RU2803921C1

RU2803921C1 - Vehicle simulator

Info

Publication number: RU2803921C1
Application number: RU2023104107A
Authority: RU
Inventors: Яков Михайлович Кашин; Алексей Сергеевич Князев
Filing date: 2023-02-21
Publication date: 2023-09-22

Abstract

FIELD: teaching aids.

SUBSTANCE: used to create simulators for learning to drive vehicles. The vehicle simulator contains a cabin rigidly fixed on a movable base and a fixed base. In this case, the fixed base is rigidly fixed on the upper part of the frame, on which the control unit is installed, which has seven outputs, six inputs, and four electric motors with control windings. Three electric motors with control windings are installed on a fixed base. A sensor unit is installed on the movable base, which has six outputs that are connected to the corresponding inputs of the control unit. At the same time, the movable base is connected to the fixed base with the possibility of angular movement in three degrees of latitude by means of three arms of variable length, made of three cables, and with the possibility of translational movement in three degrees of latitude by means of four arms of variable length, made of cables, fixed at one end to shafts of electric motors, respectively.

EFFECT: expansion of the working range of deviations of the movable platform of the simulator.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам обучения и может быть использовано при создании тренажеров для обучения управлению транспортными средствами (воздушными судами, морскими судами, автомобилями и пр.).The invention relates to training aids and can be used to create simulators for training in driving vehicles (aircraft, ships, cars, etc.).

Известен тренажер транспортного средства КТС-39 (https://www.dinamika-avia.ru/mcenter/forum/detail.php?id=1042, дата обращения 1.09.2021 г.), содержащий неподвижную платформу, на которой жестко закреплена кабина. Недостатком этого тренажера является неподвижность кабины тренажера при имитации работы и визуализации движения транспортного средства. Это не позволяет выработать у обучающихся при использовании такого тренажера твердых навыков управления транспортным средством. В связи с этим тренажная подготовка обучающихся посредством такого тренажера недостаточно эффективна.There is a known vehicle simulator KTS-39 (https://www.dinamika-avia.ru/mcenter/forum/detail.php?id=1042, access date 09/1/2021), containing a fixed platform on which the cabin is rigidly fixed . The disadvantage of this simulator is the immobility of the simulator cabin when simulating the work and visualizing the movement of the vehicle. This does not allow students to develop solid driving skills when using such a simulator. In this regard, the training of students using such a simulator is not effective enough.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату и принятым за прототип является тренажер транспортного средства с подвижной платформой (https://naukatehnika.com/kak-ustroenyi-aviatrenazheryi.-kiberfizicheskie-sistemyi-podgotovki-pilotov.html, дата обращения 1.09.2021 г.), который содержит кабину, неподвижное основание, жестко закрепленное на полу тренажерного помещения, подвижное основание, связанное с неподвижным основанием с помощью шести гидравлических приводов, закрепленных при помощи универсальных шарниров в узлах крепления, блок управления приводами. При этом кабина жестко закреплена на подвижном основании, шесть приводов закреплены одной стороной в неподвижном основании попарно в трех узлах крепления с помощью универсальных шарниров (первый и второй приводы закреплены в первом узле крепления неподвижной платформы, третий и четвертый приводы закреплены во втором узле крепления неподвижной платформы, пятый и шестой приводы закреплены в третьем узле крепления неподвижной платформы), а второй стороной шесть приводов попарно закреплены в подвижном основании в трех узлах крепления с помощью универсальных шарниров, причем в первом узле крепления подвижной платформы закреплены первый и шестой приводы, во втором узле крепления подвижной платформы закреплены второй и третий приводы, в третьем узле крепления подвижной платформы закреплены четвертый и пятый приводы, в связи с чем тренажер имеет шесть степеней свободы: три линейных движения (поперечное, продольное и вертикальное) и три вращения (тангаж, крен и рыскание).The closest to the claimed invention in terms of technical essence and achieved technical result and accepted as a prototype is a vehicle simulator with a moving platform (https://naukatehnika.com/kak-ustroenyi-aviatrenazheryi.-kiberfizicheskie-sistemyi-podgotovki-pilotov.html, date appeal 1.09.2021), which contains a cabin, a fixed base rigidly fixed to the floor of the training room, a movable base connected to the fixed base using six hydraulic drives secured using universal joints in the fastening units, and a drive control unit. In this case, the cabin is rigidly fixed on a movable base, six drives are fixed on one side in a fixed base in pairs in three fastening points using universal joints (the first and second drives are fixed in the first fastening point of the fixed platform, the third and fourth drives are fixed in the second fastening point of the fixed platform . the second and third drives are fixed to the moving platform, the fourth and fifth drives are fixed to the third attachment point of the moving platform, and therefore the simulator has six degrees of freedom: three linear movements (transverse, longitudinal and vertical) and three rotations (pitch, roll and yaw) .

Однако, при использовании гидравлических приводов подвижность платформы определяется небольшой длиной выдвижного штока, что ограничивает диапазон отклонений платформы по всем степеням свободы.However, when using hydraulic drives, the mobility of the platform is determined by the short length of the retractable rod, which limits the range of platform deflections in all degrees of freedom.

Еще одним недостатком гидравлических приводов является их большая масса, вследствие чего тренажеры с подвижной платформой на гидравлических приводах могут устанавливаться только в специальных помещениях с повышенными требованиями к предельно допустимой нагрузке на единицу площади пола.Another disadvantage of hydraulic drives is their large mass, as a result of which simulators with a moving platform on hydraulic drives can only be installed in special rooms with increased requirements for the maximum permissible load per unit floor area.

