Устройство для оценки мастерства вождения оператора бронированной гусеничной машины

 

Изобретение относится к техническим устройствам обучения и контроля качества подготовки механика-водителя бронированной гусеничной машины. Устройство содержит датчик угловой скорости транспортного средства, блок измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя, преобразователь напряжения в интервал времени, первый счетчик импульсов, задатчик числа оборотов коленчатого вала двигателя, блок выбора программы движения, блок управления, запоминающее устройство, генератор импульсов, делитель, элемент ИЛИ-НЕ, блок сравнения, второй счетчик импульсов, блок памяти, таймер, блок оценки, задатчик времени выполнения упражнения и переключатель режима работ. Устройство позволяет повысить точность оценки деятельности обучаемого по полноте использования скоростных возможностей бронированной гусеничной машины в различных условиях движения. 3 ил.

Изобретение относится к техническим устройствам контроля качества подготовки механика-водителя бронированной гусеничной машины (БГМ).

Методика обучения вождению предусматривает привитие механикам-водителям навыков полного использования скоростных возможностей БГМ в различных условиях движения. Поскольку норматив по скорости должен выражать ее максимально возможное значение в конкретных условиях движения, постольку и объективность нормирования оценки за среднюю скорость должна заключаться в наибольшей точности определения ее максимального значения в этих условиях. Только в этом случае по выполнению норматива можно судить о полноте реализации скоростных возможностей машины. В связи с этим разработана научно обоснованная система оценки действий оператора вождения и бортовая аппаратура для их регистрации.

Известен бортовой комплект приборов для оценки умений вождения БГМ ( Рымаренко А. Г. и Зимин К.В. Технические средства интенсификации обучения вождению танка. -М.: ВА БТВ, 1970, с.133), содержащий программно-регистрирующий блок и датчик: пути и остановки, прохода рубежа и ограниченного прохода, включенной передачи, угловой скорости транспортного средства, расхода топлива и вертикальных ускорений корпуса машины. Схема программно-регистрирующего блока включает: блок выбора программы движения, блок оценки, таймер, задатчик времени выполнения упражнения, блок счетчиков импульсов, переключатель режима работ и цепи коммутации.

Недостатком известного бортового комплекта является большая трудоемкость работ по подготовке его приборов к работе при корректировании оценки за скорость движения в случае изменения характеристик трассы. Для проведения указанных операций при изменении характеристик трассы, необходимо каждый раз дополнительно определять сопротивление движению и пользуясь полученными заранее зависимостями, устанавливать норматив по скорости. Инструктор, пользуясь таблицей скоростей движения, задает с помощью переключателей таймера время выполнения упражнения, которое в виде кода поступает в блок оценки. Определение сопротивления движению известными способами и устройствами затруднено, ввиду того, что последние сложны по конструктивному исполнению, требуют сложной измерительно-регистрирующей аппаратуры и высокой трудоемкости обработки результатов измерений, что снижает эффективность обучения.

Задачей изобретения является повышение эффективности обучения вождению путем повышения точности оценки деятельности обучаемого по полноте использования скоростных возможностей БГМ в различных условиях движения.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для оценки мастерства вождения оператора БГМ, содержащее датчик угловой скорости транспортного средства, блок оценки, подключенный входом к выходу таймера, соединенного одним из входов с первым выходом задатчика времени выполнения упражнения, подключенного вторым выходом к входу переключателя режима работ, связанного одним из выходов с одним из входов блока выбора программы движения, подключенного другим входом к выходу первого счетчика, согласно изобретения, снабжено задатчиком числа оборотов коленчатого вала двигателя, подключенным выходом к третьему входу блока выбора программы движения, соединенного выходом с одним из входов блока сравнения, выход датчика угловой скорости подключен к блоку измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя, связанного выходом со входом преобразователя напряжения в интервал времени, подключенного одним из его выходов к входу блока управления, другим выходом к одному из входов элемента ИЛИ-НЕ, а вторым входом соединенным через запоминающее устройство с другим выходом блока измерения частоты вращения коленчатого вала, генератор импульсов подключен через делитель частоты к другому входу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к одному из входов первого счетчика, другой вход которого соединен с одним из выходов преобразователя напряжения в интервал времени, при этом другой вход таймера подключен к выходу блока памяти, входы которого соединены соответственно с третьим выходом задатчика времени выполнения упражнения, другим выходом переключателя режима работ и выходом второго счетчика, подключенного входом к выходу блока сравнения, другой вход которого соединен с третьим выходом переключателя режима работ, а выход блока управления соединен с одним из входов элемента ИЛИ-НЕ.

