RU2259598C1 - Machine for training to work with hammer - Google Patents

Abstract

FIELD: training machines.

SUBSTANCE: impact area, imitating connected parts, consists of three portions - two halves of area itself and central aperture with pipe, feeding air from compressor with possible supporting above connected parts imitator of nail imitator in form of metallic ball, which after strike of hammer gets into recess. Electronic circuit has display, demonstrating deviation of nail after strike, which can be vertical, or with deviation from vertical line. Electronic circuit has memory for storing information about result of strike of hammer against nail. Training machine can operate in two modes - training and control, while on display number of precise hits is displayed and number of misses.

EFFECT: higher efficiency.

4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области педагогики как дидактическое средство по предмету «Технология» в образовательных учреждениях для формирования начальных умений пользования инструментом, в нашем случае молотком.The invention relates to the field of pedagogy as a didactic tool on the subject of “Technology” in educational institutions for the formation of initial skills in using the tool, in our case, a hammer.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является тренажер для обучения работе с молотком, содержащий корпус, ударную площадку, имитирующую сколачиваемые детали, имитатор гвоздя и электронную схему, соединенную с ударной площадкой (см. а.с. №1267464, кл. G 09 B 19/24, 1986).The closest analogue of the claimed invention is a simulator for learning how to work with a hammer, comprising a body, a shock pad simulating knocked together parts, a nail simulator and an electronic circuit connected to the shock pad (see AS No. 1267464, class G 09 B 19 / 24, 1986).

Недостатками известного устройства являются наличие регулирующих элементов, контактирующих элементов, а также подвижных элементов, что при ударных и вибрационных нагрузках уменьшают срок службы устройства. Сам момент касания в случае подпружиненных контактов многократный, для его фиксации необходимо применять специальную схему, чтобы избежать «дребезга контактов», которые могут исказить результаты удара молотком, а длительность времени замыкания подвижных контактов не позволяет применять типовые индикаторы, например электрические лампы накаливания из-за их большой тепловой инерции. Электронная схема должна обладать памятью для фиксации действий обучаемого при работе с молотком: точности удара, точности дозированных кистевых, локтевых, плечевых ударных движений.The disadvantages of the known device are the presence of regulatory elements, contacting elements, as well as moving elements, which under shock and vibration loads reduce the service life of the device. The moment of contact itself in the case of spring-loaded contacts is multiple, to fix it, it is necessary to use a special scheme to avoid "rattling of contacts", which can distort the results of a blow with a hammer, and the duration of the closing of moving contacts does not allow the use of standard indicators, for example, electric incandescent lamps their great thermal inertia. The electronic circuit must have a memory for fixing the learner's actions when working with a hammer: accuracy of the impact, accuracy of the dosed wrist, elbow, and shoulder shock movements.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение степени наглядности, введение функции контроля и самоконтроля, а также функции памяти электронной схемы за результатами удара молотком.The task to which the invention is directed is to increase the degree of visibility, the introduction of the control and self-control functions, as well as the memory function of the electronic circuit for the results of a hammer strike.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности формирования навыков работы с молотком.The technical result of the invention is to increase the efficiency of formation of skills for working with a hammer.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном тренажере для обучения работе с молотком, содержащем корпус, ударную площадку, имитирующую сколачиваемые детали, имитатор гвоздя и электронную схему, соединенную с ударной площадкой, согласно изобретению ударная площадка, имитирующая сколачиваемые детали, состоит из трех частей - двух половин самой площадки и центрального отверстия с трубой, подающей воздух от компрессора с возможностью поддержания над имитатором сколачиваемых деталей имитатора гвоздя в виде металлического шарика, который после удара молотком попадает в отверстие. Электронная схема может включать табло, демонстрирующее положение гвоздя после удара, которое может быть вертикальным, либо с отклонением от вертикали и обладать памятью для сохранения информации о результате удара молотком по гвоздю. Тренажер может работать в двух режимах - обучение и контроль, при этом на табло демонстрируется количество точных ударов по имитатору гвоздя и число промахов.The specified technical result is achieved by the fact that in the known simulator for learning how to work with a hammer, comprising a body, an impact platform that simulates hammered parts, a nail simulator and an electronic circuit connected to a hammer, according to the invention, a shock platform that simulates hammered parts consists of three parts - two halves of the platform itself and the central hole with a pipe supplying air from the compressor with the possibility of supporting the hammered parts of the nail simulator over the simulator in the form of a metal th ball, which after hitting the hammer falls into a hole. The electronic circuit may include a panel showing the position of the nail after the impact, which can be vertical, or with a deviation from the vertical and have a memory to store information about the result of a hammer strike on the nail. The simulator can operate in two modes - training and control, while the scoreboard shows the number of accurate hits on the nail simulator and the number of misses.

