Тренажёр водительского мастерства: конструкторское решение
Дата публикации: 21.07.2015 2015-07-21
Статья просмотрена: 672 раза
Библиографическое описание:
Шоколов, Е. Д. Тренажёр водительского мастерства: конструкторское решение / Е. Д. Шоколов, Н. А. Разгоняев, А. А. Савицкий, В. Ю. Пищиков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 19.1 (99.1). — С. 61-64. — URL: https://moluch.ru/archive/99/22401/ (дата обращения: 23.09.2021).
В статье дается описание тренажера водительского мастерства, созданного коллективом студентов. Конструкция тренажера, предлагаемая в данной статье, будучи экономически доступно, позволяет существенно снизить затраты на занятие автоспортом для учащихся.
Ключевые слова: тренажер водительского мастерства, конструкторское решение, оптимизация технологии.
Автомобильные гонки являются массовым видом спорта. Существует множество поклонников автоспорта во всём мире. Но этот вид спорта требует больших денежных затрат (покупка автомобиля, покрышек, топлива, эксплуатационных материалов, запасных частей). Как снизить затраты на любимое увлечение? Использовать тренажёры!
Автотренажеры появились в 20-х годах 20 века. Они обеспечивали имитацию движения по дороге, что позволяло будущим водителям быстрее приобрести навыки управления автомобилем. В наше время промышленностью выпускается большое количество разнообразных тренажёров. Назначение современных автотренажёров колеблется от получения первоначальных навыков до отработки приёмов высшего водительского мастерства. Автотренажер водительского мастерства — устройство, предназначенное для подготовки водителей автомобилей и состоящее из элементов, моделирующих рабочее место водителя и дорожную обстановку.
Пожалуй, не стоит сравнивать автотренажёр с авто-симулятором. Это далеко не одно и то же. Даже самые хорошие компьютерные авто-симуляторы имитируют лишь динамику поведения автомобиля на дороге, но не развивают необходимых навыков управления им. Более того, человеку долгое время использующему авто-симулятор в качестве средства обучения или просто игрушки, привить правильные навыки управления автомобилем и адекватного поведения на дороге может быть также сложно, как научить правшу писать левой рукой.
Современный автотренажёр состоит из двух основных частей:
1) Аппаратной, которая представляет собой полный аналог водительского места реального автомобиля, включая устройства управления, контроля и безопасности, позволяет развить координацию и подвижность стопы обучающегося при работе с педалями, правильным приёмам руления, технике переключения передач.
2) Программной, которая позволяет смоделировать различные условия дорожного движения.
Выполнив мониторинг конструкций автотренажёров и их цены, мы решили изготовить тренажёр самостоятельно. Важнейшими причинами, побудившими создавать тренажёр самостоятельно, послужило:
1) Отсутствие в продаже тренажёров, имитирующих автомобили с правым расположением руля. В нашем регионе основная масса автомобилей праворульные. Расположение органов управления тренажёра должно соответствовать реальному автомобилю.
2) Стоимость нового автотренажёра составляет от 150 тыс. рублей. А стоимость тренажёра, имитирующего режим гонки, от 350 тыс. рублей. Это неподъёмные деньги для студентов.
В процессе создания тренажёра была выполнена конструкторско-технологическая проработка:
– Создание 3-D модели в программе Autodesk Inventor
– Создание сборочных и деталировочных чертежей
– Разработка технологии изготовления
Конструкторско-технологические решения были воплощены в металле.
Чертежи, конструкторские модели представлены на рисунках 1,2,3,4 и 5.
Калькуляция стоимости изготовления тренажера представлена в Таблице №1. В ней отражены расходы на комплектующие, затраты на выполнение работы в расчет взят не был, так как сборка проводилась силами учащихся техникума. Стоимость указана в ценах 2014 года.
Стоимость материалов, использованных при создании модели тренажера водительского мастерства
Источник
Самодельный авто симулятор и авто тренажер
Для тех кто интересуется сборкой учебного автосимулятора я выкладываю схематические чертежи и схему, той установки которую собрал я лично, учебный автосимулятор я собрал с нуля сам и при этом я не использовал чужие наработки так как по этой теме нечего не нашел. Эта идея пришла мне в голову в конце 2015 года до этого я этим не занимался, игрового руля у меня не было не когда. Началось всё 8 октября 2015 года, когда я купил игровую приставку Титан 2, играя в гонки на этой приставке (аналог SEGA 16 bit) мне захотелось попробовать подключит к игровой консоли руль и педали. В начале 2016 года автосимулятор был сделан. В принципе нечего сложного, при изготовлении этой установки я использовал самые простые технические решения: Простые инструменты, недорогие материалы, несложные технические решения. В итоге у меня получилась очень удобная, крепкая и главное недорогая авто установка которая легко собирается и также легко разбирается в случае необходимости. Первое что я подключил к автосимулятору как я уже говорил ранее, это была игровая консоль Титан 2, на Ютюбе по этой теме есть мой видео ролик на моем ВИДЕО канале,https://www.youtube.com/channel/UCcGKQ7Ob2KjHY4GXow4181A если интересно то смотрите там всё очень подробно. Поиграв в гонки некоторое время с дочерью, мы решили что графика и сами гонки на Sege 16bit по нынешним временам очень устарела. Поэтому я начал искать более современные и интересные решения чтобы поиграть в гонки и привить своему ребенку навыки управления автомобилем. ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ>>>
по применению и эксплуатации учебного автосимулятора, разработана в 2017 году. Автор Туктаров Ю.