На фиг. 1. представлена структурная схема устройства для оценки мастерства вождения оператора БГМ; на фиг. 2. - структурная схема блока измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя; на фиг. 3. - структурная схема преобразователя напряжения в интервал времени.

Устройство содержит датчик 1 угловой скорости транспортного средства, блок 2 измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя, преобразователь 3 напряжения в интервал времени, первый счетчик 4 импульсов, задатчик 5 числа оборотов коленчатого вала двигателя, блок выбора программы движения 6, блок 7 управления, запоминающее устройство 8, генератор 9 импульсов, делитель 10, логическую схему 11 ИЛИ-НЕ, блок 12 сравнения, второй счетчик 13 импульсов, блок 14 памяти, таймер 15, блок 16 оценки, задатчик 17 времени выполнения упражнения и переключатель 18 режима работ.

Блок 2 (фиг. 1) содержит ждущий мультипликатор 19, вход которого через триггер 20 подключен к датчику угловой скорости транспортного средства, а выход через первый фильтр 21 низкой частоты, дифференциатор 22, и второй фильтр 23 подключен к аналоговому коммутатору 24, первый вход которого является входом запоминающего устройства, а второй выход аналогового коммутатора объединен с выходом первого 25 селектора уровня и является первым входом преобразователя напряжения в интервал времени, при этом одним входом первый селектор уровня подключен параллельно к входу дифференциатора, а на другой его вход подается напряжение, соответствующее заданной частоте вращения с задатчика 26.

Преобразователь 3 (фиг. 3.) содержит, подключенный первым входом к выходу блока измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя, элемент 27 ИЛИ-НЕ, другой вход которого является выходом блока управления, а выход - подключен через первый вход управляющего триггера 28 и генератор 29 к первому входу второго селектора уровня 30, второй вход которого является выходом преобразователя напряжения.

Блок выбора программы движения 6 содержит элемент ИЛИ, подключенные к его входам ключевые элементы и элемент НЕ, подключенный к одному входу ключевого элемента.

Генератор импульсов 9 выполнен по схеме автоколебательного мультивибратора на логических элементах типа ИЛИ-НЕ.

Двигатель 10 осуществляет деление частоты сигнала, поступающего с кварцевого генератора, в 32 раза - до частоты 3.125 кГц. Импульсы частотой 3.125 кГц используются в качестве счетных импульсов при времяимпульсном преобразовании. Делитель собран на триггерах, соединенных по схеме двоичного счета с коэффициентом счета равным 32. Делитель подключается к счетчику через логическую схему ИЛИ-НЕ.

Устройство работает следующим образом.

При подготовке устройства к работе инструктор с помощью переключателя 18 режима работ осуществляет нормирование оценки за среднюю скорость движения по заданному маршруту упражнения. При этом сигнал с одного из выходов переключателя 28 поступает на вход блока выбора программы движения 6, который обеспечивает прием сигналов с задатчика 5 числа оборотов коленчатого вала двигателя, соответствующих разгонной характеристике танка на различных грунтах.

Ориентируясь по таблице средних скоростей движения для одной трассы маршрута упражнения, инструктор выбирает при помощи задатчика 5 число оборотов коленчатого вала двигателя, которое в виде кода поступает в блок выбора программы движения 6, выбирает время выполнения упражнения, сигнал в виде кода поступает через переключатель 18 режима работ на второй вход блока 12 сравнения и на вход таймера 15, где в зависимости от кода времени выполнения упражнения формируются характеристики работы таймера, влияющие на нормирование оценки за скорость движения в блоке 16 оценки выполнения упражнения. С выхода задатчика 17 сигнал о его включении поступает на переключатель 18 режимов работ, где преобразуется в сигналы, необходимые для работы второго счетчика 13 импульсов блока сравнения 12 и блока 14 памяти. С выхода переключателя 13 сигналы поступают на второй вход блока 12 сравнения, разрешая ему установить значение числа оборотов коленчатого вала двигателя, поступающего с датчика 5, на вход счетчика 13, определяющего код ячейки памяти в блоке памяти 14 и на вход блока 14, разрешая запомнить код времени выполнения упражнения для различных характеристик грунта.