На фиг.1 представлен общий вид тренажера для обучения работе с молотком. Тренажер содержит основание (1), ударную площадку (2), отверстие для пропуска воздуха под давлением (3), компрессор (4), имитатор гвоздя (5), молоток (6), табло (7), амортизатор (8). На фиг.2 представлена блок-схема тренажера, которая работает следующим образом: блок RS-триггер (12, 13) устраняет дребезг контактов и формирует одиночный сигнал, который считывается счетчиком импульсов (14, 15), а блок дешифратор (16, 17) преобразует сигнал в семисегментный код индикатора (18, 19), который высвечивает результат. Сигнал формируется с помощью замыкания - размыкания электрической цепи, при этом используется метод так называемого «контактного щупа». Здесь с выхода ударной площадки, т.е. имитатора сколачиваемых деталей, в исходном состоянии снимают потенциальный сигнал U, а в момент касания площадки щупом уровень сигнала становится равным 0. Роль щупа в данной конструкции играет сам молоток (фиг.3). Сигналы, формируемые контактной парой, сопровождаются дребезгом, длительность которых составляет от 8 до 12 мс. Для устранения дребезга в полученном сигнале на выходе контакта устанавливают формирователь (фиг.4). В формирователе используется принцип непосредственной установки RS-триггера в соответствии с состоянием переключателя SB1. Формирователь представляет собой одноразрядной тактируемый регистр с периодом тактируемых входных тактов Т>10-20 мс. Он прост, для его подключения к переключателю SB1 требуются лишь два резистора и двухпроводная линия. Таких устройств используется 3 по числу элементов ударной площадки.Figure 1 presents a General view of the simulator for learning to work with a hammer. The simulator contains a base (1), a shock pad (2), a hole for passing air under pressure (3), a compressor (4), a nail simulator (5), a hammer (6), a scoreboard (7), a shock absorber (8). Figure 2 shows the block diagram of the simulator, which operates as follows: the RS-trigger block (12, 13) eliminates contact bounce and generates a single signal that is read by the pulse counter (14, 15), and the decoder block (16, 17) converts the signal into a seven-segment indicator code (18, 19), which displays the result. The signal is formed using a short circuit - an open circuit, while using the method of the so-called "contact probe". Here, from the exit of the strike pad, i.e. simulator hammered parts, in the initial state they remove the potential signal U, and at the moment of touching the pad with a probe, the signal level becomes equal to 0. The role of the probe in this design is played by the hammer (Fig. 3). The signals generated by the contact pair are accompanied by bounce, the duration of which is from 8 to 12 ms. To eliminate bounce in the received signal, a shaper is installed at the output of the contact (Fig. 4). The driver uses the principle of direct installation of the RS-trigger in accordance with the state of the SB1 switch. The shaper is a single-bit clock register with a period of clocked input ticks T> 10-20 ms. It is simple, only two resistors and a two-wire line are required to connect it to the SB1 switch. There are 3 such devices in terms of the number of elements in the strike pad.

Тренажер работает следующим образом в режиме обучения.The simulator operates as follows in training mode.

