ПЯТИСТЕПЕННАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ ПЛАТФОРМА

Заявляемая полезная модель относится к области учебно-тренировочных средств и может быть использована в динамических тренажерах транспортных средств для обеспечения физических воздействий на обучаемых, адекватных физическим воздействиям на рабочие места в реальном транспортном средстве.
Технический результат, достигаемый при осуществлении полезной модели объективен и проявляется при использовании пятистепенной динамической платформы в тренажерах для обеспечения следующих перемещений установочной рамы с закрепленной на ней кабиной с обучаемыми:
1) угловое перемещение в продольной вертикальной плоскости (тангаж);
2) угловое перемещение в поперечной вертикальной плоскости (крен);
3) перемещение вдоль вертикальной оси координат;
4) продольное перемещение (имитация отката при выстреле)
5) поперечное перемещение (имитация юза).
Таким образом, пять независимых перемещений рамы динамической платформы обеспечивают имитацию перемещения рабочих мест реального транспортного средства по пяти степеням свободы.
Требуемые величины перемещений и динамические характеристики обеспечивают пять частотно-управляемых мотор-редуктора с помощью трех кривошипно-шатунных механизмов, червячно-винтового устройства и механизма продольного перемещения.
Патентный поиск в базах данных ФИПС и анализ существующих аналогов позволяет сделать вывод, что динамические платформы тренажеров подразделяются на два вида: с электрическими и гидравлическими приводами. В предлагаемой пятистепенной динамической платформе тренажера перемещение установочной рамы кабины осуществляется по пяти независимым степеням свободы от сигналов, поступающих от ЭВМ в реальном режиме времени.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является пятистепенная динамическая платформа тренажера транспортного средства (патент №134346 на полезную модель «Пятистепенная динамическая платформа», заявка 2012113088), обеспечивающая перемещение кабины с обучаемыми по пяти независимым степеням свободы:
1) угловое перемещение в продольной вертикальной плоскости (тангаж);
2) угловое перемещение в поперечной вертикальной плоскости (крен);
3) вращение вокруг вертикальной оси координат;
4) перемещение вдоль вертикальной оси координат;
5) перемещение вдоль горизонтальной оси координат;
Для ряда тренажеров нет необходимости имитировать вращение установочной рамы вокруг вертикальной оси, так как члены экипажей некоторых имитируемых боевых машин не располагаются во вращающихся башнях.
В предлагаемой полезной модели «Пятистепенная динамическая платформа» обеспечивается перемещение кабины с обучаемыми по пяти независимым степеням свободы:
1) угловое перемещение в продольной вертикальной плоскости (тангаж);
2) угловое перемещение в поперечной вертикальной плоскости (крен);
3) поперечное перемещение;
4) перемещение вдоль вертикальной оси координат;
5) перемещение вдоль горизонтальной оси координат;
Поперечное перемещение кабины тренажера позволяет имитировать воздействия на членов экипажа при боковом скольжении - юзе (при достижении критического угла крена равного 30°).
Перемещение вдоль горизонтальной оси координат имитируют перемещения боевой машины, возникающие при выстреле из орудия, разгоне, торможении, а также столкновениях с различными препятствиями.
В предлагаемой полезной модели происходит перемещение кабины с обучаемыми по пяти степеням свободы, что позволяет использовать динамическую платформу в конструкциях как одиночных, так и комплексных тренажерах различных модификаций, применяемых для обучения членов экипажа реальных машин.
Принцип работы пятистепенной динамической платформы и состав ее иллюстрирует фиг. 1.
Установочная рама 1 имеет возможность перемещения по двум координатам (имитация юза и линейного перемещения) и расположена на подвижной балке 2, которая закреплена на трех шаровых шарнирах 3, и одном карданном шарнире 4, который установлен на опорной балке 5, соединенной с разгрузочным торсионным валом 6.
Работа пятистепенной динамической платформы осуществляется следующим образом:
Вертикальное перемещение установочной рамы 1 обеспечивается синхронизированным перемещением трех кривошипно-шатунных механизмов 7, от трех частотно-управляемых мотор-редукторов 8. При асинхронном перемещении кривошипов 7 обеспечиваются требуемые величины перемещений в продольной и вертикальной плоскостях (тангаж и крен). Продольное перемещение установочной рамы 1 производится следующим образом. Частотно-управляемый мотор-редуктор 9 осуществляет вращательное движение кулачка 10 и пружины 11 приводятся в сжатое состояние (рама 1 при этом перемещается вперед). В момент имитации линейного перемещения в горизонтальной плоскости кулачок своим вращением освобождает пружины 11, и установочная рама под действием пружин перемещается в обратном направлении, имитируя откат.
Червячно-винтовой механизм 12, приводимый в движение частотно-управляемым мотор-редуктором 13, обеспечивает имитацию поперечного перемещения (юза).
Мотор-редукторы 8 и механизмы перемещений при крене, тангаже и вертикальном перемещении устанавливаются на сварную станину 14.
При поступлении от программного комплекса тренажера (на рисунке не показан) в шкаф управления 15 сигнала, пропорционального пространственной ориентации имитируемого отделения транспортного средства (для танка - капсулы с экипажем) частотно-управляемые мотор-редукторы посредством трех механизмов кривошипно-шатунной группы, червячно-винтового механизма и кулачкового механизма модуля продольного перемещения изменяют ориентацию установочной рамы в пространстве в следующих диапазонах:
1. Перемещение в продольной вертикальной плоскости (тангаж):
- вниз
18°±1°;
- вверх
18°±1°;
2. Перемещение в поперечной вертикальной плоскости (крен):
- влево
30°±1°;
- вправо
30°±1°;
3. Перемещение в вертикальном направлении (от среднего положения):
- вниз
200 mm;
- вверх
200 mm;
4. Продольное перемещение: 200 mm;
5. Угловая скорость перемещения в поперечной
и продольной вертикальных плоскостях:
40°/s;
6. Амплитуда перемещения при поперечном
перемещении (имитации юза)
±200 mm;
Применение заявляемой полезной модели динамической платформы позволяет обеспечивать процесс обучения экипажа в условиях, максимально приближенных к обучению на реальной машине, в качестве которой может выступать как наземное, так и воздушное транспортное средство.