Динамическая платформа
Предлагаемая полезная модель относится к области учебно-тренировочной техники, а в частности к техническим средствам динамических тренажеров с подвижными платформами, предназначенных для обучения и подготовки пилотов, механиков-водителей.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности передачи задаваемого движения и упрощение конструкции.
Динамическая платформа состоит из подвижного основания 1, неподвижного основания 2 с установленными на нем тремя планетарными мотор-редукторами 3 и тремя исполнительными механизмами 4. Принципиальная схема размещения исполнительных механизмов 4 (расположение плоскостей движения исполнительных механизмов под 120º относительно друг друга) автоматически обеспечивают устойчивость всей конструкции. Каждый из исполнительных механизмов 4 выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма 5 соединенного с двухрычажной системой 6, кривошип 7 жестко соединен с валом 8 мотор-редуктора 3, а один рычаг 9 свободно проворачивается относительно вала 8 мотор-редуктора 3 и шарнирно связан со вторым рычагом 10, при этом шатун 11 шарнирно закреплен на втором рычаге 10, который в свою очередь шарнирно связан с подвижным основанием 1.
Дополнительный выход каждого исполнительного механизма соединен с соответствующим датчиком обратной связи, управляющую ЭВМ и три частотных преобразователя, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом управляющей ЭВМ, вторые входы частотных преобразователей соединены с выходами соответствующих датчиков обратной связи, а выходы подключены к входам соответствующих мотор-редукторов.
1 п.ф., 2 илл.
Предлагаемая полезная модель относится к области учебно-тренировочной техники, а в частности к техническим средствам динамических тренажеров с подвижными платформами, предназначенным для обучения и подготовки пилотов, механиков-водителей. Предлагаемая полезная модель может быть использована для имитации динамического подобия движению подвижного воздушного или наземного объекта как при выполнении учебно-тренировочных заданий, так и в развлекательных целях в аттракционах-симуляторах.
Известна система подвижности тренажера транспортного средства, описанная в патенте Российской Федерации на полезную модель 
55186, опубликованном 27.07.2006 г. Система подвижности тренажера транспортного средства содержит неподвижное основание, лебедки и штоки линейных двигателей, шарнирно соединенные с подвижной платформой, с установленным макетом кабины транспортного средства. Дополнительно размещены на основании три направляющие с установленными в них подвижными штоками, перемещаемыми по вертикали лебедками, на концах штоков установлены шарниры с тремя степенями свободы, соединенные с подвижной платформой.
Известное техническое решение не обеспечивает адекватного восприятия акселерационных нагрузок, испытываемых водителем при маневрировании управляемым средством, за счет низкой скорости отклика на команды и не точного позиционирования.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа является полезная модель, описанная в патенте Российской Федерации 109894, опубликованном 27.10.2011 г. Четырехстепенная динамическая платформа, содержит промежуточную плиту, неподвижное основание с установленными на нем четырьмя мотор-редукторами и четырьмя исполнительными механизмами, каждый из которых механически соединен с выходным валом соответствующего мотор-редуктора и через соответствующее шарнирное соединение с промежуточной плитой, каждый из исполнительных механизмов включает в себя закрепленный на валу соответствующего мотор-редуктора кривошип с шатуном, шарнирно соединенным с ползуном, расположенным в направляющей стойке, одним концом жестко закрепленной на неподвижном основании, и жестко соединенным с дополнительно введенным разгрузочным устройством, состоящим из планки и двух пружин, жестко соединенных с ползуном, при этом вторыми концами пружины жестко закреплены к неподвижному основанию, дополнительный выход каждого исполнительного механизма соединен с соответствующим датчиком обратной связи, управляющую ЭВМ и четыре частотных преобразователя, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом управляющей ЭВМ, вторые входы частотных преобразователей соединены с выходами соответствующих датчиков обратной связи, а выходы подключены к входам соответствующих мотор-редукторов, дополнительно введено опорно-поворотное устройство на сферических роликах, установленное на промежуточной плите и кинематически соединенное посредством шестерни с выходным валом четвертого мотор-редуктора, подключенным к выходу четвертого частотного преобразователя, первый вход которого соединен с четвертым выходом управляющей ЭВМ, а второй вход - с выходом четвертого датчика обратной связи, кинематически соединенного с выходным валом четвертого мотор-редуктора, при этом на опорно-поворотном устройстве закреплена рама для установки кабины объектов автобронетанковой техники.
В данной схеме в исполнительном механизме применен ползун - направляющая стойка, принцип работы которой сопровождается наличием большого трения, которое в свою очередь отрицательно сказывается на динамике платформы при смене вектора движения.
Кроме того, конструктивная схема опор подвижной платформы требует создания сложно-усиленной конструкции для обеспечения вертикальности и жесткости всей динамической платформы в целом.
Использование шестереночного и червячного редукторов для привода исполнительных механизмов не позволяет достичь оптимальных зазоров и люфтов в имитации авиационных перегрузок. Что при смене вектора движения платформы создает не адекватную реальности динамику (посторонний стук, неравномерность движения).
