Устройство для обучения трактористов Советский патент 1979 года по МПК G09B9/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ТРАКТОРИСТОВ

ти выполнения операций управления, так и вредными качествами - значительный уровень шума, отвлекающее действие в процессе обучения.

Целью изобретения является увеличение эффективности тренажа.

По ;тавленная цель достигается тем, что известное устройство для обучения трактористов дополнительно имеет блок нравления частотой импульсов, частотно-управляемый генератор импульсов, интегрирующий усилитель, блок диагностики правильности перехода от пускового к основному двигателю, блок выбора режима имитации, блок коммутации ими- татора движения, при этом вход блока управления частотой импульсов связан с выходом узла имитации органов управления и движения, а выход - с входом узл управления, вход частотно-управляемого генератора импульсов связан с выходом узла управления, а выход - с входом узла имитации органов управления и движения, вход интегрирующего усилителя связан с выходом узла управления, а выход с входом узла управления, входы блока выбора режима имитации связаны с выхо дом узла имитации органов управления и движения, а выход - с входом блока диагностики правильности перехода от пускового к основному двигателю, выход которого связан с информационным табло входы блока коммутации имитатора движения связаны с выходом узла и-митации органов управления и движения, а выходс узлом имитации органов управления и движения.

Блок-схемы устройства для обучения трактористов представлены на фиг. 1 и фиг. 2.

Устройство (фиг. 1) состоит из информационного табло 1, узла 2 управления, узла 3 имитации органов управления и движения, узла 4 индикации движения на местности, узла 5 звуковой индикации, блока 6 управления частотой импульсов, частотно-управляемого генератора 7 импульсов, интегрирующего усилителя 8, блока 9 диагностики правильности перехода от пускового к основному двигателю, блока 10 выбора режима имитации, блока 11 коммутацииимитатора движения.

На фиг. 2 представлена блок-схема, состоящая из генератора 12 инфранизкой частоты, частотно-управляемого генератора 7 импульсов, интегрирующего усилителя 8, блока 1О выбора режима имитации, рычага 13 включения приводной шестерни и муфты сцепления, педали 14 подачи топлива, рычага 15 ручного управления топливным насосом, блока 6 управления частотой импульсов, указателя 16 -давления масла, блока 9 диагностики правильности перехода от пускового к оснсвному дви1ателю, блока 11 коммутации ИА1итатора движения, имитатора 17 вращения вала двигателя, тахослидометра 18, анализатора 19 готовности к запуск рычага 2О переключения рядов, педали 21 тормоза, включателя 22 массы, стартера 23, блока 24 сигнализации о подготовке к запуску, блока 25 имитации движения трактора, информационного табло1, блока 26 имитации положения органов управления, указателя 27 положения органов управления, усилителя 28 мощности, динамической головки 29, макета 30 местности, проекционного устройства 31, блока 32 отслеживания :. маркерной линии, блока 33 сигнализации о съезде с маркерной линии, рулевого колеса 34, выключателя 35 пускового двигателя, рычага 36 переключения передач, рычага 37 стояночного тормоза, имитатора 38 рулевого управления.

Узел 3 имитации органов управления и движения включает в себя следующие органы управления и движения, имитирующие кабину водителя транспортного средства и используемые при обучении вождению трактора: рычаг 13 включения приводной шестерни муфты сцепления, педаль 14 подачи топлива, рычаг 15 ручного управления топливным насосом, рычаг 2О переключения рядов, рычаг 36 переключения передач, включатель 22 массы, стартер 23, тахоспидометр 18, имитатор 17 вращения вала двигателя, рычаг 37 стояночного тормоза, указатель 16 давления масла, блок 26 имитации положения органов управления, имитатор 38 рулевого управления, педаль 21 тормоза, рулевое колесо 34, выключатель 35, пускового двигателя, указатель 27 положения органов управления, блок 25 имитации движения трактора.

Узел 2 управления содержит ячейки управления, осуществляющие все функции управления режимами имитации устройства: блок 24 сигнализацик о подготовке к запуску, генератор 12 инфранизкой частоты, анализатор 19 готовности к запуску.

Узел 4 индикации движения на местности содержит блоки, необходимые для

визуальной имитации окружающей обста новки, и блоки контроля положения транспортного средства на.транспортных .путях: макет 30 местности, проекционное устройство 31, блок 32 отслеживания маркерной линии, блок 33 сигнализации о съезде с маркерной линии.

