RU2113016C1 - Device for education of drivers of caterpillar vehicles - Google Patents

Abstract

FIELD: equipment for education. SUBSTANCE: device provides information about deviation of vehicle from trajectory which is set by equal-signal region of current conductors which are located along the trajectory. When middle line is left, inductance detector receives signals which are proportional to deviation. This signal is displayed in information panel of driver's seat and grade generation unit. EFFECT: increased efficiency of education, increased reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для обучения водителей гусеничных машин. The invention relates to devices for training drivers of tracked vehicles.

Качество выполнения упражнений по вождению гусеничных машин водителями оценивается по средней скорости движения и числу ошибок, допущенных обучаемым при преодолении различных препятствий и ограниченных проходов. Научить за непродолжительный срок правильно преодолевать препятствия, предусмотренные условиями выполнения упражнений, нелегко. Для этого, чтобы правильно двигаться по ним, водитель должен хорошо владеть органами управления движения машины, уметь правильно ориентироваться и обладать хорошим глазомером. The quality of the performance of exercises for driving tracked vehicles by drivers is estimated by the average speed and the number of mistakes made by the student in overcoming various obstacles and limited passes. It is not easy to teach overcoming obstacles provided by the conditions for performing exercises in a short period of time. To do this, in order to move along them correctly, the driver must have good control over the movement of the machine, be able to properly navigate and have a good eye.

В обычных условиях обучение ориентированию осуществляется следующим образом. Водитель в кабине размещен по центральной оси гусеничной машины. Поэтому для ориентирования из машины с места водителя необходимо мысленно провести линию визирования от глаз, через риску на стекле смотрового прибора и совместить ее с осевой линией препятствия или следом, впереди прошедшей машины. Under normal conditions, orienteering training is as follows. The driver in the cab is located on the central axis of the tracked vehicle. Therefore, for orientation from the car from the driver's seat, it is necessary to mentally draw a line of sight from the eyes, through the risk on the glass of the viewing device and combine it with the center line of the obstacle or the track ahead of the passing machine.

Однако практика показывает, что многие водители, прошедшие индивидуальную подготовку по такой методике, слабо представляют эту мнимую линию, в результате после полугодового обучения не владеют навыками в быстрой ориентировке и в точных действиях при управлении движением машиной на высоких скоростях. However, practice shows that many drivers who have undergone individual training using this methodology have little idea of this imaginary line, and as a result, after six months of training, they do not possess skills in quick orientation and in precise actions when controlling the movement of a car at high speeds.

С целью исправления дефектов в технике вождения необходимо тренировать водителей на специальных тренажерах, которых к сожалению нет. In order to correct defects in the driving technique, it is necessary to train drivers on special simulators, which unfortunately are not available.

Известно устройство оперативного контроля, описанное в книге Шахраева В. П. и Дмитриева В.В. Технические средства обучения и контроля качества вождения машин на автодромах. - М.: Воениздат, 1988, с. 42 - 56, а также Дмитриев В. В. Тренажер водителя транспортного средства - а.с. N 1211796, 1986 в ж. Открытия и изобретения, 1996, N 6, с. 251, которое предъявляет обучаемому во время выполнения упражнения следующую информацию: количество выездов машины за пределы обозначенного маршрута; моменты времени и направления выездов; моменты проезда машиной заданных участков маршрута. Структурная схема устройства показана на фиг. 1. A device for operational control is described in the book of Shakhraev V.P. and Dmitriev V.V. Technical means of training and quality control of driving cars on autodromes. - M .: Military Publishing House, 1988, p. 42 - 56, as well as Dmitriev V.V. Simulator of the driver of the vehicle - and.with. N 1211796, 1986 in f. Discoveries and inventions, 1996, N 6, p. 251, which provides the student with the following information during the exercise: the number of trips outside the designated route; time points and directions of departures; Moments when the machine travels to specified sections of the route. The block diagram of the device is shown in FIG. one.