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности передачи задаваемого движения и упрощение конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что динамическая платформа состоит из подвижной платформы, неподвижного основания с установленными на нем мотор-редукторами и исполнительными механизмами, каждый из которых механически соединен с выходным валом соответствующего мотор-редуктора, управляющей ЭВМ и связанных с ней частотных преобразователей и датчиков обратной связи, отличается тем, что содержит три планетарных мотор-редуктора с тремя исполнительными механизмами и тремя частотными преобразователями, каждый исполнительный механизм выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма соединенного с двухрычажной системой, кривошип жестко соединен с валом мотор-редуктора, а один рычаг свободно проворачивается относительно вала мотор-редуктора и шарнирно связан со вторым рычагом, при этом шатун шарнирно закреплен на втором рычаге, который в свою очередь шарнирно связан с подвижным основанием.
За счет того, что динамическая платформа содержит три планетарных мотор-редуктора с тремя исполнительными механизмами и тремя частотными преобразователями, каждый исполнительный механизм выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма соединенного с двухрычажной системой, кривошип жестко соединен с валом мотор-редуктора, а один рычаг свободно проворачивается относительно вала мотор-редуктора и шарнирно связан со вторым рычагом, при этом шатун шарнирно закреплен на втором рычаге, который в свою очередь шарнирно связан с подвижным основанием повышается точности передачи задаваемого движения и упрощается конструкция.
Таким образом, совокупность заявляемых признаков позволяет повысить точность передачи задаваемого движения и упростить конструкцию динамической платформы.
Заявляемая динамическая платформа обладает новизной, отличаясь от прототипа перечисленными выше признаками, и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Заявляемая полезная модель может найти широкое применение в тренажерах-симуляторах и аттракционах-симуляторах.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где представлены:
на фиг.1 - вид сбоку;
на фиг.2 - вид сверху.
Динамическая платформа состоит из подвижного основания 1, неподвижного основания 2 с установленными на нем тремя планетарными мотор-редукторами 3 и тремя исполнительными механизмами 4. Принципиальная схема размещения исполнительных механизмов 4 (расположение плоскостей движения исполнительных механизмов под 120° относительно друг друга) автоматически обеспечивают устойчивость всей конструкции. Использование планетарных мотор-редукторов 3 обеспечивает плавность хода, отсутствие стуков и быструю реакцию системы при смене вектора движения подвижного основания 1. Каждый из исполнительных механизмов 4 выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма 5, соединенного с двухрычажной системой 6. Кривошип 7 жестко соединен с валом 8 мотор-редуктора 3, а один рычаг 9 свободно проворачивается относительно вала 8 мотор-редуктора 3 и шарнирно связан со вторым рычагом 10, при этом шатун 11 шарнирно закреплен на втором рычаге 10, который в свою очередь шарнирно связан с подвижным основанием 1.
Дополнительный выход каждого исполнительного механизма соединен с соответствующим датчиком обратной связи, управляющую ЭВМ и три частотных преобразователя, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом управляющей ЭВМ, вторые входы частотных преобразователей соединены с выходами соответствующих датчиков обратной связи, а выходы подключены к входам соответствующих мотор-редукторов.
Динамическая платформа работает следующим образом.
Для моделирования движения управляемого транспортного средства по пересеченной местности или для симуляции движения пилотируемого объекта по взлетной полосе и в воздухе, с учетом разного спектра воздействий, в том числе ускорений, перегрузок в различных направлениях, а также работы двигателя объекта и его трансмиссии, в ЭВМ записывается программа, в соответствии с которой на ее выходах формируются управляющие сигналы для обеспечения смещений подвижного основания в поперечно-угловом (крен), продольно-угловом (тангаж) и вертикальном направлениях. Вместе с подвижным основанием кабина механика-водителя или пилота, устанавливаемая на подвижное основание, будут иметь три степени свободы.
Далее управляющие сигналы с выходов ЭВМ поступают на частотные преобразователи, которые суммируются с сигналами, снимаемыми с соответствующих датчиков обратной связи, и преобразуются в изменяющиеся по частоте 3-х фазные напряжения для управления работой соответствующих мотор-редукторов.
Вращательное движение асинхронных двигателей мотор-редукторов через соответствующие понижающие редукторы передается исполнительным механизмам, которые приводят в движение подвижное основание в соответствии с заданной программой.
Динамическая платформа, состоящая из подвижной платформы, неподвижного основания с установленными на нем мотор-редукторами и исполнительными механизмами, каждый из которых механически соединен с выходным валом соответствующего мотор-редуктора, управляющей ЭВМ и связанных с ней частотных преобразователей и датчиков обратной связи, отличающаяся тем, что содержит три планетарных мотор-редуктора с тремя исполнительными механизмами и тремя частотными преобразователями, каждый исполнительный механизм выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма, соединенного с двухрычажной системой, кривошип жестко соединен с валом мотор-редуктора, а один рычаг свободно проворачивается относительно вала мотор-редуктора и шарнирно связан со вторым рычагом, при этом шатун шарнирно закреплен на втором рычаге, который, в свою очередь, шарнирно связан с подвижным основанием.
