Тренажер машиниста одноковшового экскаватора Советский патент 1987 года по МПК G09B9/04 

Изобретение относится для профес- сиональной подготовке машинистов одноковшовых экскаваторов с рабочим оборудованием типа прямая лопата.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей тренажера.

На чертеже приведена блок-схема тренажера.

Тренажер содержит пульт 1 оператора, блок 2 моделирования экскаватора, блок 3 задания программы обучения, блок 4 отображения информации, блок 5 имитации свойств забоя, блок 6 имитации визуальной обстановки и блок 7 определения производительности экскаватора.

Пульт 1 оператора содержит задат- чик 8 режима Подъема (ЗРП) задатчик 9 режима напора (ЗРН) и задатчик 10 режима поворота (ЗРВ).

Блок 2 моделирования экскаватора содержит электронные модели электроеханических систем подъемного,напорного и поворотного механизма,состощие из электронных моделей систем управления на магнитных усилителях 11,12 и 13, генераторов 14,15 и 16 постоянного тока, электродвигателей постоянного тока 17, 18 и 19 приводов подъема напора, и поворота, меанизмов подъема 20 и напора 21, описывающих динамические свойства опаю1дих механизмов,механической системы копающих механизмов 22, составляющих кинематический узел Подъемный канат - активная часть рукояти-стрела-ковш и механизма 23 поворота, включающего динамическую систему поворотная платформа-стреа-рукоять с ковшом.

На пульте 1 оператора находится выключатель 24 сброса показаний информационных табло блока 4.

Блок 5 имитации свойства забоя содержит два одинаковых блока 25 и 26 моделирования сопротивления нагрузки соответственно по резанию и на- ор у, моделирующих усилия сопротивления.

Блок 4 отображения информации содержит включаемые при перегрузках пороговые элементы 27,28 и 29 перегрузок соответственно напора,подъема и поворота информационные табло 30-32 превьппения нагрузок в механизмах соответсвенно напора,подъема и поворота,формирователь 33 ошибки управления, включающий информационное табло 34 сигнализации ошибок х:овме0

5

0

5

щения операций копания и поворота, а также информационные табло 35 индикации значений производительности, наполнения ковша и времени цикла.

Блок 6 содержит формирователь 36 эталонных импульсов (для определения радиуса забоя заданного профиля в зависимости от угла- поворота рукояти), преобразователи 37 и 38 координат (вычисления вертикальной и горизонтальной координат ковша), элемент 39 сравнения (вычисление толщины срезаемой ковшом стружки), индика- .тор 40 (эли), ключевой элемент 41, формирователь 42 начального импульса (поворотного движения) и генератор 43 меток.

Блок 7 определ ;ния производительности экскаватора содержит блок 44 умножения, интегратор 45, счетчик 46 времени цикла и блок 47 деления.

Блок 3 задания программы предназначен для изменения режимов работы на тренажере, изменения структуры и параметров моделей и содержит узел 48 задания свойств забоя,задатчик 49 генератора 43 меток,узел 50 0 отключения пороговых элементов 27 - 29 и формирователя 33 ошибки управления и узел 51 задания структуры систем управления электроприводами механизмов.

Ключевой элемент 41 управляется формирователем 42 и переключает вход горизонтальной развертки с выхода преобразователя 38 на выход генератора 43 меток,.

Формирователь 42 определяет момент начала поворота платформы при выведенном ковше из забоя.

Генератор 43 меток формирует последовательность импульсов, образующих на экране индикатора 40 движуш;ие- ся пропорционально скорости вращения платформы и равностоящие друг от друга метки.Направление перемещения меток выбрано противоположно повороту платформы,, Перемещение меток на экране индикатора 40 в горизонтальной плоскости имитирует поворот платформы экскаватора. Начало работы генератора меток синхронизируется с началом поворота экскаватора,а направление движения меток - с направлением поворота. Число меток определяется заданным углом поворота платформы значением сигнала с пот нцио5

0

5

0

5

метра задатчика 49, который сравнивается с текущим сигналом угла поворота, вычисляемого в результате интегрирования сигнала скорости с выхода механизма 23 поворота.

При равенстве заданного и текущего значений углов поворота определяется Момент формирования последней метки, имитирующей точку выгрузки ковща.

Посредством блока задания программы обучения производится изменение структуры и параметров систем управления электроприводами механизмо отключение информационных табло при контрольных испытаниях,изменение свойств забоя и заданного значения угла поворота на выгрузку.

Благодаря применению в тренажере математических моделей с имитацией поворотного движения машинист имеет возможность обучаться как управлению копанием,так и повороту с груженым и порожним ковшом.

Наличие блока 7 определения производительности экскаватора за цикл позволяет выполнять анализ успешных циклов управления, закрепление навыков.Сигнализация ошибочных действий при управлении экскаватором позволяет обучаемому не допускать их в реальных условиях.

