RU122517U1 - DYNAMIC PLATFORM - Google Patents

Abstract

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.A dynamic platform consisting of a movable platform, a fixed base with gear motors and actuators installed on it, each of which is mechanically connected to the output shaft of the corresponding gear motor, control computer and associated frequency converters and feedback sensors, characterized by which contains three planetary gear motors with three actuators and three frequency converters, each actuator is made in the form of a crank mechanism connected to a double-lever system, the crank is rigidly connected to the shaft of the gear motor, and one lever rotates freely relative to the motor shaft. the gearbox and is pivotally connected to the second lever, while the connecting rod is pivotally attached to the second lever, which, in turn, is pivotally connected to the movable base.

Description

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.The proposed utility model relates to the field of educational and training equipment, and in particular to the technical means of dynamic simulators with moving platforms, intended for the education and training of pilots, driver mechanics. The proposed utility model can be used to simulate the dynamic similarity to the movement of a moving air or ground object both when performing educational tasks and for entertainment purposes in simulation rides.

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.The system of mobility of a vehicle simulator is known, described in the patent of the Russian Federation for utility model No. 55186, published July 27, 2006. The system of mobility of a vehicle simulator contains a fixed base, winches and rods of linear motors pivotally connected to a movable platform, with a mounted prototype of the vehicle cabin facilities. Additionally, three guides are installed on the base with movable rods installed in them, vertically movable winches, hinges with three degrees of freedom connected to the movable platform are installed at the ends of the rods.

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.The known technical solution does not provide an adequate perception of the acceleration loads experienced by the driver when maneuvering a controlled tool, due to the low speed of response to commands and inaccurate positioning.

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.The closest analogue selected as a prototype is the utility model described in the patent of the Russian Federation No. 109894, published October 27, 2011. The four-stage dynamic platform contains an intermediate plate, a fixed base with four gear motors and four actuators mounted on it, each of which are mechanically connected to the output shaft of the corresponding gear motor and through a corresponding swivel connection with an intermediate plate, each of the actuators in includes a crank mounted on the shaft of the corresponding gear motor with a connecting rod pivotally connected to a slide located in the guide rack, one end rigidly fixed to a fixed base, and rigidly connected to an additionally introduced unloading device consisting of a bar and two springs rigidly connected with a slider, while the second ends of the spring are rigidly fixed to a fixed base, the additional output of each actuator is connected to the corresponding feedback sensor a control computer and four frequency converters, the first input of each of which is connected to the corresponding output of the control computer, the second inputs of the frequency converters are connected to the outputs of the corresponding feedback sensors, and the outputs are connected to the inputs of the corresponding gear motors, an additional rotary support device spherical rollers mounted on an intermediate plate and kinematically connected by means of a gear to the output shaft of the fourth gear motor connected to the output of the fifth frequency converter, the first input of which is connected to the fourth output of the control computer, and the second input - with the output of the fourth feedback sensor, kinematically connected to the output shaft of the fourth gear motor, while the frame for mounting the cab of armored vehicles is fixed on the rotary support device .

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.In this scheme, a slider is used in the actuator - a guide rack, the principle of which is accompanied by the presence of large friction, which in turn adversely affects the dynamics of the platform when changing the motion vector.

Кроме того, конструктивная схема опор подвижной платформы требует создания сложно-усиленной конструкции для обеспечения вертикальности и жесткости всей динамической платформы в целом.In addition, the structural scheme of the supports of the moving platform requires the creation of a complex reinforced structure to ensure the verticality and rigidity of the entire dynamic platform as a whole.

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).The use of gear and worm gears to drive actuators does not allow achieving optimal clearances and backlashes in simulating aircraft overloads. That when changing the motion vector of the platform creates dynamics that are not adequate to reality (extraneous knock, uneven movement).

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности передачи задаваемого движения и упрощение конструкции.The technical result of the claimed utility model is to increase the accuracy of the transmission of a given motion and simplify the design.

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.The specified technical result is achieved by the fact that the dynamic platform consists of a movable platform, a fixed base with gear motors and actuators installed on it, each of which is mechanically connected to the output shaft of the corresponding gear motor that controls the computer and the associated frequency converters and sensors feedback, characterized in that it contains three planetary gear motors with three actuators and three frequency converters, each performer The mechanism is made in the form of a crank mechanism connected to a double lever system, the crank is rigidly connected to the shaft of the gear motor, and one lever is freely rotated relative to the shaft of the gear motor and pivotally connected to the second lever, while the connecting rod is pivotally mounted on the second lever, which in turn pivotally connected to a movable base.

