Електромеханічний силовий блок багатокоординатного тренажера гусеничної машини

Електромеханічний силовий блок багатокоординатного тренажера гусеничної машини, що містить основу, на якій встановлений двокоординатний електричний привід горизонтальних переміщень та обертів з опорною платформою трьох розташованих симетрично по колу механізмів вертикального підйому, на кінцевих опорних вузлах яких шарнірно закріплена верхня площадка з кабіною, в якій знаходиться місце оператора, який відрізняється тим, що на шляховій структурі вказаного приводу розташовані з можливістю руху вздовж неї три активні модулі з якірними обмотками керування та магнітоелектричним збудженням, кожний з яких несе горизонтальну поворотну опорну площадку з хитними опорами , в яких розташовано жорсткий трипроменевий стрижень, а кожний механізм вертикального підйому містить нерухомий циліндричний модуль та рухому шляхову структуру ЛІНІЙНОГО двигуна жорстко з'єднану з штоком поршня горизонтально розташованого гідравлічного циліндра та муфти, яка з'єднує вказаний циліндр з вертикально розташованим циліндром більшого діаметра, в якому пересувається поршень зі штоком вертикального підйому Винахід відноситься до технічних засобів навчання водінню наземних військових гусеничних транспортних засобів Відомий тренажер гусеничної машини, силовий блок якого містить основу, кінематичне з'єднану через опору з кабіною, пдропривід з гідроциліндрами поздовжніх та поперечних коливань, систему керування коливаннями кабіни, зв'язану з пдроприводом (дивись, наприклад, патент України на винахід № 32625, кл 009 В 9/04,2001 р ) Даний силовий блок дозволяє створювати коливання кабіни в поздовжній та поперечній площинах, які зв'язані з демонстрацією об'єктів на місцевості та впливанням на органи керування Однак, недоліком цього тренажера є відсутність ЛІНІЙНИХ переміщень кабіни та кутового переміщення в горизонтальній площині (по тангажу), що знижує повноту імітації реальних умов сутності Недоліком його є неоптимальне використання ходів привідних ланок при спільному кутовому переміщенню платформи динамічного стенда відносно трьох осей Для розширення діапазону переміщень створюють динамічні стенди з великими ходами, що в свою чергу призводить до значного росту вартості стенда, так як ціна зростає пропорційно кубу відношення максимальних довжин привідних ланок Крім того, загальним недоліком всіх цих, описаних вище, тренажерів є те, що в якості привідних пристроїв у них використовуються пдроприводи, що значно зменшує динамічні можливості силового блоку в цілому, підвищується вартість його виготовлення та обслуговування В основу винаходу поставлена задача - підвищити ефективність та якість роботи тренажера за рахунок підвищення якості моделювання динамічних впливів на оператора для досягнення адекватності тренажера реальній гусеничній машині, знизити його вартість по рівнянню з прототипом та покращити умови експлуатації Поставлена задача вирішується шляхом 1) використання в якості привідних пристроїв ЛІНІЙНИХ електродвигунів, які дозволяють різко спростити кінематику системи за рахунок усунення ВІДОМІ також ІНШІ тренажери гусеничних ма шин, в яких коливання кабіни відтворюються також тільки в поздовжніх та поперечних площинах Відомий шестиступеневий динамічний стенд в складі імітатора акселераційних впливів авіаційного тренажера (описаний в патенті України на винахід № 23144, кл G09 В 9/08), який є найбільш близьким до пропонованого до винаходу по технічній О 49720 проміжних перетворювачів механічної енергії, завдяки чому різко збільшуються динамічні показники електропривода, 2) надання платформі тренажера можливості відтворення ЛІНІЙНИХ та кутових переміщень кабіни відносно трьох взаємо перпендикулярних осей координат нерухомої та трьох взаємо перпендикулярних осей оберту рухомої систем координат Електромеханічний силовий блок складається з основи, двохкоординатного електричного привода з трьома якорями та трьохпроменевим стрижнем, трьох підйомних механізмів, розміщених на платформі, жорстко закріпленій на трьохпроменевому стрижні, площадки, яка має шарнірний зв'язок з жорсткими стрижнями вертикального підйому, кабіни з органами керування рухом, закріпленій на площадці Двохкоординатний електричний привід представляє собою феромагнітне кільце, яке несе на своїй поверхні три рухомих якорі, основний магнітний потік, яких створюється магнітоелектричне постійними магнітами Рухомий стрижень пересувається в опорах качання, виконаних в вигляді роликів, які обертаються на підшипниках качання, закріплених на площадці-основі Площадка вільно обертається на підшипнику качання На рухомому стрижні жорстко закріплена трикутна площадка-основа, вздовж сторін якої розташовані три підйомних механізми Кожний з трьох підйомних механізмів вертикального підйому включає в себе горизонтально розташований циліндричний ЛІНІЙНИЙ електродвигун, рухомий елемент якого жорстко зв'язаний зі штоком горизонтального поршня гідравлічної системи, вертикальний поршень якої має збільшений перетин Шток вертикального поршня шарнірне з'єднаний з опорним вузлом площадки кабіни тренажера Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг 1 - загальний вигляд силового блоку, на фіг 2 - теж саме, що на фіг 1 - вид з