Тренажер оператора грузоподъемных устройств

Тренажер оператора грузоподъемных устройств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>960905 (61) Дополнительное. к авт. сеид-ву (22) Заявлено 1603.81 (21) 3261002/18-12 (51)М Кп з с присоединением заявки ¹

G 09 В 9/04

G 09 В 9/00

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (23) Г1риоритет (S3) УДК681 136.51(088.8) Опубликовано 230982. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 2309В2 (72) Авторы изобретения

В.A Гофман, В.A. Жилин, И.д. Колодный, А,ЛГ.†Πи М.С. Тер.-Мхитаров (71) Заявитель

Пермский политехнический институт

БИБЛИОП;Ы л (54) ТРЕНАЖЕР ОПЕРАТОРА ГРУЗОПОДЬЕМНЫХ УСТРОЙСТВ

Изобретение относится к тренажерам ,операторов грузоподъемных устройств и может быть использовано при профессиональной подготовке операторов грузоподъемных устройств и систем управления.

Известен тренажер оператора грузоподъемных 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 ).

Недостатком известного тренажера является невысокая эффективность тренажа.

Цель изобретения — повышение эффективности 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, ин тегральный преобразователь координат, имеющий узел интегрирования поворота грузоподъемного устройства, который подключен к имитатору управления груэоподъемным устройством и к блоку

;отображения информации, блок задания эталонов снабжен узлом задания габаритов груза, а интегральный преобразователь координат имеет узел моделирования вращения груза, датчик угла поворота грузоподъемного устрой-; ства, нелинейный преобразователь и дополнительный преобразователь, при этом информационные выходы узла интегрирования поворота грузоподъемного устройства через датчик угла поворота грузоподъемного устройства подключены к первому входу узла моделирования вращения груза, второй вход которого соединен с выходом узла задания габаритов груза и с первым входом дополнительного преобразователя, управляющий выход узла задания массы груза подключен к третьему входу узла моделирования вращения груза, выход которого через нелинейный преобразователь соединен с вторыми входами дополнительного преобразователя, выходы которого подключе960905 ны к информационным входам блока отображения информации.

На фиг. 1 представлена блок-схема тренажера; на фиг. 2 — система координат представления переменных; на фиг. 3 — блок-схема узла моделиро- 5 вания вращения груза.

Тренажер содержит узлы моделирования механизмов: подъема груза 1, изменения вылета стрелы 2, поворота крана 3, входящие в состав имитато- 10 ра управления грузоподъемным устройством .4, одним входы которого соеди .íåíû с блоком 5 управления, состоящим из командоаппарата б подъема, командоаппарата 7 вылета и поворота )5 и блока 8 тормоза поворота, другие с блоком задания эталонов 9, состоящим из узла 10 задания массы груза и узлы 11 задания ветра, а выходы соединены с блоком 12 отображения информации, состоящим иэ электроннолучевого индикатора 13, коммутаторов

14 и 15, сумматоров 16-19, генератора 20 синусоидальных колебаний, модулятора 21, источника 22 света, кон- денсатора 23, кадрового окна 24, вращающегося диапозитива 25,. объектива

26, зеркала 27 с узлом определения момента установки грузов 28 и интегральным преобразователем 29 координат, состоящим из узла 30 интегрирования поворота грузоподъемного устройства, узлов 31 и 32 преобразования координат, узла 33 моделирования движения груза 33 и сумматоров 34-37.

Преобразователь координат соединен с 35 блоком 12 .отображения информации, блоком задания эталонов 9 и блоком

38 умножения, соединенным с блоком

9 задания эталонов, один из выходов которого соединен с блоком 12 отобра- 40 жения информации, а один из входов с блоком 39 случайного изменения массы груза, вход которого соединен с узлом 28 определения момента установки грУзов. Узел 10 задания массы гру- 45 за соединен со входом узла 40 моделирования вращения груза, второй вход которого соединен с узлом 41 задания габаритов груза, входящего в состав блока g задания эталонов, третий

50 вход - c датчиком 42 угла поворота грузоподъемного устройства, а .выход— с нелинейным преобразователем 43, выходы которого соединены с входами . дополнительного преобразователя. 44 координат; третий вход которого соединен с узлом 41 задания габаритов груза, а выходы — с входами сумматоров 45;48, другие входы которых соединены с выходами сумматоров 35 и 36, а выходы — со входами коммутаторов. 60

Вход датчика 42 угла поворота соединен с выходом узла 30 интегрирования поворота. Датчик 42 угла поворота, нелинейный преобразователь.43 и додинат входят в состав интегрального преобразователя 29 координат, а сумматоры 45-48 — в блок 12 отображения информации. Узел 40 предназначен для моделирования вращения груза (решения дифференциального уравнения (1), приближенно, но с достаточной точ-.:. ностью описывающего процесс вращения висящего на канате груза)

Э, Е= С (V-в), (1) где 3 (— момент инерции груза; угол поворота крана;

 — угол между перпендикуляром к длине груза и осью Х (см. фиг. 2);

С - постоянный коэффициент, зависящий от жесткости канатной подвески.