Кроме того, известно, что гидравлические приводы являются прихотливыми в обслуживании из-за постоянного износа уплотнительных соединений и, как следствие, утечек гидравлической жидкости, приводящих к выходу гидропривода из строя, чувствительны к чистоте гидравлической жидкости и ее сорту, а также требовательны к ее своевременной замене. Кроме того, утечка гидравлической жидкости приводит к экологическому загрязнению природной среды и потенциальному повреждению расположенного рядом оборудования, что является недостатком известного тренажера с подвижной платформой, принятого за прототип.In addition, it is known that hydraulic drives are difficult to maintain due to constant wear of sealing joints and, as a result, leaks of hydraulic fluid leading to failure of the hydraulic drive; they are sensitive to the purity of the hydraulic fluid and its grade, and are also demanding on its timely delivery. replacement. In addition, leakage of hydraulic fluid leads to environmental pollution and potential damage to nearby equipment, which is a disadvantage of the known simulator with a moving platform, adopted as a prototype.

Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование тренажера транспортного средства с целью улучшения его эксплуатационно-технических характеристик.The objective of the present invention is to improve the vehicle simulator in order to improve its operational and technical characteristics.

Технический результат заявленного изобретения состоит в расширении рабочего диапазона отклонений подвижной платформы тренажера по всем степеням свободы, уменьшении массы тренажера и упрощения технологии его обслуживания.The technical result of the claimed invention is to expand the operating range of deviations of the movable platform of the simulator in all degrees of freedom, reduce the weight of the simulator and simplify the technology for its maintenance.

Технический результат достигается тем, что в тренажере транспортного средства, содержащем кабину, жестко закрепленную на подвижном основании, и неподвижное основание, жестко закрепляют неподвижное основание на верхней части рамы, на которой устанавливают блок управления, имеющий первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы и первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы, и первый, пятый, шестой и седьмой электродвигатели с обмотками управления, а на неподвижном основании устанавливают второй, третий и четвертый электродвигатели с обмотками управления при этом обмотки управления первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого электродвигателей подключают к первому, второму, третьему, четвертому, пятому, шестому и седьмому выходам блока управления соответственно, а на подвижном основании устанавливают блок датчиков, имеющий первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы, которые подключают к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам блока управления соответственно, при этом подвижное основание связывают с неподвижным основанием с возможностью углового перемещения в трех степенях свободы посредством трех плеч переменной длины, выполненных из второго, третьего и четвертого тросов, закрепленных одним концом на валах второго, третьего и четвертого электродвигателей соответственно, и с возможностью поступательного перемещения в трех степенях свободы посредством четырех плеч переменной длины, выполняемых из первого, пятого, шестого и седьмого тросов, закрепляемых одним концом на валах первого, пятого, шестого и седьмого электродвигателей соответственно, при этом второй конец второго троса закрепляют в первом узле подвижного основания, вторые концы третьего, шестого и седьмого тросов закрепляют во втором узле подвижного основания, второй конец четвертого троса закрепляют в третьем узле подвижного основания, вторые концы первого и пятого тросов закрепляют в четвертом узле подвижного основания.The technical result is achieved by the fact that in a vehicle simulator containing a cabin rigidly mounted on a movable base and a fixed base, the fixed base is rigidly fixed to the upper part of the frame on which a control unit is installed having a first, second, third, fourth, fifth, the sixth and seventh outputs and the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs, and the first, fifth, sixth and seventh electric motors with control windings, and the second, third and fourth electric motors with control windings are installed on a fixed base, while the control windings of the first , second, third, fourth, fifth, sixth and seventh electric motors are connected to the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh outputs of the control unit, respectively, and a sensor unit having a first, second, third, fourth, fifth and sixth outputs, which are connected to the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs of the control unit, respectively, while the movable base is connected to the fixed base with the possibility of angular movement in three degrees of freedom by means of three arms of variable length made from the second, third and fourth cables, fixed at one end on the shafts of the second, third and fourth electric motors, respectively, and with the possibility of translational movement in three degrees of freedom by means of four arms of variable length, made from the first, fifth, sixth and seventh cables, fixed at one end on the shafts of the first , fifth, sixth and seventh electric motors, respectively, while the second end of the second cable is fixed in the first node of the movable base, the second ends of the third, sixth and seventh cables are fixed in the second node of the movable base, the second end of the fourth cable is fixed in the third node of the movable base, the second ends the first and fifth cables are secured in the fourth node of the movable base.

