RU195410U1

RU195410U1 - NON-INERTIAL GYROSCOPIC SIMULATOR

Info

Publication number: RU195410U1
Application number: RU2018106363U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Николаевич Антоненко
Original assignee: Геннадий Николаевич Антоненко
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2020-01-28

Abstract

Заявленная полезная модель "Неинерциальный гироскопический тренажер" предназначен для расширения функциональных возможностей с созданием разных по модулю угловых скоростей и пространственно-разнонаправленных вращений кабины, используемых для тренировки вестибулярного аппарата пилотов, космонавтов, для исследования действия угловых скоростей и ускорений на организм человека. Этот тренажер также может быть использован в сфере развлекательных аттракционов. Поставленная задача решается таким образом, что для связи колец карданного подвеса в предлагаемый тренажер вводится пространственный дифференциально-планетарный механизм, который состоит из двух пар конических зубчатых колес (сателлиты), находящихся в зацеплении с внешним неподвижным кольцом и в зацеплении с внутренним подвижным (относительно стойки) кольцом шестерни. Такое техническое решение, где применен пространственный дифференциально-планетарный механизм, в котором можно устанавливать определенно заданные передаточные отношения между подвижными звеньями, с подвижным (относительно стойки) кольцом шестерни и с углом его вращения на 360 град. в зацеплении с зубчатыми колесами (сателлиты), позволяет создать высокоэффективный тренажер с соответствующей частотой вращения кабины. Функциональной особенностью предлагаемого "Неинерциального гироскопического тренажера" является то, что с введением пространственного дифференциально-планетарного механизма, для связи колец карданного подвеса, осуществляется возможность в получении движения кабины со сложной пространственной траекторией, с большой частотой вращения в предельно допустимых нормах действия сил инерции на организм человека. 19 ил., 1 з.п. ф-лыThe claimed utility model "Non-inertial gyroscopic simulator" is intended to expand functionality with the creation of angular velocities of different moduli and spatially multidirectional rotations of the cockpit, used to train the vestibular apparatus of pilots, astronauts, to study the effects of angular velocities and accelerations on the human body. This simulator can also be used in the field of entertainment attractions. The problem is solved in such a way that to connect the rings of the gimbal to the proposed simulator, a spatial differential planetary mechanism is introduced, which consists of two pairs of bevel gears (satellites) meshed with an external stationary ring and meshed with an internal movable (relative to the rack ) gear ring. Such a technical solution, where a spatial differential-planetary mechanism is used, in which it is possible to establish definitely predetermined gear ratios between the movable links, with a movable (relative to the rack) gear ring and with an angle of rotation of 360 degrees. meshing with gears (satellites), allows you to create a highly efficient simulator with the appropriate speed of rotation of the cabin. The functional feature of the proposed "Non-inertial gyroscopic simulator" is that with the introduction of the spatial differential planetary mechanism for connecting the gimbal rings, it is possible to obtain the movement of the cabin with a complex spatial trajectory, with a high speed in the maximum allowable norms of action of inertia forces on the body person. 19 ill., 1 wp f-ly

Description

Полезная модель «Неинерциальный гироскопический тренажер» относится к области авиации, космонавтики, медицины и может быть использован для тренировки вестибулярного аппарата, адаптации к перегрузкам спортсменов, пилотов, космонавтов. Тренажер может применяться в медицине для исследования действия угловых скоростей и угловых ускорений на организм человека, может быть использован в развлекательных аттракционах.The utility model “Non-inertial gyroscopic simulator” refers to the field of aviation, astronautics, medicine and can be used to train the vestibular apparatus, to adapt to the overload of athletes, pilots, astronauts. The simulator can be used in medicine to study the effects of angular velocities and angular accelerations on the human body, and can be used in recreational attractions.

Аналогом "Неинерциального гироскопического тренажера" является "Тренажер для исследования и тренировки вестибулярного аппарата" (патент №328500 МПК G09B 9/00 автор М.М. Левашов, Н.С. Слевчук, заявка 1285140, опубликован 14.06.1973 г. Б №26 от 17.09.1973 г.The analogue of the "Non-inertial gyroscopic simulator" is the "Simulator for research and training of the vestibular apparatus" (patent No. 328500 IPC G09B 9/00 author M. M. Levashov, N. S. Slevchuk, application 1285140, published June 14, 1973 B No. 26 from 09/17/1973

Тренажер представляет собой механическое устройство, состоящее из шаровидной кабины, блока управления и приводного механизма, выполненного в виде нескольких фрикционных роликов, причем одни ролики являются ведущими, а другие - опорными, оси роликов могут изменять свое положение как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, за счет этого кабина приобретает возможность вращаться с различными кинематическими параметрами. Недостатком данного технического решения заключается в том, что вращение кабины с разными параметрами угловых скоростей осуществляется более сложным механическим способом, что усложняет задачу придания пространственного вращения с определенно заданными параметрами соотношения угловых скоростей. Данная задача решается за счет того, что предлагаемый "Неинерциальный гироскопический тренажер" имеет пространственный дифференциально-планетарный механизм, который соединяет кольца карданного подвеса, тем самым позволяя создавать более сложную форму пространственного вращения кабины с определенно заданным соотношением угловых скоростей, используя один двигатель для передачи крутящего момента на кабину посредством этого механизма.The simulator is a mechanical device consisting of a spherical cabin, a control unit and a drive mechanism made in the form of several friction rollers, some of which are leading and others supporting, the axes of the rollers can change their position both in vertical and horizontal planes , due to this, the cabin gains the ability to rotate with various kinematic parameters. The disadvantage of this technical solution is that the rotation of the cab with different parameters of angular velocities is carried out in a more complex mechanical way, which complicates the task of imparting spatial rotation with definitely specified parameters of the ratio of angular velocities. This problem is solved due to the fact that the proposed "Non-inertial gyroscopic simulator" has a spatial differential-planetary mechanism that connects the gimbal suspension rings, thereby allowing you to create a more complex form of spatial rotation of the cab with a predetermined angular velocity ratio using one engine to transmit torque moment to the cabin through this mechanism.