Узел 40 (фиг. 3) реализуется при помощи аналоговой вычислительной техники (операционных усилителей, конденсаторов, резисторов, реле).

На вход узла 40 поступают следующие аналоговые величины: 1 — длина груза (c выхода узла 41), m — массы груза (с выхода узла 10), Ч вЂ” угла поворота (с выхода датчика 42), а с выхода узла 40 идет сигнал-аналог

8 -В) .

Изменение массы и длины груза приводит к изменению момента инерции груза. В модели при изменении длины груза изменяется. емкость в обратной связи 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, которые настроены на разный порог срабатывания и при изменении массы груза управляют обмотками реле. Реле, в свою очередь, коммутирует конденсаторы в обратной связи усилителя. Узел

41 предназначен для задания габаритов (длины) груза. Он может быть выполнен в виде набора коммутационных кнопок,с которых подается управляющее воздействие на обмотки реле в узле 40.

Датчик 42 предназначен для преобразования механического сигнала аналога угла поворота крана в электрический сигнал. Вал датчика 42 угла поворота крана механически связан с выходом блока интегрирования поворота, а выход подключен по входу узла

40 моделирования вращения груза. В качестве датчика 42 угла поворота может быть использован потенциометр.

Нелинейный преобразователь 43 предназначен для получения синуса и косинуса разности углов (Ч -B). На вход преобразователя 43 поступает сигнал-аналог (Ч-e) с выхода узла 40 полнительный преобразователь 44 каор 65 à с выходов преобразователя 43 идут

960905

20 (5)

25 сигналы s i и (Р-8) и cos (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-8) 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.„, Ь, r„ H r> (см. фиг. 2) поступают на сумматоры

45-48.!

S + cos (4 -8) (2) г

S = S — — cos (Ч-9) (3)

Р L

r = r+ — siг, (Ч-6) (4)

Р

Преобразователь 44 координат может быть выполнен как набор сумматоров. При изменении 6 изменяется входной коэффициент одного из входов этих сумматоров. Сумматоры 45-48 30 предназначены для вычисления координат концов груза отнбсительно оси крана и плоскости стрелы, их входы подключены к выходам преобразователя

44 координат и сумматоров 35, 36, а выходы — с входами коммутаторов 14 и 15.

Тренажер работает следующим образом.

При включенном тренажере на экране блока 12 отображения информации видны: .световая линия, длина которой зависит от длины груза, а яркость - от массы груза, исходящая из ее середины наклонная световая линия, длина 45 которой зависит от высоты груза над землей, световая окружность, а также план участка порта. Таким образом имитируется. реально наблюдаемая оператором обстановка, изменяющаяся в зависимости от положения в пространстве грузоподъемного устройства и груза.

При воздействии обучаемого на органы управления блока 5 управления в блоках 4, 33 и 40 возникают процессы, моделирующие процессы движения реального грузоподъемного устройства, что вызывает изменение аналогов высо- ты груза, вылета стрелы, угла поворота грузоподъемного устройства,, откло- бО нения груза от точки подвеса, угла поворота 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 грузоподъемных устройств, содержащий имитатор управления грузоподъемным устройством, который соединен с блоком управления и блоком задания эталонов, который имеет узел задания массы груза, интегральный преобразователь кобрдинат, имеющий узел интегрирования поворота грузоподъемного устройства, который подключен к имитатору управления грузоподъемным устройством и к блоку отображения информации, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности тренажа„ блок задания эталонов снабжен узлом задания габаритов груза, а интегральный преобразователь координат имеет узел моделирования вращения груза, датчик угла грузоподъемного устройства, нелинейный преобразователь и дополнительный преобразователь, при этом информационные выходы узла интегрирования поворота грузоподъемного устройства через датчик угла поворота грузоподъемного устройства подключены к первому входу узла моделирования вращения груза, второй вход которого соединен с выходом узла задания габаритов груза и с первым входом дополнительного преобразователя, управляющий выход узла аадания массы груза подключен к третьему входу .узла моделирования вращения груза, выход которого через нелинейный преобразователь соединен с вторыми входами дополнительного преобразователя, выходы которого подключены к информационным входам блока отображения информации .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 750550, кл- G 09 В 9/04, 1977., 960905

М)

Составитель С.Алексанов, Редактор П.Коссей Техред Е.Харитончик Корректор Н.Король

Заказ 7294/64 Тираж 472 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4