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.Due to the fact that the dynamic platform contains three planetary gear motors with three actuators and three frequency converters, each actuator is made in the form of a crank mechanism connected to a double lever system, the crank is rigidly connected to the shaft of the gear motor, and one lever is free rotates relative to the shaft of the gear motor and pivotally connected to the second lever, while the connecting rod is pivotally mounted on the second lever, which in turn is pivotally connected to the movable base By increasing the accuracy of the transmission of a given motion, the design is simplified.

Таким образом, совокупность заявляемых признаков позволяет повысить точность передачи задаваемого движения и упростить конструкцию динамической платформы.Thus, the combination of the claimed features allows to increase the accuracy of the transmission of the specified motion and simplify the design of the dynamic platform.

Заявляемая динамическая платформа обладает новизной, отличаясь от прототипа перечисленными выше признаками, и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.The inventive dynamic platform has novelty, differing from the prototype of the above features, and ensures the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Заявляемая полезная модель может найти широкое применение в тренажерах-симуляторах и аттракционах-симуляторах.The claimed utility model can be widely used in simulator simulators and simulator rides.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где представлены:The essence of the proposed utility model is illustrated by drawings, which show:

на фиг.1 - вид сбоку;figure 1 is a side view;

на фиг.2 - вид сверху.figure 2 is a top view.

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.The dynamic platform consists of a movable base 1, a fixed base 2 with three planetary gear motors 3 and three actuators installed on it 4. The basic layout of the actuators 4 (the location of the movement planes of the actuators at 120 ° relative to each other) automatically ensure the stability of the whole designs. The use of planetary gear motors 3 ensures a smooth ride, the absence of knocks and a quick response of the system when changing the motion vector of the moving base 1. Each of the actuators 4 is made in the form of a crank mechanism 5 connected to a double lever system 6. The crank 7 is rigidly connected to the shaft 8 of the gear motor 3, and one lever 9 freely rotates relative to the shaft 8 of the gear motor 3 and is pivotally connected to the second lever 10, while the connecting rod 11 is pivotally mounted on the second lever 10, which in turn arnirno connected to the movable base 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.An additional output of each actuator is connected to the corresponding feedback sensor, the control computer and three frequency converters, the first input of each of which is connected to the corresponding output of the control computer, the second inputs of the frequency converters are connected to the outputs of the corresponding feedback sensors, and the outputs are connected to the inputs of the corresponding motor gearboxes.

Динамическая платформа работает следующим образом.The dynamic platform works as follows.

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.To simulate the movement of a controlled vehicle over rough terrain or to simulate the movement of a manned object on the runway and in the air, taking into account a different spectrum of influences, including accelerations, overloads in different directions, as well as the operation of the engine of the object and its transmission, it is recorded in a computer a program in accordance with which control signals are generated at its outputs to ensure displacements of the moving base in the transverse-angular (roll), longitudinal-angular (pitch) and vertical pressure ION. Together with the movable base, the cockpit of the driver or pilot mounted on the movable base will have three degrees of freedom.

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.Next, the control signals from the outputs of the computer are fed to frequency converters, which are summed with the signals taken from the corresponding feedback sensors and converted into 3-phase voltages that vary in frequency to control the operation of the corresponding gear motors.

Вращательное движение асинхронных двигателей мотор-редукторов через соответствующие понижающие редукторы передается исполнительным механизмам, которые приводят в движение подвижное основание в соответствии с заданной программой.The rotational movement of induction motors of gear motors through the corresponding reduction gears is transmitted to the actuators, which drive the movable base in accordance with a given program.

Claims (1)

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.

A dynamic platform, consisting of a movable platform, a fixed base with gear motors and actuators mounted on it, each of which is mechanically connected to the output shaft of the corresponding gear motor that controls the computer and the associated frequency converters and feedback sensors, characterized in which contains three planetary gear motors with three actuators and three frequency converters, each actuator is made in the form of a crank about the mechanism connected to the double-lever system, the crank is rigidly connected to the shaft of the gear motor, and one lever is freely rotated relative to the shaft of the gear motor and pivotally connected to the second lever, while the connecting rod is pivotally mounted on the second lever, which, in turn, is pivotally connected to the movable base.