Автомобильный тренажер Советский патент 1975 года по МПК G09B9/04 

(54) АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРЕНАЖЕР

Автомобильный тренажер относится к области автотранснортной техники в части обучения вождению, тренировке спортсменов и проведению психофизиологических исследований водителей.

Известны авто 1обИлыН)1е тренажеры, содержащие рабочее место водителя с органами управления, на которых установлены датчики положения рулевого колеса и педали акселератора, связанные с блоками задержки по положению .11 ио скорости, электроннолучевой индикатор со схемами унравления развертками, включаюи1,н.ми генератор развертки, коммутатор и генератор трапециевидных импульсов.

Недостатком известных тренажеров является отсутствие на экране перед водителем каких-либо opiHeHTHpOB, по которым водитель может судить о скорости движения и поперечном смещении «своего автомобиля, которое на экране воснроизводнтся наклоном боковых гр-аийц дорожного полотна.

Целью иастоящего изобретения является имитация параметров движения высокоскоростных и высокодинамичных автомобилей.

Указанная цель достигается тем, что схемы управления развертками снабжены фаятастроном, один из входов которого через блоКинг-генератор соединен с выходом блока задержкн ио скорости, второй вход - с генератором развертки, а выход нодключел к электроннолучевому индикатору, и усилителем с управляемым коэффициентом усиления, входы которого соединены соответственно с одним из выходов блока задержки по положению и с генератором развертки, а выходы усилителя связаны с электроннолучевым индикатором, при этом другой выход блока задержки ио положению соединен с генератором трапециевидных импульсов.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена блок-схема автомобильного тренажера с электроннолучевым инднкат&ршк Автомобильный трен-ажер с электроннолучевым индикатором состоит из проекционной электроннолучевой трубки 1 с двумя нушками и отклоняющими система -п1 объектива 2 с оборотной призмой 3, анаморфотной насадки 4 и Матового экрана 5, расположенного перед