Устройство содержит: датчики 1 - 2 положения, блок 2 регистрации местонахождения транспортного средства 3; переключатель чувствительности 4; переключатель 5 режимов работы и блок 6 индикации. Датчики 1 - 2 положения, в состав которых входит набор неподвижных магнитных элементов (неподвижный датчик), размещаются на поверхности дорожного покрытия, и размещаясь в определенных точках маршрута, обозначают заданную траекторию движения машины. The device contains: sensors 1 - 2 positions, block 2 registration of the location of the vehicle 3; sensitivity switch 4; switch 5 operating modes and block 6 indication. Sensors 1 - 2 of the position, which include a set of fixed magnetic elements (fixed sensor), are placed on the surface of the road surface, and being located at certain points on the route, indicate a given trajectory of the machine.

Блок 3 регистрации содержит магнитоуправляемые элементы 7 - 12 (подвижный датчик), триггеры 13 и формирователь импульсов 14. Block 3 registration contains magnetically controlled elements 7 - 12 (movable sensor), triggers 13 and pulse shaper 14.

В состав блока 6 индикации входит задающий генератор 15, схема совпадения 16, блок 17 звуковой сигнализации, счетчики 18, элементы 19 цифровой индикации и элементы 20 световой индикации. The display unit 6 includes a master oscillator 15, a matching circuit 16, an audible alarm unit 17, counters 18, digital display elements 19 and light indication elements 20.

Конструктивно блок индикации выполнен в виде двух одинаковых корпусов 21 - 22, размещенных справа и слева от водителя. Structurally, the display unit is made in the form of two identical buildings 21 - 22, located to the right and left of the driver.

Электрическая схема соединения магнитоуправляемых элементов блока регистрации (фиг. 2) содержит: 1 - 9 - магнитоуправляемые элементы (герконы), 10 - блок индикации, 11 - переключатель чувствительности, 12 - планка, 13 - 15 - неподвижные датчики (магниты). The electrical connection diagram of the magnetically controlled elements of the registration unit (Fig. 2) contains: 1 - 9 - magnetically controlled elements (reed switches), 10 - display unit, 11 - sensitivity switch, 12 - strap, 13 - 15 fixed sensors (magnets).

Устройство может работать в двух режимах. The device can work in two modes.

В режиме "Оценка" устройство фиксирует количество выездов машины за пределы обозначенного маршрута, информирует водителя о моментах совершения ошибок и указывает ему направление выезда. Элементы датчиков касания и датчика положения в этом режиме объединены в две группы, выходы которых подключены к двум входам блока индикации. В момент выезда машины за пределы обозначенного маршрута включаются соответствующие направлению выезда световой индикатор и звуковой сигнализатор, а на цифровом индикаторе (левом или правом) фиксируется ошибка. In the "Evaluation" mode, the device fixes the number of departures of the car beyond the designated route, informs the driver about the moments of errors and indicates the direction of departure. Elements of touch sensors and a position sensor in this mode are combined into two groups, the outputs of which are connected to two inputs of the display unit. At the time of leaving the car beyond the designated route, the light indicator and sound signaling device corresponding to the direction of exit are turned on, and an error is recorded on the digital indicator (left or right).

В режиме "Контроль" устройство информирует обучаемого о проезде машиной контрольной точки или участка маршрута. Элементы датчика в этом режиме электрически соединены параллельно и их общий выход подключен к двум входам блока индикации. В момент проезда машины через контрольную точку маршрута включаются звуковые сигнализаторы и световые индикаторы местоположения машины, а цифровые индикаторы фиксируют номер пройденной контрольной точки. In the "Control" mode, the device informs the learner about the passage of the control point or route section by the machine. The sensor elements in this mode are electrically connected in parallel and their common output is connected to two inputs of the display unit. At the moment the car passes through the control point of the route, sound alarms and light indicators of the vehicle’s location are turned on, and digital indicators record the number of the passed control point.

Вместе с тем, при обучении на тренажерах с таким устройством, желаемая эффективность обучения не велика, а формируемый навык в точности ориентирования движения машины приобретается медленно. Этот недостаток проявляется в снижении скорости и увеличении числа ошибок по технике вождения. However, when training on simulators with such a device, the desired training efficiency is not great, and the skill being formed in the accuracy of orienting the movement of the machine is acquired slowly. This disadvantage is manifested in a decrease in speed and an increase in the number of errors in the driving technique.

