Тренажер оператора грузоподъемных устройств

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик оо 960905(22) Заявлено 1603,81 (21) 3261002/18-12 1511 М. Кп. з с присоединением заявки М 9 6 09 В 9/04 6 09 В 9/00 Государственный комитет СССР ло делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.А. Гофман, В.А. Жилин, И,д, Колод йи М.С. Тер.-Мхитаров с БИБЛЯОП:Я 1) Заявитель ский политехнический институт 4) ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА ГРУЗОПОДЬЕМНЫХ УСТРОЙС 5 татком невыс Изобретение относится к тренажерам ,операторов грузоподъемных устройств и может быть использовано при профессиональной подготовке операторов грузоподъемных устройств и систем управления.Известен тренажер оператора грузо- подъемных устройств, содержащий имитатор управления грузоподъемным устройством, который соединен с блоком управления и блоком задания эталонов, который имеет узел задайия массы груза, интегральный преобразователь Координат, имеющий узел интегрирования поворота грузоподъемного устройства, который подключен к имитатору управления грузоподъемным устройством и блоку отображения информации 1).20Недос известного тренажера является окая эффективность тренажа.Цель изобретения - повышение эф фективности тренажа.Поставленная цель достигается тем, что в тренажере оператора груэоподъемных устройств, содержащем имитатор упуправления груэоподъемным устройством, который соединен с блоком управления и блоком задания эталонов,. который имеет узел задания массы груза, интегральный преобразователь координат,имеющий узел интегрирования поворотагрузоподъемного устройства, которыйподключен к имитатору управлениягруэоподъемным устройством и к блоку;отображения информации, блок заданияэталонов снабжен узлом задания габаритов груза, а интегральный преобразователь координат имеет узел моделирования вращения груза, датчикугла поворота грузоподъемного устрой-,ства, нелинейный преобразователь идополнительный преобразователь, приэтом информационные выходы узла интегрирования поворота грузоподъемного устройства через датчик угла поворота грузоподъемного устройстваподключены к первому входу узла моделирования вращения груза, второй входкоторого соединен с выходом узлазадания габаритов груза и с первымвходом дополнительного преобразователя, управляющий выход узла заданиямассы груза подключен к третьемувходу узла моделирования вращениягруза, выход которого через нелинейный преобразователь соединен с вторыми входами дополнительного преобразователя, выходы которого подключе 960905ны к информационным входам блокаотображения информацииНа Фиг, 1 представлена блок-схематренажера; на фиг. 2 - система координат представления переменных;на фиг. 3 - блок-схема узла моделирования вращения груза,Тренажер содержит узлы моделирования механизмов: подъема груза 1, изменения вылета стрелы 2, поворотакрана 3, входящие в состав имитатора управления грузоподъемным устройством .4, одним входы которого соеди(неныс блоком 5 управления, состоящим из командоаппарата б подъема,командоаппарата 7 вылета и поворота 15и блока 8 тормоза поворота, другиес блоком задания эталонов 9, состоящим из узла 10 задания массы груза иузлы 11 задания ветра, а выходы соединены с блоком 12 отображения инФормации, состоящим иэ электроннолучевого индикатора 13, коммутаторов14 и 15, сумматоров 16-19, генератора 20 синусоидальных колебаний, модулятора 21, источника 22 света, кон-денсатора 23, кадрового окна 24, вращающегося диапозитива 25,. объектива26, зеркала 27 с узлом определениямомента установки грузов 28 и интегральным преобразователем 29 координат, состоящим из узла 30 интегрирования поворота грузоподъемного устройства, узлов 31 и 32 преобразования координат, узла 33 моделированиядвижения груза 33 и сумматоров 34-37.Преобразователь координат соединен с 35блоком 12 отображения информации,блоком задания эталонов 9 и блоком38 умножения, соединенным с блоком9 задания эталонов, один из выходовкоторого соединен с блоком 12 отображения информации, а один из входовс блоком 39 случайного изменения массы груза, вход которого соединен сузлом 28 определения момента установки грузов. Узел 10 задания массы груза соединен со входом узла 40 моделирования вращения груза, второй входкоторого соединен с узлом 41 заданиягабаритов груза, входящего в составблока 9 задания эталонов, третий50вход - с датчиком 42 угла поворотагрузоподъемного устройства, а выход -с нелинейным преобразователем 43,выходы которого соединены с входами .дополнительного преобразователя 44координат; третий вход которого соединен с узлом 41 задания габаритовгруза, а выходы - с входами сумматоров 45;48, другие входы которых соединены с выходами сумматоров 35 и 36,а выходы - со входами коммутаторов. 60Вход датчика 42 угла поворота соединен с выходом узла 30 интегрированияповорота. Датчик 42 угла поворота,нелинейный преобразователь,43 и додинат входят в состав интегральногопреобразователя 29 координат, а сумматоры 45-48 - в блок 12 отображенияинформации, Узел 40 предназначен длямоделирования вращения груза (решения дифференциального уравнения (1),приближенно, но с достаточной точ-.ностью описывающего процесс вращениявисящего на канате груза)Э Е:СЦ-В), (1)где Э ( - момент инерции гРУза;угол поворота крана;В - угол между перпендикуляромк дЛине груза и осью Х(см. Фиг. 2);С - постоянный коэффициент, зависящий от жесткости канатной подвески.Узел 40 (Фиг. 3) реализуется припомощи аналоговой вычислительной техники (операционных усилителей, конденсаторов, резисторов, реле).