Наиболее близким по техническому решению прототипу к заявленному "Неинерциальному гироскопическому тренажеру" является аттракцион "Абсолют", патент №2358789 RU, МПК A63G 31/02, автор изобретения Основин Е.В., опуб. от 20.06.2009, БИ №17, предназначенный для создания эффекта свободного падения при вращении. Изобретение состоит из стойки с вертикальными балками, в центре которых закреплено наружное кольцо, в котором с помощью шарниров установлено промежуточное кольцо. Вдоль вертикали в промежуточном кольце также с помощью шарниров закреплено центральное кольцо, в котором жестко установлена кабина-капсула. Данная схема аттракциона "Абсолют" позволяет совершать вращательное движение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.The closest technical solution to the prototype of the claimed "non-inertial gyroscopic simulator" is the attraction "Absolute", patent No. 2358789 RU, IPC A63G 31/02, inventor E. Osnov, publ. from 06/20/2009, BI No. 17, designed to create the effect of free fall during rotation. The invention consists of a rack with vertical beams, in the center of which an outer ring is fixed, in which an intermediate ring is mounted using hinges. Along the vertical in the intermediate ring also with the help of hinges the central ring is fixed, in which the cab-capsule is rigidly mounted. This scheme of attraction "Absolute" allows you to rotate in two mutually perpendicular planes.

Недостатком данного технического решения является то, что наружное, промежуточное и центральное кольца соединены между собой шарнирно и жестко относительно балок, при этом наружное кольцо вращается с помощью привода, а два других кольца вращаются свободно без определенно заданной частоты вращения, что снижает эффективность целенаправленной работы тренажера.The disadvantage of this technical solution is that the outer, intermediate and central rings are interconnected pivotally and rigidly relative to the beams, while the outer ring rotates with the help of the drive, and the other two rings rotate freely without a predetermined speed, which reduces the efficiency of the targeted work of the simulator .

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении арсенала технических средств в данной области, ограниченных возможностями функций устройства аттракциона "Абсолют", не обеспечивающих регулирование угловых скоростей и угловых ускорений звеньев и капсулы, снижающих функциональные возможности устройства.The problem to which the claimed technical solution is directed is to expand the arsenal of technical means in this area, limited by the capabilities of the functions of the Absolute attraction device, which do not provide for the regulation of angular speeds and angular accelerations of links and capsules, which reduce the functionality of the device.

Данная задача достигается за счет того, что предлагаемая полезная модель включает карданный подвес, состоящий из трех колец находящихся одно в другом, которые находятся между собой в пространственной дифференциально-планетарной связи; внешнее кольцо карданного подвеса связано со стойками станины горизонтальной осью вращения, в нем закреплены два других кольца - среднее и малое (внутреннее), ось вращения среднего кольца к.п. расположена в перпендикулярной плоскости относительно оси вращения внешнего кольца к.п., ось вращения малого кольца к.п. расположена в перпендикулярной плоскости относительно оси вращения среднего кольца к.п., внешнее кольцо карданного подвеса через ось вращения связана с двигателем, внешнее кольцо карданного подвеса, являясь водилом, имеет два обода крепления и два диска крепления с подшипниками, через которые проходит ось вращения среднего кольца карданного подвеса, среднее и малое кольцо карданного подвеса связаны между собой конической зубчатой передачей, которая включает четыре колеса с зубьями и два кольца шестерни, у одной пары колес с зубьями среднего кольца к.п. (карданного подвеса) ось вращения проходит через внешнее кольцо к.п., у другой пары колес малого кольца к.п. ось вращения проходит через среднее кольцо карданного подвеса, в каждой паре колес одно колесо имеет реверсивный ход вращения, другое неподвижно связана с осью вращения; колеса входят в зацепление с внешним и с внутренним кольцами шестерни, имеющих пазы для зубьев колес; внешнее кольцо шестерни, являясь неподвижным элементом звена, крепится к стойки станины четырьмя болтами с пружинами, внутреннее кольцо шестерни, являясь подвижным элементом звена, закреплено болтами в количестве 8 шт. с пружинами внутри внешнего кольца к.п. и вращается вместе с ним, входя в зацепление с зубчатым колесом малого (внутреннего) кольца карданного подвеса, в котором жестко закреплена кабина с сиденьем с ремнями безопасности; кабина оборудована автономной сигнализацией, которая представляет собой световую индикацию зеленого и красного света, определяющую собой нормальное самочувствие тренируемого и сигнал аварийной остановки тренажера, управление световой индикацией осуществляется методом нажатия на кнопочные выключатели, вмонтированные в правую и левую сторону подлокотников сиденья.This task is achieved due to the fact that the proposed utility model includes a gimbal, consisting of three rings located one in another, which are interconnected in a spatial differential-planetary connection; the outer ring of the gimbal is connected with the uprights of the bed with a horizontal axis of rotation, two other rings are fixed in it - the middle and small (inner), the axis of rotation of the middle ring located in a perpendicular plane relative to the axis of rotation of the outer ring of the item, the axis of rotation of the small ring kp is located in a perpendicular plane relative to the axis of rotation of the middle ring of the gearbox, the outer ring of the universal joint suspension through the axis of rotation is connected to the engine, the outer ring of the universal joint suspension, being a carrier, has two mounting rims and two mounting discs with bearings through which the axis of rotation of the middle gimbal rings, the middle and small gimbal rings are interconnected with a bevel gear, which includes four wheels with teeth and two gear rings, one pair of wheels with gears it KP ring (gimbal) the axis of rotation passes through the outer ring of the item, at the other pair of wheels of the small ring of the item the axis of rotation passes through the middle ring of the gimbal, in each pair of wheels one wheel has a reversible course of rotation, the other is motionlessly connected to the axis of rotation; the wheels mesh with the outer and inner rings of the gear having grooves for the teeth of the wheels; the outer gear ring, being a fixed element of the link, is attached to the bed frame with four bolts with springs, the inner ring of the gear, being the movable element of the link, is bolted in an amount of 8 pcs. with springs inside the outer ring and rotates with it, engaging with a gear wheel of a small (inner) ring of the universal joint suspension, in which a cabin with a seat with safety belts is rigidly fixed; the cabin is equipped with an autonomous alarm, which is a light indication of green and red light, which determines the normal health of the trainee and the emergency stop signal of the simulator, the light indication is controlled by pressing the push-button switches mounted on the right and left side of the armrests of the seat.

