RU70031U1 - Двухстепенной стенд тренажера - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области тренажеростроения, а именно к составной части тренажеров транспортных средств.

Принцип работы двухстепенного стенда тренажера и состав его иллюстрирует рисунок 1. Установочная площадка 1 перемещается по двум степеням свободы - вращается в продольной плоскости (осью вращения является ось торсиона 4) и вращается в поперечной плоскости (осью вращения является ось опорной балки 2). Данные перемещения (крен и тангаж), обеспечивают два частотно-управляемые электропривода 5, с помощью кривошипно-аксиальных механизмов 6. Установочная площадка вращается на валу опорной балки 2, которая жестко связана с разгрузочным торсионом 4, через зубчатую муфту 8.

Все вышеперечисленные механизмы устанавливаются на станине 7.

Работа двухстепенного стенда тренажера происходит следующим образом. При поступлении, от шкафа управления 9, сигнала, пропорционального пространственной ориентации имитируемого отделения транспортного средства (для танка-корпуса или башни), частотно-управляемые электродвигатели, с помощью механизмов кривошипно-аксиальной группы, изменяют ориентацию установочной площадки в пространстве (с закрепленной на ней кабиной, массой 600 кг).

Технические характеристики (максимальные):

1. Перемещение в продольной плоскости, по радиусу 1300 мм (тангаж):

- вниз 15°±1°, - вверх 15°±1°;

2. Перемещение в поперечной плоскости, по радиусу 550 мм (крен):

- влево 15°±1°, - вправо 15°±1°; 3. Угловая скорость (перемещение оси установочной площадки) 60°/с; 4. Угловое ускорение (при перемещении оси установочной площадки) 200°/c²

Что и позволяет обеспечивать процесс обучения экипажа в условиях максимально приближенных к обучению на реальной машине.

Description

Изобретение относится к области тренажеростроения, а именно - к тренажерам транспортных средств.

Технический результат, достигаемый при осуществлении полезной модели двухстепенного стенда тренажера объективен и проявляется, при использовании данного стенда, для обеспечения перемещения кабины с обучаемым в продольной плоскости (тангаж) и поперечной плоскости (крен) с помощью двух частотно-управляемых электроприводов и двух преобразующих, кривошипно-аксиальных механизмов (при этом кабины с обучаемыми могут иметь различную массу и конфигурацию). Тем самым имитируются физические воздействия на обучаемых, адекватные физическим воздействиям на рабочие места в реальной машине.

Патентный поиск в ФОПС и анализ существующих аналогов позволяет сделать вывод, что существующие стенды тренажеров подразделяются на два вида: с электрическими и гидравлическими приводами. В предлагаемом двухстепенном стенде тренажера перемещение установочной площадки осуществляется по двум независимым степеням свободы от сигналов, поступающих от ЭВМ, в реальном режиме времени.

Известен динамический стенд, используемый в тренажере транспортного средства, содержащий динамическую опору, расположенную на раме и соединенную при помощи шарнирно-рычажных механизмов с движителями, разгруженными в нейтральном положении двумя упругими элементами, выполненными в виде торсионов, при этом каждая из двух вершин треугольной платформы, через шарнирно-рычажный механизм, соединена с отдельным движителем, закрепленным на раме, а третья вершина стенда непосредственно соединена с рамой через двухстепенной шарнир. Движители, в данной конструкции опоры, выполнены в виде двух гидроцилиндров (патент РФ на полезную модель №31869, опубл. 27.08.2003 г.).

Однако, наличие двух торсионов и использование в качестве движителей двух гидроприводов усложняет конструкцию стенда.

Из стендов с гидроприводами также известна система подвижности тренажера транспортного средства, содержащая неподвижное основание с опорами, три гидроцилиндра, шарнирно соединенных штоками с подвижной рамой, три направляющих, механически соединенные на концах с опорами. Направляющие выполнены с возможностью поворота вокруг своей продольной оси и размещены на основании так, что две направляющие параллельны между собой, а третья перпендикулярна и равноудалена по отношению к первым двум, причем основания корпусов гидроцилиндров установлены на направляющих. Имеются также три кривошипно-ползунных механизма, концы рычагов которых соединены шарнирно с ползунами и штоками гидроцилиндров, а концы кривошипов соединены, шарнирно, с основанием корпусов гидроцилиндров и средней частью рычагов (патент РФ на изобретение №1828295, опубл. 10.07.1996 г.).

