Устройство для обучения операторов грузоподъемных машин Советский патент 1980 года по МПК G09B9/00 

1 ,

Изобретение относится к электронным обучагоилим устройствам в области выполнения иогрузочно-разгрузочных работ в целях лрофессиональной подготовки, а также проверки и повышения квалифика- 5 цин крановщиков в условиях учебного класса.

Известны устройства 1, содержащие блок управления, выходы которого подключены к блоку моделирования приводов :о крана, выходы которого через преобразователь координат, блок сумматоров и блок KOMMyTaTOj)OB информационных сигналов соединены с блоком отображения учебной информации.,}6

Обучение на данных устройствах возможно только под руководством и постоянным наблюдением инструктора. Инструктор показывает приемы обучаемому, наб.подает за и.ч .выполнение, указывает иа 2( ошибки и оценивает работу. Иедос.таткОм устройства является субъективность оценки качества навыков обучаемого и большая загруженность инструктора в процессе обучения. Инструктор должен непрерывно йь следить за правильностью действий обучаемого, вовремя давать необходи7.1ые на иервых порах командные указания. Кроме того, если инструктор вовремя не обратит внимание на неправильные действия обу- 30

чаемого, то курсант npjioopecTn вредный навык, от которого виоследствии трудно избавиться. За одну рабочую смену при минимальной суточной дозе обучения, приходящейся на каждого обучаемого и равной 1 ч, инструктор может обучить максимум 7 человек.

Наиболее близким но техничеекой суш.ности к изобретению является устройство, содержащее блок управ.чения. выходы ко торого подключены к блоку моделирования приводов крана через преобразователь координат, блок сумматоров и блок коммутаторов информационных сигналов и соединены с блоком отображения учебной информации. К выходу блока управлении подключен также счетчик операций, а выходы блока моделирования приводов кра на соединены со входами блока контроля начала и окончания задания, выходы которого соединены со входами счетчика врс уеии. Вы.чоды блока моделирования приводов и преобразователя координат подсоединены к вычислителю показателей качества технологического процесса, выход которого соединен со входами порогового блока и вычислителя величины ошибки и оценки, с другими входами которого соединены выходы счетчика операций, счетчика времени, порогового блока, вычислителя величины

ошибки и оценки, соединенного с блоком отображения учебной информании.

Недостатком устройства является низкая эффективность процесса обучения и низкая и)оизводительность труда инст1)уктора, так как режим работы устройства не позволяет на определенных этанах исключать инструктора из нро 1есса обучения. Тренируясь на устройстве, обучаемый не получает ннформации о том, каким образом он может улучшить свою деятельность какой алгоритм унравления в данном случае рациональный. Кроме того, выбор алгоритма унравления инструктором не всегда оптимален.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройг.т ва за счет оптимизации процесса самообучения.

Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно включенные блок управления, блок .моделирования реальных процессов, первый и второй вычислители и блок отображения учебной информации, соединенный через преобразователь коО|)Динат с блоком моделирования реальных процессов, блоком сумматоров и первым вычислителем, а через последовательно включенные коммутатор и блок сумматоров - с блоко.м модели)ованпя )еальных процессов, которьп подключен через блок контроля времени к первому вычислителю и счетчику времени, соединенному со вторым вычислителем и блоком отображения учебной информации, подключенным к пороговому блоку, соедйнеииому с первым и вторым вычислителями, блок управления подключен через счетчик операций ко второму вычислителю и блоку отображения учебнбй информацип. введены последовательно включенные блок буферной памяти, блок намяти эталонов, блок сравнения и формирователь учебиых команд, соединенный с блоком отображения учебной информации, а также формирователь сигналов разрешения записи информации, соединенный со входом и выходом блока памяти эталонов и с выходами порогового блока, блока контроля времени и блока буферной памяти, подключенного к блоку управления и счетчику ц|)емени, соединенному с блоком сравнения.

На чертеже приведена структурная схема описываемого устройства.

Оно содержит блок 1 управления с командоап парата ми управления моделями механизмов крана. Выходными сигналами блока 1 являются сигналы |/Vf/1 , где / g j/г, ср. J) i - переключения коман.аоконтроллеров механизмов изменения вылета стрелы - (), поворота крана - ц- и подъема груза - Л.

Выход блока 1 связан со входим блока 2 моделирования реальных |роцессов, (К.1оча1ОН,с1Ч) и себя модели трех .чмовных

механиз.мов крана (механизма по.|,ъема г|)уза, механизма изменения вылета стрелы и механизма поворота крана), а также со входом счетчика 3 oнe|Jaций. Выходы блока 2 подключены к преобразователю 4 координат, к блоку 5 сумматоров, к блоку и контроля времени, к иервому вычкслите.гю 7 (показателей качества технологического процесса).

Блок 2 и цреобразователь 4 нредназначены для формирования фазовых координат динамической системы «кран- груз.

Выходы блока 5 через коммутатор 8 (информационных сигналов) соединены с

блоком 9 отображения учебной инсрормации. Блок 5 и)едпазначен для формирования координат информационных меток. Наличие коммутато1)а 8 необходимо д.1я создания сложной картины взаимногО расположения груза, стрелы и участка норта на эк)ане блока 9.

С выходов блока (5 снимаются два сшиала: «Груз коснулся земли и «Груз оторвался от земли. Выходы блока 6 нодсоединены ко входам вычис,11ггеля 7 и счетчика 10 времени. Выход вычпс.1ите. 7 связан со входами BTOioio .1ителя И (величины ouJH6Kn и оценки) н по)огового блока 12, Н)едназначе1

для выдачи сигнала «Штраф нри отклонении текущих 11а)аметров от до |устнмых значений.