Расширение рабочего диапазона отклонений подвижной платформы тренажера по всем степеням свободы достигается тем, что на неподвижном основании, жестко закрепляемом на верхней части рамы, устанавливают блок управления, имеющий первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы и первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы, и первый, пятый, шестой и седьмой электродвигатели с обмотками управления, а на неподвижном основании устанавливают второй, третий и четвертый электродвигатели с обмотками управления, при этом обмотки управления первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого электродвигателей подключают к первому, второму, третьему, четвертому, пятому, шестому и седьмому выходам блока управления соответственно, а на подвижном основании устанавливают блок датчиков, имеющий первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы, которые подключают к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам блока управления соответственно, при этом подвижное основание связывают с неподвижным основанием с возможностью углового перемещения в трех степенях свободы посредством трех плеч переменной длины, выполненных из второго, третьего и четвертого тросов, закрепляемых одним концом на валах второго, третьего и четвертого электродвигателей соответственно, и с возможностью поступательного перемещения в трех степенях свободы посредством четырех плеч переменной длины, выполняемых из четвертого, пятого, шестого и седьмого тросов, закрепляемых одним концом на валах первого, пятого, шестого и седьмого электродвигателей соответственно, при этом второй конец второго троса закрепляют в первом узле подвижного основания, вторые концы третьего, шестого и седьмого тросов закрепляют во втором узле подвижного основания, второй конец четвертого троса закрепляют в третьем узле подвижного основания, вторые концы первого и пятого тросов закрепляют в четвертом узле подвижного основания.Expansion of the working range of deviations of the movable platform of the simulator in all degrees of freedom is achieved by installing a control unit on a fixed base, rigidly fixed to the upper part of the frame, having the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh outputs and the first, second, the third, fourth, fifth and sixth inputs, and the first, fifth, sixth and seventh electric motors with control windings, and the second, third and fourth electric motors with control windings are installed on a fixed base, while the control windings of the first, second, third, fourth, fifth , the sixth and seventh electric motors are connected to the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh outputs of the control unit, respectively, and a sensor unit is installed on the movable base, having the first, second, third, fourth, fifth and sixth outputs, which are connected to to the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs of the control unit, respectively, while the movable base is connected to the fixed base with the possibility of angular movement in three degrees of freedom by means of three arms of variable length, made of the second, third and fourth cables, secured at one end on the shafts of the second, third and fourth electric motors, respectively, and with the possibility of translational movement in three degrees of freedom by means of four arms of variable length, made from the fourth, fifth, sixth and seventh cables, fixed at one end on the shafts of the first, fifth, sixth and seventh electric motors, respectively , while the second end of the second cable is fixed in the first node of the movable base, the second ends of the third, sixth and seventh cables are fixed in the second node of the movable base, the second end of the fourth cable is fixed in the third node of the movable base, the second ends of the first and fifth cables are fixed in the fourth node movable base.

При этом длина тросов может быть выбрана существенно больше, чем длина подвижного штока гидроцилиндра в известном тренажере, принятом за прототип.In this case, the length of the cables can be chosen significantly greater than the length of the movable rod of the hydraulic cylinder in the known simulator, adopted as a prototype.

Уменьшение массы тренажера достигается тем, что вместо шести массивных гидроцилиндров, используемых в прототипе для приведения в движение подвижного основания тренажера, на котором установлены кабина и блок датчиков, в предлагаемом тренажере используется семь гибких тросов, посредством которых выполнены семь плеч, длина которых регулируется семью электродвигателями с обмотками управления, подключенными к выходам блока управления, входы которого подключены к выходам блока датчиков.Reducing the weight of the simulator is achieved by the fact that instead of six massive hydraulic cylinders used in the prototype to drive the movable base of the simulator, on which the cabin and sensor unit are installed, the proposed simulator uses seven flexible cables, through which seven arms are made, the length of which is adjusted by seven electric motors with control windings connected to the outputs of the control unit, the inputs of which are connected to the outputs of the sensor block.

Упрощение технологии обслуживания тренажера достигается за счет использования для обеспечения шести степеней свободы электродвигателей с тросами вместо гидроцилиндров, не требующих периодической замены масла и резиновых уплотнений.Simplification of the simulator maintenance technology is achieved through the use of electric motors with cables instead of hydraulic cylinders to provide six degrees of freedom, which do not require periodic replacement of oil and rubber seals.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого тренажера транспортного средства.In fig. 1 shows a general view of the proposed vehicle simulator.

Тренажер транспортного средства содержит кабину 3, жестко закрепленную на подвижном основании 2, и неподвижное основание 10.The vehicle simulator contains a cabin 3, rigidly mounted on a movable base 2, and a fixed base 10.

Неподвижное основание 10 жестко закреплено на верхней части рамы 1, на которой установлены блок управления БУ 19, имеющий первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы и первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы, и первый 5, пятый 16, шестой 20 и седьмой 24 электродвигатели с обмотками управления.The fixed base 10 is rigidly fixed to the upper part of the frame 1, on which a control unit BU 19 is installed, having first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh outputs and first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs, and first 5, fifth 16, sixth 20 and seventh 24 electric motors with control windings.

На неподвижном основании 10 установлены второй 9, третий 11 и четвертый 13 электродвигатели с обмотками управления.The second 9, third 11 and fourth 13 electric motors with control windings are installed on a fixed base 10.

Обмотки управления первого 5, второго 9, третьего 11, четвертого 13, пятого 16, шестого 20 и седьмого 24 электродвигателей подключены к первому, второму, третьему, четвертому, пятому, шестому и седьмому выходам блока управления 19 соответственно.The control windings of the first 5, second 9, third 11, fourth 13, fifth 16, sixth 20 and seventh 24 electric motors are connected to the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh outputs of the control unit 19, respectively.

На подвижном основании 2 установлен блок датчиков БД 18, имеющий первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы, которые подключены к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому входам блока управления БУ 19 соответственно.On the moving base 2 there is installed a block of BD sensors 18, which has the first, second, third, fourth, fifth and sixth outputs, which are connected to the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs of the control unit BU 19, respectively.