На вход узла 40 поступают следующие аналоговые величины: 1 - длинагруза (с выхода узла 41), в - массыгруза (с выхода узла 10), Ч - угЛаповорота (с выхода датчика 42), а свыхода узла 40 идет сигнал-аналог(Ч -В),Изменение массы и длины грузаприводит к изменению момента инерциигруза. В модели при изменении длиныгруза изменяется. емкость в обратнойсвязи первого усилителя, путем подключения параллельно нескольких конденсаторов. Конденсаторы коммутируются при помощи контактов реле, обмотки которых управляются от узла 41.Аналог массы груза поступает на пороговые элементы в узле 40, которыенастроены на разный порог срабатывания и при изменении массы груза управляют обмотками реле. Реле, всвою очередь, коммутирует конденсаторы в обратной связи усилителя, Узел41 предназначен для задания габаритов (длины) груза. Он может быть выполнен в виде набора коммутационныхкнопок,с которых подается управляющее воздействие на обмотки реле вузле 40.Датчик 42 предназначен для преобРазования механического сигнала аналога угла поворота крана в электрический сигнал. Вал датчика 42 углаповорота крана механически связан свыходом блока интегрирования поворота, а выход подключен по входу узла40 моделирования вращения груза. Вкачестве датчика 42 угла поворота может быть использован потенциометр.Нелинейный преобразователь 43предназначен для получения синуса икосинуса разности углов (Ч -6). Навход преобразователя 43 поступаетсигнал-аналог (Ч) с выхода узла 40полнительный преобразователь 44 каор а с выходов преобразователя 43 идут(5)25 2 сигналы ьи (У) и сов (Ч -6) на вход дополнительного преобразователя 44 координат.Преобразователь 44 координат предназначен для вычисления координат концов длинномерного груза относительно центра груза. На входы преобразователя 44 поступают сигналы-аналоги синуса и косинуса (Ч) с. нелинейного преобразователя 43 и длины груза с выхода узла 41 задания габаритов груза, а с выхода преобразователя 44, в соответствии с выражениями (2-5) аналоги 5., 5 , г и г 2 (см. Фиг. 2) поступают на сумматоры 45-48,5+ соя (Ч) (2)2 5: 5 -- соя (Ч 9) (3)Р Г = г + - во (Ч 6) (4)Р2 Преобразователь 44 координат может быть выполнен как набор сумматоров. При изменении 6 изменяется входной коэффициент одного из входовэтих сумматоров, Сумматоры 45-48 30предназначены для вычисления координат концов груза относительно осикрана и плоскости стрелы, их входыподключены к выходам преобразователя44 координат и сумматоров 35, 36, а З 5выходы - с входами коммутаторов 14и 15,Тренажер работает следующимобразом.При включенном тренажере на экране блока 12 отображения информациивидны:,световая линия, длина которойзависит от длины груза, а яркость - отмассы груза, исходящая из ее середины наклонная световая линия, длина 45которой зависит от высоты груза надземлей, световая окружность, а такжеплан участка порта. Таким образомимитируется реально наблюдаемая оператором обстановка, изменяющаяся взависимости от положения в пространстве грузоподъемного устройства и груза.При воздействии обучаемого на органы управления блока 5 управления вблоках 4, 33 и 40 возникают процессы, моделирующие процессы движенияреального грузоподъемного устройства,что вызывает изменение аналогов высо-ты груза, вылета стрелы, угла поворота грузоподъемного устройства откло- бОнения груза от точки подвеса, углаповорота груза относительно точки подвеса. Это, в .свою очередь, приводит к изменению наблюдаемого оператором изображения, а именно: перемещению световой линии, изображающей груз, перемещению окружности, изображающей точку подвеса канатов, изменению длины наклонной линии, показывающей высоту груза над плоскостью опоры и т.д.Моделирование процесса вращательного движения груза, его размеров и обеспечения его визуальной имитации позволяет осуществлять на тренажере отработку тренировочных задач управления грузоподъемным устройством в условиях, имитирующих перегрузку длинномерных грузов и, вследствие этого, повысить эффективность,тренажа,Формула изобретения Тренажер оператора грузоподъемныхустройств, содержащий имитатор управления грузоподъемным устройством,который соединен с блоком управления и блоком задания эталонов, который имеет узел задания массы груза,интегральный преобразователь кодрдинат, имеющий узел интегрирования поворота грузоподъемного устройства, который подключен к имитатору управления грузоподъемным устройством и кблоку отображения информации, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения эффективности тренажаблок задания эталонов снабжен узломзадания габаритов груза, а интегральный преобразователь координат имеетузел моделирования вращения груза,датчик угла грузоподъемного устройства, нелинейный преобразователь и дополнительный преобразователь, приэтом информационные выходы узла интегрирования поворота грузоподъемного устройства через датчик угла поворота грузоподъемного устройстваподключены к первому входу узла мопелирования вращения груза, второйвход которого соединен с выходомузла задания габаритов груза и спервым входом дополнительного преобразователя, управляющий выход узлааадания массы груза подключен ктретьему входу .узла моделированиявращения груза, выход которого через нелинейный преобразователь соединен с вторыми входами дополнительного преобразователя, выходы которого подключены к информационнымвходам блока отображения информации .Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 750550, кл. 6 09 В 9/04, 1977.Тираж 472Государственнлам изобретенМосква, ЖПодписго комитета СССРй и открытийРаушская наб., д.