СТЕНД ТРЕНАЖЕРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ВОЕННЫХ ВОДИТЕЛЕЙ

Полезная модель относится к области тренажеростроения, а именно - к тренажерам транспортных средств, и может быть использована для повышения эффективности обучения водителей (механиков-водителей) военной техники Сухопутных войск Российской Федерации.
Известен динамический тренажер транспортного средства (Патент №50330 МПК G09B 9/04, опубл. 27.12.2005), содержащий неподвижную станину, подвижную раму, установленную на балке которая с помощью траверсы закреплена на торсионе. Торсион установлен на опорах закрепленных на неподвижной станине. Подвижная рама связана с балкой цилиндрическими шарнирами для обеспечения поворота рамы вокруг оси балки, на балке установлен электродвигатель и винтовой привод, связанный с подвижной рамой и обеспечивающий перемещение рамы вдоль балки. По обе стороны от оси балки на станине установлены электроприводы, состоящие из электродвигателей с редукторами выходные валы которых соединены с кривошипами, шатуны которых шаровыми опорами соединены с боковыми сторонами подвижной рамы.
Также из уровня техники известно устройство динамического тренажера танка, содержащее программный комплекс, неподвижную станину и подвижную платформу, шарнирно установленную на балке, закрепленной на торсионе. Кабина оператора реального объекта устанавливается на подвижную установочную площадку. На станине расположены три электропривода, редукторы и три кривошипно-шатунных механизма, шатуны которых шарнирно соединены с платформой в трех точках (htpp//www.morozov.com.ua/rus, 2004, сайт казенного предприятия «Харьковское конструкторское бюро по машиностроению им. А.А. Морозова»).
Наличие трех степеней свободы в рассматриваемых выше динамических платформах тренажеров (крен, тангаж и продольное перемещение) позволяет осуществлять пространственные перемещения полезной нагрузки (кабины обучаемого), наиболее полно отображающие движение транспортного средства по местности. Однако, несмотря на очевидные преимущества в эксплуатационных характеристиках, это не позволяет имитировать перемещения, необходимые для выработки навыков вождения - отсутствует возможность имитации вращательной составляющей.
Указанный выше недостаток частично решен в принятом за прототип трехстепенном стенде тренажера (Патент №199958 МПК G09B 9/04, опубл. 29.09.2020) содержащим: подвижную установочную площадку, шарнирно установленную на балке закрепленной на торсионе, частотно-управляемые электроприводы с кривошипно-шатунными механизмами, поворотное устройство состоящее из наружной неподвижной обоймы подшипников и внутренней обоймы с зубчатым венцом, приводящийся в движение высокомоментным электродвигателем, выполненным с возможностью электрически связываться с программным комплексом стенда.
В качестве недостатка прототипа следует указать его низкую эффективность, связанную с недостаточно высокой скоростью вращения внутренней обоймы поворотного устройства. Это обусловлено тем, что в предложенной конструкции для придания стенду тренажера вращательного движения вокруг вертикальной оси используется высокомоментный электродвигатель. Вместе с тем известно, что высокомоментные электродвигатели предназначены для обеспечения больших крутящих моментов в ущерб скорости вращения ротора, которая в такого типа двигателях обычно не превышает 1000 об/мин. Таким образом, данный недостаток не в полной мере позволяет воспроизвести реальные динамические перемещения транспортного средства, необходимые для выработки навыков вождения.
Ожидаемый технический результат при осуществлении полезной модели заключается в повышении эффективности стенда тренажера, за счет увеличения угловой скорости вращения внутренней обоймы поворотного устройства.
Технический результат достигается тем, что устанавливают мультипликатор с изменяемым передаточным числом, состоящий из корпуса, кинематически связанных между собой трех пар шестерен и двух электрических муфт, выходной шестерней входящий в зацепление с зубчатым венцом внутренней обоймы, переход между передачами которого осуществляется с помощью электрических муфт выполненных с возможностью управления программным комплексом стенда.
Предложение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображена принципиальная схема стенда тренажера для подготовки военных водителей;
на фиг. 2 - подробная кинематическая схема редуктора с изменяемым передаточным числом.