Настоящее учебное пособие разработано в 2017 году в связи с большим интересом к данной теме, конструкции автосимулятора и к самому вопросу обучения вождению новых участников дорожного движения. Само обучение вождению должно проходить в интересной игровой форме, так как такой метод, по мнению психологов способен принести ощутимые результаты в довольно сжатые сроки, что и является ключевым моментом в деле начальной подготовки неопытных пользователей к реальной автошколе и повышению навыков управления автомобилем в безопасном режиме используя автосимулятор.
Область применения учебного автосимулятора
Учебный симулятор может применяться как в общественных организациях типа школа, автошкола, интернаты, колледжи, техникумы, институты, клубы, также и как развлечение в игровых салонах, станциях техобслуживания, крупных магазинах, (в армейских частях можно на базе этого учебного автосимулятора сделать учебный танковый симулятор) и для других государственных или частных организациях. В силу своей небольшой стоимости, небольших размеров, компактности, возможности легкой разборки и сборки в короткие сроки (30 минут) есть перспектива использования непосредственно дома, в домашних условиях как учебный тренажер либо как развлекательный авто центр.
При проектировании и создании данной установки я придерживался трех главных принципов:
Данная конструкция должна быть создана при использовании самых простых технологий, при использовании самых простых инструментов, которые наверняка есть практически у всех.
Материал, из которого создана сама установка и различные агрегаты, в том числе электронные компоненты из самых распространенных и недорогих компонентов, материалов, деталей. В этом направлении я поставил перед собой задачу, что бы повторить, сделать такую же установку было очень легко, просто и недорого. Все новые доработки или усовершенствования по данной теме я постоянно публикую в интернете.
Вторая задача, которую я поставил перед собой в рамках этого проекта, все агрегаты, детали, должны быть очень прочными, иметь довольно-таки внушительный ресурс, хорошую устойчивость к механическим воздействиям, так как предполагается, что в ходе эксплуатации на всю установку и на многие детали будет оказываться довольно таки внушительные механические воздействия. Как пример приведем всем понятный процесс, который происходит во время управления автомобилем на большой скорости: В критической обстановке водитель нажимает на педаль тормоза, как показывают различные тесты, водитель давит на педаль всем весом. Такое поведение заложено в подсознание человека в рамках программы самосохранения, то есть это происходит на уровне подсознания. Поэтому всем кто пользуется игровым рулем (прикрученному к столу ) и педалями лежащими на полу, хорошо знакомо чувство что педали постоянно укатываются от вас, чтобы вы не делали. Единственное решение этого вопроса сделать жесткую сцепку между рулем, педалями и автокреслом. С этой задачей хорошо справляется учебный автосимулятор, при этом пилот испытывает те же самые ощущения что и в реальном автомобиле, чувство, реальной виртуальной реальности, другим способом достичь такого эффекта невозможно, также как и положение пилота в учебном автосимуляторе ( практически горизонтальное положение пилота в учебном автосимуляторе, регулировка спинки автокресла, регулировка рулевой колонки и прочее . ), нельзя повторить при помощи обычного стула , стола с рулем и лежащих под столом педалей управления.
Третья и одна из наиглавнейших задач добиться, что бы пользоваться учебным автосимулятором мог маленький ребенок и взрослый крупный человек, и при этом, что бы было удобно и тем и другим, решение этого непростого вопроса требует огромных усилий, так как вопрос этот изначально сложный. На решение этого вопроса мной было потрачено множество времени, усилий, множество проб и ошибок. Как не странно, но по этой интересной и востребованной теме в интернете я нечего не нашел по этому всё что я сделал, я сделал с нуля. Надеюсь, что мой опыт будет полезен для многих творческих людей желающих собрать учебный автосимулятор в домашних условиях, возможно, вам даже удастся, что-то улучшить в моей конструкции или исправить какие-то допущенные мной ошибки. В любом случае я буду рад хоть чем-то помочь вам.