рабочим местом водителя. На рабочем месте расположены органы управления: рулевое колесо б с иотеициометрическим датчиком угла поворота 7, рукоятка 8 «переключеиия передач, связанная с переключателем блока сопротивлении 9, педаль акселератора 10 с потенциометричесюим датчиком 11, педаль 12 привода соединения с потенциометрическим датчиком 13 и недаль тормоза 14 с потенциометрическим датчиком 15. Все датчики соединены последовательно, так что ири работе любого 113 них меняется вьгходное напряжеаие в пропорциональности, определяемой назначением органов управления. Развертка имитируемого изображения дороги на экране электроинолучевой трубки 1 осуществляется генератором пилообразного напряжения 16. Выход генератора подключен на одну иару пластин вертикального отклонения, отклоняющей системы левой (по схеме) половины электроннолучевой трубки и одну пару иластн-н горизонтального отклонения правой {по схеме) половины электроннолучевой трубкн. Пластины вертикального отклонения луча правой половины электроннолучевой трубки 1 подключены к выходу усилителя 17, вход которого соединен с выходом двухканяльного коммутатора 18. Один канал коммутатора не используется. Таким образом, на экране трубки 1 можно создавать два горизонтальных луча, один из которых имитирует лиикю горизонта, друго - перспективу дороги трапепиевндной формы с помощью генератора 19 трапециевидного сигнала. Генератор 19 синхронизируется имнульсами генератора развертки 16, а крутизна нереднего и заднего фронтов импульсов трапециевидной формы изменяется с номощыо датчика 7 угла поворота рулевого колеса через блок задержки 20 (инерционное звеио второго порядка), который имитирует реакцию автомобиля па поворот. Вертикальиые отклоняющие пластины разворачивают «а экране трубки вертикальную линию, с помощью которой имитируется средняя разделительная полоса дороги. Для того чтобы полоса имела вид иуиктирной линии, луч модулируется по яркости от фантастрона 21 путем подачи с выхода фаитастрона напряжения иа Модулнрующий электрод трубки (сетку). Фантастрои 21 управляется по частоте и скважеости импульсов. По скважности управление идет от генератора развертки 16, который соединен с фаитастроном, а по частоте - от блокинг-генератора 22. Блокпнг-генератор 22 соединен с выходом блока задержки 23. На вход блока задержки подается напряжение от группы датчиков 11, 13, 9 н 15. Блок задержки 23 (инерционное звено первого порядка) имитирует -реакцию автомобнля на изменеиле скорости. Для того чтобы измеиенне персиективы изображения на экране при повороте рулевого колеса было согласовано со скоростью движения с выхода блока задержки 23, напряжение поступает также в блок задержки 20. При повороте рулевого колеса нм1гтируется изменение направления движения и, как сказаио выще, меняется крутизна иередиего и заднего фронтов импульса от генератора 19, по также должно происходить и изменение наклона осевой пунктирной линии дороги. С этой целью пластины горизонтального отклонения левой половины электроннолучевой трубки 1 ирисо.единены к усилителю 24. Усилитель 24 подключен к выходу блока задержки 20, а его коэффициеит усиления меняется сигналом развертки генератора 16. Для этого от генератора 16 подается (в качестве компенсирующего) напряжение на усилитель 24. В верхней части чертежа показаны соответственно изображения на экране: а) при отклонении а;втомобиля на иравуго сторону дороги; б) движение по осевой лнипп 26 и в) отклонение яа левую сторону дороги. Работает треиажер следующи.ч образом. Генератор развертки 16 генерирует им1пульсы напряжения пилообразной формы. Это напряжение, поступая на пластпны вертикального для одного луча и горизонтального для другого луча отклонения электроннолучевой трубки 1, создают -на экране изображение креста. Горизонтальная линия креста, которая создается отклоняющими пластинам-н, иодключенными к усилителю 17, делится на две горизонтальные линии коммутатором 18. Па один нз входов коммутатора 18 подается напряжение от генератора 19 импульсов трапециевидной формы. Второй вход коммутатора не используется. Таким образом, иа экране устанавливается одна горизонтальная линия, которую пересекает изображение импульса формы трапецпп. С помощью устройства смещения луча по вертикали, которые являются стандартными элементами любого осцриплографа и на фиг. 1 не показапы, лучн совмещаются так, чтобы верхняя горизонтальная грань трапецпн совпала с горизоптальпой линией второго луча, создаваемого коммутатором 18. Таким образом, на экрапе имитируется линия горизонта и боковые гранн дороги, ухо1дящие вдаль, и средняя, тюка еще сплошная, разделительная линия. Устройством смещения луча, которое, как и в первом случае, используется стандартное, как и во всех осциллографах, среднюю линию смещают вниз так, чтобы верхняя точка начала ее развертки совпала с линией горизонта. Таким образом, выще л«иии горизонта пикаких орнентиров нет (чистое небо). К модулирующему электроду (сетка) пушки электроннолучевой трубки, создающей среднюю разделительную полосу дороги, подают от фш1тастрона 21 пилообразное напряженна, которое запирает луч на время, определяемое напряжением пилы фантастрона в данный момент до момента срыва нарастания напряжения. Таким образом, на экране возникает движущаяся индикаторная осевая линия с переменной длиной пунктиров. Фантастрон 21 синхронизируется импульсами генератора развертки 16. Частота же импульсов фантастрона 21 переменная и определяется частотой блокннг-генератора 22, который управляется через блок задержки 23 от датчиков: 11-установленного на педали акселератора 10, 13 - установленного на педали сцепления 12, 9 - установленного на рукоятке переключения передач и 15 - установленного на педали тормоза 14. Все датчики 11, 13, 9 и 15 потенциометрическне и соединены последовательно. Каждый из датчиков меняет наирял енне, подаваемое на вход блока

.задержки 23 на величину, определяемую .степеиью влияния этого оргаиа управления на режим движения автомобиля (вилоть до полион оста иовкл). Блок задержки 23 вносит .запаздывание в изменение скорости движения пунктирной осевой линии на величину времени, характеризуюпдую запаздывание автомо.бнля иа изменеине режима движения после .привода какого-либо оргапа уиравленпя. При увеличен) отклонения педал а;чселератора 10 так же, как и pi пере1 люче 1 1 рычага передач 8 на вь Сшу1О передачу, иаиряжение, гоступа 01цее иа вход блокинг-генератора 22 через блок задержк 23, уве.нч 1вается. Возрастает частота блокн г-гене)атора 22 и частота имнульсов иа в.:ходе фаш-астрона 21. При этом у.меньшается длина штрихов пункт р ой Л1ИН и на экране и увелич)вается скорость их 11еремещен я вниз до такой величины, ири которой частоты генератора разверт.ки 16 71 блокп г-генератора 22 будут кратным. При кратном отношен частот еремеще.иие вииз штрихов осевой )рной линии .прекращается (остановка). У соз.дается в 1ечатление увел чения скорости . Пажатие на недаль 12 сцеплен я , наоборот, к у.еньшеи)о напряжения входе задержки 23, а следовательно, у1меньп енн о частоты блокикг-ге| ератора 22. Прн это.м скорость ереме де})я штрихов .Г1ункт рной осевой линии на экране падает, что э в валентно уме ьшен1по скорост дви, (нри накате автомобиля). Полное на. на педаль тормоза 14 у.ме 1ьшает на 1ряжен е, подаю дееся а вход блока задерж.ки 23.