Узел 5 звуковой индикации содержит усилитель 28 мощности и динамическую головку 29.

Одной из главных, задач, решаемых в устройстве, является обучение приемам запускатракторных двигателей и работе с органами управления трактора в определенной последовательности и в различных комбинациях. Запуск пускового двигателя, переход к основному и процесс уп-равления ими сопровождается изменениями звуковых эффектов, создаваемых шумовым имитатором. Шумовой имитатор состоит из генератора 12 ннфранизкой частоты, частотно-управляемого генератора 7 импульсов, усилителя 28 мощности, динамической головки 29.

Генератор 12, вход которого связан с выходом анализатора 19 готовности к запуску, а выход - с первым входсм частотно-управляемого генератора 7, представляет собой RC генератор напряжения синусоидальной формы с частотой около 0,7 Гц. Для имитации работы пускового двигателя трактора переменное напряжение генератора 12 поступает во времязадающие цепи первого входа генератора 7. Частотно-упрагляемый генератор 7, представляющий собой несимметричный мультивибратор, генерирует напряжение импульсной формы разной скважности в диапазоне частот от 2О до 1ОО Гц в зависимости от сигнала, поступающего на второй его вход с блока 6 управления частотой импульсов, который связан с органами управления подачей .топлива (рычаг 15 и педаль 14). Блок .6 является потенциометрическим устройством, преобразующим углы поворота рычага 15 и педали 14 в электрические сигналы, управляющие цепями смещения генератора 7. В результате смещения двух сигналов по первому и второму входам в генераторе 7 формируется частотно- 1одулированный по гармоническому закону сигнал, что в конечном итоге создает эффект плавания звукаi характерный для работы пускового двигателя трактора.

При переходе к имитации режима работы основного двигателя трактора гене-

ратор 12 отключается от генератора 7 и последний посылает в тракт усиления звуковой частоты только собственный сигнал с разной скважностью и частотой от 20 до 1ОО Гц, управляемый с блока 6; эффект плавания звука исчезает и воспроизводится дробный звук, характерный для работы основного двигателя трактора.

Исходному положению рычага 15 и педали 14 соответствует имитация работы основного двигателя трактора на холостых оборотах, конечному положению рычага 15 и педали 14 соответствует имитация работы основного двигателя на максимальных оборотах. Выход генератора 7 связан с входом усилителя 28 мощности, необходимого для усиления сигналов звуковой частоты. Динамическая головка 29, связанная с выходом усилителя 28, преобразует электрические сигналы в звуковые волны.

Анализатор 19 готовности к запуску является схемой сравнения действий обучаемого с установленным порядком запуска пускового двигато.ь, трактора, при котором органы управления должны занимать определенное полог ение. С входами а нал 11затора 19 соединены: рычаг 15 ручного управления топливным насосом, рычаг 20 переключения рядов, рычаг 13 включения приводной шестерни и муфты сцепления, стартер 23 и включа- . тель И2 массы, который является общим включателем устройства.

