СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2005 года по МПК G01M17/07 G09B9/04 

Описание патента на изобретение RU2247961C1

Предлагаемый стенд относится к учебной технике и может быть использован для исследования параметров движения самоходных средств в процессе обучения студентов соответствующих специальностей.

Известны способы и устройства определения параметров движения транспортных средств, например способ определения тормозного пути, описанный в авторском свидетельстве СССР №1737846, МПК В 60 Q 1/44, заключающийся в том, что информацию о движении преобразовывают в скорость в виде первой последовательности импульсов, а интервалы между упомянутыми импульсами заполняют импульсами второй последовательности с более высокой частотой, запоминают и путем сравнения количества импульсов, запомненных в предыдущем и последующем интервалах между импульсами первой последовательности, определяют знак ускорения, по которому формируют и запоминают сигнал "Начало торможения", и с этого момента заполняют счетчик-сумматор импульсами первой последовательности, а результат отображают на индикации.

Недостатком данного способа и устройства является малая точность определения тормозного пути в условиях юза, когда информация о движении транспортного средства отсутствует, и невозможность использования в учебных целях из-за больших временных и материальных затрат.

Известно устройство определения тормозного пути транспортного средства, описанное в Патенте РФ №2157517, МПК G 01 М 17/007, которое содержит источник информации о движении транспортного средства, формирующий первую последовательность импульсов, генератор постоянной частоты, формирующий вторую последовательность импульсов, блок определения и запоминания сигнала "Начало торможения" (НТ), блок формирования сигнала "Торможение юзом" (ТЮ), инерционный децелерометр, связанный с блоком формирования кодов тормозного пути на участке юза, счетчик-сумматор и блок индикации, связанный с выходом счетчика-сумматора, который своими входами связан с выходами блока формирования сигнала ТЮ, с выходом и входом блока определения и запоминания сигнала НТ, вход которого подключен к первому входу блока формирования сигнала ТЮ и к выходу источника информации о движении транспортного средства, формирующего первую последовательность импульсов, а генератор постоянной частоты связан со вторым входом блока формирования сигнала ТЮ, при этом выход блока формирования кода тормозного пути на участке юза подключен к пятому входу счетчика-сумматора. Это устройство принято за прототип.

Оно имеет следующие недостатки.

1. При использовании его для исследования параметров тормозной системы необходимо реальное транспортное средство, снабженное источником информации о его движении, и децелерометр с блоком формирования кода тормозного пути на участке юза.

2. При использовании его для исследования параметров тормозной системы по тормозному пути необходимы дороги разных типов и разными состояниями покрытий, что возможно при наличие только специальных автодромов.

3. Для проведения исследований необходим профессиональный водитель транспортного средства.

4. Из-за больших затрат материальных средств и времени практически невозможно использовать в учебных целях учебных заведений.

Задача, решаемая в изобретении, заключается в сокращении временных и материальных затрат при исследовании параметров движения транспортных средств в процессе обучения преимущественно в учебных заведениях.

Это достигается тем, что в стенде, содержащем источник информации о движении транспортного средства, формирующий первую последовательность импульсов, генератор постоянной частоты, формирующий вторую последовательность импульсов, блок определения и запоминания сигнала НТ, блок формирования сигнала ТЮ, счетчик-сумматор, децелерометр с блоком формирования кода тормозного пути на участке юза и блок индикации, связанный с выходом счетчика-сумматора, который своими входами связан с выходами блока формирования сигнала ТЮ, с выходом и входом блока определения и запоминания сигнала НТ, вход которого подключен к первому входу блока формирования сигнала ТЮ и к выходу источника информации о движении транспортного средства, формирующего первую последовательность импульсов, а генератор постоянной частоты связан со вторым входом блока формирования сигнала ТЮ, а выход блока формирования кода тормозного пути на участке юза подключен к пятому входу счетчика-сумматора, при этом источник информации о движении транспортного средства, генератор постоянной частоты и децелерометр с блоком формирования кода тормозного пути на участке юза выполнены в виде программных имитационных моделей, расположенные в памяти компьютера и подключенные к соответствующим блокам через выходы компьютера, входы которого связаны с выходом блока определения и запоминания сигнала НТ и выходом счетчика-сумматора.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого стенда, где обозначены:

1 - блок определения и запоминания сигнала "Начало торможения";

2 - блок формирования сигнала "Торможение юзом" (ТЮ);

3 - счетчик-сумматор;

4 - блок индикации;

5 - компьютер;

6 - экран монитора компьютера;

6-1 - графическое отображение транспортного средства с датчиком движения;

6-2 - поле отображения заданных коэффициентов (К1 - тип покрытия дороги, К2 - состояние покрытия), скорости и тормозного пути;

6-3 - графическое отображение скорости в динамике;

6-4 - графическое отображение транспортного средства со стоп-сигналами.