Причинами указанных недостатков является несовершенство устройства обучения, которое сводится к следующему:
устройство информирует водителя только о фактах уже совершенных ошибок, а не указывает ему на начальные моменты и величины отклонения от заданной траектории движения. Это не дает водителю возможность самостоятельно, без помощи инструктора, отрабатывать отдельные элементы вождения;
световые индикаторы размещаются в кабине машины перед водителем значительно шире основного сектора поля зрения, справа и слева от него, что нарушает меры безопасности, так как водитель вынужден периодически переключать внимание от наблюдения за трассой на показания индикаторов;
большое количество датчиков назначения, устанавливаемых на машине и на участках, а также их низкая надежность и незначительный срок службы, обусловленные неудачным расположением, зависимостью показаний от погодных условий и сложностью регулировки;
это не позволяет автоматизировать обучение и контроль качества вождения в снежную, дождливую погоду.The reasons for these shortcomings are the imperfection of the training device, which boils down to the following:
the device informs the driver only of the facts of already committed errors, and does not indicate to him the initial moments and the magnitude of the deviation from the given trajectory. This does not give the driver the opportunity to work out individual driving elements without the help of an instructor;
light indicators are located in the car cab in front of the driver much wider than the main sector of the field of view, to the right and to the left of it, which violates safety measures, as the driver is forced to periodically switch his attention from monitoring the track to the indicators;
a large number of destination sensors installed on the machine and in the areas, as well as their low reliability and low service life, due to poor location, dependence of the readings on weather conditions and the difficulty of adjustment;
this does not allow automation of training and quality control of driving in snowy, rainy weather.

Целью изобретения является повышение качества обучения вождению путем расширения функциональных возможностей устройства и повышения надежности его работы. The aim of the invention is to improve the quality of driving instruction by expanding the functionality of the device and increasing the reliability of its operation.

Для достижения этой цели разработано устройство, которое отличается от существующих простотой конструкции, высокой надежностью, может использоваться для различных типов машин, позволяет автоматизировать контроль качества вождения машин на любых участках маршрута, позволяет обучаемому самостоятельно контролировать правильность своих действий. To achieve this goal, a device has been developed that differs from the existing ones by its simplicity of design, high reliability, can be used for various types of cars, allows you to automate quality control of driving cars on any part of the route, allows the learner to independently control the correctness of their actions.

Эта цель достигается применением бесконтактного датчика места положения машины на препятствии и расположением элементов световой индикации величины отклонения от заданной траектории движения в поле зрения смотрового прибора водителя. This goal is achieved by the use of a non-contact sensor of the vehicle’s position on the obstacle and by the arrangement of light indication elements of the deviation from the given trajectory in the field of view of the driver’s sight device.

На фиг. 3 изображена структурная схема предлагаемого устройства, которая содержит: датчик 1 положения, получающий сигналы от генератора 2 низкой частоты и связанный с магниточувствительными элементами датчиков 3 и 4. Выходы магниточувствительных датчиков 3 и 4 через электронные микросхемы усилителя сигналов 5 и 6 соединены с фазовым детектором 7, выход которого подключен к блоку компараторов 8. Последний соединен через схему 9 установки уровней отклонений с выходом от блока 10 управления и переключателем 11 режимов работы, подключенного своими выходами к выходам схем светодиодных индикаторов 12, 13, 18, 19, счетчика импульсов 24 числа предельных отклонений и цифрового индикатора 26. При этом схемы 12 и 13 содержат генераторы мигания 14 и 15 на мультивибраторах, своими входами соединенные с первой парой выходов переключателя режимов работы, а выходами - с первыми входами усилителей электрического сигнала 16 и 17, вторые входы которых соединены с другой парой выходов переключателя, а выходы - с входами светодиодных индикаторов 12 и 13 малого и среднего отклонения соответственно. Входы схем 18 и 19 индикации предельного отклонения через усилители 20 и 21 соединены с третьей парой выходов переключателя и входами схемы ИЛИ 22, выход которой соединен через одновибратор 23 с первым входом счетчика 24 импульсов числа предельных ускорений, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления, соединенного входом через цифровой индикатор с выходом блока 25 формирования оценок, входы которого подключены соответственно к выходам задатчика 27 оценочных показателей, счетчика импульсов числа предельных отклонений и блока управления. In FIG. 3 shows a structural diagram of the proposed device, which contains: a position sensor 1 receiving signals from a low-frequency generator 2 and connected to magnetically sensitive elements of sensors 3 and 4. The outputs of the magnetically sensitive sensors 3 and 4 are connected to a phase detector 7 through electronic microcircuits of the signal amplifier 5 and 6 the output of which is connected to the unit of comparators 8. The latter is connected via a circuit 9 for setting the levels of deviations with the output from the control unit 10 and a switch 11 of operation modes connected by its output and to the outputs of the circuits of the LED indicators 12, 13, 18, 19, the pulse counter 24 of the number of limit deviations and the digital indicator 26. Moreover, the circuits 12 and 13 contain flashing generators 14 and 15 on multivibrators, their inputs connected to the first pair of outputs of the mode switch and the outputs - with the first inputs of the electric signal amplifiers 16 and 17, the second inputs of which are connected to another pair of switch outputs, and the outputs - with the inputs of the LED indicators 12 and 13 of small and medium deviations, respectively. The inputs of the circuits 18 and 19 indicating the maximum deviation through the amplifiers 20 and 21 are connected to a third pair of switch outputs and inputs of the OR circuit 22, the output of which is connected through a single vibrator 23 to the first input of the counter 24 pulses of the number of maximum accelerations, the second input of which is connected to the third output of the control unit connected by an input through a digital indicator to the output of the unit 25 forming estimates, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the setter 27 evaluation indicators, pulse counter, the number of maximum deviations and bl eye management.

