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) вращение вокруг вертикальной оси координат;
5) продольное перемещение.
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-редукторов с помощью трех кривошипно-шатунных механизмов, опорно-поворотного 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 четырехстепенная динамическая платформа тренажера транспортного средства (патент №96997, заявка №2009134894/22, 17.09.2009), обеспечивающая перемещение кабины с обучаемыми по четырем независимым степеням свободы, с помощью трех частотно-управляемых электроприводов трех кривошипно-шатунных механизмов и частотно-управляемого электропривода опорно-поворотного устройства. Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности продольного перемещения рамы, с установленной на ней кабиной с обучаемыми. Продольное перемещение кабины тренажера позволяет имитировать воздействия на членов экипажа 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 тренажеров различных модификаций, применяемых для обучения членов экипажа реальных машин.
Принцип работы пятистепенной динамической платформы и состав ее иллюстрирует фиг.1.
Установочная рама 1 опорно-поворотного устройства 2 расположена на подвижной балке 3, которая закреплена на трех шаровых шарнирах 4, и одном карданном шарнире 5, который установлен на опорной балке 6, соединенной с разгрузочным торсионным валом 7. Линейное перемещение установочной рамы производится кулачковым механизмом 8.
Работа пятистепенной динамической платформы осуществляется следующим образом.
Вертикальное перемещение установочной рамы 1 обеспечивается синхронизированным перемещением трех кривошипно-шатунных механизмов 9, от трех частотно-управляемых мотор-редукторов 10. При асинхронном перемещении кривошипов 9 обеспечиваются требуемые величины перемещений в продольной и вертикальной плоскостях (тангаж и крен). Опорно-поворотное устройство 2, от частотно-управляемого мотор-редуктора 11, осуществляет вращение установочной рамы с требуемой частотой во всем диапазоне углов. Продольное перемещение установочной рамы 1 производится следующим образом. Частотно-управляемый мотор-редуктор 12 осуществляет вращательное движение кулачка 13 и пружины 14 приводятся в сжатое состояние, рама 1 при этом перемещается вперед и замыкает конечный выключатель 15. В момент имитации линейного перемещения в горизонтальной плоскости кулачок своим вращением освобождает пружины 14, и установочная рама под действием пружин перемещается в обратном направлении. Мотор-редукторы и механизмы перемещений устанавливаются на сварную станину 16.
При поступлении от программного комплекса тренажера (на рисунке не показан) в шкаф управления 17 сигнала, пропорционального пространственной ориентации имитируемого отделения транспортного средства (для танка - корпуса или башни) частотно-управляемые мотор-редукторы посредством трех механизмов кривошипно-шатунной группы, зубчатой передачи опорно-поворотного устройства, 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
18°±1°;
- вправо
18°±1°;
3. Перемещение в вертикальном направлении (от среднего положения):
- вниз
200 mm;
- вверх
200 mm;
4. Продольное перемещение:
160 mm;
5. Угловая скорость перемещения в поперечной и продольной вертикальных плоскостях:
40°/s;
6. Частота вращения установочного диска опорно-поворотного устройства (во всем диапазонам углов):
25 rpm.
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.