Выходы ƒ1, ƒ2 компьютера 5 от модели источника информации о движении транспортного средства и от модели генератора постоянной частоты связаны со входом блока 1, входами блока 2 и четвертым входом блока 3. Выход НТ с блока 1 связан с первым входом блока 3, третьим входом блока 2 и первым входом компьютера, второй вход которого связан со вторым выходом блока 2, а информационные выходы компьютера (SТЮ) подключены к пятому входу счетчика-сумматора 3, связанного вторым и третьим входом с выходами блока 2, а выходами с блоком индикации 4 и информационными входами компьютера (SТО).

На фиг.2 приведен общий алгоритм работы стенда, на фиг.3 алгоритм работы имитационной модели (подпрограмма А) источника информации о движении транспортного средства, на фиг.4 - алгоритм работы имитационной модели (подпрограмма В) генератора постоянной частоты, на фиг.5 - алгоритм работы имитационной модели (подпрограмма СС) стоп-сигналов, на фиг.6 - алгоритм работы имитационной модели (подпрограмма ДЦ) децелерометра, где обозначены операции:

ВОМ - ввод коэффициентов К1, К2 и скорости Vi с отображением на экране монитора;

А - подпрограмма работы имитационной модели источника информации о движении транспортного средства;

A1 - вычисление заданной скорости с учетом коэффициентов K1 и К2 по формуле

где

Кс - коэффициент продольного сцепления колес для соответствующих K1, К2, задаваемых в виде таблицы из соответствующих справочников;

K1 - типы покрытия дороги, например: цементобетонное, асфальтобетонное, щебеночное с гравием и т.п.;

К2 - состояние покрытия дороги: сухое, мокрое, обледенелое и т.п.

А2 - преобразование вычисленной скорости в частоту ƒ1;

А3 - выдача сигналов с частотой ƒ1 на первый выход компьютера;

А4 - отображение на мониторе компьютера картинки технического средства с датчиком движения;

А5 - формирование в статике изображения прямоугольного импульса фиксированной длительности на мониторе;

А6 - отображение на мониторе компьютера прямоугольного импульса в динамике с частотой, адекватной частоте ƒ1;

B1 - задание времени задержки;

В2 - организация цикла временной задержки;

B3 - формирование сигналов с частотой ƒ2;

B4 - выдача сигналов с частотой ƒ2, на второй выход компьютера;

СС1 - включение стоп-сигналов с отображением на мониторе в режиме мигания и звукового сопровождения;

СС2 - ожидание сигнала конца цикла работы стенда (КЦ);

СС3 - оценка наличия сигнала КЦ;

СС4 - выключение стоп-сигналов из режима мигания и звукового сопровождения;

Д1 - ожидание сигнала ТЮ с блока 2;

Д2 - оценка условия наличия сигнала ТЮ;

Д3 - формирование сигналов частотой ƒ3;

Д4 - вычисление кода тормозного пути (SТЮ) за время t0;

Д5 - выдача кода SТЮ на информационные выходы компьютера;

Д6 - подсчет количества интервалов t0;

Д7 - сравнение вычисленного значения интервалов t0 с заданным значением;

Д8 - ввод общего значения тормозного пути SТО в компьютер через информационные входы;

Д9 - формирование сигнала "конец цикла" (КЦ) работы стенда;

НЦ - начало цикла работы стенда.

Работа стенда заключается в следующем. После включения питания оператор с клавиатуры компьютера 5 вводит следующие данные (фиг.1): значение коэффициентов К1, К2 (например, K1=5 - черное щебеночное покрытие, K2=3 - обледенелое состояние покрытия, при этом KC=0,25), значение скорости Vi, с которой необходимо начинать торможение, и вводит в блок 2 уставное значение скорости VЮ, с которой начинается этап юза. На поле 6-2 экрана монитора 6 компьютера отображаются значения коэффициентов K1, К2 и скорости Vi, на поле экрана 6-3 стрелка устанавливается в положение, показывающее значение скорости Vi. Этим заканчивается операция ВОМ (фиг.2). Начинает работать имитационная модель (подпрограмма А) источника информации о движении транспортного средства и имитационная модель (подпрограмма В) генератора постоянной частоты, отчего на экране монитора отображается контур транспортного средства 6-1 (фиг.1) и сигнал прямоугольной формы в статике.

