Устройство для обучения крановщика навыкам по управлению краном Советский патент 1975 года по МПК G09B9/04 

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Блок управления 1 содержит аппараты управления блоками моделирования приводов крана; командоаппарат подъема 2 соединен со входом блока 3 моделирования привода подъема, командоаппарат вылета 4 соединен со входом -блока 5 моделирования привода вылета, а командоаппарат поворота б - со входом блока 7 моделирования привода поворота.

Выходами блоков моделирования приводов подъема и вылета являются аналоги высоты подъема h и радиуса вылета р. Выходом бло,ка моделирования привода поворота является аналог угловой скорости поворота и.

Выход блока 7 моделирования привода поворота подключен ко входу блока 8 интегрирования поворота, который состоит, например, из усилителя 9, двигателя 10 и тахогенератора 11. Выходом его является механический аналог угла поворота ф.

Механический выход блока 8 интегрирования поворота подключен к механическому входу преобразователя координат 12, который состоит из оптического проектора, включающего в себя лампочку 13, поворотный диапозитив 14, на который нанесена, на пример, координатная сетка или схема участка порта, объектив 15 и зеркало 16; первого 17, второго 18 и третьего 19 синусно-косинусных вращающихся преобразователей (СКП); блока 20 моделирования движения груза, сумматора 21 продольного отклонения и сумматора 22 поперечного отклонения, причем электрический вход преобразователя координат 12 является входом первого СКП 17, выходы первого CKjn 17 подключены к входу блока 20 моделирования движения груза, выходы которого подключены ко входам второго СКП 18 и третьего СКП 19, выходы второго и третьего СКП подключены ко входам сумматоров продольного 21 и поперечного 22 отклонения груза в системе координат, связанной со стрелой, а механический вход преобразователя координат 12 соединен с поворотным диапозитивом 14 и с валом синусно-косинусных преобразователей 17, 18, 19.

Электрические выходы преобразователя координат 12, а также блоков 3 моделирования привода подъема, 5 моделирования привода вылета подключены ко входу блока 23 сумматоров, который состоит из сумматоров 24-28, причем каждый сумматор имеет два входа.

Ко входу блока 23 сумматоров подключены также два выхода блока 29 формирования отличительных сигналов, который состоит из генератора 30 высокой частоты, фазосдвигающей цепочки 31 и модулятора 32. Ко входу блока 29 подключен выход блока 3 моделирования привода подъема.

Выходы блока 23 сумматоров и выход блока 29 формирования отличительных сигналов подключены ко входам блока 33 коммутаторов, состоящего из коммутатор а 34 продольного отклонения и коммутатора 35 иоперечного отклонения.

Выходы блока 33 подключены к продольному и поперечному входам блока отображения 36, на экран которого спроектировано изображение, нанесенное на диапозитив 14.

При включенном тренажере на экране устройства отображения видны:

а)яркая электронная световая точка, положение которой отвечает положению проекции

груза на Землю;

б)исходящая из нее световая тонкая наклонная прямая линия, которая обозначает высоту поднятого над Землей груза; если линия уходит от точки влево-вверх, то это обозначает подъем груза вверх, если линия уходит от точки вправо-вниз, то это обозначает провисание каната при опущенном на Землю грузе;

в) световая окружность, положение которой отвечает положению проекции точки подвеса каната на Землю;

г) картина Земли, например координатная сетка, .спроектированная на экран устройства

отображения 36 сверху от диапозитива 14 через зеркало 16.

Таким образом, перед обучаемым имитируется сенсорное поле реального крана, где он видит положение груза, положение точки подвеса каната, положение крана на Земле.

.Коммутаторы 34 и 35 работают синхронно со сравнительно низкой частотой (например, 50 Гц) и подключают ко входам устройства отображения 36 поочередно то сумматоры 26 и

28, то сумматор 27 и синусный выход фазосдвигающей цепочки 31. В первую часть периода на входы блока отображения подаются сигналы, характеризующие положение груза, а именно его отклонение в сторону 5 и отклонение по радиусу , а также сигналы модулятора 32, зависящие от величины h и характеризующие высоту подъема груза.

Во вторую часть периода на один вход блока отображения 36 подается сигнал, характеризующий величину вылета стрелы Лр, а также сигналы, снимаемые с фазосдвигающей цепочки 31, обеспечивающие появление световой окружности на экране. Для осуществления «подъема или «опускания груза обучаемый воздействует на командоаппарат 2. При этом он видит результат своих операций на экране как изменение длины наклонной световой линии. Перемещение «груза по радиусу осуществляется воздействием на командоаппарат 4 в направлении от себя («вперед) или на себя («назад). При этом приходит в действие блок 5 моделирования изменения вылета, что выражается в изменении его выходной величины

р. Изменение р вызывает соответствующее изменение сигнала на входе устройства отображения, что приводит к перемещению «точки подвеса (т. е. окружности) на экране в соответствующем направлении.

Одновременно начинаются процессы интегрирования в блоке 20 моделирования движения груза, что приводит к изменению сигнала г на выходе сумматора 21 продольного отклонения груза. Это отразится на экране как перемещение световой точки.

Движение «точки подвеса «каната и «груза будет происходить в продольном направлении, т. е. от крановпдика или к крановщику, что обеспечивается блокпл преобразователя координат 12.

Если ручка командоалпарата 4 будет включена «а короткое время, например, «вперед, то «груз, начав движение вперед, перейдет положение равновесия и будет раскачиваться с периодом, равным периоду раскачки на реальном кране, практически без затухания. Такое поведение «груза обеспечивается совпадением дифференциальных уравнений движения реального груза и уравнений, решаемых блоком 20 моделирования движения груза.

Аналогичным образом можно вызвать «поворот крана. Для этого надо повернуть рукоятку командоаппарата 6 вправо или влево.

Тогда иридут в действие блок 7 моделирования привода поворота, блок 8 интегрирования поворота и начнется вращение диапозитива 14 и СКП 17, 18 и 19.

Поворот картины Земли вправо перед обучаемым имитирует «поворот крана влево и наоборот.

В первый момент «груз также движется с «Землей (по инерции), затем начинает отставать и т. д. Возникает относительное движение «груза по отнощению к «Земле и к «крану, которое может содержать движение по двум координатам.

Полная имитация движения «груза позволяет во время тренировок приобретать навыки управления краном.

6

Предмет изобретения

1. Устройство для обучения крановщнка навыкам по управлению краном, содержащее

блок управления, выходы которого подключены к блокам моделирования привода подъема и вылета, выход блока моделирования привода подъема соедпнен через блоки формирования отличительных сигналов и коммутаторов

с блоком отображения информации, выход блока моделироваиня привода вылета соединен через блоки сумматоров и коммутаторов с блоком отображения информации, отличающееся тем, что, с целью приближения нмнтируемых процессов к действительным и повышения эффективности обучения крановщика, в него введены блоки моделирования привода поворота, интегрирования поворота и преобразователь координат, вход блока моделирования иривода поворота соединен с блоком управления, а выход его подключен к блоку интегрирования поворота, кинематически связаниому с иреобразователем координат, вход которого подключен к выходу блока моделирования привода вылета, а выходы его через соответствующие блоки сумматоров и коммутаторов связаны с блоком отображения информации.

2. Устройство но п. 1, отличающееся тем, что преобразователь координат содержит блок моделирования двнжения груза, сумматоры продольного и поперечного отклонения груза, соответственно связанные с синусно-косинусными преобразователями, расположенными на одной оси и кинематически связанными с поворотным диапозитивом, который расположен на одной оптической оси с объективом и зеркалом.