УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕНД АВТОМОБИЛЬНОГО ТРЕНАЖЕРА

Предложение относится к тренажерной технике, а именно к автомобильным динамическим стендам, и может быть использовано преимущественно для отработки навыков вождения автомобильного транспорта.
Известен гоночный симулятор для управления транспортными средствами по гоночной трассе, содержащий экран, видеопроектор, капсулу игрока с блоком имитации органов управления капсулой и гидравлической управляемой платформой, компьютер, вертикальную стойку шкафного типа, привод вертикального перемещения (патент RU №51775, G09B 9/02, Опубл. 2006 г.).
Основным недостатком гоночного симулятора является отсутствие возможности установки различных транспортных средств для большего погружения обучающегося в процесс обучения, т.е. обучающиеся могут занимать место только в однотипной капсуле.
Известен тренажер для обучения вождению автомобилем (Патент RU 74506 U1, G09B 9/05, Опубл. 27.06.2008, бюл. №18), содержащий штатный автомобиль заводского производства, установленный на опорах, при этом автомобиль содержит все составные части реального автомобиля, позволяющие использовать его после отсоединения от управляющих систем тренажера по прямому назначению. Тренажер имеет систему контроля положения органов управления автомобилем в пространстве подключенные через компьютер преподавателя к его монитору. Компьютер преподавателя выполнен с блоками сравнения для сопоставления действий, совершаемых обучаемым в процессе обучения.
Вместе с тем указанная конструкция тренажера не позволяет создавать сопротивление вращению рулевого колеса соответствующее сопротивлению в реальных условиях эксплуатации автомобиля.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявленному устройству, является тренажер для имитации движения транспортного средства (Патент RU 2715325, G09H 9/02, Опубл. 26.02.20. Прототип), содержащий связанные между собой неподвижную и подвижную платформы, из которых последняя снабжена приводами изменения ее положения, рабочий модуль водителя, размещенный на подвижной платформе и оснащенный креслом и штатными органами управления с имитацией обратной связи в виде рулевого колеса, педалей тормоза и газа, рычагами переключения передач на рулевом колесе, систему визуализации, воспроизводящую дорожную обстановку, в виде, по меньшей мере, фронтального экрана с видеопроектором, размещенных на стойках, и систему управления элементами тренажера в виде блока управления, источника питания и компьютера, на подвижной платформе в качестве рабочего модуля установлено реальное транспортное средство, сменяемое при необходимости, а связь неподвижной и подвижной платформ выполнена с помощью карданного шарнира и приводных тяг, связанных с валами приводов изменения положения подвижной платформы, при этом блок управления и приводы жестко закреплены на нижней платформе, а валы приводов снабжены датчиками их положения, подключенными к блоку управления, причем колеса транспортного средства выполнены свободными от контакта с опорной поверхностью и отключены от привода транспортного средства.
Недостатком известного тренажера является отсутствие возможности имитации реальных условий управления транспортным средством, а именно указанная конструкция тренажера не позволяет создавать сопротивление вращению рулевого колеса соответствующее сопротивлению в реальных условиях эксплуатации автомобиля. Известно, что сопротивление вращению рулевого колеса присутствует при вождении автомобиля всегда и обусловлено его конструкцией, скоростью движения, типом дорожного полотна и усилителя руля (или его отсутствием) и пр. Таким образом, данный недостаток не в полной мере позволяет воспроизвести реальные условия работы водителя автомобиля, что оказывает негативное влияние на формирование навыков вождения обучаемых.
Техническим результатом предложения является расширение функциональных возможностей универсального динамического стенда автомобильного тренажера.
Технический результат достигается тем, что на жестко прикрепленной к подвижной платформе поперечной балке установлен двухступенчатый мультипликатор, сцепная электромуфта которого электрически связанна с блоком управления, а входной вал выполнен за одно с удерживающей колодкой.
Предложение поясняется чертежами, где на фиг. 1. изображена принципиальная схема универсального динамического стенда автомобильного тренажера (вид сбоку), на фиг. 2 изображен вид спереди (главный вид).