Обучение осуществляется следующим образом. Training is as follows.

Перед началом выполнения упражнения оператор включает генератор 2 низкой частоты, слабый переменный ток которого, проходя по проводнику датчика 1, образует вокруг него переменное магнитное поле. При этом инструктор устанавливает в задатчике 27 оценочных показателей значения скорости движения, соответствующее нормативному. С началом движения в блоке 10 управления начинается отсчет времени выезда машины на контролируемый участок трассы - элементы датчиков 3 и 4, пересекая магнитное поле, будут вырабатывать электрические сигналы, пропорциональные отклонению машины от середины линии проезда. При правильном управлении машиной, т.е. при движении ее по заданной траектории эти сигналы, усиленные электронными микросхемами 5 и 6, поступают на фазовый детектор 7. Сравнивая сигналы двух датчиков, фазовый детектор определяет величину и направление отклонения машины от средней линии проезда. Сигнал постоянного тока от фазового детектора подается в блок компараторов. Before starting the exercise, the operator turns on the low-frequency generator 2, whose weak alternating current, passing through the conductor of the sensor 1, forms an alternating magnetic field around it. In this case, the instructor sets in the master 27 evaluation indicators the values of the speed corresponding to the normative. With the start of movement in the control unit 10, the vehicle starts counting off to the controlled section of the route - the sensor elements 3 and 4, crossing the magnetic field, will generate electrical signals proportional to the deviation of the machine from the middle of the line of travel. With proper control of the machine, i.e. when it moves along a predetermined path, these signals, amplified by electronic circuits 5 and 6, are fed to phase detector 7. Comparing the signals of two sensors, the phase detector determines the magnitude and direction of deviation of the machine from the midway. The DC signal from the phase detector is fed to the comparator unit.

При правильном управлении машиной магниточувствительные элементы датчика расположены симметрично относительно средней линии прохода, и на выходе фазового детектора сигнал отсутствует. With proper control of the machine, the magnetically sensitive elements of the sensor are located symmetrically with respect to the midline of the passage, and there is no signal at the output of the phase detector.

