ТРЕНАЖЕР И ЖИЛЕТ, ИМИТИРУЮЩИЙ НАГРУЗКИ НА ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА, ВОЗНИКАЮЩИЕ В ПРОЦЕССЕ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к тренажерам, имитирующим движение транспортных средств, и может быть использована при подготовке водителей автомобилей, пилотов самолетов и вертолетов, а также в качестве аттракциона.
Известен аттракцион, имитирующий движение, в котором пассажирская капсула выполнена с четырьмя иллюминаторами, основание капсулы ступенчатое, кресла дополнительно снабжены устройством имитации перегрузок, подлокотники и подголовники кресел выполнены подвижными, каждое кресло снабжено устройством для динамического изменения положения кресла и датчиком положения кресла, устройство образования движущегося изображения выполнено в виде четырех кино(видео) проекторов, одного-четырех экранов со створками, механизмами открывания створок и датчиками положения створок, одного-четырех зеркал и блока управления и контроля положения створок, в капсуле размещены звуковоспроизводящая система, система освещения и индикации, управление всеми системами осуществляется устройством выработки управляющих сигналов через блок управления и контроля кресел, блок управления и контроля звуковоспроизводящей системы, блок управления и контроля освещения и индикации (Заявка РФ на изобретение №94007814). Для впуска и выпуска пассажиров капсула снабжена дверями с механизмами их открывания и датчиками положения и шлюзовыми камерами с трапами, механизмами их управления и датчиками положения, управление осуществляется по сигналам блока управления контроля дверей и трапов.
Известен также тренажер для пилота летательного аппарата, содержащий основание, кресло, блок управления с возможностью имитации обстановки окружающей среды, датчики положения органов управления и устройство отображения окружающей среды, отличающийся тем, что он снабжен силовыми элементами изменяемой длины, каждый из которых соединен с источником энергии через регулятор, а кресло установлено на силовых элементах изменяемой длины с возможностью наклона относительно основания (Полезная модель РФ №70397). Силовые элементы выполнены в виде гидроцилиндров, а источник энергии выполнен в виде установки с гидромоторами. Устройство отображения окружающей среды выполнено в виде шлема виртуальной реальности, который имеет мониторы и устройства воспроизведения аудиосигналов. Тренажер имеет штурвал и педали органов управления, которые выполнены с возможностью изменения положения при приложении усилия, величина которого выше величины заданного усилия.
Тренажер по полезной модели №70397 по совокупности существенных признаков наиболее близок к заявляемой полезной модели и выбран в качестве прототипа.
Недостатком известных технических решений является отсутствие направленного физического воздействия на различные части тела человека при имитации, например, поворотов, ускорения, торможения транспортного средства, набора высоты летательного аппарата, как по отдельности, так и в различных сочетаниях.
Технический результат заявляемой полезной модели - обеспечение полной имитации инерционных сил физического воздействия на туловище человека при различных режимах движения транспортного средства.
Заявленный технический результат достигается тем, что тренажер содержит органы управления транспортным средством, блок управления в виде компьютера, устройство отображения окружающей среды. Компьютер связан с управляющим устройством, которое через исполнительные устройства приводит в действие воздействующий на тело элемент, выполненный в виде жилета, одетого на человека, находящегося в кресле тренажера. Органы управления могут быть выполнены в виде джойстика летательного аппарата или руля, педалей газа и тормоза наземного транспортного средства. Устройство отображения окружающей среды может быть выполнено в виде шлема виртуальной реальности или стационарных мониторов. Управляющее устройство может быть выполнено в виде тиристорного блока управления. Исполнительные устройства могут быть выполнены в виде шаговых электродвигателей или пневмо - (гидро-)цилиндров, выходные органы которых объединены в один рычаг, который связан со спинной частью жилета. Исполнительные устройства могут быть закреплены на кресле таким образом, что рычаг имеет три степени свободы и имеет возможность перемещать жилет, а вместе с ним и туловище человека, вправо, влево, вверх, вниз, вперед и назад или в различных сочетаниях.
Жилет представляет собой систему ремней, охватывающих туловище человека сверху (плечи), снизу (ягодицы) и по окружности грудной клетки. Ремни соединены в спинной части жилета, которая приводится в действие рычагом исполнительных устройств. Рычаг по командам управляющего устройства может перемещать спинную часть жилета, а также туловище человека, одетого в жилет, как указывалось выше в различных направлениях и с различными ускорениями, рассчитываемыми компьютером в зависимости от команд, получаемыми им от органов управления.
На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого тренажера, на фиг.2 - вид сбоку на исполнительные устройства, кресло и жилет, на фиг.3 - вид в аксонометрии жилета.
Тренажер состоит из органа управления 1, выполненного в виде джойстика летательного аппарата или руля наземного транспортного средства, блоком управления 2 - компьютера, устройства отображения окружающей среды 3, например, в виде шлема виртуальной реальности или стационарных мониторов. Блок управления 2 связан с устройством отображения 3 и с управляющим устройством 4, которое связано с исполнительными устройствами 5, выходные органы которых объединены в один рычаг 6, связанный со спинной частью 7 жилета 8.
Жилет 8 выполнен в виде системы ремней, которая содержит верхние ремни 9, охватывающие плечи туловища человека, нижние ремни 10, охватывающие ягодицы, и ремня 11, который охватывает человека по окружности грудной клетки. Исполнительные устройства 5 закреплены на кресле 12, например, на задней спинке, через которую рычаг 6 оказывает воздействие на спинную часть 7 жилета 8.
Тренажер работает следующим образом.
Человек (пилот) надевает жилет 8, плотно закрепляя на себе ремни 9, 10, 11. Затем, с помощью органов управления 1, выбирает режимы движения, которые отображаются на устройствах 3. Блок управления 2 обрабатывает команды с органа управления 1, который рассчитывает ускорение, действующее на виртуального пилота, затем на действующего пилота. Далее производит расчет перемещения рычага 6 жилета 8, давая команду на исполнительные устройства 5, которые, в совокупности, воздействуют на рычаг 6, который, в свою очередь, перемещает за спинную часть 7 жилет 8. При имитации движения транспортного средства влево, жилет 8 тянет туловище человека вправо, при имитации движения вправо - жилет тянет туловище влево. При имитации ускорения - жилет тянет туловище назад к креслу, при торможении - вперед. При имитации набора высоты - жилет тянет туловище вниз, при имитации снижения - вверх. Все это возможно, как при имитации одного режима движения, так и при имитации нескольких режимов, при которых блок управления рассчитывает перемещение рычага 6, а, следовательно, и жилета 8. Таким образом, достигается практически полная имитация инерционных сил (нагрузок) на тело человека в процессе виртуального управления транспортным средством.
Предлагаемый тренажер изготовлен заявителем и проходит испытания.