Тренажер водителя транспортного средства Советский патент 1978 года по МПК G09B9/00 

Этот тренажер имеет сложную конструкцию. Он не имитирует вибрацию, рельсовые стукн, шум и звук движущихся частей, работу компрессора, вентилятора.

В нем отсутствует нериоднческая нроверка бд тсл1Л1ост11 машиниста, так как пет и.чапмоCHSKiH показаний иутеиих сигна.юи кинофильма со скоростемером, автостоном и рукояткой бдительности.

Видимое изображение иа лобовом окне кабины дает уменьшенные размеры, что не создает реального ощуш,ения oкpyжaюш,eii иаиорамы.

В указанном тренажере отсутствует имитация рекунеративного торможения, боксоваиия и юзования.

Из известных тренажеров наиболее близким техническим решением иастояш ему изобретению является тренажер водителя траиснортного средства, содержашнй нульт онератора, состояш,ий из блоков ручного унравления и индикации, нодключенных к автономному источнику питания, блок нредъявления информации, соединенный с блоком сигнализации 3.

Этот тренажер конструктивно выиолнсн нз кабины с коробкой нередач, гидравлической установки для создаиня давления, комирессорной установки, тормозных рам со смонтнроваииой иа них тормозиой системой, электроиио-вычислительиой машины, иульта уиравления со BCCMII контрольио-измерительиыми нриборами. Перед нередиим стеклом кабины номешено матовое стекло, на котором с номош,ью ироектора создается нлан участка пути в обратной ироекцни, а чтобы обучающийся видел нрямую проекцию, нроектор расположен своей кадровой осью нараллельно плоскости экрана, а лучи его отклоняются на 90° с помощью зеркала. С помощью пульта преподавателя моделируется боксование колес локомотива, юз поезда, неисправность двигателя. Кабина тренажера подвешена на решетчатой трубчатой конструкции с возможностью перемещения в продольном и нонеречном направлении с иомощью расноложеиных с двух сторон гидравлических цилиндров. Указанные продольные и ноперечные неремещеиия кабины имитируют ускоряющие и замедляющие усилия. В вычислительную машину поступают импульсы с пульта преподавателя н обучающегося, и она выдает величину ускорения, скорость движения и данные для змернтельио-коитрольных приборов. Генерирование н воспроизведение шумов искусственно создается при помощи электрониых генераторов.

РТзвестный тренажер имеет сложную конструкцию и нри наличии ЭВМ, электрониых генераторов шума и гидравлической установки не решается вопрос имитации естественной вибрации, колебания, рельсовых стуков, звука, шума, что особенно необходимо при воспроизведении максимальиой имитации реальных условий для обучения машинистов.

Визуальная система воспроизводит уменьшенные размеры видимой проекн,ии нлана ПУТИ, так как экран расио,ложеи на месте окна кабины, что созд.аст реального oiiiynicиии наио)ам|,1 иидов жeлc:JИ(JЙ дороги.

Отсутствует нсриодическая проверка бдительности н взаи.миая связь работы регистрирующего скоростемера, ноказаний локомотивного светофора, автостопа и рукоятки бдительности, что не нозволяет проверить действия мащиниста по управлению ноездом ири следовании но участку.

Тренажер не содержнт блока боксовання, юзования, рекуперации, что не нозволяет эбучать машинистов вождению поездов нри разгоне и ирименении рекуперативного торможения.

Сигналы локомотивного светофора изменяются не от иоказаний светофоров кинофильма, а но воле экспериментатора, что не создает реальности поездной обстановки.

Воспроизведение тяговых, выбега и тормозных характеристик осуществляется сложной ЭВМ, что снижает надежность работы тренажера и для его обслуживания требуются высококвалифнцированиые снециалисты.

Целью настоящего изобретеиия является новышение эффективности учебного нроцесса и качества обучения за счет приближения условий к реальным, в которых иридется рабоTaTJi водителям, в частности обучение управлегНИО локомотивом притрогании с места, ведению поезда но участку, пользованию нневматпческпми тормозами, рекунеративным торможением.

Воспроизведение условий работы машиниста, близких к реальным, необходимо при исследовании влияния на надежность управления мащинистов естественной вибрации, колебания, щума, рельсовых стуков, визуальной

системы, свистков электропневматического

кланана автостона, поездной радиосвязи,

упрощение и удешевление конструкции.

