RU41906U1 - HAMMER TRAINING SIMULATOR - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области педагогики, как дидактическое средство для формирования начальных умений и навыков пользования инструментом, в нашем случае молотком. Целью полезной модели является расширение дидактических возможностей средств обучения, например, тренажера для обучения РАБОТЕ С молотком, а именно, введение функций контроля и самоконтроля, а также электронной схемы с элементами памяти. С этой целью в устройство, содержащее корпус, ударную площадку, источник сжатого воздуха, имитатор гвоздя, молоток, введена электронная схема с элементами памяти для демонстрации положения гвоздя после удара по нему молотком (гвоздь загнулся влево, вправо, вошел в заготовку вертикально). Такой тренажер позволяет имитировать процесс забивания гвоздя при ударе по нему молотком, преодолевая, в том числе и страх обучающегося (особенно ребенка) попасть молотком по пальцам, учит правильно держать молоток и наносить удары, в том числе кистевые, локтевые и плечевые согласно методическим рекомендациям. Тренажер способен работать в двух режимах: обучения и контроля. В последнем случае он фиксирует число точных ударов по имитатору гвоздя и ошибочных, при этом результат высвечивается на табло после нажатия кнопки «результат».The utility model relates to the field of pedagogy, as a didactic tool for the formation of initial skills and skills to use the tool, in our case, a hammer. The purpose of the utility model is to expand the didactic capabilities of teaching tools, for example, a training simulator WORK WITH A HAMMER, namely, the introduction of control and self-control functions, as well as an electronic circuit with memory elements. For this purpose, an electronic circuit with memory elements is introduced into the device containing the body, impact pad, compressed air source, nail simulator, hammer to demonstrate the position of the nail after hitting it with a hammer (the nail bent left, right, and entered the workpiece vertically). Such a simulator allows you to simulate the process of hammering a nail when you hit it with a hammer, overcoming, including the fear of the student (especially the child), getting hit with a hammer on your fingers, teaches you to hold the hammer and strike, including wrist, elbow and shoulder, according to the methodological recommendations. The simulator is able to work in two modes: training and control. In the latter case, it fixes the number of accurate hits on the nail simulator and erroneous, while the result is displayed on the scoreboard after pressing the "result" button.

Description

Полезная модель относится к области педагогики, как дидактическое средство по предмету технологии в образовательных учреждениях для формирования начальных умений пользования инструментом, в нашем случае молотком.The utility model 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.

Заявителю известен ближайший аналог (прототип) (а.с. СССР №1267464 от 30.10.86 г. бюл. №40) заявляемой полезной модели, как наиболее близкий ему по совокупности заявляемых признаков. Данный аналог представляет собой устройство содержащее корпус, ударную площадку, пружину и контактные элементы, а так же регулирующие элементы кинематически связанные с контактными элементами, выходы которых подсоединены к элементам И, выходы которых являются выходами устройства. Недостатками этого устройства являются наличие регулирующих элементов, контактирующих элементов, а так же 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 лампочки 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 applicant knows the closest analogue (prototype) (USSR AS No. 1267464 dated 10.30.86, Bulletin No. 40) of the claimed utility model, as the closest to it in the aggregate of the claimed features. This analogue is a device containing a housing, a shock pad, a spring and contact elements, as well as control elements kinematically connected with contact elements, the outputs of which are connected to the elements And, the outputs of which are the outputs of the device. The disadvantages of this device are the presence of regulatory elements, contacting elements, as well as moving elements, which under shock and vibration loads reduce the 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, incandescent light bulbs for 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 направлена полезная модель, является увеличение степени наглядности, введение функции контроля и самоконтроля, а так же функции памяти результатов удара молотком.The task that the utility model is aimed at is increasing the degree of visibility, introducing the function of control and self-control, as well as the memory function of the results of a blow with a hammer.

Техническим результатом полезной модели является устройство, которое позволяет имитировать процесс забивания гвоздя молотком с индикацией формы гвоздя после удара.The technical result of the utility model is a device that allows you to simulate the process of hammering a nail with an indication of the shape of the nail after impact.

Упомянутая задача достигается тем, что приучает обучаемого правильно держать молоток, попадать им точно в цель по имитатору гвоздя, оценивать свои действия после удара, результат которого высвечивается на табло. Устройство, таким образом, превращается в тренажер, т.к. существует обратная связь между последовательными действиями обучаемого, который видит на индикаторе результаты своих упражнений, а именно, на индикаторе высвечивается стилизованное изображение гвоздя после удара и возможностью их координирования. Электронная схема запоминает это положение гвоздя после удара неограниченно долго, чтобы сбросить показания индикатора, необходимо нажать кнопку «сброс», тогда устройство вновь готово воспроизвести результат следующего удара молотком. Быстродействие устройства таково, что оно способно реагировать на электрический контакт длительностью менее одной тысячной доли секунды.The mentioned task is achieved by teaching the learner to hold the hammer correctly, hit them exactly on the target using a nail simulator, evaluate their actions after a strike, the result of which is displayed on the scoreboard. The device, thus, turns into a simulator, because there is an inverse relationship between the successive actions of the student who sees the results of his exercises on the indicator, namely, on the indicator a stylized image of the nail after the strike is displayed and the possibility of coordinating them. The electronic circuit remembers this position of the nail after the impact indefinitely, to reset the indicator, you must press the reset button, then the device is again ready to reproduce the result of the next blow with a hammer. The speed of the device is such that it is able to respond to an electrical contact lasting less than one thousandth of a second.

Получение технического результата полезной модели возможно только за счет имитации гвоздя, т.е. металлического шарика в струе воздуха, сквозь имитируемые сколачиваемые детали, роль которых выполняет ударная площадка, и электронной схемы, что позволяет повысить наглядность пользования тренажером, сохранив физическую сущность забивания гвоздя, т.к. необходимо прикладывать механическое усилие для преодоления сопротивления.Obtaining the technical result of a utility model is possible only by simulating a nail, i.e. a metal ball in a stream of air through simulated knocked-out parts, the role of which is played by the impact platform, and an electronic circuit, which improves the visibility of using the simulator, while preserving the physical essence of nailing, as it is necessary to apply mechanical force to overcome resistance.

Патентные исследования показали, что в изученном уровне техники отсутствуют аналогичные решения. Приведенные выше отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому полезная модель соответствует критерию «новизна».Patent studies have shown that in the studied prior art there are no similar solutions. The above distinguishing features are new in comparison with the prototype, so the utility model meets the criterion of "novelty."

Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».This technical solution can be reproduced industrially, therefore, it meets the criterion of "industrial applicability".

На фиг.1 представлен тренажер 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 электронная схема, которая работает следующим образом. Сигнал формируется с помощью замыкания-размыкания электрической цепи, при этом используется метод так называемого «контактного щупа». Здесь с выхода контактной площадки, т.е. имитатора сколачиваемых деталей, в исходном состоянии снимают потенциальный сигнал U, а в момент касания площадки щупом, уровень сигнала становится равным О. 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. В формирователе используется принцип непосредственной установки RS триггера в соответствии с состоянием переключателя SB1. Формирователь представляет собой одноразрядный тактируемый регистр с периодом тактируемых входных тактов Т>10-20 мс. Он прост, для его подключения к переключателю SB1 требуется лишь два резистора и двухпроводная линия (фиг.4). Таких устройств используется три по числу элементов ударной площадки.Figure 1 presents the simulator for learning how 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 presents the electronic circuit, which operates as follows. The signal is formed using the closure-opening of the electrical circuit, using the method of the so-called "contact probe". Here, from the exit of the contact pad, i.e. the simulator of knocked together parts, in the initial state they remove the potential signal U, and at the moment the pad touches the probe, the signal level becomes equal to 0. The hammer itself plays the role of the probe in this design (Fig. 3). The signals generated by the contact pair are accompanied by a “bounce”, the duration of which is from 8 to 12 ms. To eliminate the "bounce" in the received signal at the output of the contact set shaper. 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 one-bit clock register with a period of clocked input ticks T> 10-20 ms. It is simple, to connect it to the switch SB1 requires only two resistors and a two-wire line (figure 4). There are three 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 прячется 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 работающего двигателя. Ударная площадка, как имитатор сколачиваемых деталей, крепится через амортизатор (слой резины). Ударная площадка разделена на три части, которые электрически не контактируют между собой; это 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 When a jet 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 hides in 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, whose injection hose is extended to reduce the noise of the running engine. The shock pad, as an imitator of hammered together parts, is mounted through a shock absorber (rubber layer). The shock pad is divided into three parts that are not electrically in contact with each other; these are two plates and a pipe for air passage. 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.

и центральным отверстием. 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 на фиг.4 после попадания молотком по центральному отверстию, над которым только что покачивался металлический шарик, или по одной из половин ударной площадки.and center hole. 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 the 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. 4 after hitting a central hole with a hammer, over which a metal ball has just swayed, or along one of the half of the strike pad.

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, он показывает: согнулся ли гвоздь влево, вправо, вертикально вошел в сколачиваемые детали. Работа тренажера в режиме контроля.When the simulator is turned on, 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, it shows: whether the nail is bent to the left, to the right, vertically entered the hammered together parts. The simulator is in control mode.

Электронная схема (фиг.5) работает следующим образом. В схеме всего три информационных входа. Первый предназначен для записи числа точных попаданий молотком по имитатору гвоздя, второй - по одной из половин имитатора сколачиваемых деталей, т.е. когда удар пришелся мимо, третий - числа попаданий по другой половине имитатора с сколачиваемых деталей, т.е. гвоздь загнулся либо вправо, либо влево, либо вертикально вошел в сколачиваемые детали. Электронная схема не подсчитывает число The electronic circuit (figure 5) works as follows. There are only three information inputs in the circuit. The first is intended to record the number of precise hits by a hammer on a nail simulator, the second - on one of the halves simulator of hammered parts, i.e. when the blow came past, the third - the number of hits on the other half of the simulator from the hammered together parts, i.e. the nail was either bent to the right, or to the left, or vertically entered the hammered together parts. The electronic circuit does not count the number

ударов, которые пришлись только по правой либо только по левой половине имитатора сколачиваемых деталей, а показывает их общее число (сумму всех попаданий молотком по имитатору сколачиваемых деталей, которые пришлись мимо). Это сделано с целью упрощения пользования тренажером.hits that occurred only on the right or only on the left half of the simulator of hammered parts, and shows their total number (the sum of all hits with a hammer on the simulator of hammered parts that came by). This is to simplify the use of the simulator.

Т.о. счетчик СТ1 считает по модулю 10 общее число ударов молотком, которые пришлись мимо, а счетчик СТ1 - число точных ударов молотком, которые пришлись по имитатору гвоздя. В схему кроме трех информационных входов введены еще два: «сброс» - для установки показаний счетчика в исходное (нулевое) положение, и «результат» - включающий индикацию только после полного ввода информации, т.е. после заранее оговоренного общего числа ударов. Этой кнопкой в режиме «контроля» пользуется педагог, а для самоконтроля - обучаемый.T.O. Counter CT1 counts modulo 10 the total number of hammer blows that came by, and counter CT1 counts the number of accurate hammer blows that hit the nail simulator. In addition to the three information inputs, two more are introduced into the circuit: “reset” - to set the counter to its initial (zero) position, and “result” —including the indication only after complete input of information, i.e. after a predetermined 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 для исключения «дребезга контактов» при ударе молотком по имитатору гвоздя на тренажере или по имитатору сколачиваемых деталей. В блоке индикации совместно со светодиодами использованы преобразователи двоично-десятичного кода в код семисегментных индикаторов.Each input has a single pulse shaper on RS triggers to eliminate “contact bounce” when hammering a nail simulator on a simulator or a simulated hammer part. Converters of binary-decimal code to a code of seven-segment indicators are used in the display unit together with LEDs.

Тренажер доступен для изготовления в условиях общеобразовательных учреждений и прост в использовании.The simulator is available for manufacture in educational institutions and is easy to use.

Claims (4)

1. Тренажер для обучения работе с молотком содержит корпус, ударную площадку, электронную схему, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени наглядности, содержит корпус, где сверху на листе резины, как на амортизаторе, располагается ударная площадка, которая имитирует сколачиваемые детали, разделенная на три части, электрически не контактирующие между собой: две половины самой площадки плюс труба центрального отверстия, куда подается воздух от компрессора, который способен поддерживать над имитатором сколачиваемых деталей металлический шарик, который имитирует гвоздь, последний при попадании молотком прячется в отверстие.1. The simulator for learning how to work with a hammer contains a body, an impact pad, an electronic circuit, characterized in that, in order to increase the degree of visibility, it contains a housing where, on top of a sheet of rubber, like a shock absorber, there is an impact pad that simulates knocked together parts, divided into three parts that are not electrically in contact with each other: two halves of the platform itself plus a central hole pipe where air is supplied from the compressor, which is capable of supporting metal parts hammered together over the simulator A ball that simulates a nail, the latter hiding in the hole when hit with a hammer. 2. Тренажер для обучения работе с молотком по п.1, отличающийся тем, что электронная схема включает табло, которое демонстрирует форму гвоздя после удара, так оно может показать в какую сторону загнулся гвоздь после нанесенного удара: гвоздь загнулся вправо, влево или вошел в сколачиваемые детали вертикально вниз.2. The hammer training simulator according to claim 1, characterized in that the electronic circuit includes a scoreboard that shows the shape of the nail after the strike, so it can show which side the nail is bent after the strike: the nail is bent to the right, left or entered hammered parts vertically down. 3. Тренажер для обучения работе с молотком по п.1, отличающийся тем, что при этом электронная схема обладает памятью и может длительное время хранить информацию об ударе молотком по гвоздю.3. The simulator for learning how to use a hammer according to claim 1, characterized in that the electronic circuitry has a memory and can store information about a hammer blow on a nail for a long time. 4. Тренажер для обучения работе с молотком по п.1, отличающийся тем, что может работать в двух режимах: обучения и контроля, когда на табло демонстрируется количество точных ударов по имитатору гвоздя и число ударов, которые пришлись мимо.4. The training simulator for working with a hammer according to claim 1, characterized in that it can operate in two modes: training and control, when the scoreboard shows the number of accurate strokes on the nail simulator and the number of strokes that came by.