Техническим результатом является расширение технологических возможностей, обеспечивающих регулирование соотношений угловых скоростей и угловых ускорений звеньев и кабины в пространстве с одновременным расширением функциональных возможностей устройства изменять угловые скорости на выходе при неизменных угловых скоростях на входе, способность делить и суммировать потоки мощности при постоянно зацепленных шестернях, приводящих к повышению эффективности "Неинерциального гироскопического тренажера."The technical result is the expansion of technological capabilities that ensure the regulation of the ratios of angular velocities and angular accelerations of the links and the cabin in space while expanding the functionality of the device to change the angular velocities at the output at constant angular velocities at the entrance, the ability to divide and sum the power flows with constantly engaged gears, resulting in to increase the effectiveness of the "non-inertial gyroscopic simulator."

Технический результат достигается тем, что в "Неинерциальном гироскопическом тренажере", состоящем из станины со стойками, поддерживающей установку, двигателя, кабины, трех колец карданного подвеса, в качестве соединения этих звеньев введен пространственный дифференциально-планетарный механизм, который включает внешнее кольцо к.п., связанное с двигателем, выполняющее функцию водила, внешнюю и внутреннюю пару зубчатых колес, выполняющих функцию сателлита и в зацепление с внешним неподвижным кольцом шестерни, и в зацеплении с внутренним подвижным кольцом шестерни - функцию дифференциала, пространственный дифференциально-планетарный механизмом позволяет разлагать частоту крутящего момента двигателя на разно обозначенные частоты вращения колец карданного подвеса, как по модулю, так и по их пространственному направлению вращения, получая при этом на выходе определенно заданную форму вращения кабины относительно трех плоскостей пространства.The technical result is achieved by the fact that in the "Non-inertial gyroscopic simulator", consisting of a bed with racks supporting the installation, an engine, a cabin, three rings of the gimbal, a spatial differential planetary mechanism is introduced as a connection of these links, which includes an outer ring ., associated with the engine, performing the function of a carrier, an external and internal pair of gears that perform the function of a satellite and meshed with the outer fixed gear ring, and meshed with the inner with a movable gear ring - a differential function, the spatial differential-planetary mechanism allows the engine frequency to be decomposed into differently indicated rotational speeds of the driveshaft rings, both modulo and their spatial direction of rotation, while receiving at the output a definitely predetermined form of rotation of the cab relative to three planes of space.

