ДИНАМИЧЕСКАЯ ПЛАТФОРМА ТРЕНАЖЕРНОГО КОМПЛЕКСА

Полезная модель относится к устройствам для тренажерной техники, предназначенным для подготовки и переподготовки водителей и машинистов, в частности, машинистов железнодорожного подвижного состава.
Из патента RU 2267163 известна комплексная обучающая система для авиационных специалистов, содержащая рабочие места (РМ) управляющей наземной службы, одно и более РМ обучаемых летчиков, оборудованных на индивидуальных тренажерах в реальных кабинах летательных аппаратов (ЛА), установленных на динамических платформах с возможностью перемещения в 2-3 плоскостях, оснащенных приборами контроля с дискретными органами управления, арматурой и органами управления непрерывного действия, связанными контактными устройствами с вычислительной локальной сетью в одном виртуальном поле событий и выводом информации на устройства визуализации, контактные устройства органов управления непрерывного действия выполнены в виде датчиков, каждый из которых последовательно связан с контроллерной системой, а комплексная обучающая система дополнительно снабжена вычислительным комплексом, содержащим РМ оператора с индивидуальным устройством визуализации, оборудованным центральным сервером с устройствами ввода-вывода информации и запоминающим устройством, включающим массив баз исходных данных, блок моделирования реальных процессов с устройствами моделирования и блок объективного контроля обучаемых, управляющим обменом информацией между локальными сетями, связывающими вычислительный комплекс с РМ обучаемых посредством параллельной связи центрального сервера с функционально-ориентированными серверами локальных сетей РМ обучаемых летчиков, РМ управляющей наземной службы, например РМ руководителя полетов, РМ руководителя зоны посадки, РМ группы наземного управления и РМ инструктора, а также локальной сетью РМ инспектора, при этом локальные сети включают последовательно соединенные с серверами вычислительные модули реализации сценариев тренировок и устройства визуализации, выполненные в виде индивидуальных экранов или системы мониторов, а обмен информации в локальных сетях и между функционально ориентированными серверами осуществляется через центральный сервер.
Известно из патента на полезную модель RU 94744 U1 техническое решение, в котором описан многотиповой тренажерный комплекс для машинистов и водителей железнодорожного подвижного состава включает РМ инструктора, РМ обучаемого, представляющее собой кабину машиниста локомотива. Рабочие места оснащены компьютерами с установленным на них программным обеспечением. В кабине машиниста установлены пульт управления машиниста с органами управления, контроля и индикации, динамическая платформа, подвижное кресло машиниста, система воспроизведения изображения, система жизнеобеспечения, акустическая система, управляющие элементы динамической платформой, подвижным креслом машиниста и процессом поездки. Кабина машиниста состоит из двух отделений. В первом отделении устанавливается пульт машиниста, динамическая платформа, подвижное кресло машиниста, система вентиляции, система видеонаблюдения с выводом на телевизор. Второе отделение является техническим, в нем устанавливаются управляющие элементы динамической платформой, подвижным креслом машиниста и процессом поездки. Динамическая платформа моделирует наклоны кузова локомотива при поездке в кривых, а также на уклонах в соответствии с профилем и планом пути. Кресло машиниста отрабатывает продольные колебания, возникающие в составе и передающиеся на локомотив в зависимости от управляющих действий машиниста, плана и профиля пути. Пульт управления имитирует пульт машиниста реального локомотива с органами управления, контроля и индикации. Система воспроизведения изображения - видеосистема включает в себя проектор и просветной экран, на который выводится изображение профиля пути.
В результате проведенного патентно-информационного поиска нами не выявлен ближайший аналог, т.е. средство того же назначения, что заявляемая динамическая платформа тренажерного комплекса.
Для решения комплекса задач по моделированию динамики движения локомотива (исходя из особенностей процесса моделирования динамики движения рельсового транспорта), необходима динамическая платформа с возможностью перемещения в 2 плоскостях («xy» и «yz») с дополнительным модулем, перемещающим кресло обучаемого в продольной оси («z»).
Технический результат заявляемого технического решения заключается в том, что заявляемая динамическая платформа тренажерного комплекса обеспечивает: моделирование движения локомотива при прохождении стрелочных переводов, кривых и наклонных участков пути; моделирование продольных усилий, действующих на обучаемого при движении локомотива за счет создания крена - бокового наклона и дифферента - продольного наклона. Кроме того, позволяет ускорить адаптацию обучающихся к профессиональной деятельности в реальных условиях, повышает эффективность обучения.
Заявляется динамическая платформа тренажерного комплекса, состоящая из 2-х шарнирно соединенных рам: нижней неподвижной и верхней подвижной; на нижней раме установлены 2 мотор редуктора с датчиками угла поворота, установленными на первичный вал, мотор редукторы соединены с верхней рамой кривошипно-шатунным механизмом, нижняя рама установлена на регулируемые шарнирные опоры, на верхней раме установлен динамический привод кресла машиниста.