Предлагаемый стенд тренажера для подготовки военных водителей содержит: наружную неподвижную обойму подшипников 1, внутреннюю обойму 2 с зубчатым венцом, подвижную установочную площадку 3 шарнирно установленную на балке 4 закрепленной на разгрузочным торсионе, частотно-управляемые электроприводы 6 с кривошипно-шатунными механизмами 5, высокомоментный электродвигатель 7, мультипликатор 8 с изменяемым передаточным числом состоящий из корпуса 9, электрических муфт 10 и 11, трех пар зубчатых колес с шестернями 12, 13 - второй ступени, шестернями 14, 15 - первой ступени, шестернями 16, 17 - третей ступени, и программный комплекс стенда 18. Причем шестерня 16 (выходная шестерня) входит в зацепление с зубчатым венцом внутренней обоймы 2.
Предлагаемый стенд тренажера для подготовки военных водителей работает следующим образом. При поступлении от программного комплекса стенда 18 сигнала пропорционально пространственной ориентации имитируемого отделения транспортного средства, частотно-управляемые электроприводы 6 с помощью кривошипно-шатунных механизмов 5 изменяют ориентацию подвижной установочной площадки 3 в пространстве следующим образом. Вертикальное перемещение подвижной установочной площадки 3 обеспечивается синхронным перемещением трех кривошипно-шатунных механизмов 5 от трех частотно-управляемых электроприводов 6. При асинхронном перемещении кривошипов обеспечиваются требуемые величины перемещений в продольной и вертикальной плоскостях (тангаж и крен). Вращательное движение вокруг вертикальной оси обеспечивается перемещением внутренней обоймы с зубчатым венцом 2 на которой размещены все основные элементы стенда относительно наружной неподвижной обоймы подшипников 1 за счет совместной работы высокомоментного электродвигателя 7 и мультипликатора 8 с изменяемым передаточным числом.
В зависимости от требуемой скорости вращения внутренней обоймы работа мультипликатора 8 может быть организована на одной из двух возможных передач. Переключение передач производится совместным включением одной из двух электрических муфт (10, 11) и размыканием другой, по сигналу, поступающему с программного комплекса стенда 18.
Работа на первой передаче мультипликатора 8 осуществляется при включенной электрической муфте 10 и разомкнутой электрической муфте 11. В этом случае вращение от вала высокомоментного электродвигателя 7 через пару шестерен 14 и 15 первой ступени, и включенную электрическую муфту 10 передается на пару шестерен 17 и 16 третьей ступени и далее от выходной шестерни 16 на зубчатый венец внутренней обоймы 2 (см. фиг. 2). При работе на первой передаче задействовано две ступени мультипликатора (первая и третья) передаточное число которых будет в несколько раз больше общего передаточного числа мультипликатора 8.
При работе на второй передаче электрическая муфта 10 разомкнута, а электрическая муфта 11 включена. В этом случае вращение от вала высокомоментного электродвигателя 7 через пару шестерен первой ступени 14 и 15, передается на пару шестерен 12, 13 второй ступени, от нее через включенную электрическую муфту 11 на пару шестерен 17, 16 третей ступени и далее от выходной шестерни 16 на зубчатый венец внутренней обоймы 2 (см. фиг. 2). Три указанные ступени обеспечивают мультипликатору наименьшее передаточное число, т.е. наибольшую частоту вращения выходной шестерни 16 входящей в зацепление с зубчатым венцом внутренней обоймы 2.
Скорость вращения внутренней обоймы 2 стенда может регулироваться изменением частоты вращения высокомоментного электродвигателя 7 и/или изменением передачи мультипликатора 8.
По сравнению с прототипом предлагаемый стенд тренажера для подготовки военных водителей позволит обеспечить повышение эффективности тренажера, за счет увеличения угловой скорости вращения внутренней обоймы поворотного устройства, что оказывает благоприятное влияние на эффективность процесса обучения экипажей в условиях максимально приближенных к обучению на реальной машине.