После ввода оператором команды НЦ стенд переходит в автоматический режим (операция АВТОМАТ фиг.2), отчего на первом и втором выходах компьютера формируются сигналы с частотой ƒ1 и ƒ2, которые поступают на блоки 1, 2, 3. По истечении 5 с начинает уменьшаться частота ƒ1, начинается торможение и на выходе блока 1 формируется сигнал НТ. Сигнал НТ поступает на вход блока 3, тем самым открывая вход для прохождения частоты ƒ1 на счетчик-сумматор, который начинается подсчитывать тормозной путь и отображать на блоке индикации 4. Включается в работу блок 2, в котором происходит сравнение текущей скорости с заданной уставкой VЮ. Сигнал НТ воспринимается компьютером. На экране монитора прямоугольные импульсы начинают двигаться с частотой, адекватной (пропорциональной) ƒ1, начинают мигать стоп-сигналы 6-4 со звуковым сопровождением и начинается поворот стрелки на поле 6-3 в сторону уменьшения угла (скорости). С момента появления НТ выполняется операция СС (фиг.2) и при достижении скорости VЮ блок 2 формирует сигнал ТЮ, который воспринимается компьютером как начало включения имитационной модели децелерометра, начинает выполняться операция ДЦ (подпрограмма ДЦ на фиг.2, 6). Одновременно сигнал ТЮ с блока 2 закрывает поступления импульсов ƒ1 на блок 3 и открывает пятый вход блока 3, на который с модели децелерометра с компьютера 5 поступают коды тормозного пути SТЮ, которые суммируются с предыдущим значением тормозного пути в счетчике-сумматоре 4 и параллельно отображаются на поле 6-2 монитора.

По истечении заданного времени tзад (фиг.6) формируется сигнал конец цикла работы стенда (КЦ), по которому скорость Vi=0, выключаются из работ стоп-сигналы 6-4, прекращается поступление частоты ƒ1 с выхода компьютера, на поле 6-2 отображается общее значение тормозного пути (SТO). Это значение отображается и на блоке индикации 4. Стрелка на поле 6-3 монитора устанавливается в нулевое положение. Стенд готов к новому циклу работы. Изменив значение коэффициентов K1 и К2 и значение скорости Vi, можно получить большое множество значений тормозного пути, по которому рассчитываются другие тормозные характеристики транспортных средств. А если часть тормозного пути юзом определять не по времени (операции Д6, Д7 фиг.6), а задавать специальную траекторию, то количество значений тормозного пути увеличится во много раз и соответственно увеличится количество тормозных характеристик.

Таким образом, введение имитационных программных моделей источника информации о движении транспортного средства, генератора постоянной частоты и децелерометра с блоком формирования кода тормозного пути на участке юза, выполненных в виде подпрограмм, расположенных в памяти компьютера и связанных через входы/выходы компьютера соответствующим образом с остальными блоками, позволяет без использования реальных транспортных средств задавать различные типы дорожных покрытий и состояния покрытий, различные скорости, траектории торможения и наблюдать и фиксировать изменения тормозного пути, по которым рассчитываются тормозные характеристики различных транспортных средств, что позволяет сократить материальные и временные затраты при исследованиях параметров движения транспортных средств и эффективно использовать его в учебных заведениях при изучении ряда дисциплин, связанных с дорожно-транспортными специальностями.