На Фиг.1 (а, б) представлен общий вид динамической платформы тренажерного комплекса, где: 1 - рама нижняя; 2 - рама верхняя; 3 - прикрепленная к полу опора; 4 - опора регулируемая шарнирная; 5-8 - щит; 9-11 - люк; 12 - покрытие напольное; 13 - гофр защитный; 14 - динамический привод кресла; 15 - защита привода кресла. Динамическая платформа тренажерного комплекса представляет собой конструкцию из 2-х шарнирно соединенных рам: нижней 1 (неподвижной) и верхней 2 (подвижной). Рамы соединяются через четырехзвенный шарнирный сферический механизм, что позволяет верхней раме свободу движения в плоскостях «xy» и «yz», исключая возможность поворота по оси «y». Движение верхней рамы 2 осуществляется с помощью 2-х мотор редукторов, установленных на нижней (неподвижной) раме. Мотор редукторы соединяются с верхней рамой кривошипно-шатунным механизмом, исключающим возможность столкновения подвижной рамы с неподвижной, при повороте вала редуктора на 360°. Рабочий ход кривошипов от верхней мертвой точки (ВМТ) до нижней мертвой точки (НМТ) находится в пределах 180°. Перемещение кривошипов с равной скоростью, из среднего положения в сторону ВМТ (НМТ) приводит к дифференту верхней рамы динамической платформы. Перемещение кривошипов из среднего положения в противоположные стороны приводит к крену верхней рамы динамической платформы. Нижняя рама 1 динамической платформы устанавливается на 20 регулируемых шарнирных опор 4, из которых четыре опоры крепятся к полу 3, исключая перемещение платформы. В верхней (подвижной) раме 2 динамической платформы установлен динамический привод кресла 14. С помощью динамического привода кресла моделируются продольные усилия, действующие на машиниста при движении локомотива. Динамический привод кресла состоит из подвижной части, основания, двух электромагнитов и возвратных пружин. Подвижная часть динамического привода кресла установлена на линейных подшипниках, что исключает перекосы и уменьшает трение во время работы. Перемещение подвижной части осуществляется с помощью электромагнитов. Подвижные части динамической платформы с динамическим приводом кресла 14 закрываются защитными гофрами 13.
Заявляемая динамическая платформа имеет два канала управления. В первом канале происходит отработка наклонов пультом, что соответствует плану и профилю пути. Датчики угла поворота мотор редуктора установлены на первичный вал, что позволяет повысить точность позиционирования динамической платформы. Во втором канале происходит отработка динамики в поезде подвижным креслом, что определяется управляющими действиями машиниста по управлению тягой и тормозами в поезде (динамическая реакция в поезде). На платформе устанавливается пульт управления тренажерным комплексом и кресло машиниста, которое крепится на динамическом приводе кресла 14.
Осмотр и техническое обслуживание узлов динамической платформы осуществляется через люки 9-11 (Фиг.1), установленные на напольных щитах 5-8.
Основой тренажерного комплекса и его неотъемлемой составной частью является уникальное программное обеспечение (ПО), которое позволяет моделировать процесс движения подвижного состава, оценивать величины продольно-динамических сил в составе, и т.д. Пульт управления обучаемого является аналогом пульта управления локомотивом и служит для задания параметров движения и контроля над основными функциями локомотива, с помощью приборов и органов управления, расположенных на пульте управления. Динамическая платформа служит для моделирования движения локомотива при прохождении стрелочных переводов, кривых и наклонных участков пути. На динамической платформе устанавливается пульт управления и кресло машиниста, оборудованное динамическим приводом. Кресло машиниста посредством динамического привода моделирует продольные усилия, действующие на обучаемого при движении локомотива.
Структурно тренажерный комплекс состоит из двух рабочих мест: РМ обучаемого - кабины машиниста и РМ инструктора. Инструктор задает параметры поездки, контролирует и оценивает результаты поездки обучаемого. Обучаемый, находясь в кабине машиниста, осуществляет поездку посредством органов управления пульта управления в соответствии с поставленной задачей. Пульт инструктора служит для включения тренажерного комплекса и входящей в его состав динамической платформы. В учебном классе располагается экран, на который транслируется видеоизображение действий обучаемого в кабине машиниста.
Работа на тренажерном комплексе осуществляется в следующем порядке: включение тренажерного комплекса; запуск программного обеспечения тренажерного комплекса; выбор режима поездки; настройка параметров поездки, редактирование сценария; поездка; оценка результатов поездки; выключение тренажерного комплекса.
Программное обеспечение позволяет:
- МАШИНИСТУ выполнять компьютерную поездку в реальном масштабе времени и условиях, приближенных к реальным (изображение участка пути, звуковое сопровождение, изменения показания сигнальных ламп) при управлении контроллером, краном машиниста, краном вспомогательного тормоза, установленными в составе тренажера, с учетом показаний реальных приборов;
- ИНСТРУКТОРУ готовить «сценарий» поездки, т.е выбрать: характеристики поезда, маршрут движения, схему включения сигналов АЛСН, устанавливать видеоэффекты препятствий и предупреждений в пути следования, определять места включения неисправностей электрооборудования и пневмооборудования локомотива и автоматических тормозов поезда.
Таблица 1.
Основные технические характеристики динамической платформы
Наименование параметра
Ед. измерения
Значение
Количество приводов динамической платформы
шт.
2
Рабочая поверхность динамической платформы, не менее
мм
2000×1800
Количество приводов динамического привода кресла
шт.
2
Максимальный ход привода кресла, не более
мм
±30
Максимальный крен динамической платформы, не более
град
±6
Максимальный дифферент динамической платформы, не более
град
±3
Крен динамической платформы в рабочем диапазоне, не менее
град
±5
Дифферент динамической платформы в рабочем диапазоне, не менее
град
±2,5
Высота рабочей поверхности динамической платформы в положении «о», не более
мм
360
Время полного бокового наклона динамической платформы в рабочем диапазоне, не более
сек
4
Время полного продольного наклона динамической платформы в рабочем диапазоне, не более
сек
4
Максимальный вес динамической платформы, не более
кг
360
Минимальная грузоподъемность динамической платформы, не менее
кг
600