Скорость перемеще ия кол чество штрн,хов на экране от частот ге: ератора развертк 16 блок нг-ге 1ератора .22. Если 1Х частоты крати.ы (т. е. в целое число раз), то скорость еремеш, штрихов унктирной осевой равна ну.. Есл же частоты отл чаются в дробное раз, то скорость перел1еи. пунктирной ЛИШ1И будет тем больше, чем .же отношение частот к пoлycyм e двух ближайших кратностей.

Плавное нажат 1е а сдаль тормоза 14 лриводит к пла вному уме -1 11ени о напряжен я «а блоки;нг-генераторе 22. т. е. к нлавному скорост до остановки. Поворот рулевого колеса 6 в ту илн другую сторону приводит к изменению выходного нанряже1 пя, сн 1маемого с датчика 7. Блок задержки 20 вызывает запаздыван 1е в 1ередаче этого иапряжения на генератор траиециевндиых импульсов 19 и уснл.итель 24 на время, оиреде.ляемое временем реакции автомоб ;1я «а новорот рулево о колеса. На ряжение, снимаемое с блока задержки 20 н подаваемое на генератор 19, меняет крутизну переднего и заднего фронтов трапециевидного импульса. Этим имитируются поперечное сл ещепие автомобиля на дороге и его курсовое положение .относительно границ дороги. Вместе с измеиен ем наклона границ дороги к горизонта менять наклон н осевая пунктириая ЛИния. Причем, поперечное с ;1ещение точки этой линии, пересекающейся с линией горизонта, должно быть меньше, чем поперечное смещение точки этой линии, пересека ощейся с н-ижней границей экрана. При тако.м изменения наклона осевой линии достигается реальность из менения положения дороги в перспективе, а кроме того, сохраняется пропорциональность положения осевой линин относительно границ дорожного полотна. Сигнал поперечного смещения осевой линии задается от датчика 7, связанного с рулевым колесом 6. Этот С 1гнал, пройдя блок задержки 20, поступает на откло гения 24. Коэффициент этого усилителя переменный и зависит от напряжения, подаваемого на усплитель в качестве компенсирующего от генератора развертки 1G. В начале хода развертки, когда выходное апряжение генератора развертки мало, коэфф 1циент усилен 1я ус лнтеля 24 также мал. Поэтому в верх 1ей части осевой нунктирной линии, где она пересекается с линией горизонта, произойдет небольшое ее смещение вбок. Чем больше напряжение генератора развертк 16, тем 1Иже онускается электронный луч, прочерчива О дий осевую линию. Но при увеличении напряжения геиератора 16, подаваемого на усилитель 24, увеличивается коэффициент этого усилителя и тем на большу о амплитуду смещается осевая линия вбок.

образом, решается посгавленная задача со.хранения реальности картины измене ия положения дороги в перспективе при работе управлением.

Предмет з о б р е т е н я

Автомобиль Ь й треиажер, содержащий рабочее водителя с органами управления, ц которых установлены датчики положения рулевого колеса недал акселератора, связанн е с блоками задержк по положению и по скорости, электрон юлучевой индикатор со схемам управления развертками, включающ М генератор развертки, коммутатор и ге ератор трапециев днь х импульсов, отличающийся тем, что, с имитации параметров дв жепия высокоскоростных и высокодинамичных автомоб лей, схемы управления разверткам снабл ены фантастро ом, из входов которого через блок г- е 1ератор соед) с выходол блока задержки по скорост, второй вход-с генератором разверт и, а выход нодключс к электроннолучевому нд.1 катору, и ус Л1 телем с управляе}1 Ь. коэффициентом усилен я, входы которого соединены соответствен о с одним 3 в з1ХодоБ блока задерж си но положеи ю с генератором развертки, а выход ус лителя связаны с электроинолучев з м нд каторол, при этом другой выход блока задержки по положению соедине с ге ератором траиец; ев Д 1 з х 1 лп ульсов.