Предлагаемый универсальный динамический стенд автомобильного тренажера содержит связанные между собой соответствующие неподвижную и подвижную платформы 1 и 2, из которых последняя снабжена приводами 3, 4 изменения ее положения. Систему контроля положения штатных органов управления автомобилем в пространстве 5 в виде рулевого колеса, педалей сцепления, тормоза и газа, рычага переключения передач (на чертеже не показаны). Для воспроизводства дорожной обстановки предусмотрена система визуализации в виде, по меньшей мере, фронтального экрана 6 с видеопроектором 7, размещенных на стойках 8, 9, а также система управления элементами тренажера в виде блока 10 управления, источника 11 питания и компьютера 12, установленного на столе 13. Связь неподвижной и подвижной платформ 1 и 2 выполнена с помощью карданного шарнира 14 и приводных тяг 15, 16, связанных с валами приводов 3, 4 изменения положения подвижной платформы 2. При этом блок 10 управления и приводы 3, 4 жестко закреплены на нижней платформе 1, а валы приводов 3, 4 снабжены датчиками их положения (на чертеже не показаны), подключенными к блоку 10 управления. Колеса транспортного средства отключены от привода транспортного средства. На поперечной балке 21 которая жестко крепится к подвижной платформе 2 с помощью болтового соединения закреплен двухступенчатый мультипликатор 18 со сцепной электромуфтой 20 который своими входным валом жестко соединен с удерживающей колодкой 19 в которой зафиксировано управляемое колесо 17 транспортного средства. Второе управляемое колесо располагается в ложе другой удерживающей колодки 19, которая свободно вращается вокруг своей оси.
Заявленный универсальный динамический стенд автомобильного тренажера работает следующим образом.
На подвижную платформу 2 устанавливается реальное транспортное средство той или иной модели. Управляемые колеса транспортного средства фиксируются в удерживающих колодках 19. Обучающийся занимает место водителя в кабине транспортного средства. Блок 10 управления через USB кабель подключается к компьютеру 12 с установленным программным обеспечением и специальным ретранслятором цифровых сигналов. Компьютер 12 через USB кабель подключается к системе контроля положения штатных органов управления автомобилем в пространстве. Блок 10 управления подключается к источнику 11 питания напряжением 24 В постоянного тока. Запустив программное обеспечение и специальный ретранслятор цифровых сигналов, включается тумблер питания приводов 3, 4 на блоке 10 управления. После обработки сигналов от компьютера 12 и блока 10 управления через приводы 3 и 4 с датчиками положения вала и приводные тяги 15, 16 приводится в движение подвижная платформа 2. При работе тренажера согласно программе имитируются условия движения реального транспортного средства той или иной модели, а именно, продольные и поперечные наклоны транспортного средства, характеризующие движение по качественному дорожному полотну или по бездорожью, что позволяет отрабатывать у обучающихся навыки управления в режиме разгона, торможения, при поворотах с использованием органов управления автомобилем при изменении дорожной обстановки, воспроизводимой с помощью экрана 6 и видеопроектора 7.
С целью имитации нагрузок в системе рулевого управления установлен двухступенчатый мультипликатор 18 входной вал которого выполнен за одно с удерживающей колодкой 19 в которой фиксируется одно из управляемых колес автомобиля (см. фиг. 2). Имея передаточное число меньше единицы двухступенчатый мультипликатор 18 создает сопротивление повороту зафиксированного в удерживающей колодке 19 управляемого колеса, а следовательно и вращению рулевого колеса. Таким образом, увеличивается усилие прикладываемое обучаемым к рулевому колесу. Двухступенчатый мультипликатор 18 имеет по крайней мере две ступени что позволяет варьировать величину сопротивления вращению рулевого колеса в зависимости от моделируемых условий движения автомобиля. Переключение между ступенями осуществляется с помощью сцепной электромуфты 20, выключающей (включающей) блок шестерен второй ступени и управляемой с помощью блока 10 управления согласно программе имитирующей условия движения реального транспортного средства. Двухступенчатый мультипликатор 18 посредством болтового соединения закреплен на поперечной балке 21, которая жестко крепится к подвижной платформе 2.
Поскольку универсальный динамический стенд автомобильного тренажера предусматривает возможность изменения в широком диапазоне усилия на рулевом колесе транспортного средства, постольку расширяются его функциональные возможности. Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое решение позволяет расширить функциональные возможности универсального динамического стенда автомобильного тренажера.