Таким образом, набирая поочередно при помощи задатчика 5 числа оборотов коленчатого вала двигателя величину сопротивления движению и включая соответствующее ей время выполнения упражнения с помощью задатчика 17, производится нормирование оценки за скорость движения по трассе маршрута упражнения с различными возможными характеристиками грунта.

По окончании нормирования оценки инструктор с помощью переключателя 18 режимов работы обеспечивает переключение этого блока в режим "Обучение".

В режиме "Обучение" на выходе переключателя 18 формируются сигналы, поступающие на входы блока 12 сравнения и блока 14 памяти, разрешая считывание информации этих блоков, а также на блок выбора программы движения 6, переключая его на прием сигналов первого счетчика 4 импульсов.

Во время трогания машины с места механик-водитель включает передачу и нажимает на педаль подачи топлива. При этом датчик 1 угловой скорости транспортного средства формирует импульсы синусоидальной формы с частотой пропорциональной угловой скорости коленчатого вала двигателя, значение которой находится в прямой зависимости от изменения значений характеристик состояния грунта. Сохранение такой зависимости было положено в основы нормирования оценочных показателей по средней скорости движения в изменяющихся условиях при выполнении упражнений Курса вождения.

Сигнал с датчика 1 угловой скорости транспортного средства поступает на блок 2 изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя, триггер которого 20 преобразует исходные сигналы в прямоугольные импульсы. Фронтами импульсов осуществляется запуск ждущего мультивибратора 19, который вырабатывает импульсы постоянной длительности и амплитуды. Подключенный к входу ждущего мультивибратора первый фильтр 21 нижних частот выделяет из последовательности импульсов постоянную составляющую. Это напряжение, пропорциональное частоте вращения коленчатого вала двигателя, подается на вход дифференциатора 22 и управляющий вход первого селектора 25 уровня. С выхода дифференциатора 22 напряжение, пропорциональное угловому ускорению коленчатого вала двигателя, поступает на вход второго фильтра 23, где осуществляется дополнительная фильтрация. Одновременно, с включением передачи, на второй вход первого селектора уровня подается напряжение, соответствующее заданной частоте вращения коленчатого вала типа двигателя. В момент равенства частоты вращения коленчатого вала двигателя заданной частоте на выходе первого селектора уровня появляется управляющий сигнал. Этот сигнал воздействует на аналоговый коммутатор 24 и через логическую схему элемента 27 ИЛИ-НЕ на управляющий триггер 28.

Аналоговый коммутатор 24 передает сигнал с выхода фильтра 23 на вход запоминающего устройства 8 при отсутствии управляющего напряжения с выхода первого селектора 25 уровня и прекращает передачу сигнала в момент появления управляющего напряжения.

Запоминающее устройство, таким образом, запоминает значение напряжения, пропорциональное скорости изменения частоты в момент достижения частоты вращения заданной величины.

Одновременно с запоминанием по сигналу с выхода первого селектора уровня происходит запуск генератора 29. При этом на второй вход второго селектора 30 уровня поступает напряжение с выхода запоминающего устройства, а на первый - с выхода генератора 29, когда напряжение пилы равно 0, триггер 28 автоматически производит запуск счетчика 4 импульсов. Импульсы стабильной частоты с генератора 9, непрерывно поступающие на вход первого счетчика 4, заполняют его, когда счетчик открыт, т.е. в течении времени, пропорционального ускорению коленчатого вала двигателя в режиме разгона до эксплуатационных оборотов, например, 1600 об/мин.

В момент равенства напряжения пилы и измеряемого напряжения, т.е. заданного значения оборотов коленчатого вала двигателя, второй селектор 30 уровня выдает импульс, который возвращает триггер 28 в исходное состояние. Число импульсов, прошедших на счетчик, представляет собой результат измерения скорости изменения частоты импульсов тока - ускорение, которое пропорционально изменению характеристик грунта.