Тренажер работает следующим об- разоМс

В начале работы обучаемый управляя ЗРП 8 и ЗРН 9, изменяет режимы моделей приводов подъемного и напорного механизмов, изменяя тем самым режимы моделей динамических систем механизмов копания и соотношения размеров кинематического узла стре- ла-канат;-активная часть рукояти - ковш. Это моделирует изменения положения ковша относительно профиля забоя, за которым машинист наблюдает на экране индикатора 40. Изменяя глубину «внедрения ковша в забой и управляя скоростью механизмов копания, машинист формирует режимы механизмов и обеспечивает наполнение ковша. После завершения процесса наполнения ковша машинист вьшоди ковш из забоя и посредством ЗРВ 10 управляет процессом поворота экскаватора. С момента начала поворота и при выведении ковша из забоя формирователь 42 подключает посредством ключевого элемента 41 вход горизонтальной развертки индикатора 40 к выходу генератора 43-меток для отображения процесса поворота. Машинист о скорости и направлении поворота судит по движению меток на экране.

Управляя положением координат точки имитации ковша с помощью ЗРП 8 и ЗРН 9, а имитатора положения транспортного сосуда с помощью ЗРВ 10, машинист подводит ковш к имитатору транспортного сосуда и нажатием кнопки 24 имитирует открывание днища ковша, сбрасывая показание интегратора 45 вычисления наполнения ковша. Изменением положения ЗРВ 10 реверсируется направление поворота платформы. При этом на экране индикатора 40 реверсируется направление движения имитационных меток поворота, а в математической модели динамической системы поворота уменьшается момент инерции ковша относительно оси поворота.

После окончания цикла управления машинист совместно с инструктором по показаниям информационных табло 35 индикации значений производительности, наполнения ковша и времени цикла и табло 30-34 проводит анализ выполнения процесса управления циклом, после чего нажатием выключателя 24 сброса все табло приводятся в исходное состояние-.

Формула изобретения

Тренажер машиниста одноковшового „ экскаватора, содержащий пульт оператора с задатчиками режима, выходы

задатчиков подъема и силы напора соединены соответственно с первым и вторым входами блока моделирования экскаватора, третий вход которого соединен с первым выходом блока заДания программы обучения, второй выход которого соединен с первым входом блока отображения информации, а третий выход - с первыми входами первого и второго блоков моделирова50

ния сопротивления нагрузки, вторые

входы которых соединены соответственно с четвертым и третьим выходами блока моделирования экскаватора, а выход - соответственно с пятым и gg четвертым входами блока моделирования экскаватора, первьй и второй выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока отображения информации,второй

вход которого соединен с выключателем сброса, пятый выход блока моделирования экскаватора соединен с первыми входами первого и второго преобразователей координат и элемента сравненияр а шестой выход - с вторыми входами первого и второго преобразователей координат и входом формирователя эталонных импульсов,выход которого соединен с вторым входом элемента сравнения, выход которого соединен с третьими входами первого и второго формирователей импульсов сопротивления нагрузки, выход первого преобразователя координат соединен с вторым входом индикатора, отличающийся: тем,что, с целью расширения дидактических возможностей тренажера, в него введены ключевой элемент, формирователь начального импульса, генератор меток блок умножения, интегратор, блок деления и счетчик времени цикла,входы которого соединень с выходами соответствующих задатчиков, пульта оператора, а выход выключателя сброса и задатчика поворота которого соединены соответственно с вторым входом интегратора и пятьп-i входом блока моделирования экскаватора;седьмой и восьмой выходы которого соединены соответст)зенно с пятым и шестым входами блока отображения информации, седьмой вход которого сое

5

динен с выходом элемента сравнения, подключенным к первому входу формирователя начального импульса и треть ему входу блока умножения, первый и второй входы которого соединены соответственно с четвертым и пятым выходами блока моделирования экскаватора, седьмой вход которого соединен с выходом второго преобразователя, связанного с первьш входом ключевого элемента, управляющий вход и выход которого соединены соответственно с выходом формирователя начального импульса и первым входом индикатора5 а второй вход - с выходом генератора меток, второй йход которого соединен с четвертым вьсходом блока задания программы обучения, а первый вход - с восьмым выходом блока моделирования экскаватора,связанным с вторым входом формирователя начального импульса, при этом восьмой вход блока моделирования экска- 5 ватора соединен с выходом интегратора, связанным с восьмым входом блока отображения информации, первый вход интегратора соединен с выходом блока умножения, а выход - с первым входом блока деления, второй вход которого соединен с выходом счетчика времени цикла, а выход - с девятым входом блока отображения информации, десятый вход которого подключен к выходу счетчика.

0

0

Редактор И.Николайчук

Составитель В.Копылов

Техред И.Попович Корректор А.Тяско

Заказ 528.5/48Тираж 433

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, --г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное