UA150806U - Тренажерний комплекс для навчання фахівців-операторів важкої техніки - Google Patents

Abstract

Тренажерний комплекс для навчання спеціалістів-операторів важкої техніки, який містить робоче місце, що містить крісло оператора, пристрій візуалізації, пульт керування, керуючий обчислювальний комплекс з встановленим програмним забезпеченням. Комплекс додатково містить станцію інструктора з робочим місцем, що з'єднане із станцією оператора, робоче місце якого додатково забезпечене потужним комп'ютером, до якого залежно від поставлених задач підключений пульт керування у вигляді лівого та правого маніпуляторів, а також пристрій візуалізації у вигляді рідкокристалічного дисплея і окулярів віртуальної реальності.

Description

Корисна модель належить до тренажерів для навчання персоналу портів морського та річкового транспорту, а саме фахівців-операторів важкої техніки (крани, буксири, навантажувачі) та студентів відповідних спеціальностей із застосуванням мережевих технологій і технологій віртуальної реальності.

Відомий тренажер для навчання оператора вантажопідіймального крана (КМ РФ 137146, пріор. 07.11.2012, опубл. 27.01.2014, бюл. Мо 3, МПК (2006.01) с 09 В 9/04), який містить робоче місце з акустичною системою та з аналоговими та дискретними органами управління, механічно пов'язаними відповідно з аналоговими та дискретними датчиками їх положення, модуль імітації шуму двигуна, група виходів якого з'єднана з групою входів формувача звукових сигналів, група виходів якого з'єднана з групою входів акустичної системи, блок імітації візуальної обстановки.

Додатково містить імітатор приладу безпеки і модуль моделювання приладу безпеки.

Недоліками даного пристрою є велика кількість візуальних каналів, неможливість зміни конфігурації місця оператора тренажера під різний вид підйомно-транспортних механізмів, що звужує цільове призначення комплексу, великі витрати на впровадження пристрою та низька пропускна спроможність тренажерного курсу підготовки спеціалістів.

Відомий симулятор підйомного крана, будівельної машини або вилкового навантажувача (Патент РФ 2730697, пріор. 10.01.2017, опубл. 03.02.2020, Бюл. Мо 4, МПК (2006.01) 5 09 В 9/05), що включає кабіну управління щонайменше із засобами введення команд управління, графічний модуль симуляції для розрахунку віртуального відображення навколишньої техніки середовища та/або видимих з кабіни управління компонентів техніки, наприклад стріли або вантажного гака, а також пристрій візуалізації для відображення розрахованої віртуальної картинки, причому встановлено модуль симуляції руху для визначення руху та/або деформації машинних компонентів залежно від введених команд управління, згідно з якими графічний модуль симуляції розраховує віртуальне зображення.

Недоліками даного пристрою є велика кількість візуальних каналів, що значно здорожчує використання пристрою, та низька пропускна спроможність тренажерного курсу підготовки спеціалістів.

Найбільш близьким до заявленого є тренажерний комплекс для машиністів підйомно- транспортних механізмів (КМ РФ 116674, пріор. 19.12.2011, опубл. 27.05.2012, Бюл. Мо 15, МПК

Зо (2006.01) с 09 В 9/00), який складається з керуючого обчислювального комплексу з встановленим програмним забезпеченням, робочого місця, що включає крісло машиніста (водія) і пульт управління, пристрої візуалізації виконаного на базі трьох ширококутних проєкторів, які формують на фронтальному і бічних екранах оптичне зображення навколишнього робочого середовища.

Даний тренажерний комплекс не дає повної візуалізації навколишнього середовища та реалістичності управління, що значно знижує ефективність та якість підготовки спеціалістів, потребує великих витрат на впровадження комплексу.

В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення тренажерного комплексу для навчання фахівців-операторів важкої техніки шляхом зміни системи візуалізації, конфігурації місця оператора і розробки інноваційних маніпуляторів оператора забезпечується багатоцільове призначення тренажерного комплексу, підвищення ефективності і якості навчання, висока пропускна спроможність та невеликі витрати на впровадження комплексу.

Поставлена задача вирішується тим, що у відомому тренажерному комплексі для навчання фахівців-операторів важкої техніки, який містить робоче місце, що включає крісло оператора, пристрій візуалізації, пульт керування, керуючий обчислювальний комплекс з встановленим програмним забезпеченням, згідно з корисною моделлю, комплекс додатково містить станцію інструктора з робочим місцем, що з'єднана із станцією оператора, робоче місце якого додатково забезпечене потужним комп'ютером, до якого залежно від поставлених задач підключений пульт керування у вигляді лівого та правого маніпуляторів, а також пристрій візуалізації у вигляді рідкокристалічного дисплея і окулярів віртуальної реальності.

В іншій конкретній формі виконання в пульті керування оператора використані маніпулятори з Ріда Ріау з ОВ інтерфейсом.

В іншій конкретній формі виконання комплекс одночасно містить до чотирьох станцій операторів.

В іншій конкретній формі виконання комплекс додатково містить станцію "сигнальника" з функціоналом подачі аудіовізуальних сигналів на станцію оператора.