Подвижное основание 2 связано с неподвижным основанием 10 с возможностью углового перемещения в трех степенях свободы посредством трех плеч переменной длины, выполненных из второго 8, третьего 12 и четвертого 14 тросов, закрепленных одним концом на валах второго 9, третьего 11 и четвертого 13 электродвигателей соответственно, и с возможностью поступательного перемещения в трех степенях свободы посредством четырех плеч переменной длины, выполненных из первого 6, пятого 15, шестого 21 и седьмого 23 тросов, закрепленных одним концом на валах первого 5, пятого 16, шестого 20 и седьмого 24 электродвигателей соответственно.The movable base 2 is connected to the fixed base 10 with the possibility of angular movement in three degrees of freedom by means of three arms of variable length, made of the second 8, third 12 and fourth 14 cables, fixed at one end to the shafts of the second 9, third 11 and fourth 13 electric motors, respectively, and with the possibility of translational movement in three degrees of freedom by means of four arms of variable length, made of the first 6, fifth 15, sixth 21 and seventh 23 cables, fixed at one end to the shafts of the first 5, fifth 16, sixth 20 and seventh 24 electric motors, respectively.

Второй конец второго троса 8 закреплен в первом узле 4 подвижного основания 2, вторые концы третьего 12, шестого 21 и седьмого 23 тросов закреплены во втором узле 22 подвижного основания 2, второй конец четвертого троса 14 закреплен в третьем узле 17 подвижного основания 2, вторые концы первого 6 и пятого 15 тросов закреплены в четвертом узле 7 подвижного основания 2.The second end of the second cable 8 is fixed in the first node 4 of the movable base 2, the second ends of the third 12, sixth 21 and seventh 23 cables are fixed in the second node 22 of the movable base 2, the second end of the fourth cable 14 is fixed in the third node 17 of the movable base 2, the second ends The first 6 and fifth 15 cables are fixed in the fourth node 7 of the movable base 2.

Кабина 3 тренажера транспортного средства оснащена органами управления по каналам управления - по направлению (рысканью), крену и тангажу (например, рулем автомобиля, штурвалом корабля или ручкой управления самолетом) (на фиг. 1 не показаны, как не имеющие отношения к существу изобретения). Если в транспортном средстве меньше трех каналов управления, то неиспользуемые каналы остаются незадействованными. На каждом органе управления установлены датчики положения, выдающие сигнал, пропорциональный углу отклонения органа управления в соответствующем канале. Датчик положения устанавливается на каждую ось вращения органа управления (например, у руля автомобиля одна степень свободы, у ручки управления самолетом две степени свободы - на фиг. 1 не показаны, как не имеющие отношения к существу изобретения). Для управления по двум или трем каналам кабина 3 может оснащаться несколькими органами управления (например, для управления самолетом - ручкой управления самолетом и педалями). Все датчики положения органов управления входят в состав блока датчиков БД 18. В блок датчиков БД 18, кроме того, входят датчики углового положения (на фиг. 1 не показаны, как не имеющие отношения к существу изобретения) подвижной платформы 2 с закрепленной на ней кабиной 3, поэтому блок датчиков БД 18 имеет всего шесть выходов. Первые три выхода блока датчиков БД 18 используются для выдачи сигналов о положении органов управления: первый выход - по рысканью (направлению) (вращение вокруг вертикальной оси), второй выход - по крену (вращение вокруг продольной оси), третий выход - по тангажу (вращение вокруг поперечной оси). Остальные три выхода блока датчиков БД 18 используются для выдачи сигналов об угловом положении подвижной платформы 2 с кабиной 3; четвертый выход - по углу рысканья (направления), пятый выход - по углу крена, шестой выход - по углу тангажа.The cabin 3 of the vehicle simulator is equipped with controls for control channels - direction (yaw), roll and pitch (for example, a car steering wheel, a ship's steering wheel or an aircraft control stick) (not shown in Fig. 1, as they are not related to the essence of the invention) . If a vehicle has fewer than three control channels, the unused channels remain unused. Each control element is equipped with position sensors that produce a signal proportional to the angle of deflection of the control element in the corresponding channel. A position sensor is installed on each axis of rotation of the control (for example, the steering wheel of a car has one degree of freedom, the control stick of an airplane has two degrees of freedom - not shown in Fig. 1, as not related to the essence of the invention). For control via two or three channels, the cabin 3 can be equipped with several controls (for example, for controlling an aircraft - an aircraft control stick and pedals). All control position sensors are included in the BD sensor block 18. The BD sensor block 18 also includes angular position sensors (not shown in Fig. 1 as they are not related to the essence of the invention) of the moving platform 2 with a cabin mounted on it 3, so the BD sensor block 18 has only six outputs. The first three outputs of the BD sensor block 18 are used to issue signals about the position of the controls: the first output - in yaw (direction) (rotation around a vertical axis), the second output - in roll (rotation around the longitudinal axis), the third output - in pitch (rotation around the transverse axis). The remaining three outputs of the BD sensor unit 18 are used to issue signals about the angular position of the moving platform 2 with cabin 3; the fourth output is based on the yaw angle (direction), the fifth output is based on the roll angle, the sixth output is based on the pitch angle.

