads in the steering system, a two-stage multiplier 18 is installed, the input shaft of which is made in one with a retaining block 19 in which one of the steered wheels of the car is fixed (see Fig. 2). Having a gear ratio of less than one, the two-stage multiplier 18 creates resistance to the rotation of the steered wheel fixed in the retaining block 19, and therefore to the rotation of the steering wheel. Thus, the effort applied by the trainee to the steering wheel is increased. Two-stage multiplier 18 has at least two stages, which allows you to vary the amount of resistance to rotation of the steering wheel depending on the simulated driving conditions. Switching between the stages is carried out using a coupling electromotive 20, which turns off (turns on) the gear block of the second stage and is controlled by the control unit 10 according to a program that simulates the driving conditions of a real vehicle. The two-stage multiplier 18 is bolted to the transverse beam 21, which is rigidly attached to the movable platform 2.

Поскольку универсальный динамический стенд автомобильного тренажера предусматривает возможность изменения в широком диапазоне усилия на рулевом колесе транспортного средства, постольку расширяются его функциональные возможности. Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое решение позволяет расширить функциональные возможности универсального динамического стенда автомобильного тренажера.Since the universal dynamic stand of the vehicle simulator provides for the possibility of varying the effort on the steering wheel of the vehicle in a wide range, its functionality expands. Thus, in comparison with the prototype, the proposed solution allows you to expand the functionality of the universal dynamic stand of the car simulator.

Claims

A universal dynamic stand of a car simulator, which includes a system for monitoring the position of standard vehicle controls in space, a visualization system that reproduces the road situation in the form of at least a front screen with a video projector placed on racks, and a control system for simulator elements in the form of a control unit, a power source and a computer, containing a fixed and movable platform connected to each other, of which the latter is equipped with drives for changing its position, and the connection of the fixed and movable platforms is made using a cardan joint and drive rods connected to the shafts of the drives for changing the position of the moving platform, while the drives are rigidly fixed on the lower platform, and the drive shafts are equipped with sensors for their position connected to the control unit, and the stand is designed to be installed on a movable platform as a working module of a real vehicle, replaceable if necessary, whose weights are disconnected from the drive of the vehicle, characterized in that a two-stage multiplier is installed on the cross beam rigidly attached to the movable platform, the electric coupling of which is electrically connected to the control unit, and the input shaft is made integral with the retaining block.