При работе в различных режимах (за- -пуск пускового дьигателя, переход к работе основного двигателя, движение) обучаемому необходимо манипулировать одними и теми же органами управления, хотя в различных режимах они насут различную функциональную нагрузку. Перед запуском пускового двигателя рычаг 20 переключения ряде находится в нейтралкином положении, рычаг 15 ручного управления топливным насосом находится в положении, при котором подача топлива в основной двигатель не производится. Для запуска пускового дви1:ателя рычаг 13 необходимо перюместить вверх до отказа, что соответствует включению привой- ной шестерни, а затем вернуть в нейтральное положение. Включение после этого стартера 23 вызывает запуск пускового двигателя. В случае нарушения порядка действий с первого выхода анализатора 19 поступает соответствующий сигнал на вход блока 24 сигнализации о подготовке к запуску. Блок 24 построен по схеме дешифратора, цепи ко торого коммутируются контактами реле анализатора 19. Выход блока 24 соединен с кнформацнонным табло 1, на котором сусвечивается информация о состоянии трактора или допущенных ошибках, В честности, при попытке запустить пусковой двигатель без предварительного вклю чения приводной шестерни рычагом 13 на табло 1 aarqpaeTCH надпись Вклю чить приводную шестерню. Указатель Убрать подачу тснтлива подсвечивается на табло 1 в тог л случае, если в момент запуска пусксязого двигателя рычаг 1.5 находится не в исходном положении. Указатель Стартер включается на табло 1 при повороте ключа стартера 23. После запуска пускового даигателя выход частотно-управляемого генератора 7 импульсов соединяется с входом интегрирующего усилителя 8, который имитирует работу насоса в системе смазки основного двигателя. После прогрева пускового двигателя при работе его на холостых оборотах насос должен создавать дав ление масла в системе не ниже О,5кгх;/с Интегрирующий усилитель 8, накапливая преобразованный сигнал, поступающий от генератора 7, через определенное время, соответствующее повышению давления масла в системе смазки до 0,5 кгс/см, дает разрешение на изменение режима шумовой имитации по одной из связей: выход усилителя В - вход блока 10 выбо рарежима имитации. Второй выход усили теля 8 соединен с указателем 16 давления масла, по которому обучаемый контролирует данный параметр. Третий выход усилителя 8 связан с входом блока 11 коммутации имитатора движения. После достижения давления масла (по указателю 16) заданного значения 0,5 к ГС/см осуществляется переход к режиму работы основного двигателя при одновременном воздействии на рычаг 13 включения Приводной шестерни и муфты сцепления и на рычаг 15 ручного управления топливным насосом. При этом рычаг 13 необходимо опустить до отказа вниз, что соответствует включению муфты сцепления, рычаг 15 повернуть на некоторый угол от исходного положения, что соответствует малой подаче топлива в основной двигатель, а затем вернуть (рычаг 13 в нейтральное положение. В этом случае выход рычага 13 связан с :входом блока 1О выбора режима имитации и с входом анализатора 19, а выход рычага 15 - с входом анализатора 19. Анализатор 19, соединенный с генераторами l и 7, подает сигнал на отключение генератора 12, не отключая генератор 7, что приводит к изменению режима шумовой имитации. Одновременно выход рычага 15 и механически связанной с ним педали 14 подключается к входу имитатора 17 вращения вала двигателя. При перемещении рычага 15 и педали 14 связанный с ними переменный резистор регулирует частоту вращения вала электродвигателя имитатора 17, который управляет центробежным механизмом реального тракторного тахоспидометра 18, фиксирующего число оборотов вала основного двигателя трактора. Имитатор 17 по второму входу связан с блоком 11 коммутации имитатора движения, который переключает его при имитации движения на управление тахоспидометром 18 в режиме отсчета скорости по шкалам, отградуированным в км/час. Блок Ю выбора режима имитации, связанный входами с усилителем 8, рычагом 13 и включателем 35 пускового двигателя, является коммутирующим устройством с выходом на блок 9 диагностики правильности перехода от пускового к основному двигателю. При запуске пускового двигателя с блока 1О сигнал поступает на блок 9, расшифровывается и с выхода блока 9 поступает на табло 1 в виде надписи Пусковой двигатель включен. После запуска основного двигателя необходимо отключить пусковой двигатель выключателем 35. В различных случаях нарушения порядка работы с органами управления блок 10 коммутирует входы блока 9 таким образом, что на табло 1 загораются надписи типа: Включить муфту включения, Мало давление масла. Указатель Включить муфту сцепления подсвечивается при попытке перехода от режима пускового двигателя к режиму основного двигателя без предварительного перемещения рычага 13 вниз. Указатель Мало давление масла подсвечивается при попытке перехода к режиму основного двигателя до момента, когда показания указателя 16 давений масла достигнут необходимой веичины 0,5 кгс/см.

На табло 1 имеется также группа указателей, несущих информацию о необходимых действиях с органами управления на этапе имитации движения или во время упражнения по вспашке.

Указатель Отпустить стояночный тормоз подсвечивается при попытке трогания с места с затянутым стряночным тормозом.

Указатель Включить первую передачу подсвечивается при попытке трога- ВИЯ с места на 2-й или более высоких передачах.

Указатель Остановить трактор, переключить ряд, подсвечивается при попытке переключить ряд рычагом 20 на ходу.

Указатель Съезд с маркерной линии подсвечивается в случае съезда с маркерной линии при выполнении специальных упражнений по вспашке.

Блок 11 коммутации имитатора движения определяет готовность тренажера при переходе от упражнений по запуску двигателей к моделированию движения.

С первым входом блока 11 связан интегрирующий усилитель 8, который осуществляет соответствующую коммутацию в блоке 11 при давлении масла в системе смазки, равном или больше Р,5 кгс/см .