Тренажер транспортного средства работает следующим образом. При отклонении органов управления в кабине 3 сигналы об их положении с первого, второго, третьего выходов блока датчиков БД 18, и об угловом положении подвижной платформы 2 с кабиной 3 с четвертого, пятого и шестого выходов блока датчиков БД 18 поступают на первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы блока управления БУ 19 соответственно. В блоке управления БУ 19 по значению сигналов об отклонении органов управления и положении подвижной платформы 2 с кабиной 3 формируются управляющие сигналы, которые с первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого выходов блока управления БУ 19 поступают на обмотки управления первого 5, пятого 16, шестого 20 и седьмого 24 электродвигателей, установленных на раме 1, и второго 9, третьего 11 и четвертого 13 электродвигателей, установленных на неподвижном основании 10 соответственно. Эти электродвигатели в соответствии с управляющими сигналами наматывают или разматывают закрепленные одним концом на их валах первый 6, второй 8, третий 12, четвертый 14, пятый 15, шестой 21 и седьмой 23 тросы соответственно, изменяя длину соответствующих плеч.The vehicle simulator works as follows. When the controls in cabin 3 are deflected, signals about their position from the first, second, third outputs of the BD sensor unit 18, and about the angular position of the moving platform 2 with cabin 3 from the fourth, fifth and sixth outputs of the BD sensor unit 18 are sent to the first, second, the third, fourth, fifth and sixth inputs of the control unit BU 19, respectively. In the control unit BU 19, based on the value of the signals about the deviation of the controls and the position of the moving platform 2 with the cabin 3, control signals are generated, which from the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh outputs of the control unit BU 19 are supplied to the control windings of the first 5 , the fifth 16, sixth 20 and seventh 24 electric motors installed on the frame 1, and the second 9, third 11 and fourth 13 electric motors installed on a fixed base 10, respectively. These electric motors, in accordance with control signals, wind or unwind the first 6, second 8, third 12, fourth 14, fifth 15, sixth 21 and seventh 23 cables fixed at one end on their shafts, respectively, changing the length of the corresponding arms.

Тренажер транспортного средства имеет шесть степеней свободы - три поступательных движения и три вращательных.The vehicle simulator has six degrees of freedom - three translational and three rotational.

Первая степень свободы. Поступательное движение вдоль продольной оси вперед происходит при одновременном поступлении управляющих сигналов с первого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления первого 5 электродвигателя и с пятого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления пятого 16 электродвигателя - на разматывание первого 6 и пятого 15 тросов, вторые концы которых закреплены в четвертом узле 7 подвижного основания 2, а с шестого выхода блока управления 19 на обмотку управления шестого 20 электродвигателя М6 и с седьмого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления седьмого 24 электродвигателя М7 - на наматывание шестого 21 и седьмого 23 тросов, вторые концы которых закреплены во втором узле 22 подвижного основания 2. Поступательное движение вдоль продольной оси назад происходит при одновременном поступлении управляющих сигналов с первого выхода блока управления 19 на обмотку управления первого 5 электродвигателя M1 и с пятого выхода блока управления 19 на обмотку управления пятого 16 электродвигателя М5 - на наматывание первого 6 и пятого 15 тросов, а с шестого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления шестого 20 электродвигателя М6 и с седьмого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления седьмого 24 электродвигателя М7 - на разматывание шестого 21 и седьмого 23 тросов.First degree of freedom. Translational movement along the longitudinal axis forward occurs with the simultaneous receipt of control signals from the first output of the control unit BU 19 to the control winding of the first 5 electric motor and from the fifth output of the control unit BU 19 to the control winding of the fifth 16 electric motor - for unwinding the first 6 and fifth 15 cables, the second the ends of which are fixed in the fourth node 7 of the movable base 2, and from the sixth output of the control unit 19 to the control winding of the sixth 20 electric motor M6 and from the seventh output of the control unit BU 19 to the control winding of the seventh 24 electric motor M7 - for winding the sixth 21 and seventh 23 cables, the second ends of which are fixed in the second node 22 of the movable base 2. Translational movement along the longitudinal axis backward occurs with the simultaneous receipt of control signals from the first output of the control unit 19 to the control winding of the first 5 electric motor M1 and from the fifth output of the control unit 19 to the control winding of the fifth 16 electric motor M5 - for winding the first 6 and fifth 15 cables, and from the sixth output of the control unit BU 19 to the control winding of the sixth 20 electric motor M6 and from the seventh output of the control unit BU 19 to the control winding of the seventh 24 electric motor M7 - for unwinding the sixth 21 and seventh 23 cables .