НовизнаNovelty

Предлагаемое устройство полезной модели позволяет создать эффективный неинерциальный гироскопический тренажер за счет его конструктивного выполнения и введения пространственного дифференциально-планетарного механизма, расширяющего технологические и функциональные особенности устройства, то есть повысить степень подвижности кабины в пространстве и обеспечить регулирование переменными по величине и направлению угловыми скоростями и ускорениями Данные возможности достигаются тем, что в неинерциальном гироскопическом тренажере, состоящем из станины со стойками, поддерживающей установку, кабины, трех колец карданного подвеса, соединенных пространственным дифференциально-планетарным механизмом, согласно которому в качестве звеньев введены две пары зубчатых колес и два кольца шестерни, внешняя пара конических зубчатых колес связана с внешним неподвижным кольцом шестерни, внутренняя пара конических зубчатых колес связана с внутренним подвижным кольцом шестерни, внешние и внутренние звенья пространственного дифференциально-планетарного механизма посредством конической зубчатой передачи соединяют кольца карданного подвеса, позволяя тем самым частоту вращения двигателя делить на разные частоты вращения колец карданного подвеса и соединять их в определенную форму пространственного вращения кабины тренажера относительно трех плоскостей пространства; устройство полезной модели имеет 4 звена: 1-е звено - неподвижная станина-стойка, с которой связана ось вращения внешнего кольца к.п., 2-е звено - внешнее кольцо к.п., имеющее одну степень подвижности в горизонтальной плоскости вращения, 3-е звено - среднее кольцо к.п., имеющее две степени подвижности в форме осевого вращения и пространственного вращения оси по окружности в перпендикулярной плоскости, 4-е звено - малое (внутренне кольцо) к.п. с кабиной, имеющее три степени подвижности в форме осевого вращения и совмещенного пространственного вращения оси в перпендикулярной и в горизонтальной плоскости; передача крутящего момента передается от двигателя через шкивную передачу на внешнее кольцо к.п., которое, являясь водилом, через элемент звена внешней конической зубчатой передачи передает вращение на среднее кольцо к.п. и которое через внутреннею коническую зубчатую передачу передает вращение на малое кольцо к.п. и кабину; определенно заданная форма вращения кабины создается за счет значения передаточных отношений равных отношению модулей угловых скоростей или частоты вращения звеньев, где модуль угловой скорости, частота вращения внешнего кольца к.п. зависит от заданной частоты вращения вала двигателя, а среднего кольца к.п. - от отношения диаметра внешнего зубчатого колеса (сателлита) к диаметру внешнего кольца к.п., учитывая длину окружности неподвижного внешнего кольца шестерни, малого кольца к.п. - от отношения диаметра внутреннего зубчатого колеса (сателлита) к диаметру внешнего зубчатого колеса., учитывая длину окружности внутреннего, подвижного (относительно стойки) кольца шестерни; степень подвижности пространственного механизма определяется по формуле Сомова-Малышева т.е.The proposed device of the utility model allows you to create an effective non-inertial gyroscopic simulator due to its constructive implementation and the introduction of spatial differential planetary mechanism, expanding the technological and functional features of the device, that is, to increase the degree of mobility of the cabin in space and to provide control of angular velocities and accelerations variable in magnitude and direction These capabilities are achieved by the fact that in a non-inertial gyroscopic simulator, consisting of a bed with racks supporting the installation, a cab, three rings of the gimbal, connected by a spatial differential-planetary mechanism, according to which two pairs of gears and two gear rings are introduced as links, an external pair of bevel gears is connected to an external fixed gear ring, the inner pair of bevel gears is connected to the inner movable ring of the gear, the outer and inner links of the spatial differential planetary mechanism by bevel gears connect the driveshaft rings, thereby allowing the engine speed to be divided into different speeds of the driveshaft rings and connect them to a specific form of spatial rotation of the simulator cabin relative to three space planes; the utility model device has 4 links: the 1st link is a fixed bed-stand with which the axis of rotation of the outer ring of the gearbox is connected, the 2nd link is the outer ring of the gearbox having one degree of mobility in the horizontal plane of rotation, The 3rd link is the middle ring of the gearbox having two degrees of mobility in the form of axial rotation and the spatial rotation of the axis around the circumference in the perpendicular plane, the 4th link is small (the inner ring) of the gearbox with a cabin having three degrees of mobility in the form of axial rotation and combined spatial rotation of the axis in the perpendicular and horizontal plane; torque transmission is transmitted from the engine through a pulley gear to the outer ring of the gearbox, which, as a carrier, transmits rotation to the middle ring of the gearbox through the link element of the external bevel gear. and which through the internal bevel gear transmits rotation to the small ring and a cabin; a definitely defined form of rotation of the cabin is created due to the value of the gear ratios equal to the ratio of the angular velocity modules or the rotation frequency of the links, where the angular velocity module, the rotational speed of the outer ring depends on the set frequency of rotation of the motor shaft, and the middle ring - from the ratio of the diameter of the external gear wheel (satellite) to the diameter of the outer ring of the gearbox, taking into account the circumference of the stationary outer ring of the gear, the small ring of gearbox - from the ratio of the diameter of the inner gear (satellite) to the diameter of the outer gear., given the circumference of the inner, movable (relative to the rack) gear ring; the degree of mobility of the spatial mechanism is determined by the Somov-Malyshev formula i.e.

W=6(n-1)-5р-4р-3р-2р-рW = 6 (n-1) -5r-4r-3r-2r-r

- где W - степень подвижности (степень свободы) механизма. n - кол. кинематических звеньев, р - степень подвижности звеньев.- where W is the degree of mobility (degree of freedom) of the mechanism. n - count kinematic links, p is the degree of mobility of the links.

n=(5-1)=4 (внешнее кольцо к.п., среднее кольцо к.п., малое кольцо к.п. с кабиной, дифференциал с конической зубчатой передачей, станина-стойка).n = (5-1) = 4 (the outer ring of the gearbox, the middle ring of the gearbox, the small ring of the gearbox with the cab, the differential with a bevel gear, the stand frame).

р=2 (кол. одноподвижных звеньев: внешнее кольцо к.п., внутреннее кольцо шестерни).p = 2 (number of single-moving links: outer ring gearbox, inner ring of gear).

р=2 (кол. двух подвижных звеньев: среднее кольцо к.п., сателлиты-зубчатые колеса).p = 2 (number of two moving links: middle ring of gearbox, satellite gears).

р=1 (кол. трех подвижных звеньев: малое кольцо к.п. с кабиной)p = 1 (number of three movable links: small ring of gearbox with cab)

w=6×4-5×2-4×2-3×1-0-0=24-21=3w = 6 × 4-5 × 2-4 × 2-3 × 1-0-0 = 24-21 = 3

Внешнее и внутреннее зубчатое колесо с реверсивным вращением, а также два диска крепления внешнего кольца к.п. имеют пассивные связи.The external and internal gear wheels with reverse rotation, as well as two mounting discs of the outer ring have passive connections.

Вращательные пары соединены в точках А, В, С, D, Е (Фиг. 1)Rotational pairs are connected at points A, B, C, D, E (Fig. 1)

- в точке А соединены внешнее кольцо к.п. со стойкой- at point A, the outer ring of the cl. with stand

- в точке В соединены среднее кольцо к.п. с внешним кольцом к.п.- at point B, the middle ring of the cl. with outer ring

- в точке С соединены малое кольцо к.п. со средним кольцом к.п.- at point C a small ring is connected with middle ring

- в точке D соединены в виде зацепления внешнее зубчатое колесо среднего кольца к.п. с неподвижным кольцом шестерни- at point D, the external gear of the middle ring is connected in the form of meshing with fixed gear ring

- в точке Е соединены в виде зацепления внутреннее зубчатое колесо малого кольца к.п. с подвижным (относительно стойки) кольцом шестерни.- at point E, the internal gear of the small ring is connected in the form of meshing. with a movable (relative to the rack) gear ring.

Для пояснения технической сущности предлагаемого "Неинерциального гироскопического тренажера" представлены чертежи.To clarify the technical nature of the proposed "non-inertial gyroscopic simulator" presents the drawings.

На фиг. 1, фиг. 3 - представлен общий вид "Неинерциального гироскопического тренажера", гдеIn FIG. 1, FIG. 3 - presents a General view of the "Non-inertial gyroscopic simulator", where

1 - внешнее кольцо к.п. (водило), 2 - среднее кольцо к.п., 3 - малое кольцо к.п., 4 - кабина тренажера с сиденьем, 5 - внешние зубчатые колеса (сателлиты), 6 - внутренние зубчатые колеса (сателлиты), 7 - внешнее кольцо шестерни, 8 - внутреннее кольцо шестерни, 9 - неподвижное соединение внешнего, внутреннего зубчатого колеса с осью вращения, 10 - неподвижное соединение оси вращения внешних зубчатых колес со среднем кольцом к.п., 11 - неподвижное соединение оси вращения внутренних зубчатых колес с малым кольцом к.п., 12 - неподвижное соединение кабины с малым кольцом к.п., 13 - неподвижное соединение внешнего кольца к.п. с внешней осью вращения, 14 - реверсивное соединение внешнего, внутреннего зубчатого колеса с осью вращения, 15 - сквозное соединение оси вращения внутренних зубчатых колес со средним кольцом к.п., 16 - сквозное соединение оси вращения внешних зубчатых колес с внешним кольцом к.п., 17 - диски крепления с подшипниками (18), 19 - подшипники внешней оси вращения (24), 20 - болты крепления с пружиной, 21 - станина со стойками, 22 - двигатель, 23 - шкивная передача.1 - outer ring (carrier), 2 - middle ring of gearbox, 3 - small ring of gearbox, 4 - simulator cabin with seat, 5 - external gears (satellites), 6 - internal gears (satellites), 7 - external gear ring, 8 - inner gear ring, 9 - fixed connection of the external, internal gear with the axis of rotation, 10 - fixed connection of the axis of rotation of the external gears with the middle ring gear, 11 - fixed connection of the axis of rotation of the internal gears with small KP ring, 12 - fixed connection of the cabin with a small KP ring, 13 - fixed Connections external ring KP with the external axis of rotation, 14 - reverse connection of the external, internal gear wheel with the axis of rotation, 15 - through connection of the axis of rotation of the internal gears with the middle ring of gear, 16 - through connection of the axis of rotation of the external gears with the outer ring of gear ., 17 - mounting discs with bearings (18), 19 - bearings of the external axis of rotation (24), 20 - mounting bolts with a spring, 21 - frame with struts, 22 - engine, 23 - pulley gear.

На фиг. 2 - представлено направление вращения внешнего кольца к.п., среднего кольца к.п. и малого (внутреннего) кольца к.п. с кабиной относительно трех плоскостей пространства, гдеIn FIG. 2 - shows the direction of rotation of the outer ring of the item, the middle ring of the item and small (inner) ring with a cabin with respect to three planes of space, where

1 - направление вращения внешнего кольца к.п в плоскости Y с неподвижной осью вращения лежащей в плоскости X.1 - the direction of rotation of the outer ring cp in the Y plane with a fixed axis of rotation lying in the X plane.

2 - направление вращения среднего кольца к.п. в плоскости Y с подвижной осью вращения в плоскости X2 - direction of rotation of the middle ring in the Y plane with a movable axis of rotation in the X plane

3 - направление вращения малого (внутреннего) кольца к.п. в плоскости Y с подвижной осью вращения в плоскостях X-Z.3 - the direction of rotation of the small (inner) ring in the Y plane with a movable axis of rotation in the X-Z planes.

Вращение кабины "Неинерциального гироскопического тренажера" с разными по модулю угловыми скоростями и пространственного направления вращательного движения осуществляется следующим образом.The rotation of the cabin "Non-inertial gyroscopic simulator" with different modular angular velocities and spatial directions of rotational motion is as follows.

Двигатель 22 через шкивную передачу 23 и внешнюю ось вращения 24 приводит во вращение в плоскости Y внешнее кольцо к.п. 1 которое, являясь водилом, передает вращение через элемент соединения 16 на среднее кольцо к.п. 2, среднее кольцо к.п. 2, вращаясь в плоскости Y, посредством внешнего зубчатого колеса (сателлит) 5 в зацеплении с внешним неподвижным кольцом шестерни 7 осуществляет вращение своей оси в плоскости X, среднее кольцо к.п. 2, вращаясь в плоскости Y-X, через элемент соединение 15 передает вращение на малое (внутреннее) кольцо к.п. 3, малое кольцо к.п. 3, вращаясь в плоскости Y-X, посредством внутреннего зубчатого колеса (сателлит) 6 в зацеплении с внутренним подвижным (относительно стойки) кольцом шестерни 8 осуществляет вращение своей оси в плоскости Z, в итоге кабина, закрепленная в малом (внутреннем) кольце к.п. 3, приобретает разнонаправленное пространственное вращение, форму которого определяет соотношение частот вращения колец к.п. в зависимости от передаточных отношений звеньев пространственного дифференциально-планетарного механизма.The engine 22 through the pulley gear 23 and the external axis of rotation 24 leads to rotation in the Y plane of the outer ring 1 which, being a carrier, transmits rotation through the element of connection 16 to the middle ring 2, middle ring 2, rotating in the Y plane, by means of an external gear wheel (satellite) 5, in engagement with the external fixed ring of the gear 7, rotates its axis in the X plane, the middle ring 2, rotating in the Y-X plane, through the element, the connection 15 transmits the rotation to the small (inner) ring of the item. 3, small ring 3, rotating in the Y-X plane, by means of the internal gear wheel (satellite) 6, in gearing with the internal movable (relative to the rack) gear ring 8, rotates its axis in the Z plane, as a result, the cabin is fixed in the small (inner) ring of gearbox. 3 acquires a multidirectional spatial rotation, the shape of which determines the ratio of the frequencies of rotation of the rings depending on the gear ratios of the links of the spatial differential planetary mechanism.

Описание чертежей.Description of the drawings.