Со вторым и третьим входами блока 11 связаны органы управления: взаимосвязанные рычаг 15 и педаль 14, рычаг 36 переключения передач, рычаг 20 переключения рядов, рычаг 37 стояночного тормоза.

Рычаг 2О связан с кнопочным переключателем, количество положений которого соответствует количеству рядов коробки передач трактора, т. е. видов рабочих операций, требующих ограничения максимальной скорости в пределах каждого ряда: рабочий ряд , транспортный ряд,

В пределах каждого ряда имеются четыре передачи, включаешае рычагом 36 связанным с кнопочным переключателем. В пределах каждой передачи плавное регулирование скорости осуществляется с помощью рычага 15 или педали 14.

При отработке приемов вождения необходимо, как и при запуске, соблюдать строгий порядок работы с органами управления. Так, например, не допускается рогаться с места при установке рычага 36 в положение любой другой передачи, кроме первой, переключать рычаг 20 на

ходу и при установке рычага 36 в положение любой другой передачи, кроме перовой, устанавливать рычаг 15 на ходу в исходное пачожение. Любое нарушение порядка работы приводит к отключению блока 11 и прекращению работы имитатора движения, а на табло 1 выводится соответствующая информация.

Блок 11 представляет собой связанную с органами управления движением. логическую релейную- схему, контакты - которой коммутируют соответствующие цепи тиристорного регулятора имитатора движения (блок 25).

Выходы блока 11 связаны с имитатором 17, с блоком 26 имитации положо- кия органов управления и с блоком 25 имитации движения трактора. Еэлок 26 представляет собой дешифратор, закоммутированный с блока 11 в заснсимости от положения рычагов 2О, 36 и рычага включения переднего моста, не указанного в описании. Блок 26 связан с укйзателем 27 положения органов управления, который выпопнои в виде светового табло на приборной доске -гропажера, скомпонованного аналогично тракторной табличке - указателю положслия органов управления.

. Блок 25 имитации цвижещ я трактора управляется блoкo ; 11, а также педалью 14 подачя топлива, рычагом 15 ручного управления, топливным fiacocoM через рычаг 36переключения передач i рычаг 20 переключения рядов.

Блок 25 выполнен по схеме тиристор- кого регулятора частоты вращения вала электродвигателя с фазным управлением Я С -чхелямн. Вал электродвигателя сое-. дивен механической передачей с приводным механизмом, на который устанавливается подвижной макет 30 местности. С блоком 25 связаны педаль 21 тормоза, воздействующая на соединительную муфту блока 25 и имктатсф 38 рулевого управления, связанный с рулевым колесом 34, представляющий собой так называемую рулевую тележку, которая имитирует работу механизма поворота управляемых колес трактора.