Вторая степень свободы. Поступательное движение вдоль поперечной оси вправо происходит при одновременном поступлении управляющих сигналов с пятого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления пятого 16 электродвигателя М5 и с шестого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления шестого 20 электродвигателя М6 - на разматывание пятого 15 и шестого 21 тросов, а с первого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления первого 5 электродвигателя M1 и с седьмого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления седьмого 24 электродвигателя М7 - на наматывание первого 6 и седьмого 23 тросов. Поступательное движение вдоль поперечной оси влево происходит при одновременном поступлении управляющих сигналов с пятого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления пятого 16 электродвигателя М5 и с шестого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления шестого 20 электродвигателя М6 - на наматывание пятого 15 и шестого 21 тросов, а с первого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления первого 5 электродвигателя M1 и с седьмого выхода блока управления 19 на обмотку управления седьмого 24 электродвигателя М7 - на разматывание четвертого 6 и седьмого 23 тросов.Second degree of freedom. Translational movement along the transverse axis to the right occurs with the simultaneous receipt of control signals from the fifth output of the control unit BU 19 to the control winding of the fifth 16 electric motor M5 and from the sixth output of the control unit BU 19 to the control winding of the sixth 20 electric motor M6 - for unwinding the fifth 15 and sixth 21 cables , and from the first output of the control unit BU 19 to the control winding of the first 5 electric motor M1 and from the seventh output of the control unit BU 19 to the control winding of the seventh 24 electric motor M7 - to winding the first 6 and seventh 23 cables. Translational movement along the transverse axis to the left occurs with the simultaneous receipt of control signals from the fifth output of the control unit BU 19 to the control winding of the fifth 16 electric motor M5 and from the sixth output of the control unit BU 19 to the control winding of the sixth 20 electric motor M6 - for winding the fifth 15 and sixth 21 cables , and from the first output of the control unit BU 19 to the control winding of the first 5 electric motor M1 and from the seventh output of the control unit 19 to the control winding of the seventh 24 electric motor M7 - to unwind the fourth 6 and seventh 23 cables.

Третья степень свободы. Поступательное движение вдоль вертикальной оси вверх происходит при одновременном поступлении управляющих сигналов со второго выхода блока управления Бу 19 на обмотку управления второго 9 электродвигателя М2, с третьего выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления третьего 11 электродвигателя М3 и с четвертого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления четвертого 13 электродвигателя М4 - на наматывание второго троса 8, второй конец которого закреплен в первом узле 4 подвижного основания 2, третьего троса 12, второй конец которого закреплен во втором узле 22 подвижного основания 2, и четвертого троса 14, второй конец которого закреплен в третьем узле 17 подвижного основания 2, и компенсирующих сигналов с первого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления первого 5 электродвигателя М5, с пятого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления пятого 16 электродвигателя М5, с шестого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления шестого 20 электродвигателя М6 и с седьмого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления седьмого 24 электродвигателя М7 - на разматывание первого 6, пятого 15, шестого 21 и седьмого 23 тросов соответственно для обеспечения свободного перемещения подвижной платформы 2 с кабиной 3 по высоте вверх. Поступательное движение вдоль вертикальной оси вниз происходит при одновременном поступлении управляющих сигналов со второго выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления второго 9 электродвигателя М2, с третьего выхода блока управления 19 на обмотку управления третьего 11 электродвигателя М3 и с четвертого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления четвертого 13 электродвигателя М4 - на разматывание второго 8, третьего 12 и четвертого 14 тросов соответственно, и компенсирующих сигналов с первого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления первого 5 электродвигателя M1, с пятого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления пятого 16 электродвигателя М5, с шестого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления шестого 20 электродвигателя М6 и с седьмого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления седьмого 24 электродвигателя М7 - на наматывание первого 6, пятого 15, шестого 21 и седьмого 23 тросов соответственно для обеспечения натяжения этих тросов с целью сохранения управляемости подвижной платформой 2 по первой и второй степеням свободы.Third degree of freedom. Translational movement along the vertical axis upward occurs with the simultaneous receipt of control signals from the second output of the control unit BU 19 to the control winding of the second 9 electric motor M2, from the third output of the control unit BU 19 to the control winding of the third 11 electric motor M3 and from the fourth output of the control unit BU 19 to the control winding of the fourth 13 electric motor M4 - for winding the second cable 8, the second end of which is fixed in the first node 4 of the movable base 2, the third cable 12, the second end of which is fixed in the second node 22 of the movable base 2, and the fourth cable 14, the second end of which is fixed in the third node 17 of the moving base 2, and compensating signals from the first output of the control unit BU 19 to the control winding of the first 5 electric motor M5, from the fifth output of the control unit 19 to the control winding of the fifth 16 electric motor M5, from the sixth output of the control unit BU 19 to the winding control of the sixth 20 electric motor M6 and from the seventh output of the control unit BU 19 to the control winding of the seventh 24 electric motor M7 - to unwind the first 6, fifth 15, sixth 21 and seventh 23 cables, respectively, to ensure free movement of the moving platform 2 with the cabin 3 upward in height. Translational movement along the vertical axis down occurs with the simultaneous receipt of control signals from the second output of the control unit BU 19 to the control winding of the second 9 electric motor M2, from the third output of the control unit 19 to the control winding of the third 11 electric motor M3 and from the fourth output of the control unit 19 to the winding control of the fourth 13 electric motor M4 - for unwinding the second 8, third 12 and fourth 14 cables, respectively, and compensating signals from the first output of the control unit BU 19 to the control winding of the first 5 electric motor M1, from the fifth output of the control unit BU 19 to the control winding of the fifth 16 electric motor M5, from the sixth output of the control unit BU 19 to the control winding of the sixth 20 electric motor M6 and from the seventh output of the control unit BU 19 to the control winding of the seventh 24 electric motor M7 - for winding the first 6, fifth 15, sixth 21 and seventh 23 cables, respectively, to ensure tension these cables in order to maintain controllability of the moving platform 2 in the first and second degrees of freedom.