В іншій конкретній формі виконання комплекс одночасно містить до чотирьох станцій "сигнальників".

Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак корисної моделі і технічним результатом, 60 що досягається, полягає у наступному.

Введення в тренажерний комплекс станції інструктора з робочим місцем, що з'єднана із станцією оператора, дозволяє інструктору повністю дистанційно здійснювати запуск тренажера, контролювати його роботу, задавати погодні умови, позиції об'єктів, створювати нові об'єкти та інше. Результат виконання кожного завдання з реєстрацією допущенних помилок виводиться на екран інструктора, що підвищить ефективність і якість навчання студентів-операторів.

Крім звичайного режиму керування зі станції інструктора передбачено режим іспиту, де інструктором задається полігон для іспиту з серією завдань, успішність виконання яких перевіряється тренажерним комплексом та реєструється автоматично. Результат виконання кожного завдання з реєстрацією допущенних помилок виводиться на екран інструктора.

Виконання пульта керування оператора у вигляді лівого та правого маніпуляторів забезпечує реалістичність управління, що наближене до виробництва. В тренажерному комплексі передбачена заміна маніпуляторів та використання іншої конфігурації програмного забезпечення, що дає можливість змінювати конфігурацію місця оператора та забезпечити багатоцільове призначення комплексу і підвищення ефективності навчання.

Виконання пристрою візуалізації у вигляді рідкокристалічного дисплея і окулярів віртуальної реальності дозволяє отримати компактний тренажер з повною візуалізацією навколишнього середовища, що підвищує ефективність і якість навчання.

Використання в пульті керування оператора маніпуляторів з РішдеРіау з ОВ інтерфейсом дозволяє легко виконувати зміну конфігурації тренажера, що забезпечує багатоцільове призначення тренажерного комплексу.

Можливість одночасного підключення до чотирьох станцій операторів дозволяє значно збільшити пропускну спроможність тренажерного курсу підготовки спеціалістів та підвищити якість навчання операторів.

Підключення станції "сигнальника" з функціоналом подачі аудіовізуальних сигналів на станцію оператора дозволяє навчати персонал додатковій компетенції та специфічним операціям і забезпечує багатоцільове призначення тренажерного комплексу.

Одночасне підключення до чотирьох станцій "сигнальників" дозволяє значно підвищити ефективність та якість навчання операторів, збільшити пропускну спроможність тренажерного курсу підготовки спеціалістів.

Зо Таким чином, заявлений тренажерний комплекс дозволяє розгорнути в малогабаритному приміщенні тренажерний клас з підготовки спеціалістів, який вміщує від одного до восьми студентів-операторів та інструктора.

Суть корисної моделі пояснюється кресленнями.

На фіг. 1 показана загальна схема тренажерного комплексу, на фіг. 2 - схематичний вигляд тренажерного комплексу з додатковими станціями "сигнальника", на фіг. З - представлена фотографія робочого місця оператора, на фіг. 4 - схема програмної реалізації групи суден методами об'єктно орієнтованого програмування.

Тренажерний комплекс містить станцію оператора 1, забезпечену кріслом 2, ПК 3, маніпуляторами 4 і 5, рідкокристалічним дисплеєм 6 і окулярами віртуальної реальності 7.

Станція оператора 1 за допомогою мережі УМі-Рі 8 (фіг. 2) з'єднана із станцією інструктора 9, що забезпечена сервером 10. Одночасно із станцією інструктора 9 може бути поєднано до чотирьох станцій оператора 1. При зміні конфігурації тренажерного комплексу для навчання операторів станцій 1 додатковій компетенції та специфічним операціям в мережі встановлена станція "сигнальника" 11 з демонстраційним телевізором 12 (фіг. 2), що пов'язана з станцією інструктора 9 мережею Умі-Рі.

Тренажерний комплекс працює наступним чином.

Приклад використання тренажерного комплексу при моделюванні буксирних операцій в порту в реальному масштабі часу.

За допомогою мережі М/-Рі 8 до станції інструктора 9 із сервером 10 підключають від 1 до 4 станцій оператора 1. Інструктор зі своєї робочої станціє 9 генерує маршрути та початкові позиції суден. Інструктор має можливість дистанційно керувати суднами, змінювати час та погодні умови, додавати навігаційні об'єкти, створювати маршрути для суден, а також змінювати погодні умови (силу та напрям вітру та течії, висоту, напрям та період хвилювання, інтенсивність дощу чи снігу, видимість). При цьому на рідкокристалічному дисплеї 6 та окулярах віртуальної реальності 7 перед оператором, що навчається, формується зображення, яке відображає навколишню ситуацію за допомогою 30 графіки.

Оператор буксира може керувати буксиром за допомогою маніпуляторів 4 і 5, подавати на судно-об'єкт буксирний трос у завданих точках (приблизно 20 різноманітних точок), регулювати довжину троса.

Тренажерний комплекс працює у реальному масштабі часу з моделюванням реалістичної фізичної аеро- та гідродинамічної поведінки об'єктів. Інструктор може додавати чи вбирати навігаційні об'єкти з карти, перевіряти дистанції та напрямки.