верху, на фіг 3 - підйомний механізм, на фіг 4 - теж саме, що на фіг 3 - вид з верху, на фіг 5 - теж саме, що на фіг 3 - вид з боку, на фіг 6 - схема переміщення кабіни тренажера відносно нерухомої системи координат Ат|4С т а рухомої системи координат OXYZ, на фіг 7 - схема роботи двохкоординатного електричного привода, Електромеханічний силовий блок містить опори 1 основи, на яких встановлено феромагнітне кільце 2 Кільце несе на своїй поверхні три рухомих модулі - якорі 3 На корпусі кожного рухомого модуля встановлено опори качання 4, виконані в вигляді роликів, які обертаються на підшипниках качання, закріплених на площадці - основі Сама площадка вільно обертається на підшипнику качання В опорах качання 4 встановлено трьохпроменевий стрижень 5 таким чином, щоб він вільно міг в них рухатись До рухомого стрижня жорстко закріплено трикутну платформу 6, на якій розміщено три підйомних механізми ПІДЙОМНІ механізми через жорсткі стрижні вертикального підйому 7 шарнірно пов'язані з основою 8 кабіни 9 (фіг 1, 2) На фіг 3, 4, 5 зображений підйомний механізм, який складається з нерухомого модуля 10 та ру хомої шляхової структури 11 ЛІНІЙНОГО двигуна, кріпильної планки 12, штока 13 поршня 14, гідравлічних циліндрів 15 та 16, з'єднаних муфтою 17, поршня 18 зі штоком 19 та шарніром 20 Електромеханічний силовий блок працює наступним чином В статичному положенні кабіна 9 займає горизонтальне положення При цьому двох координатний електричний привід займає своє вихідне положення - трьохпроменевий стрижень 5 знаходиться по центру шляхової структури 2, основа кабіни 8 знаходяться в крайньому нижньому положенні Зміна положення кабіни 9 провадиться через систему керування у ВІДПОВІДНОСТІ ДО ШЛЯХОВИХ умов та впливу оператора на органи керування Рух кабіни 9 в горизонтальній площині (в площині Ат|С, нерухомої системи координат Ат|4С (Ф | Г 6)) відтворюється шляхом роботи двохкоординатного електричного привода по пересуванню трьохпроменевого стрижня 5 (фіг 7) При цьому подається напруга на обмотки керування якорів З Останні, розвиваючи електромагнітні зусилля, які задані системою керування починають рухатись в заданому для кожного напрямку Датчики положення (не показані), які входять в систему зворотного зв'язку, фіксують прихід в задану точку і дають управляючий імпульс на зупинку якорів При задані системою керування електромагнітних зусиль на всі три якорі, таких, що вони починають рухатись в одному напрямку, трьохпроменевий стрижень 5 починає обертатись навколо осі OY рухомої систему координатної OXYZ Рух трьохпроменевого стрижня 5, а разом з ним і, кінематичне з'єднаної, кабіни 9, по будь якій траєкторії в горизонтальній площині відтворюється шляхом надання системою керування різноманітних електромагнітних зусиль на кожний якір З двохкоординатного привода Рух вздовж осі АЕ, відтворюється шляхом роботи підйомних механізмів по підйому кабіни 9 Кожний підйомний механізм працює наступним чином Напруга подається на обмотки керування нерухомого модуля 10 При цьому рухома шляхова структура 11 та з'єднаний з нею шток 13 з поршнем 14 горизонтально розташованого гідравлічного циліндра 15, розвиваючи електромагнітне зусилля, яке задане системою керування починає рухатись в одному з напрямків При цьому під тиском робочої рідини починає рухатись поршень 18 зі штоком 19 та шарніром 20, відтворюючи таким чином рух кабіни вздовж вертикальної осі АЕ, (фіг 6) РІЗНІСТЬ діаметрів гідравлічних циліндрів (вертикально розташований циліндр має більший діаметр ніж горизонтально розташований) дозволяє при заданому тяговому зусиллі ЛІНІЙНОГО електродвигуна збільшити вертикальне тягове зусилля стрижня вертикального підйому При цьому вертикальне тягове зусилля FR буде дорівнювати FB = kFn (Д е Д - величина тягового зусилля елеSR ктродвигуна, a k = —— , де Sp та SR - площі пеs rретинів ВІДПОВІДНО горизонтально та вертикально розташованих циліндрів) 49720 Повздовжні та поперечні коливання кабіни 9 (кути ф та Є) відтворюються шляхом автоматичної зміни параметрів роботи кожного підйомного механізму Таким чином кінематична схема рухомої кабіни 9 забезпечує можливість руху и вздовж осей нерухомої системи координат Аті^С т а одночасного оберту и навколо осей рухомої системи координат Ат|4С (Ф | Г 6) Поступовий рух кабіни 9, в якій знаходиться оператор 21, відносно нерухомої системи координат Ат|4С забезпечується роботою двохкоординатного електричного приводу по пе реміщенню трьохпроменевого стрижня 5 в горизонтальній площині (по осям ті та Q та одночасною роботою підйомних механізмів по підйому та спуску кабіни 9 (рух по осі Q Сферичний рух кабіни 9 відносно рухомої системи координат OXYZ забезпечується роботою двохкоординатного електричного привода по оберту трьохпроменевого стрижня 5 навколо осі OY (кут \\і) та роботою підйомних механізмів залежно з сигналами системи керування по оберту навколо осей ОХ та OZ (кути е та Є) р Електромеханічний силовий блок багатокоординатного тренажера гусеничної машини. ФігЛ 49720 Фіг, 2 •0 2 -9 1 •6 1 •8 1 і \ ГЗ 15 і . 14 Фіг. З 49720 10 2 0 Фіг. 4 18 Фіг. 5 11 49720 12 Електромеханічний силовий блок багатокоординатного тренажера гусеничної машини 4 Фіг* 6 13 49720 Фіг. 7 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 14