В случае отклонения танка от заданной траектории движения на выходе фазового детектора появится сигнал рассогласования постоянного тока, который проходит в блок 8 компараторов на операционных усилителях. Блок компараторов определяет три уровня отклонений: малое, среднее и предельное. Величины уровней индикации отклонений задаются и обеспечиваются внутренними регуляторами блока управления через схему 9, которая подключена своим входом к блоку компараторов. При наличии на другом входе в компараторе сигнала рассогласования, соответствующего величине отклонения от средней линии заданного направления движения, они подаются на схемы светодиодных индикаторов, расположенных в поле зрения смотрового прибора водителя. Сигнал малого отклонения, усиливаясь в усилителе электромикросхемой 16 и 17, индицируется обучаемому мигающим светом за счет генераторов питания 14 и 15 соответствующего светодиодного индикатора (13 или 12). Это позволяет обучаемому с начала движения правильно оценивать свое ощущение по величине отклонения. Сигнал среднего отклонения с выхода блока компараторов через переключатель 11 поступит на электромикросхему усилителя 16 или 17 и вызовет постоянное свечение светодиодных индикаторов 12 или 13 в зависимости от стороны отклонения от заданного направления движения. При этом водитель не переключает внимания от наблюдения за направлением движения показания светодиодных индикаторов и может самостоятельно контролировать правильность своих действий, а также отрабатывать приемы вождения в ограниченных проходах. In the case of a deviation of the tank from a given trajectory of movement at the output of the phase detector, a DC mismatch signal will appear, which passes to block 8 comparators on operational amplifiers. The comparator block defines three levels of deviations: small, medium and marginal. The values of the levels of indication of deviations are set and provided by the internal controllers of the control unit through circuit 9, which is connected by its input to the comparator unit. If there is a mismatch signal at the other input in the comparator, which corresponds to the deviation from the midline of the specified direction of movement, they are fed to the LED circuitry located in the field of view of the driver’s viewing device. The small deviation signal, amplified in the amplifier by an electric microcircuit 16 and 17, is indicated to the learner by a blinking light due to power generators 14 and 15 of the corresponding LED indicator (13 or 12). This allows the student from the beginning of the movement to correctly assess their sensation by the magnitude of the deviation. The signal of the average deviation from the output of the comparator unit through the switch 11 will be sent to the electric microcircuit of the amplifier 16 or 17 and will cause a constant glow of the LED indicators 12 or 13 depending on the side of the deviation from the given direction of movement. At the same time, the driver does not switch his attention from observing the direction of movement of the LED indicators and can independently control the correctness of his actions, as well as practice driving techniques in limited aisles.

В случае большого отклонения от середины линии ограниченного прохода сигнал через переключатель поступит на усилитель 20 или 21 и просигнализирует обучаемому о допущенной ошибке постоянным свечением индикатора 18 или 19. Одновременно, от блока 8 сигнал поступит на счетчик 24 импульсов через схему 22 ИЛИ и одновибратор 23, который "запомнит" этот сигнал. Индикация отклонений машины от заданного направления и съезда за пределы обозначенных габаритов, а также регистрация ошибок по технике вождения, вправо или влево аналогичны и без особенностей. In the case of a large deviation from the middle of the limited-pass line, the signal through the switch will go to the amplifier 20 or 21 and will signal to the student about the mistake made by a constant glow of the indicator 18 or 19. At the same time, from block 8 the signal will go to the pulse counter 24 through the OR circuit 22 and the one-shot 23, which will "remember" this signal. Indications of deviations of the machine from a given direction and exit beyond the designated dimensions, as well as the registration of errors in the driving technique, to the right or left are similar and without features.

Сигнал окончания отработки управления, поступающий от блока 10 управления на счетчик 24 импульса числа предельных отклонений, а также информация о количестве допущенных ошибок по технике вождения и времени выполнения упражнения проходят в блок 25 формирования оценок. Исходная информация, заложенная в задатчике 27 оценочных показателей, сравнивается с текущей и в виде общей оценки средней скорости движения с учетом количества ошибок, допущенных при преодолении препятствий, выдается на индикатор 26 оценок, а затем на блок 10 управления. В результате инструктор делает вывод о достигнутом уровне мастерства вождения и возможности перехода к более сложной задаче. The signal for the completion of control development, coming from the control unit 10 to the counter 24 pulses of the number of maximum deviations, as well as information about the number of errors on the technique of driving and the time of the exercise are passed to block 25 forming estimates. The initial information inherent in the setter 27 of the estimated indicators is compared with the current and in the form of a general assessment of the average speed, taking into account the number of errors made when overcoming obstacles, it is displayed on the indicator 26 estimates, and then on to the control unit 10. As a result, the instructor makes a conclusion about the achieved level of driving skills and the possibility of moving to a more complex task.

