Тренажер начальной подготовки оператора гусеничной машины Российский патент 2025 года по МПК G09B9/04 G09B9/02 

Изобретение относится к тренажерам для подготовки водителей гусеничных машин.

Известны тренажеры для обучения механика-водителя гусеничной машины, обеспечивающие формирование необходимых первичных навыков вождения.

Из изученных аналогов наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является тренажер для обучения вождению военных машин (см. патент №93564. -М.: ФИПС, МПК G09B 9/04, G09B 9/02, опубликован 27 апреля 2010 [1]), который принят в качестве прототипа).

Тренажер для обучения вождению военных машин, который взят в качестве прототипа, содержит рычаг переключения передач 1 с замковым механизмом и гашеткой 2, закрепленными на полу кабины тренажера.

Из практики обучения вождению гусеничных машин с механическими коробками передач и машин на их базе известно, что формирование навыка правильного переключения передач является трудным этапом обучения. Освоение приема требует строго выдерживать определенный режим работы двигателя, учитывать рельеф местности, прикладывать к рычагу переключения передач определенное усилие, удерживать рычаг с этим усилием в течении определенного времени. Влияние перечисленных факторов отсутствует при обучении на существующих тренажерах. В результате обучаемые после тренировок на тренажерах не могут уверенно переключать передачи при вождении реальных гусеничных машин на местности. Попытки переключаться со второй на третью передачу, как правило, оканчиваются неудачей - остановкой гусеничной машины, глушением двигателя, повторными разгонами. В результате - остановки и снижение скорости движения. В то же время освоение данного приема является важным элементом навыка для вождения гусеничных машин в колоне, где водителям на его выполнение приходиться затрачивать до 32% импульсов своей ручной работы.

С целью устранения недостатка в конструкции существующих тренажеров и обеспечения формирования у обучающегося навыка в переключении передач, соответствующего навыку переключения передач и управлению гусеничной машиной в реальных условиях, разработан тренажер, моделирующий реальную динамику работы обучаемого и нагрузку на рычаг переключения передач в зависимости от режима работы двигателя и рельефа местности. Тренажер начальной подготовки оператора разработан для гусеничных машин с различными механическими трансмиссиями.

Устройство тренажера поясняется фиг. 1-3.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого тренажера для расширения функциональных возможностей и моделирования работы коробки передач гусеничной машины.

На фиг. 2 представлен чертеж тренажера в сборе с рычагом переключения передач и нагрузочным механизмом (общий вид в разрезе и разрез А-А).

На фиг. 3 представлен график зависимости усилия на рычаге от времени переключения передачи.

Согласно схеме (фиг. 1), к существующим элементам тренажера - рычагу переключения передач 1 и замковому механизму с гашеткой 2, расположенным на полу кабины тренажера, добавлены роликовый упор 3 нагрузочного механизма рычага переключения передач, связанный с датчиком 4 выключения электромагнита стопора роликового упора, выход которого через реле 5 с нормально замкнутыми контактами связан с последовательно соединенными датчиком 6 и реле 7 задержки времени включения электромагнита 8 стопора 9 роликового упора, электромагнит стопора роликового упора, стопор, роликовый упор и датчик выключения электромагнита стопора, имеют обратную связь с реле с нормально замкнутыми контактами, при этом нижний конец рычага переключения передач (фиг. 2) через передаточный рычаг 10 с шаровой головкой 11 имеет механическую связь с выемкой прилива 12 на трубе 13 нагрузочного механизма, способной перемещаться в направляющих 14 кронштейна 15 при перемещении рычага переключения передач и своим поджимом 16 с пружинами 17 может воздействовать на регулируемый с помощью пробки 18 роликовый упор, установленный во втулке 19 со стаканом 20. Тренажер работает следующим образом.

При обучении вождению на тренажере обучаемый при включении передачи прижимает гашетку 2 замкового механизма (фиг. 2) к рычагу 1 и воздействует на рычаг с целью перемещения его в положение выбранной передачи.