Возможност и учебного автосимулятора
1. Разработана возможность быстрой регулировки расстояния между автокреслом и педалями управления.
2. Разработана возможность регулировки панели приборов с рулем относительно своей оси проходящей в верхней точки крепления с лева на права. 360 градусов в теории и на практике.
3. Разработана возможность регулировки панели приборов с рулем, по высоте, в верх либо в низ, по вертикальной направляющей, оставаясь притом в горизонтальном положении.
4. Разработана возможность регулировки панели приборов с рулем относительно автокресла из нижней точки крепления панели приборов с рулем.
5. Как вариант разработаны три оригинальных принципиально разных способа (руля) для управления виртуальной машиной. Каждый вариант имеет свои преимущества и свои недостатки (недоработки). По причине большого объема материала по данной теме в этой статье описание этих способов управления (рулей) отложено на потом. По этому вопросу я постараюсь подготовить отдельную статью с фотографиями, графиками, чертежами и прочим интересным материалом. Также материал по этой теме можно найти в Ютюбе в КОНТАКТЕ и прочих соц. Сетях.
6. Как вариант разработана две механические коробки скоростей (обычная на двух кнопках и для 3 D ИНСТРУКТОР на пяти кнопках).
7. Разработан оригинальный ручной тормоз (ручник).
8. Разработана система быстрой консолидации и замены механизма управления (руля) по своему усмотрению, желанию, либо на выбор оригинальные или самодельные, а также на любой заводской (гоночный руль), простая легкая замена, не требующая больших усилий.
9. Как вариант разработана панель управления (12 кнопок).
10. Для улучшения характеристик учебного автосимулятора постоянно разрабатываются новые способы управления, проводятся различные испытания, тесты, материалы публикуются в интернете.
Источник
ЗА РУЛЕМ, НЕ ВЫХОДЯ ИЗ КОМНАТЫ
В тот вечер Сережа рано лег спать, не капризничал и не просил почитать книжку. Он сразу закрыл глаза и старательно засопел. Но когда в доме все затихло, Сережа встал, надел тапочки и, как был в одной пижаме, тихонько скользнул в дверь.
«Темно… Но ничего, только бы добраться до руля. Ага, вот он». Сережа протянул руку, нашарил с трудом кнопку, и яркий свет фар выхватил из темноты знакомую дорогу с кустарником на обочинах, ослепительно белую разделительную полосу посредине шоссе. Сережа прислушался. Все тихо. Осторожно включил мотор, слегка нажал ногой педаль газа, и сейчас же дорога понеслась ему навстречу. Промелькнули домики, какие-то кусты, темным силуэтом проскочил и скрылся одинокий грузовик.
Сереже стало весело. Он еще «поддал» газу, мотор ровно и мощно загудел, словно тоже обрадовался скорости. Но что это? Впереди развилка. Налево? Направо? Сережа заметался. Вместо того чтобы сбросить газ, нога непроизвольно прижала педаль, дорога вильнула в сторону, тотчас же раздался треск, яркая вспышка осветила небосвод — и все окутала кромешная тьма…
…Потом Сережа почувствовал, как кто-то поднимает его на руки и укладывает в теплую еще постель. Загорелся ночник, и Сережа увидел перед собой отца.
— Ты опять за тренажером?
Да, дорогие читатели, все эти события происходили в обычной московской квартире.
Автомобиля там, конечно, не было, зато в одной из комнат находилось не совсем обычное для домашнего интерьера устройство — автотренажер, построенный мной для сына.
Мне думается, что такая несложная установка могла бы представить интерес и для оборудования детских автогородков и площадок безопасности движения.
Автотренажер — электромеханическое устройство, которое включает все основные элементы, позволяющие управлять автомобилем: рулевое колесо, педаль газа, кнопку включения фар и некоторые другие вспомогательные органы.
Кинематика автотренажера, в общем, несложна. В ней использован принцип обращения движения, то есть кинематическая схема построена так, что движется не наблюдатель, а дорожное полотно.
Устройство и взаимодействие основных узлов показаны н объяснены на рисунке 1.
Рис. 1. Устройство автотренажера:
Автотренажер включает в себя основание 1, с который при помощи шарнира 2 и опорных роликов 11 соединена поворотная рама 4. На последней установлены два направляющих рельса 10; по ним на роликах 9 может перемещаться рама 8, на которой закреплены два шкива 7 с натянутой бесконечной резинотканевой лентой 6 с нанесенным контуром дорожного полотна. Шкивы 7 и лента 6 приводятся в движение фрикционом 5. Он, в свою очередь, вращается от электродвигателя 3 с помощью резинового пасика. Рама 4 может поворачиваться вокруг шарнира 2 на роликах 11 рулевым колесом, связанным с рамой тросиками 12.
