Имитатор рулевого управления тренажера транспортного средства Советский патент 1993 года по МПК G09B9/04 

Изобретение относится к тренажерам транспортных средств, в частности к устройствам их рулевого управления, и может быть использовано для обучения водителей различных транспортных средств или для. испытания новых рулевых устройств,

Известен имитатор рулевого управления тренажера транспортного средства (см. авт. св. Nfe 1422237, МКИ G 09 В 9/04), содержащий рулевой вал, установленный в подшипниках ёкЪрпусе и связанный с рулевым колесом, втулку, подвижно установленную на рулевом валу, пружину, а также Снабжен направляющей, выполненной на корпусе для взаимодействия с втулкой, двумя выступами, закрепленными на втулке, дополнительными пружинами, штифтами, закрепленными на корпусе, одни концы пружин закреплены на корпусе, их средние части выполнены для взаимодействия с со- ответствующими штифтами, другие концы двух пружин установлены с возможностью взаимодействия с одним из выступов при нейтральном положении рулевого колеса, а другие концы двух других пружин установлены с зазором относительно другого выступа.

Наиболее близок к предлагаемому имитатор рулевого управления тренажера транспортного средства (авт. св. № 1422236, МКИ G 09 В 9/04), содержащий рулевое колесо, неподвижно закрепленное на валу, на котором нарезан червяк, электромагнитную муфту, корпус, в котором в одних подшипниковых опорах установлен вал, а в других - червячное колесо, кинематически связанное с червяком, две пружины, сред-- ние части которых закреплены на червячном колесе, их концы оперты на уступы, создающие соответствующее предварительное натяжение пружин, а одна из rtpy- жин - дополнительная - установлена для взаимодействия со штифтами.

Недостатками приведенных выше имитаторов является невозможность создания управляемых усилий, аналогичных возникающим при различных режимах руления в реальных условиях, а также высокой адекватности имитации моделируемых условий.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем создания управляемых усилий, аналогичных возникающим при различных режимах руления в реальных условиях, и повышение адекватности имитации моделируемых условий.

Поставленная цель достигается тем, что в имитатор рулевого управления тренажера транспортных средств, содержащий рулевой механизм, введены гидроцилиндр двухстороннего действия, датчик перемещения, управляемый предохранительный клапан и два управляемых дросселя, причем рулевой механизм через первое зубчатое колесо соединено с силовой рейкой, закрепленной в направляющей и соединенной со штоком гидроцилиндра двухстороннего действия, к входам первой и второй полостей которого, подключен выход управляемого предохра0 нительного клапана, а к выходам - входы управляемых дросселей, датчик перемещения соединен через второе и третье зубчатые колеса с рулевым механизмом.

Данное техническое решение отличает5 ся от прототипа тем. что в него введены новые блоки с соответствующими связями. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию изобретения новизна. Кроме того, введенные блоки с соответ0 ствующими связями проявляют новые сеой- ства, что приводит к получению положительного эффекта. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию и существенные отли5, чия.

На фиг. 1 изображен общий вид имитатора; на фиг. 2 - вид А имитатора; на фиг. 3 представлена схема имитатора рулевого управления тренажера транспортного средст0 ва.

Устройство содержит (фиг. 1) рулевой механизм, состоящий из рулевого колеса 11 и рулевого вала 1а, первое зубчатое колесо 2, силовую рейку 3, гидроцилиндр 4, направ5 ляющую 5, систему трубопроводов 6, управляемый предохранительный клапан 7, первый 8т и второй 82 управляемые дроссели, датчик перемещения 9, второе 10 и третье 11 зубчатые колеса, причем рулевой

0 механизм через первое зубчатое колесо 2 соединено с силовой рейкой 3, закрепленной в направляющей 5 и соединенной со штоком 4з гидроцилиндра 4 двустороннего действия, входам первой 4т и второй 4а по5 лостей которого подключен выход управляемого предохранительного 7 клапана, а к выходам - входы управляемых дросселей 8i .-. и 82. датчик перемещения соединен через второе 10 и третье 11 зубчатые колеса с

0 рулевым 1 механизмом. Имитатор рулевого управления работает следующим образом. В нейтральном пояожении колеса рулевого механизма 12.обе полости 4i и 42 гидроцилиндра двустороннего действия

5 подаются через управляемый предохранительный клапан 7, по системе трубопроводов 6, потоки жидкости под одинаковым давлением. На выходе из полостей жидкость проходит через управляемые дроссели 8i, 82. Система находится в равновесии.

При получении управляющего сигнала с ЭВМ дросселей 8i. 82 поочередно или совместно открываются и закрываются. Благодаря возникающей при этом разницы давлений можно получить различные колебания колеса рулевого механизма 11 и повороты его в любую сторону.