Недостатком данной конструкции стенда являются значительные размеры системы кинематики по отношению к размерам кабины тренажера, необходимость специального помещения, наличие электрогидроприводов.

Наиболее близким прототипом динамического стенда с электроприводами является стенд тренажера танка (htpp//www.morozov.com.ua/rus2004, сайт казенного предприятия «Харьковское конструкторское бюро по машиностроению им. А.А.Морозова») который содержит неподвижную станину и подвижную установочную площадку, шарнирно установленную на балке. Балка закреплена на подвижном конце торсиона.

В данной конструкции, в нейтральном положении торсиона, управление электроприводами способствует перемещению установочной площадки, по крену и тангажу, вокруг точки (вокруг места крепления балки и установочной площадки), однако при этом вертикальная составляющая перемещений незначительна и равна h=1 см*sinα, где 1 см - расстояние между шарнирами балки и шатуна, α - угол тангажа. Имитация полной вертикальной составляющей тангажа воспроизводится радиальным перемещением балки, что сопровождается линейным смещением рабочего места обучаемого Δх=1б*(cosмин-

cosмакс) не адекватным смещению в реальной машине, где 1б - длина балки, мин и макс - углы отрицательного и положительного тангажа, соответственно. Следствием принятой конструкции являются значительные угловые перемещения шатунов в шарнирных соединениях.

В предлагаемом изобретении, двухстепенном стенде тренажера, решаются вышеперечисленные технические вопросы, что позволяет использовать его в конструкциях как одиночных, так и комплексных тренажеров различных модификаций, применяемых для обучения экипажа.

Принцип работы двухстепенного стенда тренажера, и состав его, иллюстрирует рисунок 1. Установочная площадка 1 перемещается по двум степеням свободы - вращается в продольной плоскости (осью вращения является ось торсиона 4) и вращается в поперечной плоскости (осью вращения является ось опорной балки 2).

Данные перемещения обеспечивают два частотно-управляемых электропривода 5, с помощью двух кривошипно-аксиальных механизмов 6.

Установочная площадка вращается на валу 3,опорной балки 2, которая жестко связана с разгрузочным торсионом 4, через зубчатую муфту 8.

Все вышеперечисленные электропривода и механизмы устанавливаются на сварной станине 7.

Работа двухстепенного динамического стенда тренажера происходит следующим образом:

При поступлении, от шкафа управления 9, сигнала, пропорционального пространственной ориентации имитируемого отделения транспортного средства (для танка-корпуса или башни), частотно-управляемые электродвигатели, с помощью механизмов кривошипно-аксиальной группы, изменяют ориентацию установочной площадки в пространстве (с закрепленной на ней кабиной, массой 600 кг) со следующими максимальными техническими характеристиками:

1. Перемещение в продольной плоскости, по радиусу 1300 мм (тангаж):

- вниз	15°±1°,
- вверх	15°±1°;

2. Перемещение в поперечной плоскости, по радиусу 550 мм (крен):

- влево	15°±1°,
- вправо	15°±1°;
3. Угловая скорость (перемещения оси установочной площадки)	60°/c;
4. Угловое ускорение (при перемещении оси установочной площадки)	200°/c2

Что и позволяет обеспечивать процесс обучения экипажа в условиях максимально приближенных к обучению на реальной машине.

В качестве реальной машины может быть как наземное, так и воздушное транспортное средство.

Claims (3)

1. Стенд тренажера, содержащий установочную площадку, перемещающуюся по двум независимым степеням свободы от двух частотно-управляемых электроприводов, с помощью кривошипно-аксиальных механизмов и сигналов, поступающих от ЭВМ в реальном масштабе времени и служащий для имитации физических воздействий на обучаемого, отличающийся тем, что установочная площадка совершает колебательные движения на опорах вала, закрепленного в Т-образной трубчатой траверсе, сцепленной с подвижным концом торсионного вала, при этом синхронным вращением электроприводов обеспечивается перемещение установочной площадки в продольной плоскости (тангаж), а асинхронным вращением электроприводов - в поперечной плоскости (крен).

2. Стенд тренажера по п.1, отличающийся тем, что соединение Т-образной трубчатой траверсы с разгрузочным торсионом выполнено через регулировочную зубчатую муфту, обеспечивающую возможность регулировки величины заневоливания торсиона.

3. Стенд тренажера по п.1, отличающийся тем, что позволяет устанавливать на установочную площадку имитаторы кабин различной массы и конфигурации.