В отличие от существующих тренажеров в предлагаемом тренажере перемещению рычага из нейтрального положения в гнездо выбранной передачи препятствует роликовый упор 3 нагрузочного механизма рычага переключения передач, удерживаемый перед рычагом стопором 9 роликового упора (фиг. 2а), который управляется электромагнитом 8 через реле 7 задержки времени включения электромагнита стопора роликового упора. Реле задержки времени, через последовательно соединенные реле 5 с нормально замкнутыми контактами и датчик 6 реле задержки времени включения электромагнита стопора роликового упора, включается одновременно с нажатием обучаемым на рычаг и выключается, когда обучаемый создаст режим работы двигателя, соответствующий включению передачи. После отключения этого реле стопор 9 отпускает роликовый упор и он, перемещаясь вниз, дает возможность обучаемому, преодолевая сопротивление пружины 17 (фиг. 2б) нагрузочного механизма, ввести рычаг в гнездо выбранной передачи. При этом обучаемый должен удерживать рычаг с усилием в течение некоторого времени, зависящего от режима работы двигателя и величины усилия. Если обучаемый отпустит рычаг в процессе выполнения этого приема раньше времени срабатывания реле, то все надо будет начинать сначала, так как рычаг под воздействием пружины выйдет из гнезда выбранной передачи в нейтральное положение.

Разработанные элементы кронштейнами 15 нагрузочного механизма закреплены (фиг. 2б) под полом кабины тренажера. Рычаг переключения передач нижней частью связан посредством передаточного рычага 10 с шаровой головкой 11. Шаровая головка входит в выемку прилива 12 на трубе 13 нагрузочного механизма, способной перемещаться в направляющих 14 кронштейна при перемещении рычага переключения передач. С обоих концов трубы вставлено два поджима 16 с пружиной 17 и регулировочной пробкой, для регулировки усилия сжатия пружин. Между поджимами находится роликовый упор 3. Стакан 20 роликового упора устанавливаются во втулке 19 и стопорится в ней стопором 9, соединенным с электромагнитом 8 стопора роликового упора, которым управляет реле 7 задержки времени (фиг. 1). Таким образом, при верхнем положении роликового упора пружины нагрузочного механизма препятствуют перемещению трубы, следовательно, и рычагу из нейтрального положения в положение выбранной передачи. Перемещению роликового упора в нижнее положение препятствует стопор, включение электромагнита которого осуществляется от сигнала реле, обеспечивающего задержку времени включения передачи в соответствии с динамикой процесса. Запланированная задержка заставляет обучаемого удерживать рычаг в прорези козырька включаемый передачи с усилием пропорциональным сжатию пружин нагрузочного механизма до тех пор, пока сигнал от реле задержки не включит электромагнит 8 стопора роликового упора. Расстопоренный роликовый упор 3, под действием сферической части поджима 16 переместится вниз, сжав при этом свою пружину, а рычаг получит возможность за счет перемещения трубы войти в прорезь новой передачи. Усилия с пружин снимаются за счет их разжатия в трубе, и рычаг удерживается во включенном положении. При перемещении рычага в нейтральное положение, то есть при выключении передачи, труба нагрузочного механизма переместится в среднее положение и роликовый упор под действием своей пружины поднимется вверх, а стопор зафиксирует его в верхнем исходном положении. Последующее положение любой новой передачи происходит аналогично рассмотренному ранее процессу.

Величина усилия сжатия пружин нагрузочного механизма выбиралась в соответствии с расчетными данными. На фигуре 3 показана зависимость усилия на рычаге переключения передач от времени переключения при переходе с низших передач на высшие: 1 - время, затрачиваемое на переключение со второй передачи на третью; 2-е - третьей передачи на четвертую; 3-е - четвертой на пятую.

Величина задержки времени может предварительно выбирается и устанавливается инструктором на пульте управления тренажером или автоматически, в зависимости от режима работы двигателя и рельефа местности. Диапазон задержек от 1 до 10 секунд. С педалью сцепления (главного фрикциона) и педалью валика привода управления подачей топлива, связан механизм согласования, включающий блок датчиков контроля положения органов управления тренажером. В соответствии со схемой, если педаль сцепления (главного фрикциона) не выжата до упора и не уменьшена частота вращения коленчатого вала двигателя до 800 об/мин, подача напряжения в реле задержки времени исключается.

