Устройство изменения нагрузки на рулевое колесо автомобильного тренажёра

Устройство изменения нагрузки на рулевое колесо автомобильного тренажера (далее, также полезная модель, техническое решение, устройство) относится к области тренажеров (симуляторов) автомобильной и другой техники с рулевым колесом управления, используемых для аудиторного обучения навыкам вождения транспортных средств, а именно к устройствам-имитаторам эффектов и нагрузок в системе рулевого управления автомобильных тренажеров.
В настоящее время, из уровня техники известен Тренажер для обучения вождению автомобиля, взятый за прототип (патент РФ на полезную модель №114387, дата приоритета: 06.12.2011 года). К числу недостатков прототипа можно отнести пропуск электродвигателем устройства импульса управления от имитатора рулевых нагрузок, если частота следования данных импульсов или инерции нагрузки слишком велика (к примеру, при имитации движения транспортного средства в экстремальных дорожных условиях, различных аварийных ситуациях, рулевое колесо тренажера попросту не будет способно воспринять все имитируемые эффекты и нагрузки). В свою очередь, это очевидно снижает качество обучения навыкам управления транспортными средствами.
Технической целью (задачей) заявляемой полезной модели является устранение вышеуказанного недостатка, а ее техническим результатом - создание устройства, конструктивно исключающего ошибки в совершении шага электродвигателем автомобильного тренажера.
Поставленная задача достигается тем, что заявляемое техническое решение состоит из рулевого колеса, соединенного с рулевым валом, на котором размещен моментный электрический двигатель, соединенный с электронным блоком управления, при этом моментный электрический двигатель конструктивно выполнен вентильным, а электронный блок управления снабжен датчиком положения и интерфейсом для связи с рулевым валом и моментным электрическим двигателем, что обеспечивает применение последнего в качестве устройства обратной связи (жирным выделены существенные признаки полезной модели, отличающие ее от прототипа). Именно вышеуказанная совокупность признаков, обеспечивает получение заявляемой полезной моделью указанного технического результата.
Полезная модель, в своих частных случаях выполнения, характеризуется признаками, указанными в предыдущем абзаце, в совокупности с тем, что моментный электрический двигатель, рулевой вал и датчик положения расположены соосно.
На Фиг. 1 приведен эскизный рисунок общего вида устройства изменения нагрузки на рулевое колесо автомобильного тренажера, на Фиг. 2 - структурная схема данного устройства.
Устройство изменения нагрузки на рулевое колесо автомобильного тренажера включает в себя следующие элементы: рулевое колесо 1, электронный блок управления 2, электрический двигатель 3, блок питания (условно не показан).
Рулевое колесо 1 конструктивно представлено рулевым колесом любой известной конструкции. Жестко установлено на рулевом валу 4, посредством которого напрямую связано с электрическим двигателем 3 и датчиком положения (условно не показан).
Электронный блок управления 2 конструктивно предназначен для формирования импульсов управления, передаваемых на электрический двигатель 3. Снабжен датчиком положения (условно не показан) и интерфейсом 5 для связи с рулевым валом 1 и электрическим двигателем 3. Датчик положения формирует сигналы обратной связи (по углу и по скорости). Интерфейс 5 включает не только аппаратную часть (соответствующие порты и разъемы) но и программную часть.
Электрический двигатель 3 - вентильный двигатель прямого привода (синхронный двигатель с постоянными магнитами). Жестко соединен с рулевым валом 4, конструктивно применен в качестве устройства обратной связи.
Блок питания (условно не показан) предназначен для обеспечения заявляемого технического решения бесперебойным электрическим питанием. Конструктивно представлен любой известной конструкцией.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом: оператор (обучаемый) управляет виртуальным автомобилем посредством рулевого колеса 1. В процессе обучения, электронный блок управления 2 формирует заданные импульсы управления, призванные имитировать эффекты и нагрузки на рулевое колесо 1 в экстремальных дорожных условиях, различных аварийных ситуациях. Данные импульсы создаются с учетом показаний датчика положения (условно не показан) и передаются посредством интерфейса 5 на электрический двигатель 3. При этом показания датчика положения, как по углу, так и по скорости, формируются за счет сигналов обратной связи от рулевого колеса 1 (посредством рулевого вала 4) и от электрического двигателя 3. Стоит отметить, что применение электрического двигателя 3 в качестве устройства обратной связи позволяет расширить арсенал имитируемых эффектов и нагрузок в системе рулевого управления автомобильных тренажеров.