Для імітаційного моделювання навігаційних задач, таких як робота суден у групі, робота судна з буксирами, буксировка об'єктів на гнучкому зв'язку, розходження суден розроблено віртуальне середовище (фіг. 4), у якому можуть взаємодіяти групи суден та інші об'єкти у реальному часі.

Додатково у тренажері передбачено режим іспиту. У цьому режимі інструктором задається полігон для іспиту з серією завдань. Успішність виконання завдань перевіряється тренажерним комплексом та реєструється автоматично. Результат виконання кожного завдання з реєстрацією допущенних помилок виводиться на екран інструктора (фіг. 2).

Зміна конфігурації тренажера досягається шляхом заміни маніпуляторів та запуску необхідного програмного забезпечення.

Під час використання тренажерного комплексу для імітаційного моделювання проведення вантажних операцій в порту у реальному масштабі часу станція інструктора 9 за допомогою мережі УМі-Рі 8 крім станції оператора 1 додатково з'єднана із станцією сигнальника 11 (фіг. 2).

Станцію сигнальника за допомогою НОМІ кабелю підключено до додаткового демонстраційного телевізора 12 з функціоналом подачі аудіовізуальних сигналів на станцію оператора 1.

Інструктор із своєї робочої станції 9 генерує вантажі, задає їх форму, центри ваги, вагу, початкове положення та кінцеве (заплановане положення) вантажів. Інструктор може задавати допуски (у 96 площини) кінцевого положення.

Інструктор може створювати додаткові станції сигнальників 11, розташовувати їх у зручних місцях на сцені, подавати аудіо- та візуальні команди оператору 1 за допомогою сигнальників 11. Інструктор має декілька режимів роботи камери: вид зверху та режим дрону. Інструктор може відкривати/закривати кришки трюмів судна.

Тренажерний комплекс дозволяє одночасно підключити в систему до чотирьох станцій операторів-кранівників 1 та чотирьох станцій сигнальників 11.

Задачею оператора-кранівника 1 є перенести завданні для нього вантажі у позначені інструктором 9 локації.

Зо Для імітаційного моделювання проведення вантажних операцій в порту за допомогою крану передбачено ряд різноманітних кріплень, які можуть бути обрані як оператором-кранівником, так ї інструктором. Наприклад, звичайний гак, спредери для 10", 20", 40" стандартних контейнерів та грейфер.

У тренажерному комплексі передбачено можливість вантажних операцій з судном типу комірчастий контейнеровоз зі спеціально обладнаними посадочними місцями та напрямними для стандартних контейнерів.

Обидва варіанти використання тренажерного комплексу передбачають режим іспиту, в ході якого результати виконання кожного завдання з реєстрацією допущенних помилок виводиться на екран інструктора.

Claims (5)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Тренажерний комплекс для навчання спеціалістів-операторів важкої техніки, який містить робоче місце, що містить крісло оператора, пристрій візуалізації, пульт керування, керуючий обчислювальний комплекс з встановленим програмним забезпеченням, який відрізняється тим, що комплекс додатково містить станцію інструктора з робочим місцем, що з'єднане із станцією оператора, робоче місце якого додатково забезпечене потужним комп'ютером, до якого залежно від поставлених задач підключений пульт керування у вигляді лівого та правого маніпуляторів, а також пристрій візуалізації у вигляді рідкокристалічного дисплея і окулярів віртуальної реальності.

2. Тренажерний комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що в пульті керування оператора використані маніпулятори з РідеРіау з ОВ інтерфейсом.

3. Тренажерний комплекс за пп. 1-2, який відрізняється тим, що одночасно може містити до чотирьох станцій операторів.

4. Тренажерний комплекс за пп. 1-3, який відрізняється тим, що додатково містить станцію "сигнальника" з функціоналом подачі аудіовізуальних сигналів на станцію оператора.

5. Тренажерний комплекс за п. 4, який відрізняється тим, що одночасно містить до чотирьох станцій "сигнальників".

, ши рі ОЗкнуляри і і : ! ісо екран | | віртувльної | ; , Н , і Н тн : Я реальності (МАК | : інструктора Пот остостост тд що п, ці іт : Мт ! « : нив ї Сервер то І а и | : : ПН ньссьсій ; ; Мантулатед : ! Е Мізнизулатор | : ; пос ВА Н тм рух Рі п ява і ПК- персональний комп'ютер о: ще і пк; п ! | ! 5 і з ПЗ пратрамне забезпечення й ! ін НН оператора вед: ШІ ' ще | Зі ше 1 : Н ї « ни: ПІНИ й з : 2 нвіс | , и І У евісло сператора Й : мухи птн пити пі піти тити

Фіг.1 Е5З дове тоже вна нн о

. . В у о. п

. і . З . я о ОВ ДЕКО КА ВУ

5. ар ОО о. АК КК ВК в КК

3 . их Ой п. ОО 1 І шо КИ лох ВВ 0оооохг о а ОН .

ОО. КЕ о В о п - КО оо о. ун и КВ КХ ХХХ ОКХ и ЕН КК

Фіг.2