Четвертая степень свободы. Вращательное движение вокруг вертикальной оси против часовой стрелки (правый разворот) происходит при одновременном поступлении управляющих сигналов с первого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления первого 5 электродвигателя M1, с шестого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления шестого 20 электродвигателя М6 - на разматывание первого 6 и шестого 21 тросов соответственно, а с пятого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления пятого 16 электродвигателя М5, с седьмого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления седьмого 24 электродвигателя М7 - на наматывание пятого 15 и седьмого 23 тросов соответственно.Fourth degree of freedom. Rotational movement around the vertical axis counterclockwise (right turn) occurs with the simultaneous receipt of control signals from the first output of the control unit BU 19 to the control winding of the first 5 electric motor M1, from the sixth output of the control unit BU 19 to the control winding of the sixth 20 electric motor M6 - for unwinding the first 6 and sixth 21 cables, respectively, and from the fifth output of the control unit BU 19 to the control winding of the fifth 16 electric motor M5, from the seventh output of the control unit BU 19 to the control winding of the seventh 24 electric motor M7 - to winding the fifth 15 and seventh 23 cables, respectively.

Вращательное движение вокруг вертикальной оси по часовой стрелке (левый разворот) происходит при одновременном поступлении управляющих сигналов с первого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления первого 5 электродвигателя M1, с шестого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления шестого 20 электродвигателя М6 - на наматывание первого 6 и шестого 21 тросов соответственно, а с пятого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления пятого 16 электродвигателя М5, с седьмого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления седьмого 24 электродвигателя М7 - на разматывание пятого 15 и седьмого 23 тросов соответственно.Rotational movement around the vertical axis clockwise (left turn) occurs with the simultaneous receipt of control signals from the first output of the control unit BU 19 to the control winding of the first 5 electric motor M1, from the sixth output of the control unit BU 19 to the control winding of the sixth 20 electric motor M6 - for winding the first 6 and sixth 21 cables, respectively, and from the fifth output of the control unit BU 19 to the control winding of the fifth 16 electric motor M5, from the seventh output of the control unit BU 19 to the control winding of the seventh 24 electric motor M7 - to unwind the fifth 15 and seventh 23 cables, respectively.

Пятая степень свободы. Вращательное движение вокруг продольной оси по часовой стрелке (правый крен) происходит при одновременном поступлении управляющих сигналов со второго выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления второго 9 электродвигателя М2 - на разматывание второго троса 8, а с четвертого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления четвертого 13 электродвигателя М4 - на наматывание четвертого троса 14.Fifth degree of freedom. Rotational movement around the longitudinal axis clockwise (right roll) occurs with the simultaneous receipt of control signals from the second output of the control unit BU 19 to the control winding of the second 9 electric motor M2 - to unwind the second cable 8, and from the fourth output of the control unit BU 19 to the control winding the fourth 13 electric motor M4 - for winding the fourth cable 14.

Вращательное движение вокруг продольной оси против часовой стрелки (левый крен) происходит при одновременном поступлении управляющих сигналов со второго выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления второго 9 электродвигателя БУ М2 - на наматывание второго троса 8, а с четвертого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления четвертого 13 электродвигателя М4 - на разматывание четвертого троса 14.Rotational movement around the longitudinal axis counterclockwise (left roll) occurs with the simultaneous receipt of control signals from the second output of the control unit BU 19 to the control winding of the second 9 electric motor BU M2 - for winding the second cable 8, and from the fourth output of the control unit BU 19 to the winding control of the fourth 13 electric motor M4 - to unwind the fourth cable 14.

Шестая степень свободы. Вращательное движение вокруг поперечной оси против часовой стрелки (пикирование) происходит при одновременном поступлении управляющих сигналов с третьего выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления третьего 11 электродвигателя М3 - на разматывание третьего троса 12, а со второго выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления второго 9 электродвигателя М2 и с четвертого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления четвертого 13 электродвигателя М4 - на наматывание второго 8 и четвертого 14 тросов соответственно. При этом одновременно с первого, пятого, шестого и седьмого выходов блока управления 19 на обмотки управления первого 5, пятого 16, шестого 20 и седьмого 24 электродвигателей соответственно поступают компенсирующие сигналы на разматывание первого 6, пятого 15, шестого 21 и седьмого 23 тросов соответственно для обеспечения свободы вращения подвижной платформы 2 с кабиной 3 по тангажу на пикирование.Sixth degree of freedom. Rotational movement around the transverse axis counterclockwise (dive) occurs with the simultaneous receipt of control signals from the third output of the control unit BU 19 to the control winding of the third 11 electric motor M3 - to unwind the third cable 12, and from the second output of the control unit BU 19 to the control winding of the second 9 of the electric motor M2 and from the fourth output of the control unit BU 19 to the control winding of the fourth 13 electric motor M4 - for winding the second 8 and fourth 14 cables, respectively. In this case, simultaneously from the first, fifth, sixth and seventh outputs of the control unit 19, compensating signals are respectively received from the control windings of the first 5, fifth 16, sixth 20 and seventh 24 electric motors to unwind the first 6, fifth 15, sixth 21 and seventh 23 cables, respectively for ensuring freedom of rotation of the movable platform 2 with the cabin 3 in a dive pitch.