Макет ЗО местности, выполненный из оргстекла с нанесенной полевой обстановкой, установленный на рулевую тележку, приводится в движение от электродвигателя. При повороте рулевого колеса 3-1изменяется направление движения макета 30. На нем нанесена так называемая маркерная линия, которая используется :при отработке упражнений по вспашке. Проекционное устройство 31 воспроиз водит на расположенном перед учащимся экране изображение макета местности, При движении макета изображение на экране .юремещается, что создает эффект дв1--, трактора. С блоками 31 и 25 связан блок 32 отслеживания маркерной линии, с помощь которого в процессе обучения вспашке фиксируется точность выполнения упражнения. Выход блока 32 связан с блоком 33 сигнализации о съезде с маркерной линии который получает соответствующие сигна лы, фиксирует количество съездов на сче чике и выводит информацию на информационное табло 1. с надписью Съезд с маркерной линии. Устройство работает следующим образом. По сигналу с узла 3 имитации органов управления и движения учащийся включает блок 11 коммутации имитатора движения и блок 1О выбора режима имитации. Режим имитации сигнализируется на информационном табло 1, получающем сигнал от узла 3. Узел 5 звуковой индикации, также получая сигнал от узла 3, имитирует на всех режимах работы устройства звуковой режим работы двигателя и движения транспортного средства. При достижении заданных параметров работы двигателя блок 11 подаёт сигнал в узел 3 осуществляя необходимую комм тацию ОЛЯ перехода к имитации следующи режимов обучения. Блок 9 диагностики правильности перехода от пускового к основному двига.телю пр сигналам от узла 3 через блок 1О определяет правильность манипуляций учащимся органами управления во времен ной и логической последовательности, при этом в случае правильных действий учащегося подается сигнал на информационное табло 1, которое сигнализирует учащемуся о правильности пуска основно го двигателя. При этом интегрирующий усилитель 8 имитирует подъем давления масла в двигателе от минимального до рабочего, т. е. моделирует отрезок времени между включением пускового и основного двигателей, интегрируя сигналы с узла 2 и по/давая результерующий сигнал в блоки узла 2 для дальнейшей обработки, Блок 6 управления частотой импульсо jnipeo6pa3yeT угли поворота рычага 15 и педали 14, содержащихся в узле 3, в электрический сигнал, управляющий через . блоки узла 2 цепями смещения частотноуправляемого генератора 7, т. е. частотой генерир емых импульсов. Изменение частоты через соответствующие органы управления узла 3 изменяет звуковбй режим работы узла 5. На соответствующих имитаторах показывающих приборов в узле 3 по сигналу с. узла 2 изменяется вид индикации, соответствующий режиму работы двигателя транспортного средства, а также параметрам его движения по местности, при этом учащемуся и преподавателю на информаионном табло 1 (по сигналу с узла 2) высвечиваются различными цветами соответствующие надписи, квалифицирующие правильность или неправильность режима обучения. При неправильных действиях учащегося может производиться диагностика его ошибок на соответствующих индикаторах информационного табло 1 . В информационном табло 1 при использовании тренажера для обучения трактористов могут быть, следующие индикаторы: Стартер, Пусковой двигатель включен, Включить приводную шестерню, Убрать подачу топлива , Включить муфту сцепления редуктора, Мало давление масла, Отпустить стояночный тормоз, Включить первую передачу , Остановить трактор, переключить ряд, Съезд с маркерной линии, В зависимости от положения органов управления тренажером в узле 3 изменяется режим работы узла 4 индикации движения на местности, при этом проекционное устройство указанного узла изменяет вид окружающего транспортное средство пространства в соответствии с действиями учащегося. Правильные или неправильные действия учащегося по сигналу с узла 4 квалифицируются в информационном табло 1 свечением соответствующих индикаторов. Действия учащегося с органами управления узла 3 в свою очередь изменяют режим работы блоков узла 2, В процессе обучения имитируется шум двигателя с помощью узла. 5 звуковой индикации, в который поступают сигналы с узлов 3 и 2. При этом создается эффект плавания звука, аналогичный реальному, за счет эффекта девиации частоты. В зависимости от положения управления узла 3 имитируется шум работы как пускового, так и основного

двигателя на холостых оборотах., а также во всем диапазоне от минимальных до максимальных оборотов при любых сочетаниях положений рычага переключения передач и рычага переключения рядов. Использование устройства позволит более объективно производить формализованный профессиональный отбор, а также повысит качество знаний учащихся.

Формула изобретения

Устройство для обучения трактористов, содержащее информационное табло, входы которюго связаны с первыми выхдами узла управления и узла имитации органов управления и движения и выходом узла индикации движения на мест- ности, вторые выходы узла управления и узла имитации органов управления и движения связаны с узлом звуковой индикации, третий выход узла управления связан с узлом имитации органов управления и движения, один выход которого соединен с входом узла индикации движения на местности, а другой - с входом узла управления, отличающееся тем, что, с целью увеличения эффективности тренажа, оно имеет блок управления частотой импульсов, частотно-управляемый генератор импульСОВ, интегрирующий усилитель, блок диагностики правильности перехода от пускового к основному двигателю, блок выбора режима имитации, блок коммутации имитатора движения, при этом вход блока управления частотой импульсов связан с выходом узла имитации органов управления и движения, а выход - с входом узла управления, вход частотно-управляемого генератора импульсов связан с выходом узла управления, а выход - с входом узла имитации органов управления и движения, вход интегрирующего усилителя связан с выходом у.зла управления, а выход - с входом узла управления, входы блока выбора режима имитации связаны с выходом узла имитации органов управления и движения, а выход - с входом блока диагностики правильности перехода от пускового к основному двигателю, выход которого связан с информационным табло, входы блока коммутации имитатора движения связаны с выходом узла имитации органов управления U движения, а выход - с узлом имитации органов управления и движения.

Источники информации, принятые во . внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство

№ 456215, кл. G О9 В 9/О4, 1972.

2.Патент ЧССР .V 146567, кл, 42 п 6/09, 1972.