Таким образом, при переключении со второй передачи на третью, как видно на фиг. 3, нужно в течение 2 секунд прикладывать усилие величиной в 25 кгс, чтобы включилась третья передача. Время переключения на машинах с коробками передач, имеющими синхронизаторы, тем меньше, чем больше при прочих равных условиях усилие обучаемого, прикладываемое к рычагу переключения передач.

Тренажер начальной подготовки оператора гусеничной машины был создан в учебно-опытной мастерской и использовался в учебном процессе общевойсковой академии для обучения вождению слушателей на тренажерах. Использование тренажера повысило качество подготовки обучаемых, так как дало им возможность «оттарировать» свои ощущения по величине усилия, прикладываемого к рычагу и времени задержки при переходе с низшей передачи на высшую передачу. За счет автоматического контроля тренажер начальной подготовки оператора гусеничной машины сократил до минимума неправильные действия обучаемых в ходе самостоятельной тренировки и обеспечил минимальную продолжительность формирования у обучаемых навыка максимального использования скоростных возможностей машины, которые ранее формировались лишь в результате длительной практики вождения реальных машин. Кроме того, применение тренажера позволяет исключить субъективизм в оценке действий обучаемого и снизить расход моторесурсов на формирование навыка в переключении передач.

На основании результатов проведенных экспериментальных испытаний можно считать целесообразным применение тренажера для подготовки оператора на всех гусеничных машинах, имеющих механические коробки передач.

Использование предлагаемого тренажера начальной подготовки оператора гусеничной машины за счет повышения точности моделирования работы коробки передач позволит сократить время обучения на реальных гусеничных машинах, что, в свою очередь, приведет к экономии моторесурса учебных машин, топлива и затрат на содержание учебных трасс.

Список использованных источников

1. Тренажер для обучения вождению военных машин машины: патент №93564. - М.: ФИПС, МПК G09B 9/04, G09B 9/02, опубликовано 27 апреля 2010 г. (прототип).

2. Забавников Н.А. Основы теории транспортных гусеничных машин. - М: Машиностроение, 1975. - С.106.

3. Теория быстроходных гусеничных транспортно-тяговых машин. - М: 2018. - С. 4.

Изобретение относится к тренажерам для подготовки водителей гусеничных машин. Тренажер начальной подготовки оператора гусеничной машины содержит рычаг переключения передач и замковый механизм с гашеткой, расположенные на полу кабины тренажера. Дополнительно в тренажер введены нагрузочный механизм рычага переключения передач, связанный с датчиком включения электромагнита стопора ручного включения, выход которого через реле с нормально замкнутыми контактами связан с датчиком реле задержки включения электромагнита стопора нагрузочного механизма, электромагнит стопора роликового упора и упор. Датчик выключения электромагнита стопора роликового упора нагрузочного механизма имеет обратную связь с реле с нормально замкнутыми контактами. Нижний конец рычага переключения передач через шаровую головку имеет механическую связь с трубой нагрузочного механизма, который своим поджимом может воздействовать на регулируемый роликовый упор. Достигается повышение качества начальной подготовки оператора гусеничной машины за счет моделирования реальной динамики работы обучаемого и нагрузки на рычаг переключения передач в зависимости от режима работы двигателя и рельефа местности, что обеспечивает повышенную точность моделирования. 3 ил.

Тренажер начальной подготовки оператора гусеничной машины, содержащий рычаг переключения передач и замковый механизм с гашеткой, расположенные на полу кабины тренажера, отличающийся тем, что в него дополнительно введен роликовый упор нагрузочного механизма рычага переключения передач, связанный с датчиком выключения электромагнита стопора роликового упора, выход которого через реле с нормально замкнутыми контактами связан с последовательно соединенными датчиком и реле задержки времени включения электромагнита стопора роликового упора, электромагнит стопора роликового упора, стопор, роликовый упор и датчик выключения электромагнита стопора имеют обратную связь с реле с нормально замкнутыми контактами, при этом нижний конец рычага переключения передач через передаточный рычаг с шаровой головкой имеет механическую связь с выемкой прилива на трубе нагрузочного механизма, способной перемещаться в направляющих кронштейна при перемещении рычага переключения передач и своим поджимом с пружинами может воздействовать на регулируемый с помощью пробки роликовый упор, установленный во втулке со стаканом.