казанная цель достигается тем, что тренажер содержнт блоки коррекции воздействий, имитации воздействий, генераторов, переключения режимов работы, механических и звуковых воздействий, нриводной электродвигатель, уиравляе.мый источник нитания, блок

сравнения, электродвигатель коррекции воздействий, источник питания коррекции воздействий, ппевмоэлектрический преобразователь, управляемый генератор имнульсов причем блок коррекции воздействий связан со

входами блока индикации и блока механических н звуковых воздействий, и с выходами блока ручного управлення и нриводного электродвигателя, соединенного с выхода.ми управляемого источника нитания и источника

питания коррекции воздействий и связанного с блоком механических и звуковых воздействий, выходы которого связаны с блоком имитации воздействий, с пультом оператора, блоком индикации и с блоком генераторов, который подключен через блок переключения

режимов питания к блоку индикации и непосредственно- к блоку ручного уиравления, выходы которого соединены с уиравляемым источником питания, управляемым генератором импульсов и нневмоэлектрическим преобразователем, подключенным через управляемый генератор импульсов к электродвигателю коррекции воздействий, соединенного с блоком сравнения и с источником питания коррекции воздейств 1Й, выходы которого подключены к блоку предъявления информации и к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с управляемым источником питания, подключенным к блоку индикации, соединенному с блоками сигнализации и генераторов, автономный источник питания подключен к блоку нереключения режимов работы.

На чертеже представлена структурная схема тренажера.

Тренажер машиниста локомотива содержит пульт оператора 1, состоящий из блоков индикации 2 и ручного управления 3, подключенных к автономному источнику питания 4, а также блок предъявления информации 5, соединенный с блоком сигнализации 6. Блок коррекции воздействий 7 связан со входами блока индикации 2 и блока механических и звуковых воздействий 8, и с выходами блока ручного управления 3 и нриводного электродвигателя 9. соединенного с выходами управляемого источника питания 10 и источника питания коррекпии воздействий 11 и связанного с блоком механических и звуковых воздействий 8, выходы которого связаны с блоком имитации воздействий 12. с пультом оператора 1, блоком индикации 2 и блоком гецераторов 13, который подключен через блок переключения режимов работы 14 к блоку индикации 2 н непосредственно к блоку ручного управления 3, выходы которого соединены с управляемым источником питания 10, управляемым генератором импульсов 15 и пневмоэлектрнческпм нреобразователем 16, подключенным через управляемый генератор импульсов 15 к электродвигателю коррекции воздействий 17, соединенному с блоком сравнения 18 и с источником питания коррекции воздействий 11, выходы которого подключены к блоку предъявления информации 5 и первому входу блока сравнения 18, второй вход которого соединен с управляемым источником питания 10, подключенным к блоку индикации 2.

Блок индикации 2 содержит амперметры 19, вольтметр 20, манометры 21, скоростемер 22, сигнальные лампочки 23 и связан с автономным источником питания 4, блоком коррекции воздействий 7. блоком механических и звуковых воздействий 8 и управляемым источником питания 10.

Блок ручного управления 3 состоит из контроллера машиниста 24, крана машиниста 25. кнопки песочницы 26, связан с управляемым источником питания 10, управляемым генератором импульсов 15, блоком компенсации энерп)и 13 и блоком коррекции воздействий 7.

Блок коррекции воздействий 7 содержит токовое реле 27. электропневматический вентиль 28, шток которого соединен с рычагом 29.

Блок коррекции воздействий 7 соединен с блоком механических и звуковых воздействий 8 и приводным электродвигателем 9.

Блок механических и звуковых воздействий 8 выполнен пз системы рессор 30, подвешенной на колесную пару 31, которая выполнена конусным профилем круга катания, имитируя колесные пары электровоза. Колесная пара 31 опирается на другую колесную пару. выполне)тную с профилем рельса и углублениями имитируя длину рельса. Причем, соотношение окружности колес 31 и 32 равно соотношению длин окружностей колеса электровоза п рельса.

Одновременно колесная пара 31 через релуктор 33 связана со скоростемером 22 блока индикации 2. Блок генератора 13 состоит из генераторов 34 и 35. которые соединены последовательно. Обмотка независимого возбуждения генератора 34 соединена через контроллер машиниста 24 блока ручного управления 3 со aвтoнo tным источником питания 4.

Обмотка независимого возбуждения геттератора 35. через регулируемое сопротивление 36 п переключатель 37 блока переключения режимов работы 14 тоже соединена через блок ипдикации 2 с автономным источнико т питания 4.