Режим "контроль". При выполнении зачетных упражнений, сдаче экзаменов или использовании устройства для контроля по вождению машины при определении классной квалификации переключателем режимов работы световая сигнализация отключается, а цифровой индикатор включается после выполнения заданного упражнения, информируя водителя о качестве вождения. The control mode. When performing test exercises, passing exams or using a device to control the driving of a car, when determining the class qualification, the mode light switch is turned off by the mode switch and the digital indicator turns on after completing a given exercise, informing the driver about driving quality.

В этом режиме сигнал ошибки, выделенный блоком компараторов, подается на вход счетчика 24 импульсов числа предельных отклонений через выходы переключателя 11, соответствующие данному режиму работы. In this mode, the error signal highlighted by the comparator unit is fed to the input of the counter 24 pulses of the number of maximum deviations through the outputs of the switch 11 corresponding to this mode of operation.

Устройство исключает субъективность в оценке мастерства вождения, а также позволяет установить конкретные ошибки в вождении машины. Нулевые показания цифрового индикатора фиксируют случаи обхода препятствия на маршруте движения. The device eliminates subjectivity in assessing driving skills, and also allows you to set specific errors in driving a car. Zero readings of a digital indicator record cases of bypassing an obstacle along a route.

Claims (1)

Устройство для обучения водителей гусеничных машин, содержащее датчик и блок регистрации местоположения машины, индикаторы и переключатель режимов работы со счетчиком, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит последовательно соединенные задатчик оценочных показателей, блок формирования оценок, цифровой индикатор, блок управления выполнением упражнения, схему установки уровня отклонения, блок компараторов, переключатель режимов работы, первый генератор миганий малых отклонений, первый усилитель и первый светодиодный индикатор малого и среднего отклонения, последовательно соединенные схема ИЛИ, одновибратор и счетчик импульсов, выход которого соединен с вторым входом блока формирования оценок, третий вход которого соединен с вторым выходом блока управления выполнением упражнения, третий выход которого соединен с управляющим входом счетчика импульсов, последовательно соединенные второй генератор миганий малых отклонений, вход которого соединен с вторым выходом переключателя режимов работы, второй усилитель и второй светодиодный индикатор малого и среднего отклонения, последовательно соединенные третий усилитель и первый светодиодный индикатор предельного отклонения и четвертый усилитель и второй светодиодный индикатор предельного отклонения, причем вторые входы первого и второго усилителей соединены соответственно с третьим и четвертым выходами переключателя режимов работы, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с входами третьего и четвертого усилителей и первым и вторым входами схемы ИЛИ, кроме того, датчик местоположения машины выполнен в виде токонесущего проводника, который электрически соединен с генератором низкой частоты, а индукционно с первым и вторым магниточувствительным элементом, которые через пятый и шестой усилители соответственно соединены с входами фазового детектора, выход которого соединен с вторым входом блока компараторов, при этом светодиодные индикаторы расположены в поле зрения смотрового прибора водителя. A device for training drivers of tracked vehicles, comprising a sensor and a unit for registering the location of the vehicle, indicators and a switch for operating modes with a counter, characterized in that it further comprises series-connected evaluator, an evaluation unit, a digital indicator, an exercise control unit, an installation diagram deviation level, comparator unit, operating mode switch, first small deviation blink generator, first amplifier and first LED indicator Small and medium deviation, a series-connected OR circuit, a single vibrator and a pulse counter, the output of which is connected to the second input of the evaluation unit, the third input of which is connected to the second output of the exercise control unit, the third output of which is connected to the control input of the pulse counter, connected in series a second flashing generator of small deviations, the input of which is connected to the second output of the mode switch, a second amplifier and a second LED indicator of small and medium its deviations, the third amplifier and the first LED of the maximum deviation in series, and the fourth amplifier and the second LED of the maximum deviation, the second inputs of the first and second amplifiers connected respectively to the third and fourth outputs of the mode switch, the fifth and sixth outputs of which are connected respectively to the inputs the third and fourth amplifiers and the first and second inputs of the OR circuit, in addition, the machine’s position sensor is made in the form of a current-carrying conductor, which is electrically connected to the low-frequency generator, and inductively to the first and second magnetosensitive element, which, through the fifth and sixth amplifiers, respectively, are connected to the inputs of the phase detector, the output of which is connected to the second input of the comparator unit, while the LED indicators are located in the field of view of the viewing driver’s device.

Images