При уменьшении абсолютного значения угла тангажа с первого, пятого, шестого и седьмого выходов блока управления БУ 19 на обмотки управления первого 5, пятого 16, шестого 20 и седьмого 24 электродвигателей соответственно поступают компенсирующие сигналы на наматывание первого 6, пятого 15, шестого 21 и седьмого 23 тросов соответственно для натяжения этих тросов с целью сохранения управляемости подвижной платформой 2 по первой и второй степеням свободы.When the absolute value of the pitch angle decreases, compensating signals for winding the first 6, fifth 15, sixth 21 and seventh electric motors are respectively received from the first, fifth, sixth and seventh outputs of the control unit BU 19 to the control windings of the first 5, fifth 16, sixth 20 and seventh 24 electric motors. 23 cables, respectively, for tensioning these cables in order to maintain controllability of the movable platform 2 in the first and second degrees of freedom.

Вращательное движение вокруг поперечной оси по часовой стрелке (кабрирование) происходит при одновременном поступлении управляющих сигналов с третьего выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления третьего 11 электродвигателя М3 - на наматывание третьего троса 12, а со второго выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления второго 9 электродвигателя М3 и с четвертого выхода блока управления БУ 19 на обмотку управления четвертого 13 электродвигателя М4 - на разматывание второго 8 и четвертого 14 тросов соответственно. При этом одновременно с первого, пятого, шестого и седьмого выходов блока управления БУ 19 на обмотки управления первого 5, пятого 16, шестого 20 и седьмого 24 электродвигателей соответственно поступают компенсирующие сигналы на разматывание первого 6, пятого 15, шестого 21 и седьмого 23 тросов соответственно для обеспечения свободы вращения подвижной платформы 2 с кабиной 3 по тангажу на кабрирование.Rotational movement around the transverse axis clockwise (pitching) occurs with the simultaneous receipt of control signals from the third output of the control unit BU 19 to the control winding of the third 11 electric motor M3 - for winding the third cable 12, and from the second output of the control unit BU 19 to the control winding of the second 9 of the electric motor M3 and from the fourth output of the control unit BU 19 to the control winding of the fourth 13 electric motor M4 - for unwinding the second 8 and fourth 14 cables, respectively. In this case, simultaneously from the first, fifth, sixth and seventh outputs of the control unit BU 19, compensating signals are respectively received from the control windings of the first 5, fifth 16, sixth 20 and seventh 24 electric motors to unwind the first 6, fifth 15, sixth 21 and seventh 23 cables, respectively to ensure freedom of rotation of the movable platform 2 with the cabin 3 in pitch-up mode.

При уменьшении абсолютного значения угла тангажа с первого, пятого, шестого и седьмого выходов блока управления БУ 19 на обмотки управления первого 5, пятого 16, шестого 20 и седьмого 24 электродвигателей соответственно также поступают компенсирующие сигналы на наматывание первого 6, пятого 15, шестого 21 и седьмого 23 тросов соответственно для натяжения этих тросов с целью сохранения управляемости подвижной платформой 2 по первой и второй степеням свободы.When the absolute value of the pitch angle decreases from the first, fifth, sixth and seventh outputs of the control unit BU 19, compensating signals for winding the first 6, fifth 15, sixth 21 and the seventh 23 cables, respectively, for tensioning these cables in order to maintain controllability of the movable platform 2 in the first and second degrees of freedom.

Преимуществом предлагаемого тренажера транспортного средства по сравнению с прототипом является уменьшение массы тренажера и упрощение технологии его обслуживания за счет использования в качестве исполнительных механизмов электродвигателей с тросами вместо гидравлических цилиндров с подвижными штоками для обеспечения перемещений подвижной платформы по шести степеням свободы, а также расширение рабочего диапазона отклонений подвижной платформы тренажера по шести степеням свободы за счет использования тросов с длиной, обеспечивающей перемещение подвижной платформы с кабиной на большее расстояние, чем при использовании гидравлических цилиндров с подвижными штоками.The advantage of the proposed vehicle simulator compared to the prototype is the reduction of the weight of the simulator and the simplification of its maintenance technology due to the use of electric motors with cables as actuators instead of hydraulic cylinders with movable rods to ensure movement of the movable platform in six degrees of freedom, as well as expanding the operating range of deviations the movable platform of the simulator in six degrees of freedom due to the use of cables with a length that ensures the movement of the movable platform with the cabin over a greater distance than when using hydraulic cylinders with movable rods.

Claims

A vehicle simulator containing a cabin rigidly mounted on a movable base, and a fixed base, characterized in that the fixed base is rigidly fixed to the upper part of the frame on which a control unit is installed, having a first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh outputs and the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs, and the first, fifth, sixth and seventh electric motors with control windings, and the second, third, fourth electric motors with control windings are installed on a fixed base, while the control windings of the first, second , third, fourth, fifth, sixth and seventh electric motors are connected to the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh outputs of the control unit, respectively, and a sensor unit having first, second, third, fourth, fifth and sixth outputs, which are connected to the first, second, third, fourth, fifth and sixth inputs of the control unit, respectively, with the movable base connected to the fixed base with the possibility of angular movement in three degrees of freedom by means of three arms of variable length, made of the second, third and fourth cables, fixed at one end on the shafts of the second, third and fourth electric motors, respectively, and with the possibility of translational movement in three degrees of freedom by means of four arms of variable length, made of the first, fifth, sixth and seventh cables, fixed at one end on the shafts of the first, fifth , sixth and seventh electric motors, respectively, while the second end of the second cable is fixed in the first node of the movable base, the second ends of the third, sixth and seventh cables are fixed in the second node of the movable base, the second end of the fourth cable is fixed in the third node of the movable base, the second ends of the first and the fifth cables are fixed in the fourth node of the movable base.