положительными полюсам; генераторов 34 н 35 блока генераторов 13 включено поляризованное реле 38. шунтируемое контактами электромагнитного реле 39 блока переключения режимов работы 14.

Пневмоэлектрический преобразователь 16 выполнен из воздлхораспределителя 40, тормозной магистрали 41, тормозного цплин.1ра 42 связанного с контактным манометпом 43. одновременно Пневмоэлектрический преобразователь 16 связан с пультом управления 1 н с управляемым генератором импульсов 15.

Предлагаемый тренажер водителя транспортного средства работает следующим образом.

За счет воздействия обучаемым с помоптью соответствующего органа ручного управлення блока 3 на управляемый источник питания 10, на выходах последних начинает возрастать

напряжение, которое приводит в действие приводной электродвигатель 9, и соответственно блок механических и звуковых воздействттй 8. При этом колесная пара 31 начинает перекатываться по другой колесной паре 32, создавая имитацию движения, воспроизводя вибрацию, колебания, рельсовые стуки, щум работающей установки. Одновременно через ось колесной пары 31, редуктор 33 приходит в действие скоростемер 22 блока индикаптт 2

с показом скорости движения.

Амперметры 19 показывают токи нагрузки, а монометры 21 давление воздуха в напорной и тормозной магистралях.

Так как управляемый источник питания 10 через блок сравнения 18 связан с источником питания коррекции воздействий 11, то нротекающий уравнительный ток в цепи небаланса воздействует на блок сравнения 18, последний воздействует на электродвигатель коррекции воздействий 17, нзмеияя напряжение источника интания коррекции воздействия 11. Как только потенциалы на управляемом источнике питания 10 ц источнике питания коррекции воздействия И сравняются, сработает блок сравнения 18 и остановит электродвигатель коррекции воздействия 17, тем самым подготовив тренажер к выбегу и торможению.

После постановки рукоятки контроллера машиниста 24, блока ручного управления 3 в нулевое положение на управляемом источнике питания 10 напряжение будет равно нулю, но приводной двигатель 9 начинает питаться от источника питания коррекции воздействий 11 без показа нагрузки по амперметрам 19 блока индикации 2 пульта управления 1.

Воспроизведение выбега осуществляется управляемым генератором импульсов 15, который включает и выключает за счет изменения частоты следования импульсов с различными интервалами времени электродвигатель коррекции воздействий 17, источника питания коррекции воздействий И, в результате чего осуществляется ступенчатое снилсение напряжения на приводном электродвигателе 9, а следовательно, и скорости имитируемого движения тренажера. Причем время выбега изменяется автоматически в зависимости от профиля пути кинофильма, а также по воле инструктора.

При выпуске воздуха краном машиниста 25 блока ручного управления 3 из тормозной магистрали 41 срабатывает воздухораспределитель 40 и впустит воздух в тромозной цилиндр

42.Создаваемое давление в тормозном цилиндре 42 воздействует на контактный манометр

43,а последний на управляемый генератор импульсов 15, который в свое время воздействует на электродвигатель коррекции воздействий 17 источника питания коррекции воздействий 11, что приводит к стуненчатому снижению напряжения на приводном электродвигателе 9. Темп снил :ения напряжения зависит от величины давления в тормозном цилиндре

Как только появится напряжение на источнике питания коррекции воздействия 11, получает питание блок предъявления информации 5 с показом кинофильма реального участка, а также начинает работать блок сигнализации 6 синхронно со скоростемером 32 блока индикации 2.

При работе в режиме электрического торможения обучаемый действует так, как и на реальном локомотиве.

В эта время приводной электродвигатель 9 продолжает работать в двигательном режиме, имитируя выбе. или спуск, а другие два генератора 34 и 35 блока компенсаций энергии

13, связанные с блоком механических и звуко.вых воздействий 8, начинают работать последовательно между собой. Причем обмотка возбуждения генератора 34, имитирующего рекуперирующий двигатель, получает независимое возбуждение от автономного источника питания 4 через контроллер мащиниста 24 блока ручного управления 3, а обмотка возбуждения генератора 35 имитирующего напряжение контактной сети, получает питаниеот автономного источника питания 4 через регулируемое сопротивление 36 и яереключатель 37 блока переключения режимов пита.ния 14.

При сборе схемы рекуперативного торможе)11я амперметры 19 блока индикации 2 из цепи приводного электродвигателя 9 автоматически отключаются и подключаются один в цепь якорей работающих генераторов 34 и 35, а другой - в цепь возбуждения генератора 35.