При подаче струи воздуха в отверстие она создает достаточное усилие для поддержания в воздухе над поверхностью ударной площадки металлического шарика. Такой шарик имитирует шляпку гвоздя. Этот гвоздь «вечен», после удара молотком он попадает в отверстие, но как только молоток приподнимают, он выскакивает вновь. Поток воздуха в тренажере создает компрессор, в качестве которого автор использовал бытовой пылесос, у которого удлинен нагнетающий шланг, чтобы уменьшить шум работающею двигателя. Ударная площадка как имитатор сколачиваемых деталей крепится через амортизатор (слой резины) (8). Ударная площадка разделена на три части, которые электрически не контактируют между собой: эго две пластины и труба для прохода воздуха. Удар молотком по имитатору гвоздя может прийтись по любой части ударной площадки, либо по центральному отверстию, где и прячется шарик. Электронная схема имеет несколько входов, которые соединены с ударной площадкой. Быстродействие схемы не позволяет реагировать на перекрытие бойком молотка сразу двух из трех частей ударной площадки. Этому способствуют триггеры, которые стоят на входе электронной схемы и исключают явление подобное «дребезгу контактов» в электронике. Триггеры служат ячейками памяти, которые сохраняют информацию об ударе молотком по имитатору гвоздя, когда следующие удары уже не изменят показания индикатора, который можно обнулить, если нажать кнопку «сброс». Индикатором служит семисегментный элемент, возможные состояния которого показаны фиг.5 после попадания молотком но центральному отверстию, над которым только что покачивался металлический шарик, или по любой из половин ударной площадки.When a stream of air is fed into the hole, it creates sufficient force to maintain a metal ball in the air above the surface of the impact area. Such a ball imitates a nail head. This nail is "eternal", after hitting it with a hammer, it enters the hole, but as soon as the hammer is lifted, it pops up again. The air flow in the simulator creates a compressor, in which the author used a household vacuum cleaner, which has a lengthened discharge hose to reduce the noise of a running engine. The shock pad as a simulator of hammered together parts is mounted through a shock absorber (rubber layer) (8). The shock pad is divided into three parts that do not electrically contact each other: the ego has two plates and a pipe for the passage of air. A hammer strike on a nail simulator can occur on any part of the striking platform, or on the central hole, where the ball is hiding. The electronic circuit has several inputs that are connected to the shock pad. The speed of the circuit does not allow responding to the brisk hammer blocking two of the three parts of the strike platform at once. This is facilitated by the triggers that are at the input of the electronic circuit and exclude a phenomenon like "contact bounce" in electronics. Triggers serve as memory cells that store information about a hammer strike on a nail simulator when the next strokes no longer change the indicator, which can be reset by pressing the “reset” button. The indicator is a seven-segment element, the possible states of which are shown in Fig. 5 after the hammer hits the central hole, over which a metal ball has just swayed, or along any of the half of the striking platform.

Правила пользования тренажером в режиме обучения.Rules for using the simulator in training mode.

При включении тренажера воздух проходит через центральное отверстие имитатора сколачиваемых деталей и поддерживает металлический шарик над ним. Затем включают электронную схему, где индикатор показывает «0». Сам молоток предварительно соединен с общим проводом электронной схемы, тогда при касании ударной площадки он запускает электронную схему. Провод от молотка проходит через ручку, он может быть как съемным, так и постоянным, а достаточная длина не мешает работе на тренажере. Затем молотком в соответствии с методическими рекомендациями наносят удары по имитатору гвоздя, который тут же прячется в центральное отверстие, а боек молотка ударяет либо в одну из частей имитатора сколачиваемых деталей, либо по трубе центрального отверстия, а результат удара высвечивается на табло. Показания индикатора сохраняются неограниченно долго, для его обнуления необходимо нажать кнопку «сброс». Индикатор демонстрирует положение гвоздя после удара молотком, которое может быть вертикальным, либо с отклонением от вертикали.When you turn on the simulator, air passes through the central hole of the simulator of the hammered together parts and supports a metal ball above it. Then turn on the electronic circuit, where the indicator shows "0". The hammer itself is pre-connected to the common wire of the electronic circuit, then when you touch the shock pad, it starts the electronic circuit. The wire from the hammer passes through the handle, it can be either removable or permanent, and a sufficient length does not interfere with the work on the simulator. Then, in accordance with the methodological recommendations, the hammer strikes the nail simulator, which immediately hides in the central hole, and the hammer head strikes either one of the parts of the simulated hammered parts, or the central hole pipe, and the result of the strike is displayed on the scoreboard. The indicator readings are stored indefinitely, to reset it, you must press the "reset" button. The indicator shows the position of the nail after being hit with a hammer, which can be vertical, or with a deviation from the vertical.

Работа тренажера в режиме контроля. The simulator is in control mode.