Один из выходов блока 1 связан со входом блока 13 буферной намяти, иазначеиием которого яв.ляется хранение временных парамет)ов текущего mn,ia управления.

Выход блока 13 со входим блока 14 намяти эталонов. Блок 14 нредназиачси для хранения временных ха|)актеристик . цикла, иолученного ири работе либо инструктора, либо оиытного крановщика. Лучшим считается цикл с минимальным в)еменем выиолнения задания.

Выходы б;1оков 13 и 14 связаны со входами формирователя 15 сигналов раз|)еи1ения записи, назначение кото|)ого состоит в том, чтобы но сигналам с блоко;;

6, 12, 13 и 14 выдать сигнал на перезапись информации из блока 13 в блок 14.

Блок 14 через блок 16 сравнения связан с фо)мирователем 17 учебных ко.манд, ностунающих на блок 9 отображения учебной информации. Блок 16 иредназначен для С1)авнения текущих временных мо.мен-тов н моментов пе)еключения какого-либо механизма.

Устройство для обучения онераторов

г|)узонодъемных машин работает следующим образом.

Работа в режиме самообучения заключается в том, что предварительно в блок 14 записываются временные параметры луч1него цикла, иолученного нри мо.чслироваНИИ управления «краном инсТ|)уктором или опытным крановщиком. Обучаемый с помощью командоаппаратов управления моделями механизмов крана, которые содержит блок 1, начинает выполнять операции по управлению «краном, следуя командным сигналам, поступающим с формирователя 17. Результаты всех своих дей ствий обучаемый наблюдает на экране блока 9.

П)и этом по сигна.1а.1, соотг;е1стнуюш,и.; переключениям механизмов, происходит запись содержимого счетчпка 10 в блок 13, т. е. запоминаются моменты переключения механизмов.

Командные сигналы фо)мнруются следующим образом. В блоке Ш происходит сравнение текущего времени и моментов переключения механизмов, реализованных в лучи1ем цикле, которые хранятся в блоке 14. При их совпадении на выходе бло ка 16 формируется сигнал, но которому происходит выдача сигнала с формирователя 17, соответствующего команде типа «Включить вылет вперед, «Включить поворот вправо, и т. д. Командные сигналы поступают на блок 9, где они облекаются в форму, удобную для восириятия обучаемым: звуковой, световой либо словесный сигнал, предупреждающий обучаемого о необходимости смены управления, пли иные учебные транспаранты.

По сигналу «Груз косну;1ся зеилил-, по ступившему с блока 6 и при условии, что обучаемый не допустил грубых ошибок в процессе выполнения поставленно задачи (т. е. при наличии сигнала с порогового блока 12) формирователь 15 сравнивает время выполнения задания запомненного ,лучшего цикла и цикла текущего. Если время выполнения текуш.его цикла лучил., чем запомненного .чучилего цик.ма, то фо1)М11ро1,атель 15 пьчаст спгпа., по которому информация из блока 13 пе|)еиисывается is блок 14. Таким образом, текущий цикл раес.матривается уже в качестве эталонного, а сам алгоритм обучения ностеиенно совершснстпуется.

Паралле.чьио с вышеописанными ii)oцеесами вычисляют показатели качества технологичеекого процесса и величину ошибки, .ionущенnoil обучаемы.м при выполнении задания. В конце цик.ча курсанту выстав.чяется соответствующая оценка.

Таки.м образом, достигается значительный эффект обучения начинающею к)а иовнхика навыкам управления за сче-i

обеспечения режима самообучения. Появляется возможность освобождения инструктора на некоторых этаиах обучения от непосредсгвенно1Ч) наб,1юдения за деиств1 ем обучаемого. Добившпеь определенного успеха в овладепии навыками, обучаемьи. может продо,1жать иовьниать CBOiu ква.чификацик). Зтому способствуют более сове|;111ениь;е алгО1)итмы уи;)авлеция, кото(ые постоянно обнов.1Я1отся.

Фор м у л а и 3 о б р е т е н и я Устройство для обучсиия операторов Г|)узопод1 емных машин, еоде1)жащее ное, едовательно .11()чециые блок у1 равления, блок моде,и1|)ования реальных ироцеесов. первьи и вто1)ой вычпелгпели и блок отображения учебной информации, соединенный через преобразователь коордннат с блоком моделирования реа,тьных процессов, б.юком су.мматоров и первым вычислителем, а через поеледовательно вк,1юченные коммутатор и б,1ок су.ммато|)ов - с блоком .юде,тирования реальных

процессов, который подключен че|)ез блок конт|)оля времени к первому вычнслптелю и счетчику времени, соединенно.му со вторым вычислителем и блоком отоб| ажения. учебной 1шформации, нодключенным к пороговому блоку, соединенному с первым и вторым вычислителями, блок уи)азления подключен через счетчик операций ко второму вычислителю и блоку отображения учебной информацни, о т л и ч а ю Hj,eec я

тем, что, е целью )асц1иреиия дидактических возможностей уетройетва за счет оптимизации нроцесса самообучения, оно содержит последовате,1ыю включенные блок буферной памяти, блок иамятп эгалонов,

блок сравнения п формпровате,1ь учебных команд, соединенный с б,током оюОражения учебной инфо)мации, а также фор.мирователь сигналов разрепкшня записи информации, соедипенный со входом и выходом блока памятп эталонов и с В1)1ходами порогового блока, блока конт)0,1я щ емени и блока буферной намяти, иодключенного к блоку управления и счетчику времени, еоединенному с блоком еравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспе|1тизе

1. ..BTopCKoe евидетел1)Ство СССР 474037, K.i. G 09В 9/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке .Vg 2474909.18-24, кл G 09В 9/00. 1977 (прототпп).