ДВУХСТЕПЕННОЙ СТЕНД ТРЕНАЖЕРА

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°/c<sup>2</sup>
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.