Похожие патенты RU2247961C1

название год авторы номер документа
СТЕНД И СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ РОБОКАРА 2013
  • Рубанов Василий Григорьевич
  • Рыбин Илья Александрович
  • Кижук Александр Степанович
  • Дуюн Татьяна Александровна
RU2561405C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОРМОЗНОГО ПУТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 2005
  • Суздальцев Анатолий Иванович
  • Сафронова Наталья Анатольевна
RU2289803C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОРМОЗНОГО ПУТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2007
  • Ефанов Василий Васильевич
  • Кихтенко Александр Васильевич
  • Мужичек Сергей Михайлович
  • Мартынов Евгений Борисович
RU2342644C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОРМОЗНОГО ПУТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 1999
  • Суздальцев А.И.
  • Бочаров В.С.
  • Загородних А.Н.
  • Загородних Н.А.
RU2157517C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОРМОЗНОГО ПУТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2007
  • Ефанов Василий Васильевич
  • Мужичек Сергей Михайлович
  • Зыков Владимир Николаевич
RU2342643C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОРМОЗНОГО ПУТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2009
  • Винокуров Владимир Иванович
  • Винокуров Дмитрий Владимирович
  • Зыков Владимир Николаевич
  • Зыков Андрей Владимирович
RU2404897C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОРМОЗНОГО ПУТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2010
  • Ефанов Василий Васильевич
  • Мужичек Сергей Михайлович
  • Глущенко Юрий Алексеевич
RU2453822C1
СПОСОБ ВЫБОРА РЕЖИМА ТОРМОЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2010
  • Ефанов Василий Васильевич
RU2450252C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОРМОЗНОГО ПУТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2010
  • Ефанов Василий Васильевич
RU2448853C1
Способ испытания мобильных боевых робототехнических комплексов и стенд для его осуществления 2016
  • Вагин Александр Васильевич
  • Ватутин Николай Михайлович
  • Колтунов Владимир Валентинович
  • Сидоров Иван Михайлович
  • Сидоров Михаил Игоревич
  • Белобородов Михаил Николаевич
RU2630860C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 247 961 C1

Реферат патента 2005 года СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Изобретение относится к области исследования параметров движения самоходных транспортных средств и предназначено для использования в процессе профессионального обучения. Источник информации о движении транспортного средства, генератор постоянной частоты и децелерометр с блоком формирования кода тормозного пути на участке юза выполнены в виде программных имитационных моделей, расположенных в памяти компьютера. Имеются также блок определения и запоминания сигнала “Начало торможения”, блок формирования сигнала “Торможение юзом”, счетчик-сумматор и блок индикации. На стенде задаются различные типы дорожных покрытий и состояния покрытий, различные скорости и траектории торможения. Обеспечивается возможность наблюдения и фиксации изменения тормозного пути для расчета тормозных характеристик транспортных средств. Изобретение позволяет сократить время и материальные затраты на обучение. 6 ил.

Формула изобретения RU 2 247 961 C1

Стенд для исследования параметров движения транспортных средств, содержащий источник информации о движении транспортного средства, формирующий первую последовательность импульсов, генератор постоянной частоты, формирующий вторую последовательность импульсов, блок определения и запоминания сигнала “Начало торможения”, блок формирования сигнала “Торможение юзом”, счетчик-сумматор, децелерометр с блоком формирования кода тормозного пути на участке юза и блок индикации, связанный с выходом счетчика-сумматора, который своими четырьмя входами связан с выходами блока формирования сигнала “Торможение юзом”, с выходом и входом блока определения и запоминания сигнала “Начало торможения”, вход которого дополнительно подключен к первому входу блока формирования сигнала “Торможение юзом” и к выходу источника информации, формирующего первую последовательность импульсов, а генератор постоянной частоты связан со вторым входом блока формирования сигнала “Торможение юзом”, другие входы которого связаны с соответствующими выходами блока определения и запоминания сигнала “Начало торможения”, а выход блока формирования кода тормозного пути на участке юза подключен к пятому входу счетчика-сумматора, отличающийся тем, что источник информации о движении транспортного средства, генератор постоянной частоты и децелерометр с блоком формирования кода тормозного пути на участке юза выполнены в виде программных имитационных моделей, расположенных в памяти компьютера, и подключены к соответствующим блокам через выходы компьютера, входы которого связаны с выходом блока определения и запоминания сигнала “Начало торможения”, с одним из выходов блока формирования сигнала “Торможение юзом” и с выходами счетчика-сумматора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2247961C1

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОРМОЗНОГО ПУТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 1999
  • Суздальцев А.И.
  • Бочаров В.С.
  • Загородних А.Н.
  • Загородних Н.А.
RU2157517C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОРМОЗНОГО ПУТИ АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 1996
  • Юрчаков Валерий Павлович
RU2099741C1
Устройство для определения скорости и тормозного пути транспортных средств 1989
  • Озолс Андрис Оскарович
  • Озола Гунта Зилвиевна
SU1718258A1
Устройство для определения тормозных и тяговых характеристик колесных машин 1980
  • Сарсенов Юрий Тимурович
  • Сиятов Валерий Яковлевич
SU911196A1

RU 2 247 961 C1

Авторы

Суздальцев А.И.

Козлов И.В.

Даты

2005-03-10Публикация

2003-09-10Подача