ТРЕХСТЕПЕННОЙ СТЕНД ТРЕНАЖЕРА

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 двухстепенной стенд тренажера (Патент №70031 МПК G09B 9/04, опубл. 10.01.2008), состоящий из установочной площадки, перемещающейся по двум степеням свободы - вращается в продольной плоскости (осью вращения является ось торсиона) и вращается в поперечной плоскости (осью вращения является ось опорной балки). Данные перемещения (крен и тангаж), обеспечивают два частотно-управляемые электропривода, с помощью кривошипно-шатунных механизмов. Установочная площадка вращается на валу опорной балки, которая жестко связана с разгрузочным торсионом, через зубчатую муфту. Все вышеперечисленные электроприводы и механизмы устанавливаются на сварной неподвижной станине.
Недостатком представленной конструкции является наличие только двух степеней свободы (крен и тангаж), что позволяет осуществлять весьма ограниченные пространственные перемещения полезной нагрузки (кабины обучаемого) и не позволяет имитировать перемещения, необходимые для выработки навыков вождения - отсутствует возможность имитации вращательной составляющей.
Также 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.
Наличие трех степеней свободы в рассматриваемой динамической платформе (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, она не позволяет имитировать перемещения, необходимые для выработки навыков вождения - отсутствует возможность имитации вращательной составляющей.
За прототип принято 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»).
Предлагаемой полезной моделью решается задача приближения условий обучения к реальным за счет более точной имитации динамики движения транспортного средства при обучению вождению на тренажере.
Ожидаемый технический результат при осуществлении полезной модели - это улучшение динамических характеристик платформы за счет увеличения количества степеней свободы перемещения путем придания платформе вращательного движения вокруг вертикальной оси.
Технический результат достигается за счет замены неподвижной станины поворотным устройством, состоящим из наружной неподвижной обоймы подшипников и внутренней обоймы с зубчатым венцом, приводящийся в движение высокомоментным электродвигателем, электрически связанным с программным комплексом стенда и прочно закрепленным в фундаменте под внутренней обоймой с зубчатым венцом, что позволит обеспечить вращательное движение стенда вокруг вертикальной оси, то есть расширить количество воспроизводимых степеней свободы до трех.
Анализ предлагаемого решения и известных позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.
Предложение поясняется чертежом, где изображена принципиальная схема трехстепенного стенда тренажера.
Предлагаемый трехстепенной стенд тренажера содержит (Фиг. 1): наружную неподвижную обойму подшипников 1, внутреннюю обойму с зубчатым венцом 2, 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, программный комплекс стенда 8.
Предлагаемый трехстепенной стенд тренажера работает следующим образом. При поступлении от программного комплекса стенда 8 сигнала, пропорционального 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 работы высокомоментного электродвигателя 7 прочно закрепленного в фундаменте под тренажером.
Данные характеристики позволяют обеспечивать процесс обучения в условиях максимально приближенных к обучению на реальной машине. В качестве реальной машины может быть как наземное, так и воздушное транспортное средство.
По сравнению с прототипом предлагаемый трехстепенной стенд тренажера позволят улучшить динамические характеристики платформы за счет увеличения количества степеней свободы перемещения путем придания платформе вращательного движения вокруг вертикальной оси, что обеспечивает повышение эффективности процесса обучения экипажей в условиях максимально приближенных к обучению на реальной машине.