Переход имитируемых двигателей из двигательного режима в генераторный осуществляется при помощи блока переключепия режимов работы 14. При иаличии напряжения на генераторе 35 больще, чем на генераторе 34,

по показанию амнерметров 19 пульта оператора 1 пмитирзется двигательный режим, но как только напряжение на генераторе 34 будет больше напряжепия на генераторе 35 срабатывает поляризованное реле 38, которое

замкнет цепь электромагнитного реле 39, а последнее защунтирует катущку реле 38, после чего начнет протекать ток генераторного режима, что можно будет видеть по ампер-метрам 19 блока индикации 22.

В случае неправильных действий обучаемого при ведении поезда токи перегрузки приводного электродвигателя воздействуют на токовое реле 27, который замыкает цепь электропневматического вентиля 28, щток которого воздействует на рычаг 29, а последний на систему рессор 30, разгружая тем самым ось колесной пары 31, которая из-за уменьщеиия сопротивления, за счет резкого увеличения числа оборотов приводпого электродвигателя 9, через редуктор 33 увеличивает видимую по скоростемеру 22 скорость, уменьшая нри этом показания токов по амперметрам 19 пульта оператора I. Одновременно на блоке индикации 2 загораются сигнальные лампочки

боксования 23.

При нажатии кнопки песочницы 26 блока ручного управления 3 замыкается цепь сигнальных лампочек боксования 23 и размыкается цепь электропневматического вентиля 28

блока коррекции воздействий 7, тем самым Г;иовь загрзжается ось колесной пары 31, восстанавливается сцепление колесной пары 31 с колесной нарой 32, в результате чего устанавливается равновесие и боксование прекращается. Аналогично боксование можно прекратить постановкой рукоятки контроллера машиниста 24 на низшие позиции.

Для изменения веса поезда, профиля пути и сопротивления движению при различных скоростях движения, в тренажер введен блок имитации воздействий 12, который кинематически соединен с блоком механических и звуковых воздействий 8.

На тренажере возможна подготовка квалифицированных кадров для вождения поездов на том участке, где придется работать машинисту, проигрывать ситуации редких явлений, как, например, перекрытие сигнала на запрещающий, внезапное появление препятствия на пути и т. д., а также возможно использовать визуальную систему с теневым изображением плана местности.

Конструкция данного тренажера проста и может быть изготовлена и использована во всех локомотивных депо, щколах машинистов, техникумах, институтах Союза ССР и за рубежом. Она надежна в работе, дешева в изготовлении по сравнению с известными и для обслуживания не требует высококвалифицированных специалистов.

Формула изобретения

Тренажер водителя транспортного средства, содержащий пульт оператора,, состоящий из блоков ручного управления и индикации, подключенных к автономному источнику питания, блок предъявления информации, соединенный с блоком сигнализации, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности учебного процесса и качества обучения, он содержит блоки коррекции воздействий, имитации воздействий, генераторов, переключения режимов работы, механических и звуковых воздействий, приводной электродвигатель, управляемый источник питания, блок сравнения, электродвигатель коррекции воздействий, источник питания коррекции воздействий, пневмоэлектрический преобразователь, управляемый генератор импульсов, причем блок коррекции воздействий связан со входами блока индикации и блока механических и звуковых воздействий и с выходами блока ручного управления и приводного электродвигателя, соединенного с выходами управляемого источника питания и источника питания коррекции воздействий и связанного с блоком

механических и звуковых воздействий, выходы которого связаны с блоком имитации воздействий, с пультом оператора, блоком индикации и с блоком генераторов, который подключен через блок переключения режимов работы

к блоку индикации и непосредственно - к блоку ручного управления, выходы которого соединены с управляемым источником питания, управляемым генератором импульсов и нневмоэлектрическим преобразователем, подключенным через управляемый генератор импульсов к электродвигателю коррекции воздействий, соединенному с блоком сравнения и с источником питания коррекции воздействий, выходы которого подключены к блоку предъявления информации и к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с управляемым источником питания, подключенным к блоку индикации, соединенному с блоками сигнализации и генераторов, автономиый источник питания подключен к блоку переключения режимов работы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №441584, кл. G 09В 9/00, 1974.

2. Кинотренажер для машинистов локомотпвов. Ленинградский институт железнодорожного транспорта. Л., 1969. 3. Тренажер YESM-1, Бюллетень организации сотрздничества железных дорог, Варшава, 1974,№ 1, с. 10.

-W

К-&-й