При вращении рулевого колеса 1i водителем датчик перемещения 9, механически связанный с рулевым механизмом зубчатыми колесами 10, 11. фиксирует угол поворота рулевого колеса и передает сигнал на управляющую вычислительную машину, откуда в соответствии с программой, учитыва- ющей дорожную ситуацию, сигналы поступают на управляемый предохранительный клапан 7 и управляемые дроссели 8i, 82. Одновременно движение передается через первое зубчатое колесо 2 и рейку 3 на шток 4з гидроцилиндра 4, который испытывает сопротивление перемещению, создаваемое избыточным давлением, возникающим при его движении, вследствие выдавливания жидкости из дросселей 8i, 82. При управлении дросселями 8ь 82 можно получить различные законы, сопротивления движению штока 4з и, следовательно колеса рулевого механизма 1i, имитирующие его поведение при различных дорожных ситуациях зависящих от скорости движения, состояния дорожного полотна, угла поворота и т.д. Изменяя входное давление, при помощи управляемого предохранительного клапана 7 на основной закон сопротивления можно накладывать дополнительные, имитируя толчки от неровностей дороги.

При полном закрытии клапана 7 и дросселей 8i, 82 колесо рулевого механизма 1i будет заклинено (имитация поломки рулевого механизма 1). При полностью открытых дросселях 8t, 82 имитируется свободный ход рулевого колеса, возникающий при обрыве рулевой тяги. Поскольку система двустороннего действия, вышеприведенное справедливо при вращении рулевого колеса в любую сторону-.

Структурная схема имитатора рулевого управления тренажера транспортного средства работает следующим образом (см. фиг. 3).

Аналоговые сигналы снимаются с датчика перемещения 9 и передаются на ЭВМ. В качестве датчика перемещения используется переменный резистор. От ЭВМ управляющее воздействие передается на электронные блоки управления типа БУ 2110 1 и далее на пропорциональные магниты, которыми комплектуются дроссели типа ДВП 2 и клапан типа М-ПКПД. выполняющие функции управления давлением рабочей жидкости в полостях гидроцилиндра двухстороннего действия 4. Фактическое положение клапанов дросселей ДВП конт- 5 ролируётся датчиками обратной связи, что позволяет устранить имеющиеся рассогласования -1ежду заданными фактическим положениямиуправляемогопредохранительного клапана 7 путем изме0 нения тока в обмотках пропорциональных магнитов в направлении уменьшения ошибки. В устройстве использованы следующие стандартные блоки: предохранительный клапан с пропорциональным управлением

5 типа М-ПКДП, дроссель с пропорциональным управлением типа ДВП.

Датчик перемещения - переменный резистор. Предлагаемый имитатор обладает следующими преимуществами: расширен0 ный диапазон режима руления за счет создания управляемых усилий, аналогичных возникающим при различных режимах руления в реальных условиях, а также высокая адекватность имитации моделируемых ус5 ловий.

Кроме того, использование имитатора в составе тренажера позволит повысить профессиональное мастерство водителей и объективно оценить их профпригодность, что

0 приведет к снижению народнохозяйственных потерь от дорожно-транспортных происшествий, совершенных по вине водителей, а также исключит загрязнение окружающей среды при подготовке водите5 лей.

Формула изобретения Имитатор рулевого управления тренажера транспортного средства, содержащий рулевое колесо с рулевым валом, соединен0 ным через рулевой механизм с нагружающим устройством, отличающийся тем, - что, с целью расширения функциональных возможностей путем создания управляемых усилий, аналогичных возникающим при раз5 личных режимах управления в реальных условиях, и повышения адекватности имитации моделируемых условий, нагружающее устройство выполнено в виде гидро- цилиндра двухстороннего действия, шток

0 которого соединен с рейкой рулевого механизма, закрепленной в направляющей, а входы полостей гидроцилиндра связаны с выходом управляемого предохранительного клапана, а выходы - с входами управляе5 мых дросселей, и датчика перемещения рулевого колеса, соединенного через редуктор с рулевым механизмом и устройством, задающим программу о дорожной ситуации, соединенным с управляемыми дросселями.

Фи. 2

Пропорциональный магним

Ьапорнй-регу- {(иру&щий &ент

Использование: в тренажеры транспортных средств, в частности устройства их рулевого управления, для обучения водителей различных транспортных средств. Сущность: имитатор рулевого управления тренажера транспортных средств содержит рулевой механизм 1, первое зубчатое колесо 2, рейку 3, гидроцилиндр 4 двустороннего действия с двумя полостями 4i и 42 и штоком 4j, направляющую 5, систему трубопроводов 6, управляемый предохранительный клапан 7, первый 8i и второй 82 управляемые дроссели, датчик перемещения 9, второе 10 и третье 11 зубчатые колеса. 3 ил.

L

fot.3.

J