Чертежи выполнены в виде схематичных рисунков, обозначающие элементы строения полезной модели - неинерциального гироскопического тренажера, их функциональные особенности.The drawings are made in the form of schematic drawings indicating the structural elements of a utility model - a non-inertial gyroscopic simulator, their functional features.

На Фиг. 1 изображена функциональная схема элементов неинерциального гироскопического тренажера и позицией обозначены.In FIG. 1 shows a functional diagram of the elements of a non-inertial gyroscopic simulator and the position indicated.

1 - внешнее кольцо карданного подвеса.1 - the outer ring of the gimbal.

2 - среднее кольцо карданного подвеса.2 - the middle ring of the gimbal.

3 - малое (внутреннее) кольцо карданного подвеса.3 - a small (inner) ring gimbal.

4 - кабина тренажера с сиденьем.4 - a simulator cabin with a seat.

5 - внешние зубчатые колеса шестерни среднего кольца к.п.5 - external gears of the gear wheel of the middle ring

6 - внутренние зубчатые колеса шестерни малого кольца к.п.6 - internal gears of a gear of a small ring of k.p.

7 - внешнее кольцо шестерни внешнего зубчатого колеса.7 - the outer ring of the gear of the external gear.

8 - внутреннее кольцо шестерни внутреннего зубчатого колеса.8 - the inner ring of the gear of the inner gear.

9 - неподвижное соединение оси вращения с колесом шестерней среднего кольца к.п. и с колесом шестерней малого (внутреннего) кольца к.п. (условное обозначение - х).9 - fixed connection of the axis of rotation with the gear wheel of the middle ring and with a gear wheel of a small (inner) ring (symbol - x).

10 - неподвижное соединение оси вращения внешнего колеса шестерни со средним кольцом к.п.10 - fixed connection of the axis of rotation of the outer gear wheel with the middle ring

11 - неподвижное соединение оси вращения внутреннего колеса шестерни с малым кольцом к.п.11 - fixed connection of the axis of rotation of the inner gear wheel with a small ring

12 - неподвижное соединение кабины тренажера с внутренним кольцом к.п.12 - fixed connection of the simulator cabin with the inner ring

13 - неподвижное соединение внешнего кольца к.п. с внешней осью вращения, связанной с двигателем шкивной передачей.13 - fixed connection of the outer ring with an external axis of rotation associated with the engine by a pulley transmission.

14 - реверсивное соединение оси вращения среднего кольца к.п. с внешним колесом шестерней и оси вращения малого кольца с внутренним колесом шестерней.14 - reverse connection of the axis of rotation of the middle ring with an external gear wheel and an axis of rotation of a small ring with an internal gear wheel.

15 - сквозное соединение оси вращения внутреннего колеса шестерни со средним кольцом к.п.15 - through connection of the axis of rotation of the inner gear wheel with the middle ring

16 - сквозное соединение оси вращения внешнего колеса шестерни с внешним кольцом к.п.16 - through connection of the axis of rotation of the outer gear wheel with the outer ring

На Фиг. 2 изображены плоскости вращения колец карданного подвеса, кабины тренажера и позицией обозначены.In FIG. 2 shows the planes of rotation of the rings of the gimbal, the simulator cabin and the position indicated.

1 - плоскость вращения Y, в которой вращается внешнее кольцо к.п.1 - plane of rotation Y, in which the outer ring rotates

2 - плоскость вращения Y-X, в которой вращается среднее кольцо к.п.2 - plane of rotation Y-X, in which the middle ring rotates

3 - плоскость вращения Y-X-Z, в которой вращается внутреннее кольцо к.п. с кабиной.3 - plane of rotation Y-X-Z, in which the inner ring rotates with a cabin.

На Фиг. 3 изображен неинерциальный гироскопический тренажер с двигателем и позицией обозначены.In FIG. 3 shows a non-inertial gyroscopic simulator with an engine and the position indicated.

17 - диск крепления, который соединяет внешнее кольцо к.п. с ободом крепления внешней сферы вращения.17 - mounting disk, which connects the outer ring with a rim of fastening of the external sphere of rotation.

18 - подшипник диска крепления, через который проходит ось вращения внешнего колеса шестерни.18 - bearing of the mounting disk, through which the axis of rotation of the outer gear wheel passes.

19 - подшипник стойки станины, через который проходит внешняя ось внешнего кольца к.п., связанного с двигателем.19 - bearing of the bed stand, through which the external axis of the outer ring of the gearbox connected with the engine passes.

20 - болты крепления с пружиной, которые связывают внешнее кольцо шестерни со стойкой станины.20 - mounting bolts with a spring that connect the outer ring of the gear with the stand of the frame.

21 - станина со стойкой, к которой крепится устройство н.г. тренажера.21 - bed with a stand, to which the device is mounted n.g. simulator.

22 - двигатель, который приводит во вращение внешнее кольцо к.п.22 - an engine that drives the outer ring of the gearbox

23 - шкивная передача, которая соединяет двигатель с внешней осью вращения н.г. тренажера.23 - a pulley gear that connects the engine to the external axis of rotation of the NG simulator.

24 - внешняя ось вращения, которая соединяет внешнее кольцо н.г. тренажера с двигателем и проходит через подшипники стойки станины.24 - the external axis of rotation, which connects the outer ring NG simulator with an engine and passes through the bearings of the bed stand.

На Фиг. 4 изображено внешнее кольцо карданного подвеса с горизонтальным и с вертикальным ободом крепления, с дисками крепления и позицией обозначены.In FIG. 4 shows the outer ring of the gimbal with horizontal and vertical mounting rim, with mounting discs and the position indicated.

17 - два диска крепления.17 - two mounting discs.

25 - горизонтальный обод крепления.25 - horizontal rim mount.

26 - вертикальный обод крепления.26 - a vertical rim of fastening.

На Фиг. 5 изображено отдельно внешнее кольцо карданного подвеса и позицией обозначены.In FIG. 5 depicts separately the outer ring of the gimbal and is indicated by the number.

1 - внешнее кольцо к.п.1 - outer ring

1.1 - пазы для вертикального обода крепления.1.1 - grooves for the vertical mounting rim.

На Фиг. 6 изображен отдельно вертикальный обод крепления, который крепится в пазы во внутреннюю сферу внешнего кольца к.п. и позицией обозначены.In FIG. 6 separately depicts a vertical mounting rim, which is mounted in grooves in the inner sphere of the outer ring and are indicated by.

На фиг. 7 изображен отдельно горизонтальный обод крепления, который имеет пазы и накладывается с внешней сферы внешнего кольца к.п. и позицией обозначены.In FIG. 7 shows separately the horizontal rim of the mount, which has grooves and is superimposed from the outer sphere of the outer ring and are indicated by.

25.1 - пазы для внешнего кольца к.п.25.1 - grooves for the outer ring

На Фиг. 8 изображено внешнее кольцо к.п. с вертикальным ободом крепления и с кольцом шестерни внутренней сферы вращения и позицией обозначены.In FIG. 8 shows the outer ring with a vertical mounting rim and with a gear ring of the inner sphere of rotation and the position indicated.

1 - внешнее кольцо к.п.1 - outer ring

8 - внутреннее кольцо шестерни.8 - the inner ring of the gear.

27 - кронштейн крепления с пружинами (8 шт.)27 - an arm of fastening with springs (8 pieces)

На Фиг. 9 изображено отдельно внутреннее кольцо шестерни с пазами для зубьев внутреннего колеса шестерни с элементом крепления, с вертикальным ободом крепления с внешним кольцом к.п., и позицией обозначены.In FIG. 9, the inner gear ring with grooves for the teeth of the inner gear wheel with the fastening element, with the vertical fastening rim with the outer ring of the gearbox, and the position are shown separately.

8.1 - элемент крепления.8.1 - mounting element.

8.2 - пазы для зацепления с зубьями внутреннего колеса шестерни.8.2 - grooves for engagement with the teeth of the inner gear wheels.

На Фиг. 10 изображен отдельно элемент крепления в виде кронштейна с внутренним кольцом шестерни и ободом крепления с внешним кольцом к.п., и позицией обозначены.In FIG. 10, a fastening element is separately shown in the form of a bracket with an inner ring of a gear and a fastening rim with an outer ring of a gearbox, and the position is indicated.

1 - элемент внешнего кольца к.п.1 - element of the outer ring

27 - кронштейн с пружиной.27 - an arm with a spring.

На Фиг. 11 изображено внешнее кольцо к.п. с вертикальным ободом крепления, горизонтальным ободом крепления, с двумя дисками крепления с подшипниками, с элементами крепления и позицией обозначены.In FIG. 11 shows the outer ring with a vertical mounting rim, a horizontal mounting rim, with two mounting discs with bearings, with mounting elements and the position indicated.

1 - внешнее кольцо карданного подвеса, к которому крепится скобами диски крепления.1 - the outer ring of the gimbal suspension, to which the mounting discs are attached with brackets.

17 - диски крепления.17 - mounting discs.

17.1 - скобы крепления.17.1 - mounting brackets.

28 - элемент крепления вертикального обода с горизонтальным.28 - fastening element of the vertical rim with horizontal.

На Фиг. 12 изображен диск крепления с пазами со скобами и с подшипником и позицией обозначены.In FIG. 12 shows a mounting disk with slots with brackets and with a bearing and the position indicated.

17 - диск крепления.17 - a disk of fastening.

17.1 - скобы крепления диска к внешнему кольцу к.п.17.1 - brackets securing the disk to the outer ring

18 - подшипник.18 - the bearing.

На Фиг. 13 изображено среднее кольцо карданного подвеса с внешним колесом шестерней, с малым (внутренним) кольцом к.п. с внутренним колесом шестерней, с кабиной н.г. тренажера и позицией обозначены.In FIG. 13 shows the middle ring of the gimbal with an external gear wheel, with a small (inner) ring with an internal gear wheel, with an NG cab simulator and position indicated.

2 - среднее кольцо к.п. в связи с внешним колесом шестерней.2 - middle ring in connection with the external gear wheel.

3 - малое (внутреннее кольцо) к.п. в связи с внутренним колесом шестерней.3 - small (inner ring) c.p. in connection with the inner gear wheel.

4 - кабина н.г. тренажера.4 - cabin N.G. simulator.

5 - внешнее колесо шестерня среднего кольца к.п.5 - outer wheel gear middle ring k.p.

6 - внутреннее колесо шестерня малого кольца к.п.6 - the inner wheel gear small ring k.p.

На Фиг. 14 изображено отдельно среднее кольцо к.п. с колесом шестерней с неподвижным соединением кольца к.п. с осью вращения, отверстием для прохождения оси вращения внутренних колес шестерней и позицией обозначены.In FIG. 14 shows separately the middle ring with a gear wheel with a fixed ring connection with the axis of rotation, the hole for the passage of the axis of rotation of the inner wheels of the gear and the position indicated.

2 - среднее кольцо к.п.2 - middle ring

5 - внешнее колесо шестерня.5 - an external gear wheel.

9 - неподвижное соединение колеса шестерни с осью вращения.9 - fixed connection of the gear wheel with the axis of rotation.

10 - неподвижное соединение оси вращения со средним кольцом к.п.10 - fixed connection of the axis of rotation with the middle ring

14 - реверсивное соединение колеса шестерни с осью вращения.14 - reverse connection of the gear wheel with the axis of rotation.

15 - сквозное соединение с осью вращения внутреннего кольца к.п.15 - through connection with the axis of rotation of the inner ring

На Фиг. 15 изображено отдельно малое кольцо к.п. с кабиной н.г. тренажера и колесом шестерней, и позициями обозначено.In FIG. 15 depicts separately a small ring with cab ng the simulator and the gear wheel, and the positions indicated.

3 - малое кольцо карданного подвеса.3 - a small ring gimbal.

4 - кабина н.г. тренажера.4 - cabin N.G. simulator.

6 - колеса шестерни малого кольца.6 - gear wheels of a small ring.

9 - неподвижное соединение оси вращения с колесом шестерни.9 - fixed connection of the axis of rotation with the gear wheel.

11 - неподвижное соединение оси вращения с малым кольцом к.п.11 - fixed connection of the axis of rotation with a small ring

12 - неподвижное соединение кабины н.г. тренажера с малым (внутренним) кольцом к.п.12 - fixed connection cabin N.G. simulator with a small (inner) ring

На Фиг. 16 изображена станина со стойками, на которые крепится н.г. тренажер, двигатель - на станину и позицией обозначены.In FIG. 16 depicts a bed with racks, on which is mounted n. simulator, engine - on the bed and the position indicated.

19 - подшипники стойки станины, через которые проходит внешняя ось вращения, соединенная с внешним кольцом к.п. и с двигателем.19 - bearings of the bed stand, through which the external axis of rotation passes, connected to the outer ring and with an engine.

20 - болт крепления с пружиной (4 шт.), который соединяет внешнее кольцо шестерни со стойкой станины.20 - a bolt of fastening with a spring (4 pcs.), Which connects the outer ring of the gear with the stand of the bed.

21 - станина в виде подставки.21 - stand frame.

21.1 - элемент крестообразной стойки станины.21.1 - element of the cross-shaped rack of the bed.

22.1 - место пространства для двигателя.22.1 - space for the engine.

22.2 - место пространства для н.г. тренажера.22.2 - space for NG simulator.

29 - отверстия для крепления станины.29 - holes for mounting the frame.

На Фиг. 17 изображена станина с подшипником для внешней оси вращения и отверстиями для крепления внешнего кольца шестерни к стойке и позицией обозначены.In FIG. 17 shows a frame with a bearing for the external axis of rotation and holes for attaching the outer ring of the gear to the rack and the position is indicated.

19 - подшипник.19 - the bearing.

20.1 - отверстия для крепления внешнего кольца шестерни.20.1 - holes for mounting the outer ring of the gear.

21 - станина в виде подставки.21 - stand frame.

21.1 - часть стойки станины в виде крестообразной формы.21.1 - part of the rack frame in the form of a cross-shaped.

На Фиг. 18 изображен внешнее кольцо шестерни с отверстиями для крепления к станине, с пазами для зубьев колеса шестерни и позицией обозначены.In FIG. 18 shows the outer ring of the gear with holes for attachment to the frame, with grooves for the teeth of the gear wheel and the position indicated.

7 - внешнее кольцо шестерни сферы вращения внешней колеса шестерни среднего кольца к.п.7 - the outer ring of the gear of the sphere of rotation of the outer gear wheel of the middle gear ring

7.1 - пазы для зубьев внешних колес шестерней.7.1 - grooves for the teeth of the outer gear wheels.

20.2 - отверстие для крепления к стойки станины.20.2 - hole for attaching to the bed stand.

На Фиг. 19 обозначен кронштейн с болтом и пружиной для крепления внешнего кольца шестерни к элементу крестообразной стойки станины и позицией обозначены.In FIG. 19, a bracket with a bolt and a spring for fixing the outer ring of the gear to the element of the cruciform frame of the bed is indicated, and the position is indicated.

7 - часть элемента внешнего кольца шестерни.7 - part of the element of the outer ring of the gear.

20 - болт крепежный.20 - mounting bolt.

20.3 - гайка крепежная.20.3 - mounting nut.

20.4 - шайба.20.4 - the puck.

20.5 - пружина.20.5 - spring.

20.6 - гайка регулировочная для пружины.20.6 - adjusting nut for the spring.

20.7 - контргайка.20.7 - locknut.

20.8 - гайка регулировочная свободного хода болта крепежного.20.8 - a nut adjusting a free wheeling of a fixing bolt.

20.9 - контргайка.20.9 - locknut.

20.10 - болт соединяющий кронштейн с крестообразной стойкой станины.20.10 - a bolt connecting an arm with a cross-shaped stand of a bed.

Claims

1. Non-inertial gyroscopic simulator, characterized in that it includes: gimbal, consisting of three rings located one in another; the outer ring of the gimbal has two mounting rims and two mounting discs with bearings, it is connected with the stands of the bed with a horizontal axis of rotation, two other rings are fixed in it - the middle and small (inner), middle ring the axis of rotation is connected with the outer ring of the item, the small ring of the item the axis of rotation is connected with the middle ring of the gearbox, the cabin with the seat is in the inner ring of the gearbox, the axis of the outer ring of the universal joint via a pulley gear is connected to the engine, the rings of the universal joint are connected by a spatial differential planetary mechanism.

2. The non-inertial gyroscopic simulator according to claim 1, characterized in that the spatial differential-planetary mechanism consists of two pairs of bevel gears and two gear rings, one pair of gears of the middle ring of the gimbal is connected to the outer ring of the gearbox, the other pair the small (inner) ring of the gimbal is connected to the middle ring of the gearbox; in each pair of gears, one wheel has a reverse rotation course, the other is rigidly connected to the axis of rotation; the gears mesh with the outer and the inner gear ring having grooves for the gears, the outer gear ring is fixed to the frame stand with four bolts with springs, the inner gear ring is fixed with 8 bolts. with springs inside the outer ring of the gimbal, which, rotating with it, engages with the gear wheel of the small (inner) ring of the gimbal.