С выхода первого счетчика 4 сигнал в виде кода номера импульса поступает через блок выбора программы движения 6 на вход блока 12 сравнения. При совпадении номера импульса с первого счетчика 4 с номером импульса, установленном в блоке 12 сравнения, формируется сигнал, который поступает на вход второго счетчика 13. Второй счетчик импульсов выбирает номер заномерованной ячейки памяти в блоке 14 памяти, с выхода которого сигнал в виде кода времени выполнения упражнения поступает на выход таймера 15, где осуществляется автоматическая установка норматива времени на его срабатывание в зависимости от характеристик грунта, которые измеряются при каждом трогании машины с места и ее разгоне.

В случае повышения установленного норматива времени выполнения норматива обучаемым на выходе таймера формируется сигнал, который воздействует на оценочные показатели блока 16 оценки, обеспечивая соответствующее изменение оценки за выполнение упражнения.

Предлагаемое устройство является более эффективным по сравнению с известными. Если в известных устройствах время подготовки к работе складывается из времени определения сопротивления движению и времени введения соответствующей информации, то в данном устройстве этого нет. Здесь время подготовки устройства к работе складывается из времени, затрачиваемого на выбор при помощи органов управления задатчика числа оборотов коленчатого вала двигателя значения углового ускорения и записи его в блок памяти при помощи органов управления задатчика времени выполнения упражнения самого устройства не непосредственно в день проведения, а заранее, так как обучение вождению БГМ, как правило, осуществляется на маршрутах упражнений предусмотренных Курсом вождения. Количество и виды препятствий определены условиями упражнений. Расстояние между препятствиями не изменяется. Следовательно, для любой трассы можно заранее просчитать максимально возможные значения скорости движения для различных характеристик грунта, которые и определяются с использованием предлагаемого устройства, непосредственно в ходе выполнения упражнения. Как показали исследования, значение средней скорости движения БГМ при выполнении зачетного упражнения может изменяться в 1,5-2 раза из-за изменения соответствия грунта непосредственно в ходе занятия. Учитывая этот факт можно предположить, что качество обучения вождению с использованием предлагаемого устройства повысится во столько же раз. При этом экономия времени будет равна времени определения сопротивления движению известными способами и устройствами, что увеличит эффективность обучения в два раза, то есть позволит увеличить количество обучаемых за то же время не менее, чем в два раза, при более высоком качестве обучения.

Возможность осуществления изобретения представлена описанием его конструкции и его функционирования.

Формула изобретения

Устройство для оценки мастерства вождения оператора бронированной гусеничной машины, содержащее датчик угловой скорости транспортного средства, блок оценки, подключенный входом к выходу таймера, соединенного одним из входов с первым выходом задатчика времени выполнения упражнения, подключенного вторым выходом к входу переключателя режима работы, связанного одним из выходов с одним из входов блока выбора программы движения, подключенного другим входом к выходу первого счетчика, отличающееся тем, что оно снабжено задатчиком числа оборотов коленчатого вала двигателя, подключенным выходом к третьему входу блока выбора программы движения, соединенного выходом с одним из входов блока сравнения, выход датчика угловой скорости подключен к блоку измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя, связанного выходом со входом преобразователя напряжения в интервал времени, подключенного одним из его выходов к входу блока управления, другим выходом к одному из входов элемента ИЛИ-НЕ, а вторым входом соединенным через запоминающее устройство с другим выходом блока измерения частоты вращения коленчатого вала, генератор импульсов подключен через делитель частоты к другому входу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к одному из входов первого счетчика, другой вход которого соединен с одним из выходов преобразователя напряжения в интервал времени, при этом другой вход таймера подключен к выходу блока памяти, входы которого соединены соответственно с третьим выходом задатчика времени выполнения упражнения, другим выходом переключателя режима работ и выходом второго счетчика, подключенного входом к выходу блока сравнения, другой вход которого соединен с третьим выходом переключателя режима работ, а выход блока управления соединен с одним из входов элемента ИЛИ-НЕ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3