Вал электродвигателя через резиновый пасик вращает фрикцион, а тот, в свою очередь, движет ленту с нарисованной на ней дорогой. У «водителя» возникает ощущение езды. Для случая «прямой дороги» ось фрикциона совпадает с осью поворотного шарнира. Но вот впереди развилка. Вы поворачиваете рулевое колесо, перемещая при этом раму со шкивами вокруг шарнира. Фрикцион становится под углом к оси резинотканевой ленты и, по-прежнему перематывая, начинает сдвигать ее вместе со шкивами и рамой но направляющим рельсам вправо или влево. Сам фрикцион при этом будет следовать той линии, которую вы наметили для поворота.
Теперь о конструкции. Основанием автотренажера служит лист фанеры толщиной 10—12 мм. Поворотная рама собирается на клею из буковых реек сечением 20X20 мм. Направляющие рельсы изготавливаются из пластмассовых Ш-образных профилей, используемых обычно в сервантах, книжных шкафах. Ролики, на которых рама движется по рельсам, подбираются от какой-либо игрушки или от детского набора «Конструктор». Рама, поддерживающая шкивы, также собирается из буковых реек 20X20 мм. Шкивы можно сделать из отрезков дюралюминиевых труб с наружным Ø 50—60 мм и длиной около 300 мм. Резинотканевая лента толщиной 0,5 мм, имитирующая дорожное полотно, надевается на шкивы с небольшим натягом. При нанесении на ленту поворотов и развилок следует учесть, что угол последних не должен быть больше угла, на который может смещаться поворотная рама: в противном случае вы рискуете «не вписаться в поворот».
Рис. 2. Конструкция автотренажера:
1 — тубус, 2 — дверной «глазок», 3 — ветровое стекло, 4 —- резиновый пасик, 5 — «капот», 6 —- «фары», 7 — ролик, 8 — резинотканевая лента, 9 — рама, 10 — поворотная рама, 11 — основание, 12—-направляющий рельс, 13 — шарнир, 14 — шкив, 15 — двигатель от швейной машины.
Эффект присутствия создается следующим образом. К передней стенке кожуха автотренажера прикрепляется тубус, имеющий вид усеченной пирамиды и изготовленный из фанеры толщиной 4—5 мм. В малом основании пирамиды сверлятся два отверстия на 60—70 мм друг от друга (примерно соответствует расстоянию между глазами наблюдателя). В эти отверстия вставляются два дверных «глазка». В большом же основании тубуса вырезается отверстие, имеющее форму лобового стекла автомобиля. Тубус изнутри окрашивается черной матовой краской или черной тушью. Перед «лобовым стеклом» прикрепляется «крышка капота» из белой жести или дюралюминия, окрашенная в подходящий цвет. Для большей достоверности на «капоте» неплохо укрепить проволочку — «антенну» и зеркальце заднего вида.
Роль «мотора» выполняет электродвигатель от швейной машины, продающийся в комплекте с ножным реостатом, который в автотренажере служит «педалью газа».
Оформление «дороги» целиком зависит от вашей фантазии. Можно лишь дать несколько рекомендаций. Вдоль «дороги» хорошо смотрятся зеленые насаждения: трава, кустарник, деревья, а также домики. Все это можно сделать из обрезков поролона и приклеить к резинотканевой ленте.
Внутренняя поверхность кожуха автотренажера окрашивается бледно-голубой матовой краской, лучше водоэмульсионной. Внутри размещаются одна-две лампы накаливания, причем располагать их следует так, чтобы свет не попадал в глаза «водителю».
Для «езды» в ночное время под крышкой капота укрепляются две «фары» — лампочки от карманного фонаря с жестяными отражателями.
В дороге бывает много происшествий. Вот как можно имитировать одно из них: вдоль обочины «шоссе» приклейте полоски латунной или медной фольги толщиной 0,1 мм и шириной 3—4 мм. По габаритам «крышки капота» укрепите две латунные щетки с каждой стороны. При наезде щетки на полоску фольги, которая, как вы уже поняли, означает кювет, замыкается электрическая цепь. Срабатывает несложная блокировка, которая выключает электродвигатель, фару, лампы подсветки «неба» и включает темно-красную фотолампу — сигнал аварии.
Вот и все. Конечно, очень многое будет зависеть от вашей изобретательности, находчивости. Но при тщательном исполнении автотренажера он поможет вам и вашим друзьям выработать водительские навыки, станет интересным аттракционом.
И. ЕВСТРАТОВ, инженер-конструктор
Источник