Электронная схема (фиг.6) работает следующим образом. В схеме всего 3 информационных входа. Первый (30) предназначен для записи числа точных ударов молотком по имитатору гвоздя, второй (31) для числа попадании по одной из половин имитатора сколачиваемых деталей, т.е. когда удар прошелся мимо, третий (31) - число попаданий, когда удар пришелся по другой половине имитатора сколачиваемых деталей, т.е. гвоздь загнулся либо вправо, либо влево. Электронная схема не подсчитывает число ударов, которые пришлись только по правой или по левой половине имитатора сколачиваемых деталей, а показывает общее их число (сумму всех попаданий молотком по имитатору сколачиваемых деталей, которые пришлись мимо).The electronic circuit (Fig.6) works as follows. There are only 3 information inputs in the circuit. The first (30) is designed to record the number of accurate hammer blows on the nail simulator, the second (31) for the number of hit parts on one of the simulator halves, i.e. when the blow passed, the third (31) is the number of hits, when the blow fell on the other half of the simulated hammered parts, i.e. the nail is bent either to the right or to the left. The electronic circuit does not calculate the number of strokes that occurred only on the right or left half of the simulator of hammered parts, but shows their total number (the sum of all hits with a hammer on the simulator of hammered parts that came by).

Таким образом счетчик СТ2 (23) считает по модулю 10 общее число ударов молотком, которые пришлись мимо, а счетчик СТ1 (22) считает число точных ударов молотком, которые пришлись по имитатору гвоздя. В схему кроме 3 информационных входов введены еще 2: «сброс» (28) - для установки показаний счетчика в исходное (нулевое) положение, и «результат» (29) - включающий индикацию (25, 27) только после полного ввода информации, т.е. заранее оговоренного общего числа ударов. Этой кнопкой в режиме контроля пользуется педагог, а для самоконтроля - обучаемый.Thus, the counter CT2 (23) considers, modulo 10, the total number of hammer blows that have passed, and the counter CT1 (22) considers the number of accurate hammer blows that have occurred on the nail simulator. In addition to 3 information inputs, 2 more are introduced into the circuit: “reset” (28) - for setting the meter reading to the initial (zero) position, and “result” (29) - turning on the indication (25, 27) only after complete input of information, t .e. the pre-agreed total number of strokes. This button in the control mode is used by the teacher, and for self-control - the learner.

У каждого входа имеется формирователь одиночных импульсов на RS-триггерах (32, 33) для исключения дребезга контактов при ударе молотком по имитатору гвоздя на тренажере или по имитатору сколачиваемых деталей. В блоке индикации совместно со светодиодными матрицами (25, 27) использованы преобразователи двоично-десятичного кода в код семисегментных индикаторов (24, 26).Each input has a single pulse shaper on RS triggers (32, 33) to eliminate contact bounce when hammering a nail simulator on a simulator or on a simulated hammered part. In the display unit, together with LED matrices (25, 27), binary-decimal code converters to seven-segment indicator code (24, 26) are used.

Тренажер доступен для изготовления в условиях общеобразовательного учреждения и прост в изготовлении.The simulator is available for manufacture in a general educational institution and is easy to manufacture.

Claims (4)

1. Тренажер для обучения работе с молотком, содержащий корпус, ударную площадку, имитирующую сколачиваемые детали, имитатор гвоздя и электронную схему, соединенную с ударной площадкой, отличающийся тем, что ударная площадка, имитирующая сколачиваемые детали, состоит из трех частей - двух половин самой площадки и центрального отверстия с трубой, подающей воздух от компрессора с возможностью поддержания над имитатором сколачиваемых деталей имитатора гвоздя в виде металлического шарика, который после удара молотком попадает в отверстие. 1. A training simulator for working with a hammer, comprising a body, an impact pad simulating hammered parts, a nail simulator and an electronic circuit connected to the hammer pad, characterized in that the hammer pad simulating hammered parts consists of three parts - two halves of the pad itself and a central hole with a pipe supplying air from the compressor with the possibility of supporting above the simulator the hammered-together parts of the nail simulator in the form of a metal ball, which after a hammer hits the hole. 2. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что электронная схема включает табло, демонстрирующее положение гвоздя после удара, которое может быть вертикальным, либо с отклонением от вертикали.2. The simulator according to claim 1, characterized in that the electronic circuit includes a scoreboard showing the position of the nail after the impact, which can be vertical, or with a deviation from the vertical. 3. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что электронная схема обладает памятью для сохранения информации о результате удара молотком по гвоздю.3. The simulator according to claim 1, characterized in that the electronic circuit has a memory for storing information about the result of a hammer blow on a nail. 4. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что он работает в двух режимах - обучение и контроль, при этом на табло демонстрируется количество точных ударов по имитатору гвоздя и число промахов. 4. The simulator under item 1, characterized in that it operates in two modes - training and control, while the scoreboard shows the number of accurate hits on the nail simulator and the number of misses.

Images